物理实验探究专题滑动摩擦力.docx

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物理实验探究专题滑动摩擦力

5：

影响滑动摩擦力大小因素的实验探究

1.（05河北）下图所示是“研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验。

（1）在实验中，用弹簧测力计拉着木块时，应水平地拉动，且使它在固定的水平面上做运

动。

根据条件可知，木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。

（2）将图（a）和图（b）的实验进行比较可知，滑动摩擦力的大小与有关。

（3）将图（a）和图（c）的实验进行比较可知，滑动摩擦力的大小与有关。

2.（08梅州市）小林同学做“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验，如图所示。

（1）实验中采取的办法是用弹簧测力计水平拉动木块，使其在长木板上做_______运动。

（2）甲、乙两图所示的实验说明：

接触面粗糙程度相同时，_________，滑动摩擦力越大。

（3）甲、丙两图所示的实验说明：

压力一定时，___________，滑动摩擦力越大。

（4）由实验可得出的结论是：

____________________________。

3.（08黄石市）下表是某实验小组所做的“探究摩擦力大小跟哪些因素有关”的实验记录：

实验次数

接触面的材料

压力F/N

摩擦力f摩／N

①

木块与木板

8

l.6

②

木块与木板

12

2.4

③

木块与毛巾

12

5.0

（1）分析比较序号①与②的实验数据，可得出的结论是。

（2）分析比较序号的实验数据，可得出的结论是：

压力相同时，接触面越粗糙,摩擦力越大。

（3）上述研究方法叫“控制变量法”，下列实验中用到此方法的有（填序号）

①探究电压、电流与电阻的关系；②探究动能跟哪些因素有关；

③探究固体熔化时温度的变化规律；④研究影响电磁铁磁性强弱的因素。

4.（07包头市）在探究影响摩擦力大小因素的实验中，记录的结果如右下表所示。

N/N

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

f/N

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

（１）在这个实验中，使用的是控制变量法，在第１、２次实验中变量是_______,控制的变量是______。

得到的结论是：

接触面不变时，压力越大，摩擦力越大。

（２）在研究接触面对摩擦力大小的影响时，可采用第____次的实验结果，得到的结论是____________________________________________________。

次数

接触面

压力（N）

摩擦力（N）

1

木块和木板

2

0.4

2

木块和木板

4

0.8

3

木块和棉布

2

0.6

4

木块和毛巾

4

1.2

5.（08贵阳）在探究＂滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关＂的问题时，兴趣小组的同学们作了如下的猜想：

猜想A：

滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关；

猜想B：

滑动摩擦力的大小可能与压力大小有关。

为了验证上述猜想是否正确，同学们设计了如下图所示的实验

（1）步骤（a）和（b）是为了验证猜想（选填“A”或“B”）

（2）步骤（a）和（c）是为了验证猜想（选填“A”或“B”）

（3）本实验采用的科学探究方法是。

（4）实验中应使木块做匀速直线运动。

这样做的目的是：

。

6.（07四川绵阳）在探究“摩擦力的大小与什么因素有关”时，小华同学根据自己推箱子时，箱子越重，推起来越费力，提出了“影响摩擦力大小的因素可能与接触面受到的压力有关”的猜想；小辉同学根据自己推箱子时，地面越粗糙，推起来越费力，提出了“影响摩擦力大小的因素可能与接触面的粗糙程度有关”的猜想。

下图是验证他们猜想的实验装置图。

①小辉同学为了完成他自己的探究应按两图进行。

②若小华选用正确的实验装置进行实验得到下表所记录的实验数据，请根据数据在所给坐标中作出摩擦力的大小f与接触面受到的压力大小N之间的关系图象。

③根据图像可以得出f与N的关系是_______。

④小华和小辉同学在实验中都应使小车做___________运动。

7.（05福州）不同的运动项目对运动鞋摩擦力的要求不同。

某研究性学习小组对“不同类型的运动鞋底在相同平面上滑动时摩擦力的大小”进行了探究，如图所示。

他们先测出每只不同类型运动鞋的质量，再往质量小的鞋子里均匀摆放砝码，使鞋子（连同鞋里砝码）的质量均相等。

接着用弹簧测力计先后匀速拉动不同类型的运动鞋，使它们沿水平桌面滑动，读取各次弹簧测力计的读数。

（1）探究中“使鞋子（连同鞋里砝码）的质量均相等”，这是采用了研究方法。

（2）测量时，沿水平方向匀速拉动运动鞋，则此时运动鞋所受滑动摩擦力与弹簧测力计拉力的大小

。

这种测摩擦力的方法是（选填“直接”或“间接”）测量法。

8.（07恩施自治州）下图是某实验小组做的“探究滑动摩擦力与哪些因素有关”的实验。

①实验中要求必须水平匀速拉动弹簧测力计，这样做的目的是：

。

②分析甲、乙两次实验现象，可以得出的结论：

。

③分析乙、丙两次实验现象，能否得出一个科学的结论？

为什么？

。

④分析甲、丁两次实验现象，可以得出的结论：

。

9.（05南宁）小明想验证“用滚动代替滑动能减小摩擦”的正确性。

利用以下一些器材：

质量不相等、带钩的木块A和木块B，弹簧测力计，砝码、棉布、圆柱状铅笔若干，进行实验探究。

请完成以下填空：

实验步骤一：

把木块A放在水平桌面上，用弹簧测力计拉动木块，记下弹簧测力计的示数F1。

根据知识，可知F1的大小等于木块受到的摩擦力。

实验步骤二：

把放在水平桌面上，将放在其上方，用步骤一的方法拉动木块，记下弹簧测力计示数F2。

实验分析：

当满足的条件时，上述结论是正确的。

10.（07南京市）在“探究改变滑动摩擦力大小的方法”实验中，小明同学选用了一块带钩的长方体木块（重为G、各个表面粗糙程度一样）、质量相等的几个钩码、弹簧测力计一只．请补全下列步骤中的相应内容：

（1）小明把长方体木块平放在水平桌面上，为了测出滑动摩擦力的大小，他用弹簧测力计水平

拉动木块运动，记下此时弹簧测力计的示数为F1，则滑动摩擦力的大小等于；

（2）接着，他在木块上先后增加二个和四个钩码，重复步骤

（1），分别读出对应的弹簧测力计示数为F2和F3，发现F3>F2>Fl，这说明；

（3）取下钩码，他又把该木块侧放在水平桌面上，按步骤

（1）的方法再次读出弹簧测力计的示数，他这样操作是为了研究．

11.（07四川自贡）在“探究摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，同学们提出了以下几种猜想：

A.与物体质量大小有关B.与物体运动速度有关

C.与物体间的接触面积大小有关D.与物体间接触面的粗糙程度有关

实验中有一较长的水平粗糙桌面、一个带构的长方体木块和一支弹簧测力计可供使用。

次数

木块运动快慢

弹簧测力计示数/N

1

较快

1.8

2

慢

1.8

3

较慢

1.8

（1）小方用弹簧测力计水平匀速拉动木块在桌面上进行了三次实验，实验数据如右图所示，

表中数据可以验证猜想

（填序号），实验中采用控制变量法，则该实验注意保持木块与桌面间的不变，可得到的结论是。

（2）用上述器材还可以验证猜想（填序号），实验中要水平匀速拉动弹簧测力计，是因为，若实验中再提供一块长玻璃板，利用上述器材还可以验证猜想（填序号）。

12.（05沈阳）小明在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中，实验过程如图所示。

（1）比较两图能说明滑动摩擦力的大小与压力的大小有关；比较两图能说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。

（2）在此基础上小明又猜想滑动摩擦力大小是否与物体运动速度的大小有关?

请你利用图中已有器材验证小明的猜想。

写出你的做法。

13.（08攀枝花）在“探究摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，同学们提出了以下几种猜想：

A．与物体的重力大小有关

B．与物体运动的速度大小有关

C．与物体间的接触面积大小有关

D．与物体间接触面的粗糙程度有关

实验室有一个较长且光滑程度一致的木板、一个带钩的长方体木块和一只弹簧测力计可供使用。

小娟同学用弹簧测力计匀速拉动木块在水平放置的木板上进行三次实验，如图所示。

实验数据如下表所示：

次数

木块放置方式

木块运动快慢

弹簧测力计示数

1

平放

很慢

1.2N

2

平放

慢

1.2N

3

平放

较快

1.2N

（1）表中数据可以验证猜想（填序号）的正确或者错误。

（2）实验中要匀速拉动木块的原因是：

。

（3）就利用现有器材且保持木板水平，还可以验证猜想（填序号）正确或者错误，请你把验证这个猜想的实验操作过程叙述出来：

.

14.（08烟台）在探究滑动摩擦力与哪些因素有关的实验中，小明的实验过程如图所示．

（1）实验操作的关键是什么?

（2）由甲、乙两图得到的结论是__________________________________________________。

（3）图乙和图丙探究的问题是____________________________________________________。

（4）在此实验的基础上，小明又猜想：

滑动摩擦力的大小可能与物体的接触面积有关．请你利用图中已有的器材，设计探究方案验证小明的猜想．

15.（05广州）一个物体在另一个物体表面上滑行时受到的摩擦力称为滑动摩擦力，要探究物体受到的滑动摩擦力大小与什么因素有关。

（1）写出你的两个猜想。

（2）现要求验证其中一个猜想，你要验证其中的哪一个猜想?

现有器材a．一块一端带有小钩的长方体木块、b．一块铁块、c．一块长木板、d．棉布、e．毛巾、f．弹簧测力计，你应从这些器材中选择哪些必要的器材做实验?

（写器材的英文字母代号）

（3）写出验证第

（2）问中猜想的主要实验步骤及分析。

16.（08南通市）在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的活动中．

（1）在水平桌面上，用弹簧测力计水平向左拉动木块，使其作匀速直线运动，弹簧测力计示数如图所示．根据____________知识可知，木块所受的滑动摩擦力为_______N．

（2）小华将木块沿竖直方向截去一半后，测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半．他由此得出：

滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小．你认为他的探究过程中存在的问题是__________________________________________.

17.（05无锡）为探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关，小明设计了如图甲所示的实验。

（1）如果要想利用此实验来探究滑动摩擦力的大小与压力的关系，应设计怎样的实验步骤?

（2）在探究滑动摩擦力的大小是否与物体间的接触面积有关时，小明先后用大、小木块按照图甲所

示的方法进行对比实验。

小明的做法是否正确?

为什么?

（3）在研究此问题时，小红设计的实验如图乙所示，弹簧测力计一端固定，另一端钩住长方形木块，

木块下面是一长木板，实验时拉动长木板，然后读出弹簧测力计的示数，即可测出木块和木板间的摩擦力。

小明看了小红的实验后，认为小红设计的实验优于自己设计的实验。

对此，你能说出其中的原因吗?

18.（08长沙）为探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关，长沙市某中学的小刚和小明两个同学分别设计了如图甲和图乙所示的实验。

按图甲实验时，小刚用手通过弹簧测力计匀速拉动木块A，读出弹簧测力计的示数即可测出木块和木板之间的滑动摩擦力：

小明将弹簧测力计一端固定，另一端钩住木块B，木块B下面是长木板．实验时小明拖动长木板，然后读出弹簧测力计的示数，即可测出木块B和木板之间的摩擦力。

（1）请你画出木块A所受滑动摩擦力的示意图。

（2）你认为谁的实验设计更好，为什么?

。

19.（07哈尔滨）学校实践活动小组同学在利用如图所示装置探究“滑动摩擦力的大小与什么有关”时，得到如下实验数据：

长木板

不同表面

木块的

放置方式

弹簧测力计的示数/N

一个木块

两个木块叠放

光滑表面

平放

1.8

3.6

平放

2.9

3.6

粗糙表面

平放

2.4

4.8

侧放

2.4

4.8

（1）你认为表中哪个数据是不合理的，并指出导致数据不合理的原因；

（2）请你分析表格中的数据，得出实验结论；

（3）许多同学指出了该实验操作方法存在不足，请你利用现有器材进行改进，并叙述改进后有哪些优点。

在研究“滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系”的实验中，小华和小利设计的实验装置如图甲、乙所示．小华在实验中保持木板B静止，用手竖直向上匀速提拉弹簧测力计，使木块A在B上向右运动．小利在实验中保持弹簧测力计静止，用手拉木板B使其水平向左运动．在随后的交流评估过程中，多数同学认为小利的方法比较好．其原因有：

（1）拉动木板B比拉动木块A更容易；       

（2）可以使弹簧测力计的示数比较稳定；

（3）容易保证测力计沿着竖直方向施加拉力；  （4）容易保证木块A受到的拉力沿着水平方向；

（5）木块A受到的滑动摩擦力的大小跟运动的木板B是否保持匀速没有关系；

（6）木块A受到的滑动摩擦力的大小跟木板B受到的拉力F的大小没有关系．

你认同哪几个观点？

答：

（2）（5）（6）

（2）（5）（6）

（请填写序号）．

某同学在探究“摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中，设计了如下两种测量摩擦力大小的方案．

方案A：

木板水平固定，通过弹簧测力计水平拉动木块，如图所示（a）；

方案B：

木块固定，通过细线水平拉动木板，如图所示（b）．

（1）上述两种方案中，你认为更合理的方案是

b

b

，原因是

弹簧示数不受木板速度的影响，读数稳定，容易操作

弹簧示数不受木板速度的影响，读数稳定，容易操作

．

（2）该实验中应测量的物理量是

木块的重力G

木块的重力G

、

弹簧测力计读数F

弹簧测力计读数F

．

（3）除了实验必需的弹簧测计力、木板、木块、细线外，该同学还准备了质量为200g的砝码若干个．下表是通过改变木块对木板的正压力，该同学记录的数据．

实验次数

1

2

3

4

5

砝码个数

0

1

2

3

4

测力计读数（N）

0.50

1.00

1.50

1.98

2.50

木块重（N）

2.00

请根据上述数据在上图示的坐标纸上画出木块所受摩擦力与压力的关系图象．

（4）两接触面间的摩擦因数为摩擦力与相应压力的比值，由图象可知该木块与木板间的摩擦因数为

0.25

0.25

．

小明用如图甲所示的装置，探究摩擦力的大小与哪些因素有关．

（1）实验时，小明将木块放在水平木板上，弹簧测力计沿

水平

水平

方向拉动木块，并使木块做匀速直线运动，这样做的目的是

使拉力和摩擦力成为一对平衡力

使拉力和摩擦力成为一对平衡力

．

（2）实验时，小明记录的部分数据如表所示．

序号

木块放置情况

木板表面情况

压力/N

弹簧测力计示数/N

1

平放

木板

6

1.2

2

平放

木板

8

1.6

3

平放

木板

10

2.0

4

平放

木板上铺棉布

6

1.8

5

平放

木板上铺毛巾

6

3.0

分析序号

1、2、3

1、2、3

三组数据可知：

滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关，滑动摩擦力的大小与接触面所受压力F大小的关系式是

f=0.2F

f=0.2F

．

如要探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系，应选序号为

1、4、5

1、4、5

三组数据进行分析．

（3）小明在实验时还发现：

在木块没有被拉动时，弹簧测力计也有示数，且示数会变化．他请教老师，知道可用F-t图象表示拉力随时间的变化情况．若某次实验开始拉动木块直到木块匀速滑动的F-t图象如图乙所示，其中0～4 s木块处于静止状态，分析图象可知：

要使木块由静止开始运动，至少要用

2.3

2.3

N的水平拉力拉木块；如果实验时木块所受的拉力是2 N，则下列对木块所处状态的判断，正确的是

C

C

．

A．静止  B．匀速直线运动  C．静止或匀速直线运动．

如图是研究滑动摩擦力的大小跟什么因素有关的实验装置．

（1）为保证实验成功，每次都应用弹簧秤拉着木块沿

水平

水平

方向作

匀速直线

匀速直线

运动，使摩擦力与拉力成一对

平衡力

平衡力

．并在此过程中读出测力计的示数，即为木块所受的摩擦力．

（2）乙和甲相比，测力计的示数

乙的大

乙的大

，说明在接触面的

粗糙程度

粗糙程度

一定时，滑动摩擦力的大小与接触面所受

压力大小

压力大小

有关．

（3）丙与甲相比，测力计的示数

丙的大

丙的大

，说明在接触面所受

压力大小

压力大小

一定时，滑动摩擦力的大小与接触面的

粗糙程度

粗糙程度

有关．

（4）若要验证滑动摩擦力与物体相对运动速度大小无关，需要在甲的基础上再进行怎样的操作？

加速拉动木块，观察测力计示数大小是否变化

加速拉动木块，观察测力计示数大小是否变化

（5）按照甲图示的方式测量摩擦力存在一个问题：

就是在运动过程中，不能使木块与测力计做到始终处于

匀速

匀速

状态，故最好是沿水平方向拉动

木板

木板

（“木块”或“木板”），使木块与测力计始终平衡．

木块与小车向右做匀速直线运动，遇到一障碍物时，小车停下，木块从车上的a点滑至b点（如图甲），是因为木块具有

惯性

惯性

；木块能停在b点，说明木块在滑动过程中受到向

左

左

（填“左”或“右”）的摩擦力作用．为测量摩擦力的大小，小明在障碍物上固定了弹簧测力计拉住木块，用手拉着小车向左运动（如图乙），则木块受到的摩擦力方向向

左

左

（填“左”或“右”），大小是

2.6

2.6

N．图乙与图丙（图丙是将小车固定在墙上，用弹簧测力计匀速拉动木块）的方法来探究摩擦力的影响因素的实验，则

（1）从实验操作方面考虑，应选

乙

乙

方案，简要理由

乙、丙方案中，木块运动要求匀速，实际很难控制．乙方案中，木板滑动时可以是变速的．实验操作容易

乙、丙方案中，木块运动要求匀速，实际很难控制．乙方案中，木板滑动时可以是变速的．实验操作容易

．

（2）从实验读数方面考虑，应选

乙

乙

方案，简要理由

乙、丙方案中，由于弹簧测力计是运动的，不易读准示数．乙方案中，弹簧测力计是静止的．容易读准示数

乙、丙方案中，由于弹簧测力计是运动的，不易读准示数．乙方案中，弹簧测力计是静止的．容易读准示数

．

参考答案：

1.（05河北）

（1）匀速直线二力平衡

（2）压力大小（3）接触面粗糙程度

2.（08梅州市）

（1）匀速（或匀速直线）；

（2）压力越大；（3）接触面越粗糙；（4）滑动摩擦力的大小与压力大小及接触面的粗糙程度有关。

3.（08黄石市）

（1）接触面的粗糙程度相同时，压力越大,摩擦力越大。

（2）②与③

（3）①、②、④

4.（07包头市）

（１）压力大小接触面粗糙程度

（２）1、3或2、4压力大小相同时，接触面的粗糙程度越大,滑动摩擦力越大。

5.（08贵阳）

（1）A

（2）B（3）控制变量法（4）木块做匀速直线运动时，水平方向二力平衡，则摩擦力与弹簧测力计的拉力相等。

6.（07四川绵阳）

（1）甲、丙

（2）见右图

（3）f与N成正比

（4）匀速直线

7.（05福州）

（1）控制变量

（2）相等间接

8.（07恩施自治州）

①摩擦力的大小等于弹簧测力计的拉力【或摩擦力与拉力是一对平衡力】。

②滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关【或接触面越粗糙，滑动摩擦力越大】。

③因为有两个变量，所以无法得出正确结论【或不符合控制变量法，所以不能得出正确结论】。

④滑动摩擦力的大小与相互接触的两个物体的材料有关。

评分说明：

学生的表述只要与上述答案相似就应给分，不必追求过分严密，但表述中如出现知识性错误，该空不给分。

9.（05南宁）

匀速二力平衡若干圆柱状铅笔木块AF1>F2

10.（07南京市）

（1）匀速F1

（2）在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大（3）滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关

11.（07四川自贡）

（1）B（2分）接触面积大小（1分）摩擦力大小与速度无关（1分）

（2）C（2分）木块水平匀速运动时，弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的摩擦力才是一对平衡力，大小才相等（1分）D（1分）

12.（05沈阳）

（1）甲、乙甲、丙

（2）利用甲（乙、丙）图的器材，用弹簧测力计分别以不同的速度匀速拉动木块；观察测力计的示数是否相同。

13.（08攀枝花）

（1）B

（2）当物体做匀速直线运动时，水平方向二力平衡，则摩擦力与弹簧测力计的拉力相等。

（3）C分别让长方体面积不同的侧面与水平木板接触，用测力计水平匀速拉动木块，对比不同情况拉力的大小。

14.（08烟台）

（1）匀速拉动木块（2分）．

（2）压力一定，滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关（2分）。

（3）接触面积一定时，滑动摩擦力与压力的关系（2分）．

（4）利用图甲（图乙）的器材，将木块分别侧放和平放，匀速拉动木块，比较弹簧测力计的示数（2分）．

15.（05广州）

（1）猜想：

①摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关；

②与摩擦力的大小与物体的接触面所受的压力有关。

（2）验证物体所受摩擦力大小与接触面的粗糙程度是否有关，所需器材是a、c、d、e、f。

（3）实验步骤及分析：

①把木板放在水平长木板上，用弹簧测力计拉着木块在长木板上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的拉力大小等于木块受到的摩擦力，记录此时弹簧测力计的读数为F1，从而测出木块与长木板之间的摩擦力大小为F1。

②把棉布、毛巾先后分别铺在长木板上，重复步骤①的操作，读出这两种情况下弹簧测力计的读数F2、F3。

③比较F1、F2、F3的大小，则可得知物体所受摩擦力大小与接触面的粗糙程度是否有关。

（如果F1、F2、F3都不相等，说明物体受到的摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关；

如果F1、F2、F3都相等，说明物体受到的摩擦力大小与接触面的粗糙程度无关；）

16.（08南通市）

（1）二力平衡2.8

（2）未控制木块对水平面的压力不变

17.（05无锡）

（1）用弹簧测力计拉动木块，使它做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数F1；

在木块上面加一个重物，再用弹簧测力计拉动木块，使它做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计

的示数F2；比较F1和F2的大小。

（2）不正确。

实验过程中，没有保持相同的压力。

（3）木块不必做匀速直线运动（或弹簧测力计保持静止，便于读数）。

18.（08长沙）

（1）（只要方向正确，作用点在物体上均得分）…………（2分）

（2）小明同学的设计更好（1分）因为按甲图实验时，很难控制木块匀速运动。

而乙图中的木板不需要做匀速运动。

…………………………………………………（1分）

19.（07哈尔滨）

（1）（1分）“2.9N”的数据不合理，是由于没有匀速拉动木块造成的。

（2）（2分）滑动摩擦力大小与接触面积大小无关（1分）；压力越大，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大（1分）。