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- 2021-11-12 发布
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实验十二探究影响滑动摩擦力大小的因素
◎核心考点:
【设计和进行实验】
1.实验器材:木块、砝码、粗糙程度不同的水平面、弹簧测力计;
2.实验原理:二力平衡;
3.实验步骤:
(1)用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿水平长木板滑动,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力;
(2)在木块上放上砝码,用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿水平长木板滑动,测出此时滑动摩擦力;
(3)换用材料相同但表面粗糙的长木板,保持放在木块上的砝码不变,用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿水平长木板滑动,测出此时的滑动摩擦力大小。
【记录数据及分析现象】
次数
压力的大小程度
接触面粗糙程度
摩擦力(N)
1
小
光滑
2
2
大
光滑
3
3
大
粗糙
4
(1)在这个实验中,在第1、2次实验中变量是 接触面的压力 ,控制的变量是 接触面的粗糙程度 。得到的结论是: 接触面的粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大 。
(2)在研究接触面的粗糙程度对摩擦力大小的影响时,可采用第 2、3 次的实验结果,得到的结论是: 在接触面压力一定时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大 。滑动摩擦力的大小与压力的大小与接触面的粗糙程度有关。
3
【实验结论】
滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力大小有关,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大;滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
【实验方法】
(1)控制变量法:
①探究滑动摩擦力的大小与压力的关系,控制接触面的粗糙程度不变,改变物块
对接触面的压力,比较压力不同时滑动摩擦力的大小关系;
②探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,控制压力不变,改变接触面
粗糙程度,比较接触面粗糙程度不同时滑动摩擦力的大小关系。
(2)转换法:通过读取弹簧测力计的示数来间接测量滑动摩擦力的大小。
【交流与讨论】
(1)实验中要水平匀速拉动木块,使木块做匀速直线运动,重力和支持力平衡,才能
保证拉力大小等于滑动摩擦力。
(2)滑动摩擦力的大小与运动速度大小、接触面面积的大小无关。
【实验评估】
实验中很难控制水平匀速拉动弹簧测力计,所以会导致弹簧测力计的示数不稳定。因此,将实验方案改进如下,对比甲图,乙图中无论是否匀速拉动弹簧测力计,都可以保证拉力大小始终等于摩擦力大小。
甲图乙图
◎针对训练
为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小明设计了如图所示的实验。
3
(1)实验时,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做________运动。根据知识,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力,此时,滑动摩擦力的大小________(选填“大于”、“等于”或“小于”)弹簧测力计的示数;
(2)在四次实验中,滑动摩擦力最小的是________(选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”).
(3)分析两次实验数据,可以得出滑动摩擦力大小与接触面压力的关系,它们的关系为:;分析两次实验数据,可以得出滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,它们的关系为:;
(4)比较甲、丁实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,小明得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关,你认为他的结论是________(选填“正确”或“错误”)的;
(5)一个实验小组对测量摩擦力大小的方案进行了改进:将轻质弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块,木块下面是一长木板;如上图所示,实验时拉着长木板沿水平方向向右运动,读出弹簧测力计示数即可测出木块所受摩擦力大小,木块所受摩擦力方向为,这种改进的好处是(写出一种即可);
(6)根据你在本实验中的收获,请写出一种避免汽车在冰雪路面上出现打滑现象的具体做法:。
答案:
(1) 匀速直线;二力平衡;等于;
(2) 丁;
(3) 甲、乙;在接触面粗糙程度相同时,压力越大,则滑动摩擦力越大;乙、丙;在压力相同时,接触面越粗糙,则滑动摩擦力越大;
(4) 错误;
(5)水平向左;不需要匀速拉到木板,木块所受滑动摩擦力大小总是等于弹簧测力计的拉力;
(6)安装防滑链。
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