為了探究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關,小明選用以下能滿足實驗要求的器材做了一系列的實驗:形狀相同的木塊和鐵塊...
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問題詳情:
為了探究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關,小明選用以下能滿足實驗要求的器材做了一系列的實驗:形狀相同的木塊和鐵塊、表面平整的長木板、*簧測力計等.小明做的部分實驗如表所示(實驗時,長木板固定在水平桌面上):
序號 | 實驗方法 | 圖示 |
1 | 把木塊平放在長木板上,用*簧測力計水平拉動木塊,使木塊做勻速直線運動,記下*簧測力計的示數F1; | |
2 | 把鐵塊側放在長木板上,用*簧測力計水平拉動鐵塊,使鐵塊做勻速直線運動,記下*簧測力計的示數F2; | |
3 | 木塊在下,鐵塊在上疊放在一起後放到長木板上,用*簧測力計水平拉動木塊,使它們做勻速直線運動,記下*簧測力計的示數F3. |
小明發現,三次實驗中*簧測力計的示數均不相同,即F1≠F2≠F3,且F1<F3.
(1)比較1、3兩次實驗,由F1<F3得出的結論是 ;
(2)比較1、2兩次實驗,根據F1≠F2,小明認為:滑動摩擦力的大小與接觸面積有關.小明得出這個錯誤結論的原因是 .
(3)實驗中運用了轉換法,把摩擦力的大小轉換為 .為了保*轉換的正確*,實驗中採取的措施是 .
(4)小明想:木塊表面粗糙還是鐵塊表面粗糙?請你利用現有器材增加一次實驗,解決小明的問題.寫出實驗方法和結論:方法 ;結論 .
【回答】
【分析】本實驗中,用*簧測力計拉動木塊在水平面上進行勻速直線運動,拉力和滑動摩擦力是一對平衡力,大小相等,間接測量滑動摩擦力大小.
滑動摩擦力大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關.探究滑動摩擦力大小跟壓力大小關係時,控制接觸面粗糙程度不變,改變壓力大小,觀察滑動摩擦力大小的變化;探究滑動摩擦力大小跟接觸面粗糙程度關係,控制壓力大小不變,改變接觸面粗糙程度,觀察滑動摩擦力大小的變化.據此結合實驗過程做出解答.
【解答】解:(1)比較1、3兩次實驗可以看出,接觸面相同,壓力不同,最終拉力F1<F3,可得出的結論是:接觸面粗糙程度相同時,壓力越大,滑動摩擦力越大;
(2)比較1、2兩次實驗可以看出,兩次的壓力不同,接觸面也不同,因此根據F1≠F2,得出:滑動摩擦力的大小與接觸面積有關,這一結論是不可靠的.原因是他沒有控制壓力大小、接觸面粗糙程度相同.
(3)實驗中運用了轉換法,把摩擦力的大小轉換為拉力大小.為了保*轉換的正確*,實驗中應拉動木塊做勻速直線運動,使摩擦力與拉力是一對平衡力.
(4)在步驟3的基礎上,可將鐵塊疊放在木塊之上,重複步驟3的實驗,記下*簧測力計的示數F4,比較F3和F4的大小;
若F3>F4,則説明木塊的表面粗糙,若F3<F4,則説明鐵塊的表面粗糙.
故*為:(1)接觸面粗糙程度相同時,壓力越大,滑動摩擦力越大;
(2)沒有控制壓力大小、接觸面粗糙程度相同;
(3)拉力大小;拉動木塊做勻速直線運動;
(4)將鐵塊疊放在木塊之上,重複步驟3的實驗,記下*簧測力計的示數F4,比較F3和F4的大小.
若F3>F4,則説明木塊的表面粗糙,若F3<F4,則説明鐵塊的表面粗糙.
【點評】本實驗中,要熟知影響滑動摩擦力大小的因素,能運用控制變量法和轉換法對實驗的過程進行分析,並得出結論,是正確解答的關鍵.
知識點:摩擦力
題型:實驗,探究題
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