专题 摩擦力实验

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资源描述

测量摩擦力的实验原理:二力平衡的条件1、把木块放在木板上,用弹簧测力计水平拉木块匀速运动,读出这时的拉力F1;2、在木块上放砝码,用弹簧测力计水平拉木块匀速运动,读出这时的拉力F2;3、在木板上固定好毛巾,放上木块,用弹簧测力计拉木块匀速运动,读出这时的拉力F3木板木板毛巾•控制变量法;转换法.数据表格:实验次数接触面情况压力情况测力计示数12.524.435分析与论证:2、滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,在压力相同时,接触面越粗糙,摩擦力越大。木板木板毛巾小大小1、滑动摩擦力的大小与压力的大小有关,在接触面粗糙程度相同时,压力越大,摩擦力越大;1、滑动摩擦力的大小跟和有关。一定时,,摩擦力越大;一定时越大,摩擦力越大。接触面的粗糙程度。接触面越粗糙接触面粗糙程度压力2、滑动摩擦力的大小与接触面积、运动速度。无关。3、摩擦力大小与运动方式有关:滚动摩擦比滑动摩擦。压力表面受的压力小关于摩擦力的结论考什么?1、实验结论你很清楚了吗?滑动摩擦力与哪些因素有关?与哪些无关?2、正确控制变量了吗?3、摩擦力的测量方法和书上比有什么改进?优点是什么?•(2010临沂)在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中:(1)用弹簧测力计水平拉着木块在水平桌面上•做运动时,弹簧测力计的示数为1.2N,滑动摩擦力的大小等于,这是利用了。匀速直线1.2N二力平衡条件常规考点例1、王永同学猜想:滑动摩擦力大小除了与接触面的粗糙程度以及接触面之间的压力有关外,还可能与物体的运动方向有关。如果要用弹簧测力计、表面平整的木板、带钩的木块等器材,对此猜想进行探究,请你说出主要的实验步骤。•(2)①用弹簧称拉着木块向某一方向做匀速直线运动,记下此时弹簧测力计示数F1;•②用弹簧称拉着木块向其他一方向做匀速直线运动,记下此时弹簧测力计的示数F2;•③比较F1、F2的大小,如F1、F2相等,则证明滑动摩擦力的大小与运动方向无关。例2、小明在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”(3)小明又猜想:滑动摩擦力大小是否会与物体运动速度的大小有关呢?请你利用图中已有器材验证小明的猜想.①进行实验的主要步骤是(1)把木块平放在长木板上(如图甲),(2)用弹簧测力计在水平方向上用速度v1匀速直线拉动木块,读出此时弹簧测力计示数F1;(3)把木块平放在长木板上(如图甲),用弹簧测力计在水平方向上用速度v2匀速直线拉动木块,读出此时弹簧测力计示数F2若F1=F2,滑动摩擦力的大小与速度无关;若F1≠F2,滑动摩擦力的大小与速度有关.②分析论证例3、在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”时:(1)把木块平放在长木板上(如图甲),用弹簧测力计在水平方向上拉动木块;若拉力大小为2N,则滑动摩擦力大小为N;若在木块上放一重物(如图乙),重复上面的实验,拉力大小为2.6N,比较甲、乙;两图得到的结论是。匀速直线接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大2例3、在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”时:(2)将木块沿竖直方向截取一半后,仍平放在长木板上,测得剩余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。没有控制压力大小不变(宜昌)31.在探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验中,选用的器材有:正方体木块、读数准确的弹簧测力计、粗糙程度均匀的长木板、棉布、毛巾等。(1)在采用如图6所示的实验装置测量木块与长木板之间的摩擦力时,发现很难保持弹簧测力计示数的稳定,很难读数。请分析其原因是什么?(1)很难保持木块做匀速直线运动。(2分)宜昌怎么考?(宜昌2009)31.在探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验中,选用的器材有:正方体木块、读数准确的弹簧测力计、粗糙程度均匀的长木板、棉布、毛巾等。(2)为解决上述问题,某同学对实验装置进行了改进,如图7所示。请说明利用该装置是如何测出木块与长木板之间的摩擦力的。答案:当拉动长木板时,木块处于静止状态(1分),根据二力平衡的条件(1分),弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。(3)用如图7所示的实验装置进行实验时,为什么能解决上述问题?答案:因为无论长木板是否做匀速直线运动,木块都处于静止状态,都容易读数。(2分)拉力和摩擦力始终是平衡力,在乙方案中,要明确研究对象是静止的木块,而不是长木板,无论长木板如何运动,木块始终处于平衡状态研究物体所受的摩擦力,既用到了控制变量法又用到了转换法,在此题中主要是对转换法应用的考查.摩擦力是通过测力计的示数得到的.要让摩擦力等于测力计的示数,即拉力.就要使木块处于平衡状态:匀速直线运动状态或静止状态.甲图是让木块处于匀速直线运动状态,来保证摩擦力等于拉力.乙图是让物体处于静止状态来保证摩擦力等于拉力.分析:研究物体所受的摩擦力,既用到了控制变量法又用到了转换法,在此题中主要是对转换法应用的考查.摩擦力是通过测力计的示数得到的.要让摩擦力等于测力计的示数,即拉力.就要使木块处于平衡状态:匀速直线运动状态或静止状态.甲图是让木块处于匀速直线运动状态,来保证摩擦力等于拉力.乙图是让物体处于静止状态来保证摩擦力等于拉力.在甲方案中,要保证摩擦力等于拉力,就必须匀速拉动木块,在实际操作中,很难保证匀速.而乙方案中,无论长木板是否做匀速直线运动,木块始终处于静止状态,摩擦力始终等于拉力.所以选择乙方案.由于在实际操作中,甲方案很难保证住匀速拉动木块,所以测力计的示数就要发生变化.从而造成读数不准,误差偏大.而在乙方案中,木块始终处于静止状态,摩擦力始终等于拉力,而由于木块对木板的压力不变,木块与木板的接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,拉力也不变,测力计的示数也不变.这样读数准确,误差小.•光滑的地面上有一足够长的木板,在木板的右端固定着一个滑轮(不计绳与滑轮间的摩擦),木板上面放置一个小木块,小木块一端连接着弹簧测力计.当拉力F为5牛时,木板向右做匀速直线运动,然后把拉力增大到10牛时,下列分析正确的是•A.弹簧测力计的示数为20牛•B.弹簧测力计的示数为0牛•C.木板仍向右做匀速直线运动•D.小木块将保持静止D其它地方怎么考?为测定木块所受到的滑动摩擦力,两个实验小组分别设计了甲、乙两种实验方案,实验装置如图所示[甲方案]在水平实验桌上将木板用线拉住,通过弹簧测力计沿木板方向水平匀速拉动木块,使木块在木板上面滑动.[乙方案]将木板放在水平实验桌面上,用线通过弹簧测力计水平地拉住木块,沿木板方向水平拉木板,使木板在木块下面滑动.(1)从实验操作方面考虑,应选方案,简要理由(2)从实验误差方面考虑,应选方案,简要理由弹簧测力计静止时便于观察乙非匀速拉动木板时木块仍处于平衡状态(f=读数)乙其它地方怎么考?例3如图所示在测量“滑动摩擦力大小”的实验中(3)小宇发现:甲、乙实验装置两次测量的实验数据存在较大误差,于是他设计了新的实验装置如图丙所示.请你写出该实验装置相对于甲或乙在减小实验误差上的改进(写出一条)拉动小车不要匀速运动就能测量摩擦力的大小其它地方怎么考?•小明在学习摩擦力一节时,为了探究滑动摩擦力跟压力关系,设计了如图(甲)实验装置:(1)将长木板放在水平桌面上,在木块的钩码孔中加钩码,使木块总质量为200克;(2)沿水平方向,缓慢地拉动测力计,使木块做匀速直线运动,读出,这个示数即为滑动摩擦力大小.(3)分别将木块和所加钩码的总质量增至400克、600克进行实验,设计一个表格,记录实验数据测力计读数•小明在学习摩擦力一节时,为了探究滑动摩擦力跟压力关系,设计了如图(甲)实验装置:(4)另一组同学小华对实验进行了改进,装置如图乙:将木块用测力计水平拉住,测力计另一端固定在桌上一侧;细线一端和砂桶连接,另一端跨过定滑轮和长木板相连.实验时在砂桶中加砂,使长木板运动.若长木板匀速运动,木块和长木板之间的滑动摩擦力测力计读数;若长木板加速运动,则木块和长木板之间的滑动摩擦力测力计读数.(选填“大于”、“等于”、“小于”)等于等于如果不是匀速直线运动,弹簧测力计显示的还是拉力的大小,但是不等于摩擦力•某物理小组在一一次探究活动中测量滑块与木板之间的滑动摩擦力.实验装置如图所示,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,木板上的滑块通过轻绳绕过定滑轮,绳的另一端悬挂托盘.实验时,在托盘中放入适量的砝码,使滑块做匀速直线运动.回答下列问题:(1)为了测量滑块的滑动摩擦力,需要测量的物理量是(填选项前的编号)①木板的质量m1,•②滑块的质量m2:③砝码的质量m3,•④托盘和砝码的总质量m4.(2)滑块的滑动摩擦力表达式为f=④m4g•某物理小组在一一次探究活动中测量滑块与木板之间的滑动摩擦力.实验装置如图所示,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,木板上的滑块通过轻绳绕过定滑轮,绳的另一端悬挂托盘.实验时,在托盘中放入适量的砝码,使滑块做匀速直线运动.回答下列问题•(3)该实验的理论依据是:(4)该实验存在一些不足之处,请你写出其中的一点:二力平衡(或滑块匀速直线运动时拉力等于摩擦力)难以控制滑块恰好做匀速直线运动(或砝码的质量不连续)变着花样考10N1、(1)图甲中用弹簧测力计沿水平方向拉一木块在水平木板静止不动,弹簧测力计示数为10N,此时静摩擦力为N。(2)画出此时受力示意图fF2.图甲用弹簧测力计沿水平方向拉一木块在水平木板上做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数为12N,此时木块受到的滑动摩擦力为N。若拉力增大,当弹簧测力计的示数变为20N时,木块受到的滑动摩擦力为N。此时木块做运动。(2)画出此时受力示意图变着花样考12N12N加速fF如果不是匀速直线运动,弹簧测力计显示的还是拉力的大小,但是不等于摩擦力变着花样考f•3、第2题中,撤去拉力,木块做运动.此时木块所受滑动摩擦力的大小等于,完全静止时,木块所受摩擦力的大小等于。画出此时受力示意图。减速12N0N8、如图甲所示,完全相同的木块A和B,叠放在水平桌面上,在12N的水平拉力F1的作用下,A、B一起做匀速直线运动,此时木块B受到的摩擦力fB=,木块A受到的摩擦力fA=.若将拉力F1增大到20N,则A受到的摩擦力为fA=,若将A、B紧靠着放在水平桌面上,如图乙所示,用水平力F2推A,使它们一起做匀速直线运动,则推力F2=。0N12N12N12N变着花样考体育课上,小明匀速爬杆,小刚匀速爬绳有关他们受到的摩擦力,下面说法正确的是()中考考点二:摩擦力A、因为爬杆时手握杆的压力大,所以小明受到的摩擦力一定大;B、因为绳子粗糙,所以小刚受到的摩擦力一定大C、小明和小刚受的摩擦力一定D、若小明的体重大,则他受到的摩擦力一定大。D

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