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“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中一同学完成下图所示的甲、乙、丙三个实验。 ...

“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中一同学完成下图所示的甲、乙、丙三个实验。

(1)甲实验中,在水平木板上用弹簧测力计水平向右拉动一个长方体木块做匀速直线运动,弹簧测力计示数如图丁所示,木块所受的滑动摩擦力为______N。若把水平拉力增加到4.0N,木块受到的滑动摩擦力是______N

(2)实验中该同学发现匀速拉动木块时,弹簧测力计指针不稳定,读数不方便,改为将弹簧测力计固定,然后匀速拉动底下的木板进行实验。这样测出的摩擦力你认为是______行的(选填“可”或“不可”)。

(3)通过比较______两图实验数据可知,滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。

(4)通过改变乙图中钩码的数量测得以下几组数据。

FN/N

5

7.5

10

12.5

15

f/N

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

 

用以上实验数据可以得出:在接触面粗糙程度一定时,滑动摩擦力与正压力的大小成______(选填“正”或“反”)比。

(5)要“探究滑动摩擦力大小是否与接触面积有关”。你的验证方案是______

 

1.8 1.8 可 甲、丙 正 在甲图或丙图中将木块由平放改为侧放,比较测力计示数的大小 【解析】 (1)在此实验中利用的是二力平衡原理,即拉着物体匀速运动时,摩擦力与拉力是一对平衡力,从图中可读出物体所受摩擦力为1.8N;当拉力增大时,由于接触面粗糙程度不变,压力大小不变,故摩擦力大小不变,仍然为1.8N;(2)改进实验后,不论拉木板的速度怎样,木块都会受平衡力作用,从而能顺利测出摩擦力大小,故该方法可行;(3)在探究影响摩擦力大小的因素实验中,因涉及多个变量,故应采用控制变量法,在甲、丙实验中,保持压力一定,改变接触面的粗糙程度,从而探究摩擦力大小是否与接触面的粗糙程度有关;(4)分析表格中的数据可知,在接触面粗糙程度一定时,压力增大为原来的几倍,摩擦力也增大为原来的几倍,故可得到结论:在接触面粗糙程度一定时,摩擦力与压力大小成正比;(5)在甲或丙中,将木块由平放改为侧放,匀速拉动时读出测力计的大小,若测力计示数相等,则摩擦力大小与接触面积无关,反之有关。  
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考点分析:
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小明利用图甲所示装置,探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关。

(1)实验时,小明将木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,并使木块做______运动。实验时,小明记录的部分数据如下表所示:

序号

木块放置情况

接触面情况

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

棉布

6

1.8

5

平放

毛巾

6

3.0

 

(2)分析序号______三组数据可知,滑动摩擦力的大小与接触面所受压力有关,滑动摩擦力f与接触面所受压力FN关系式是______

(3)小明在另一次实验中,由静止拉动木块直到木块匀速滑动的过程中得到了拉力F随时间t变化关系如图乙所示,其中04s木块处于静止状态。分析图像可知,小明用2.1N的水平拉力拉静止木块时,木块所受摩擦力为______N;若使木块由静止开始运动,至少要用______N的水平力拉木块;若水平拉力为3N时,木块所受的摩擦力为______N

 

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在探究“滑动摩擦力大小和哪些因素有关”的实验中。

(1)此实验是根据_____原理测出摩擦力大小的。

(2)小明刚开始拉木块时,他的水平拉力逐渐增大,但木块仍静止,木块所受的摩擦力_____(选填“变大”、“变小”或“不变”);木块被拉动,且越来越快,小明读出某一时刻弹簧测力计的示数为2N,他认为这时摩擦力的大小为2N,他操作中的错误是_____

(3)改正错误后,小明完成了探究过程,比较甲、丙两次实验可得出的结论是:_____

(4)小明把木块沿竖直方向截掉一部分后,继续图甲的操作,测得摩擦力减小,由此得出结论:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为他探究过程中存在的问题是_____,改进方法是_____。(木块各表面粗糙程度不同)

 

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小梦想知道酱油的密度,于是他用天平和量筒做了如下实验:

(1)将天平放在水平台上,游码归零后,发现指针指在分度盘中央线的右侧,要使横梁平衡,应将平衡螺母向______(选填“右”或“左”)调。

(2)用天平测出空烧杯的质量为17g,在烧杯中倒入适量的酱油,测出烧杯和酱油的总质量如图甲所示,将烧杯中的酱油全部倒入量筒中,酱油的体积如图乙所示,则酱油的密度为______kg/m3

(3)小梦用这种方法测出的酱油密度会______(选填“偏大”或“偏小”)。

(4)小梦改变方案用天平、一个玻璃杯和适量的水重新测量了酱油的密度。请你将第①、③步补充完整,并写出酱油密度的表达式。

______

②将玻璃杯中倒入适量的水,在水面处做标记,用天平测出玻璃杯和水的总质量为m1

③将水倒出,擦干净玻璃杯,______,用天平测出玻璃杯和酱油的总质量为m2

④则酱油的密度表达式ρ______(已知水的密度为ρ)。

 

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某物理兴趣小组利用天平和量筒测一不规则形状的小砖块的密度。

(1)调节天平平衡后,小明用天平测得小砖块的质量,如图甲,这一操作有两处错误,分别是____________

(2)改正错误后,用天平测小砖块质量,天平平衡时,砝码和游码如图乙所示,该小组同学用图丙所示的方法测量小砖块体积,则小砖块的体积是______cm3

(3)小砖块的密度是______kg/m3

(4)小明不用天平,只用小空桶、溢水烧杯、量筒和水也测出了小砖块的密度,实验步骤如下:

①让小空桶漂浮在盛满水的溢水杯中。

②将小砖块浸没在水中,测得溢出水的体积为V1

③将烧杯中水倒掉,从水中取出小砖块。

______V2

小砖块的密度ρ______(用字母表示)。

 

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小文和小红想测石块的密度,发现桌上的器材有:天平、砝码、烧杯、足量的水、胶头滴管,他们经过思考,进行下面的操作:

(1)小文把天平放在水平桌面上,调节平衡螺母,使天平平衡,小红认为此操作有误,错误是______

(2)用调节好的天平称石块的质量,右盘中的砝码和标尺上的游码如图甲所示,则石块的质量为______g

(3)为了测石块体积,他们进行了如图乙所示的实验操作:

a、把烧杯中装适量水,并在水面的位置做好标记,并用天平测出烧杯和水的总质量为103g

b、将石块放入装水的烧杯中,倒出超过标记处的水,并用胶头滴管使水面恰好在标记处,测出此时烧杯、水、石块全部的质量为145g

c、通过计算,求出石块的体积为______cm3,石块的密度为______kg/m3

(4)在这个实验中,若把天平换成另一种测量工具——弹簧测力计,利用其余部分器材,也可以测出石块的密度。请完成实验操作的步骤,并写出石块密度的表达式。

实验步骤:

①用细线把石块悬挂在弹簧测力计的挂钩上,测得______

______

③石块密度的表达式:______(用所测物理量的字母表示,水的密度为ρ)。

 

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