《2022年中考物理实验专题复习解读与训练》重点实验11 探究影响滑动摩擦力大小的因素(原卷版)
重点实验 11 探究影响滑动摩擦力大小的因素
【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。
【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
【例 1】如图甲、乙、丙是探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验装置.
甲 乙 丙
实验次数 1 2 3 4
砝码个数 0 1 2 3
压力/N 4.0 5.0 6.0 7.0
弹簧测力计示数/N 0.8 1.0 1.2 1.4
摩擦力/N 0.8 1.0 1.2 1.4
(1)为了测出滑动摩擦力的大小,实验中应沿 水平 方向拉动使木块做 匀速直线 运动.
(2)为了得出滑动摩擦力的大小与接触面所受压力大小之间的比例关系,某同学利用 甲、乙 两图所
示的实验装置取得的实验数据如上表所示,请写出分析表中数据的过程,并写出得出的结论.
分析过程: 每一组实验中摩擦力和对应的压力比值为一个定值 .
结论: 当接触面粗糙程度相同时 , 滑动摩擦力大小与接触面所受压力大小成正比
(3)在第 4次实验中,如果加速拉动木块,则弹簧测力计示数 大于 1.4 N,此时木块受到的滑动摩擦
力 等于 1.4 N.(均选填“大于”“小于”或“等于”)
(4)探究“滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系”时,应选用 甲、丙 两图所示的实验装置进
行探究.
(5)下列现象中,你认为可以利用甲、丙两次实验所得出的结论进行解释的是 B (填序号)
A.压路机的碾子很重 B.车轮上有凹凸不平的花纹
(6)一位同学想探究滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关,于是他将图甲中的木块竖直切去一半,按
照正确的操作方法拉动木块在木板上运动,读出弹簧测力计的示数为 0.4 N;与第 1次实验的数据对比后,
他得出“滑动摩擦力的大小与接触面积有关”的结论.你认为他的实验设计是 错误 (选填“正确”或
“错误”)的,原因是 没有控制压力大小不变 .
(7)由于上述实验存在一定的缺陷,故对实验方案进行了改进,如图丁.改进后,水平向左拉动长木板,
当木块保持静止时,木块处于 平衡 状态,弹簧测力计的拉力 等于 (选填“大于”“小于”或“等
于”)木块所受的摩擦力,此时不要求长木板做匀速直线运动.
(8)在图丁所示的实验中,由于滑动摩擦力的大小与相对速度大小 无关 ,因此弹簧测力计的示数应
该是稳定的;若实验中正确操作却发现弹簧测力计的示数不稳定,可能的原因是 长木板表面粗糙程度不
均匀 .
【专题提升训练】
一、单选题
1.如图所示为探究影响滑动摩擦力大小因素的实验,下列说法不正确的是( )
A.实验过程中应匀速拉动木块 B.在实验过程中,木块的机械能守恒
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