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題目:
1. 將小球放在水平桌面上,用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉動(dòng),使其做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為$F_{1}$。
2. 將小球分別沿各個(gè)方向(如豎直向上、豎直向下、水平向右等)切去一部分后,再重復(fù)步驟1,分別測(cè)量此時(shí)小球受到的摩擦力$F_{2}$、$F_{3}$、$F_{4}$。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)實(shí)驗(yàn)中,小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力為_(kāi)____(填選項(xiàng)字母)。
A.滑動(dòng)摩擦力
B.滾動(dòng)摩擦力
C.靜摩擦力
D.無(wú)法確定
(2)若切去部分后小球受到的摩擦力大小為$F_{3}$,則小球切去部分的體積為_(kāi)____。
(3)若切去部分后小球受到的摩擦力大小為$F_{4}$,則小球切去的部分體積為_(kāi)____。
(4)小明同學(xué)認(rèn)為通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論:當(dāng)物體受到的滑動(dòng)摩擦力一定時(shí),其形狀越接近于球體,滑動(dòng)摩擦力越小。你認(rèn)為他的結(jié)論是否正確?請(qǐng)說(shuō)明理由。
【分析】
(1)物體在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力;
(2)根據(jù)題意可知,切去部分后小球受到的摩擦力大小為$F_{3}$,說(shuō)明此時(shí)小球?qū)ψ烂娴膲毫Σ蛔儯佑|面的粗糙程度不變,所以切去的部分體積為$c^{3}$;
(3)根據(jù)題意可知,切去部分后小球受到的摩擦力大小為$F_{4}$,說(shuō)明此時(shí)小球?qū)ψ烂娴膲毫Σ蛔儯佑|面的粗糙程度不變,所以切去的部分體積為$\frac{a^{3} - b^{3}}{c^{3}}$;
(4)小明的結(jié)論不正確。因?yàn)橛绊懟瑒?dòng)摩擦力的因素有壓力和接觸面的粗糙程度兩個(gè)因素,當(dāng)物體受到的滑動(dòng)摩擦力一定時(shí),其形狀越接近于球體,接觸面的粗糙程度不一定變小。
【解答】
(1)A;B;(2)$c^{3}$;(3)$\frac{a^{3} - b^{3}}{c^{3}}$;(4)不正確;因?yàn)橛绊懟瑒?dòng)摩擦力的因素有壓力和接觸面的粗糙程度兩個(gè)因素。