實驗:研究影響滑動磨擦力大小的誘因
命題要點:
1.用彈簧測力計水平帶動物塊,使其做勻速直線運動,按照二力平衡可知,滑動磨擦力的大小等于拉力的大小[2019.18(1)第1空,2012.19(1)]
2.彈簧測力計的使用及讀數
(1)原理:在彈性限度內,彈簧遭到的拉力越大,彈簧的伸長量越.
(2)認清它的阻值和分度值.圖中彈簧測力計的阻值為.0~1N之間有5小格,分度值為.
(3)檢測彈簧測力計的表針是否指在零刻度線上,倘若不在,須要調零.
3.控制變量法的應用
(1)探究滑動磨擦力的大小與壓力的關系:控制接觸面的粗糙程度不變,改變物塊對接觸面的壓力,比較壓力不同時滑動磨擦力的大小關系;
(2)探究滑動磨擦力的大小與接觸面粗糙程度的關系:控制壓力不變,改變接觸面粗糙程度,比較接觸面粗糙程度不同時滑動磨擦力的大小關系;
(3)探究滑動磨擦力的大小與接觸面積的關系:將同一物塊以不同的形式分別置于同一長木板上,測出不憐憫況下的滑動磨擦力
4.實驗方案補充及設計:按照控制變量法的要求進行
5.按照實驗數據勾畫圖象
6.剖析現象和數據摩擦力的大小與壓力有關嗎,總結實驗推論
7.實驗存在的不足
(1)無法控制鐵塊做勻速直線運動,致使彈簧測力計示數不穩定;
(2)彈簧測力計在運動中讀數不便捷,偏差較大
8.實驗改進的優點(如右圖):①不須要控制木板做勻速直線運動,以便操作;②彈簧測力計示數穩定,以便讀數
9.實驗方案評估
(1)實驗中彈簧測力計的示數不穩定的緣由:①沒有勻速帶動;②接觸面的粗糙程度不均勻;
(2)得出“物塊運動的速率越大,滑動磨擦力越大”的錯誤推論的緣由:物塊做變速運動時,彈簧測力計的示數并不等于磨擦力的大小
(3)判定實驗操作與推論是否正確
10.滑動磨擦力大小的判定
(1)物體在相同水平面做加速、減速運動時:滑動磨擦力大小不變;
(2)只改變接觸面積:滑動磨擦力大小不變
實驗推論:①接觸面所受的壓力越大,接觸面越粗糙,滑動磨擦力就越大;②滑動磨擦力的大小與相對運動速率、接觸面面積等無關.
針對訓練:
小明朋友在探究“滑動磨擦力大小與什么誘因有關”的實驗中摩擦力的大小與壓力有關嗎,提出以下推測:
猜測一:滑動磨擦力大小與物體運動速率有關
推測二:滑動磨擦力大小與接觸面所受壓力有關
推測三:滑動磨擦力大小與接觸面粗糙程度有關
推測四:滑動磨擦力大小與接觸面積有關
小明通過如圖所示的實驗驗證推測,鐵塊各個表面的粗糙程度相同,測得的數據如下表:
回答下述問題:
(1)實驗中,用彈簧測力計沿水平方向拉著鐵塊做勻速直線運動,其目的是使滑動磨擦力的大小彈簧測力計的示數.
(2)為驗證推測一,小明朋友用彈簧測力計沿水平方向拉著鐵塊,以不同的速率在木板上做勻速直線運動時,彈簧測力計示數相同,說明滑動磨擦力的大小與物體運動的速率.
(3)剖析三組實驗數據可驗證推測二,可得到的推論是:在接觸面粗糙程度相同時,接觸面遭到的壓力越大,滑動磨擦力.
(4)剖析1、4、5三組實驗數據,小明朋友得出推論:
(5)小明朋友在探究推測四時,將鐵塊削去一半,重復甲的操作過程,如圖丁所示,再比較圖甲和圖丁兩次實驗彈簧測力計示數大小,你覺得他的實驗過程是(選填“正確”或“不正確”)的,緣由是
.
(6)小明查閱資料知:鐵塊遭到的磨擦力f與接觸面遭到的壓力F的關系是f=μF,則在實驗中鐵塊在木板上勻速運動時μ=.
(7)實驗過程中,若將鐵塊由平放改為豎直放置,則用彈簧測力計帶動鐵塊勻速運動時,彈簧測力計的示數將,若在實驗過程中,鐵塊運動時的拉力忽然變大,使鐵塊加速運動,此時滑動磨擦力將(選填“變大”“變小”或“不變”).
(8)小明發覺,彈簧測力計不沿水平方向帶動時,也可使物塊在長木板上沿水平方向做勻速直線運動,此時物塊處于(選填“平衡”或“非平衡”)狀態;物塊遭到的拉力和滑動磨擦力(選填“是”或“不是”)一對平衡力.
(9)某同事對實驗裝置進行改進,如圖2所示,實驗中(選填“一定要”或“不須要”)勻速帶動貨車,貨車運動過程中鐵塊遭到貨車的磨擦力大小為.此裝置中定滑輪的作用是.