③ 小明利用如下图所示的实验装置探究影响滑动摩擦力大小的因素,装置中使用的长方体木块的各个侧面粗糙程度均相同,实验中小明沿水平方向拉动木块,使其在粗糙程度均匀的水平面上做匀速直线运动。

(1)为探究接触面积的大小对滑动摩擦力的大小是否会有影响,小明接下来的操作是
(2)若在实验中拉动木块使其以一较小的速度做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为F。接下来拉动木块使其以一较大的速度做匀速直线运动,则此时弹簧测力计的示数
(1)为探究接触面积的大小对滑动摩擦力的大小是否会有影响,小明接下来的操作是
将木块竖放,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动,观察弹簧测力计的示数(答案不唯一,言之有理即可)
。(2)若在实验中拉动木块使其以一较小的速度做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为F。接下来拉动木块使其以一较大的速度做匀速直线运动,则此时弹簧测力计的示数
等于
(选填“大于”“小于”或“等于”)F。答案
3.(1)将木块竖放,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动,观察弹簧测力计的示数(答案不唯一,言之有理即可)
(2)等于
(2)等于
解析
【分析】
要解答本题,需结合滑动摩擦力的影响因素、控制变量法和二力平衡的知识分析:
(1)探究接触面积对滑动摩擦力的影响时,根据控制变量法,需保持压力大小和接触面粗糙程度不变,仅改变接触面积,再利用二力平衡(匀速拉动时拉力等于滑动摩擦力)来判断滑动摩擦力的变化;
(2)滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关,与物体运动速度无关,匀速运动时拉力与滑动摩擦力平衡,据此判断测力计示数。
【解析】
(1)根据控制变量法,探究接触面积的影响时,要控制压力和接触面粗糙程度不变,改变接触面积。因此操作是:将长方体木块竖放,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块,观察弹簧测力计的示数,与之前平放时的示数对比,即可完成探究。
(2)滑动摩擦力由压力大小和接触面粗糙程度决定,与运动速度无关。当木块以不同速度做匀速直线运动时,拉力与滑动摩擦力始终是平衡力,大小相等,因此弹簧测力计的示数不变,等于F。
【答案】
(1)将木块竖放,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动,观察弹簧测力计的示数(合理即可);(2)等于
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素、控制变量法、二力平衡
【点评】
本题考查滑动摩擦力影响因素的探究,核心是控制变量法的应用,需明确滑动摩擦力与运动速度无关,匀速拉动时拉力等于滑动摩擦力,属于基础实验题,难度适中。
【难度系数】
0.7
要解答本题,需结合滑动摩擦力的影响因素、控制变量法和二力平衡的知识分析:
(1)探究接触面积对滑动摩擦力的影响时,根据控制变量法,需保持压力大小和接触面粗糙程度不变,仅改变接触面积,再利用二力平衡(匀速拉动时拉力等于滑动摩擦力)来判断滑动摩擦力的变化;
(2)滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关,与物体运动速度无关,匀速运动时拉力与滑动摩擦力平衡,据此判断测力计示数。
【解析】
(1)根据控制变量法,探究接触面积的影响时,要控制压力和接触面粗糙程度不变,改变接触面积。因此操作是:将长方体木块竖放,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块,观察弹簧测力计的示数,与之前平放时的示数对比,即可完成探究。
(2)滑动摩擦力由压力大小和接触面粗糙程度决定,与运动速度无关。当木块以不同速度做匀速直线运动时,拉力与滑动摩擦力始终是平衡力,大小相等,因此弹簧测力计的示数不变,等于F。
【答案】
(1)将木块竖放,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动,观察弹簧测力计的示数(合理即可);(2)等于
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素、控制变量法、二力平衡
【点评】
本题考查滑动摩擦力影响因素的探究,核心是控制变量法的应用,需明确滑动摩擦力与运动速度无关,匀速拉动时拉力等于滑动摩擦力,属于基础实验题,难度适中。
【难度系数】
0.7
三 创新应用
如右图所示,物块A所受的重力为25 N,物块B所受的重力为15 N,水平推力F作用在物块A, A与竖直墙面接触, A和B一起匀速下滑。
(1)求B对A的压力$F_{\mathrm{压}}$。

(2)求此时A受到墙壁的摩擦力。
(3)若推力F保持不变,将B取走,在A的下方施加一个力$F_{\mathrm{推}}$;使A恰好向上做匀速直线运动,求$F_{\mathrm{推}}$的大小。
如右图所示,物块A所受的重力为25 N,物块B所受的重力为15 N,水平推力F作用在物块A, A与竖直墙面接触, A和B一起匀速下滑。
(1)求B对A的压力$F_{\mathrm{压}}$。
(2)求此时A受到墙壁的摩擦力。
(3)若推力F保持不变,将B取走,在A的下方施加一个力$F_{\mathrm{推}}$;使A恰好向上做匀速直线运动,求$F_{\mathrm{推}}$的大小。
答案
(1) 15 N
(2) 40 N
(3) 65 N
(2) 40 N
(3) 65 N
解析
【分析】
本题需结合受力平衡条件分析物体受力,匀速运动时合力为零。(1)对B单独受力分析,利用力的作用相互性求B对A的压力;(2)用整体法分析A、B的总受力,求墙壁对A的摩擦力;(3)明确滑动摩擦力大小不变,再对A单独受力分析求推力。
【解析】
(1) 物块B匀速运动,竖直方向受力平衡,A对B的支持力等于B的重力,即$F_{支}=G_B=15N$。根据力的作用是相互的,B对A的压力$F_{压}=F_{支}=15N$;
(2) 将A、B视为整体,匀速下滑时竖直方向受力平衡,墙壁对A的摩擦力等于A和B的总重力,即$f=G_A+G_B=25N+15N=40N$;
(3) B取走后,A匀速向上运动,滑动摩擦力大小由压力和接触面粗糙程度决定,压力不变则摩擦力大小仍为40N,且向上运动时摩擦力方向向下。此时A竖直方向受力平衡,推力$F_{推}=G_A+f=25N+40N=65N$。
【答案】
(1)15N;(2)40N;(3)65N
【知识点】
二力平衡、压力、滑动摩擦力
【点评】
本题考查受力平衡的应用,核心是正确运用整体法和隔离法分析受力,明确滑动摩擦力的影响因素,属于初中物理力学的中档应用题。
【难度系数】
0.5
本题需结合受力平衡条件分析物体受力,匀速运动时合力为零。(1)对B单独受力分析,利用力的作用相互性求B对A的压力;(2)用整体法分析A、B的总受力,求墙壁对A的摩擦力;(3)明确滑动摩擦力大小不变,再对A单独受力分析求推力。
【解析】
(1) 物块B匀速运动,竖直方向受力平衡,A对B的支持力等于B的重力,即$F_{支}=G_B=15N$。根据力的作用是相互的,B对A的压力$F_{压}=F_{支}=15N$;
(2) 将A、B视为整体,匀速下滑时竖直方向受力平衡,墙壁对A的摩擦力等于A和B的总重力,即$f=G_A+G_B=25N+15N=40N$;
(3) B取走后,A匀速向上运动,滑动摩擦力大小由压力和接触面粗糙程度决定,压力不变则摩擦力大小仍为40N,且向上运动时摩擦力方向向下。此时A竖直方向受力平衡,推力$F_{推}=G_A+f=25N+40N=65N$。
【答案】
(1)15N;(2)40N;(3)65N
【知识点】
二力平衡、压力、滑动摩擦力
【点评】
本题考查受力平衡的应用,核心是正确运用整体法和隔离法分析受力,明确滑动摩擦力的影响因素,属于初中物理力学的中档应用题。
【难度系数】
0.5
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