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15. 在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小潘同学选择了三块粗糙程度不同的长木板、一个木块、质量相等的砝码若干、一个弹簧测力计,进行实验。
(1)如图2-13所示,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,使其做
(2)小潘经过多次实验获得下表中的实验数据。
①分析表中
②分析表中2、4、5三次实验数据,可以得出在
(3)实验过程中,当弹簧测力计的示数为0.5 N时,木块未被拉动,此时木块受到的摩擦力
(4)体操运动员上器械前,会在手上涂防滑粉,这是通过增大
(1)如图2-13所示,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,使其做
匀速直线
运动,根据二力平衡
知识可知,木块受到的滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。(2)小潘经过多次实验获得下表中的实验数据。
①分析表中
1、2、3
三次实验数据,可以得出在接触面粗糙程度相同的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大
;②分析表中2、4、5三次实验数据,可以得出在
压力
相同的情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。(3)实验过程中,当弹簧测力计的示数为0.5 N时,木块未被拉动,此时木块受到的摩擦力
等于
(填“大于”“小于”或“等于”)0.5 N。(4)体操运动员上器械前,会在手上涂防滑粉,这是通过增大
接触面的粗糙程度
来增大摩擦力的。答案
15. (1)匀速直线 二力平衡 (2)①1、2、3 大 ②压力 (3)等于 (4)接触面的粗糙程度
解析
【分析】
解决本题需结合滑动摩擦力实验的原理、控制变量法、静摩擦力的平衡条件及增大摩擦的方法分析：
1. 测量滑动摩擦力时，需让木块做匀速直线运动，此时拉力与滑动摩擦力是平衡力，大小相等，这是实验核心原理；
2. 探究滑动摩擦力的影响因素需用控制变量法：探究压力的影响时，保持接触面粗糙程度相同，改变压力；探究接触面粗糙程度的影响时，保持压力相同，改变粗糙程度；
3. 木块未被拉动时处于静止状态，受力平衡，静摩擦力等于拉力；
4. 涂防滑粉是通过增大接触面粗糙程度增大摩擦力。
【解析】
(1) 实验中，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，此时木块水平方向受拉力和滑动摩擦力，根据二力平衡知识，滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数，故依次填匀速直线、二力平衡。
(2) ①要得出“接触面粗糙程度相同，压力越大，滑动摩擦力越大”的结论，需控制接触面粗糙程度相同，改变压力，对应1、2、3三次实验，故填1、2、3，结论为大；②2、4、5实验中压力相同，接触面粗糙程度不同，因此得出压力相同的情况下，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，故填压力。
(3) 木块未被拉动时处于静止状态，水平方向拉力与静摩擦力平衡，大小相等，因此摩擦力等于0.5N。
(4) 涂防滑粉是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力，故填接触面的粗糙程度。
【答案】
15. (1)匀速直线 二力平衡 (2)①1、2、3 大 ②压力 (3)等于 (4)接触面的粗糙程度
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素、二力平衡、静摩擦力
【点评】
本题是探究滑动摩擦力的基础实验题，重点考查实验原理、控制变量法的应用及摩擦力的实际应用，注重基础知识点的掌握，难度适中。
【难度系数】
0.3
解决本题需结合滑动摩擦力实验的原理、控制变量法、静摩擦力的平衡条件及增大摩擦的方法分析：
1. 测量滑动摩擦力时，需让木块做匀速直线运动，此时拉力与滑动摩擦力是平衡力，大小相等，这是实验核心原理；
2. 探究滑动摩擦力的影响因素需用控制变量法：探究压力的影响时，保持接触面粗糙程度相同，改变压力；探究接触面粗糙程度的影响时，保持压力相同，改变粗糙程度；
3. 木块未被拉动时处于静止状态，受力平衡，静摩擦力等于拉力；
4. 涂防滑粉是通过增大接触面粗糙程度增大摩擦力。
【解析】
(1) 实验中，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，此时木块水平方向受拉力和滑动摩擦力，根据二力平衡知识，滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数，故依次填匀速直线、二力平衡。
(2) ①要得出“接触面粗糙程度相同，压力越大，滑动摩擦力越大”的结论，需控制接触面粗糙程度相同，改变压力，对应1、2、3三次实验，故填1、2、3，结论为大；②2、4、5实验中压力相同，接触面粗糙程度不同，因此得出压力相同的情况下，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，故填压力。
(3) 木块未被拉动时处于静止状态，水平方向拉力与静摩擦力平衡，大小相等，因此摩擦力等于0.5N。
(4) 涂防滑粉是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力，故填接触面的粗糙程度。
【答案】
15. (1)匀速直线 二力平衡 (2)①1、2、3 大 ②压力 (3)等于 (4)接触面的粗糙程度
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素、二力平衡、静摩擦力
【点评】
本题是探究滑动摩擦力的基础实验题，重点考查实验原理、控制变量法的应用及摩擦力的实际应用，注重基础知识点的掌握，难度适中。
【难度系数】
0.3
五、综合应用题
16. 如图2-14为深受广大市民喜爱的某型号国产新能源汽车。司机与车的总质量为700 kg,在平直公路上匀速行驶过程中受到的阻力是总重力的$\frac{1}{10}$,匀速行驶 18 km 所用时间为 0.5 h。求:(g 取10 N/kg)
图2-14
(1)该车匀速行驶的速度；
(2)该车匀速行驶过程中的牵引力。
16. 如图2-14为深受广大市民喜爱的某型号国产新能源汽车。司机与车的总质量为700 kg,在平直公路上匀速行驶过程中受到的阻力是总重力的$\frac{1}{10}$,匀速行驶 18 km 所用时间为 0.5 h。求:(g 取10 N/kg)
图2-14
(1)该车匀速行驶的速度；
(2)该车匀速行驶过程中的牵引力。
答案
16. (1)该车匀速行驶的速度
$v=\dfrac{s}{t}=\dfrac{18\ \mathrm{km}}{0.5\ \mathrm{h}}=36\ \mathrm{km/h}$。
(2)司机和车的总重力
$G=mg=700\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=7\ 000\ \mathrm{N}$,
在平直公路上匀速行驶过程中,汽车的牵引力大小等于阻力大小,故
$F_{\mathrm{牵}}=f=\dfrac{1}{10}G=\dfrac{1}{10}×7\ 000\ \mathrm{N}=700\ \mathrm{N}$。
$v=\dfrac{s}{t}=\dfrac{18\ \mathrm{km}}{0.5\ \mathrm{h}}=36\ \mathrm{km/h}$。
(2)司机和车的总重力
$G=mg=700\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=7\ 000\ \mathrm{N}$,
在平直公路上匀速行驶过程中,汽车的牵引力大小等于阻力大小,故
$F_{\mathrm{牵}}=f=\dfrac{1}{10}G=\dfrac{1}{10}×7\ 000\ \mathrm{N}=700\ \mathrm{N}$。
解析
【分析】
第(1)问求汽车匀速行驶的速度，需利用速度公式$v=\frac{s}{t}$，题目已给出行驶路程和时间，直接代入公式计算即可；第(2)问求牵引力，因汽车匀速行驶，水平方向牵引力与阻力是平衡力，大小相等，需先通过重力公式$G=mg$算出总重力，再结合阻力与总重力的关系求出阻力，进而得到牵引力。
【解析】
(1) 已知汽车匀速行驶的路程$s=18\ \mathrm{km}$，所用时间$t=0.5\ \mathrm{h}$，根据速度公式：
$v=\frac{s}{t}=\frac{18\ \mathrm{km}}{0.5\ \mathrm{h}}=36\ \mathrm{km/h}$。
(2) 先计算司机与车的总重力：
$G=mg=700\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=7000\ \mathrm{N}$。
汽车匀速行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，已知阻力$f=\frac{1}{10}G$，因此：
$F_{\mathrm{牵}}=f=\frac{1}{10}×7000\ \mathrm{N}=700\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1) $36\ \mathrm{km/h}$；(2) $700\ \mathrm{N}$
【知识点】
速度计算、重力计算、二力平衡
【点评】
本题为力学基础应用题，考查速度公式、重力公式及二力平衡条件的应用，解题步骤清晰，公式应用简单，属于学生易掌握的基础题型。
【难度系数】
0.7
第(1)问求汽车匀速行驶的速度，需利用速度公式$v=\frac{s}{t}$，题目已给出行驶路程和时间，直接代入公式计算即可；第(2)问求牵引力，因汽车匀速行驶，水平方向牵引力与阻力是平衡力，大小相等，需先通过重力公式$G=mg$算出总重力，再结合阻力与总重力的关系求出阻力，进而得到牵引力。
【解析】
(1) 已知汽车匀速行驶的路程$s=18\ \mathrm{km}$，所用时间$t=0.5\ \mathrm{h}$，根据速度公式：
$v=\frac{s}{t}=\frac{18\ \mathrm{km}}{0.5\ \mathrm{h}}=36\ \mathrm{km/h}$。
(2) 先计算司机与车的总重力：
$G=mg=700\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=7000\ \mathrm{N}$。
汽车匀速行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，已知阻力$f=\frac{1}{10}G$，因此：
$F_{\mathrm{牵}}=f=\frac{1}{10}×7000\ \mathrm{N}=700\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1) $36\ \mathrm{km/h}$；(2) $700\ \mathrm{N}$
【知识点】
速度计算、重力计算、二力平衡
【点评】
本题为力学基础应用题，考查速度公式、重力公式及二力平衡条件的应用，解题步骤清晰，公式应用简单，属于学生易掌握的基础题型。
【难度系数】
0.7
