12. 【核心素养|科学探究】为了探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关,小明设计了如图 7 - 6 - 8 所示的实验。

(1) 实验过程中,弹簧测力计应沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,根据
(2) 比较甲、乙两次实验,可以探究滑动摩擦力大小与
(3) 实验后小组交流讨论时发现在实验中很难使物块做匀速直线运动。于是小丽设计了丁实验,该实验装置的优点是
(1) 实验过程中,弹簧测力计应沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,根据
二力平衡
知识可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。(2) 比较甲、乙两次实验,可以探究滑动摩擦力大小与
接触面的粗糙程度
是否有关。(3) 实验后小组交流讨论时发现在实验中很难使物块做匀速直线运动。于是小丽设计了丁实验,该实验装置的优点是
不需要匀速拉动长木板,操作更简单
。答案
12.(1)二力平衡
(2)接触面的粗糙程度
(3)不需要匀速拉动长木板,操作更简单
(2)接触面的粗糙程度
(3)不需要匀速拉动长木板,操作更简单
解析
【解析】
(1) 实验中物块做匀速直线运动时,水平方向上拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡知识,二者大小相等,故滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数。
(2) 甲、乙实验中,压力大小相同,接触面粗糙程度不同,滑动摩擦力不同,因此可探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
(3) 丁实验中,物块始终静止,滑动摩擦力与测力计拉力平衡,无需匀速拉动长木板,操作更简便,且测力计示数稳定便于读数。
【答案】
(1) 二力平衡
(2) 接触面的粗糙程度
(3) 不需要匀速拉动长木板,操作更简单(或弹簧测力计示数稳定,便于读数)
【知识点】
二力平衡应用、滑动摩擦力影响因素、实验装置改进
【点评】
本题以滑动摩擦力探究实验为载体,考查二力平衡的应用及滑动摩擦力的影响因素,注重对科学探究能力的培养,同时体现实验改进的优势。
【难度系数】
0.8
(1) 实验中物块做匀速直线运动时,水平方向上拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡知识,二者大小相等,故滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数。
(2) 甲、乙实验中,压力大小相同,接触面粗糙程度不同,滑动摩擦力不同,因此可探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
(3) 丁实验中,物块始终静止,滑动摩擦力与测力计拉力平衡,无需匀速拉动长木板,操作更简便,且测力计示数稳定便于读数。
【答案】
(1) 二力平衡
(2) 接触面的粗糙程度
(3) 不需要匀速拉动长木板,操作更简单(或弹簧测力计示数稳定,便于读数)
【知识点】
二力平衡应用、滑动摩擦力影响因素、实验装置改进
【点评】
本题以滑动摩擦力探究实验为载体,考查二力平衡的应用及滑动摩擦力的影响因素,注重对科学探究能力的培养,同时体现实验改进的优势。
【难度系数】
0.8
13. 【核心素养|科学探究】我们知道两个物体之间力的作用是相互的,当把其中的一个力称为作用力时,另一个力就叫作反作用力。牛顿第三定律告诉我们:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一直线上。如图 7 - 6 - 9 所示,甲弹簧测力计右端固定,左端与木块 A 相连;木块 A 平放在木块 B 上。现水平拉动乙弹簧测力计,使木块 B 在光滑的水平面上向左做匀速直线运动。当两弹簧测力计的示数稳定时,甲弹簧测力计的示数为 $ F_1 $,乙弹簧测力计的示数为 $ F_2 $。
(1) 画出木块 A 所受的摩擦力 $ f $ 的示意图。
(2) 请结合牛顿第三定律和平衡力的特点证明:$ F_1 = F_2 $。

(1) 画出木块 A 所受的摩擦力 $ f $ 的示意图。
(2) 请结合牛顿第三定律和平衡力的特点证明:$ F_1 = F_2 $。
答案
13.(1)如图所示
(2)证明:在水平方向上,A 受到甲弹簧测力计的拉力 $ F_1 $ 和 B 对 A 的摩擦力 $ f_B $ 的作用,由于 A 静止,故二力平衡,根据二力平衡的条件可知 $ F_1 = f_B $。
B 受到乙弹簧测力计的拉力 $ F_2 $ 和 A 对 B 的摩擦力 $ f_A $ 的作用,由于 B 做匀速直线运动,故二力平衡,根据二力平衡的条件可知 $ F_2 = f_A $。
根据牛顿第三定律可知,A 对 B 的摩擦力与 B 对 A 的摩擦力具有作用力与反作用力的关系,可得 $ f_A = f_B $。
综上,$ F_1 = F_2 $。
解析
【解析】
(1) 木块A相对于木块B向右运动,因此木块A受到B对它向左的滑动摩擦力,作用点画在木块A的重心,方向水平向左。
(2) ① 对木块A分析:A处于静止状态,水平方向上受到甲弹簧测力计的拉力$F_1$和B对A的摩擦力$f_B$,根据二力平衡条件,可得$F_1 = f_B$;
② 对木块B分析:B做匀速直线运动,水平方向上受到乙弹簧测力计的拉力$F_2$和A对B的摩擦力$f_A$,根据二力平衡条件,可得$F_2 = f_A$;
③ 根据牛顿第三定律,A对B的摩擦力$f_A$与B对A的摩擦力$f_B$是一对相互作用力,大小相等,即$f_A = f_B$;
④ 综上,通过等量代换可得$F_1 = F_2$。
【答案】
(1) 如图所示(在木块A的重心位置画一个水平向左的箭头,标注为$f$)
(2) 证明:
在水平方向上,A受到甲弹簧测力计的拉力$F_1$和B对A的摩擦力$f_B$的作用,由于A静止,故二力平衡,根据二力平衡的条件可知$F_1 = f_B$。
B受到乙弹簧测力计的拉力$F_2$和A对B的摩擦力$f_A$的作用,由于B做匀速直线运动,故二力平衡,根据二力平衡的条件可知$F_2 = f_A$。
根据牛顿第三定律可知,A对B的摩擦力与B对A的摩擦力具有作用力与反作用力的关系,可得$f_A = f_B$。
综上,$F_1 = F_2$。
【知识点】
二力平衡条件、牛顿第三定律、摩擦力方向判断
【点评】
本题综合考查二力平衡与牛顿第三定律的应用,需要准确分析物体的受力情况,区分平衡力与相互作用力的特点,注重对受力分析能力的考查。
【难度系数】
0.6
(1) 木块A相对于木块B向右运动,因此木块A受到B对它向左的滑动摩擦力,作用点画在木块A的重心,方向水平向左。
(2) ① 对木块A分析:A处于静止状态,水平方向上受到甲弹簧测力计的拉力$F_1$和B对A的摩擦力$f_B$,根据二力平衡条件,可得$F_1 = f_B$;
② 对木块B分析:B做匀速直线运动,水平方向上受到乙弹簧测力计的拉力$F_2$和A对B的摩擦力$f_A$,根据二力平衡条件,可得$F_2 = f_A$;
③ 根据牛顿第三定律,A对B的摩擦力$f_A$与B对A的摩擦力$f_B$是一对相互作用力,大小相等,即$f_A = f_B$;
④ 综上,通过等量代换可得$F_1 = F_2$。
【答案】
(1) 如图所示(在木块A的重心位置画一个水平向左的箭头,标注为$f$)
(2) 证明:
在水平方向上,A受到甲弹簧测力计的拉力$F_1$和B对A的摩擦力$f_B$的作用,由于A静止,故二力平衡,根据二力平衡的条件可知$F_1 = f_B$。
B受到乙弹簧测力计的拉力$F_2$和A对B的摩擦力$f_A$的作用,由于B做匀速直线运动,故二力平衡,根据二力平衡的条件可知$F_2 = f_A$。
根据牛顿第三定律可知,A对B的摩擦力与B对A的摩擦力具有作用力与反作用力的关系,可得$f_A = f_B$。
综上,$F_1 = F_2$。
【知识点】
二力平衡条件、牛顿第三定律、摩擦力方向判断
【点评】
本题综合考查二力平衡与牛顿第三定律的应用,需要准确分析物体的受力情况,区分平衡力与相互作用力的特点,注重对受力分析能力的考查。
【难度系数】
0.6
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