4. 如图,在做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。

(1)如图甲所示,用弹簧测力计拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动。根据
(2)由甲、乙两次实验可以得出滑动摩擦力的大小跟压力大小的关系。下列现象中,没有应用此实验结论的是
A. 足球守门员戴着防滑手套
B. 用力压住橡皮,擦去写错的字
(3)小悦比较甲和丙两次实验得出了结论:接触面越粗糙,滑动摩擦力就越大。你认为这个结论
(4)在图乙实验中,木块受到的滑动摩擦力是
(5)小欣认为实验过程中难以拉动木块做匀速直线运动,所以对实验装置进行了改进,你认为合理的是

(1)如图甲所示,用弹簧测力计拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动。根据
二力平衡
的知识,可知弹簧测力计对木块的拉力等于木块受到的滑动摩擦力的大小。(2)由甲、乙两次实验可以得出滑动摩擦力的大小跟压力大小的关系。下列现象中,没有应用此实验结论的是
A
(填序号)。A. 足球守门员戴着防滑手套
B. 用力压住橡皮,擦去写错的字
(3)小悦比较甲和丙两次实验得出了结论:接触面越粗糙,滑动摩擦力就越大。你认为这个结论
不可靠
(选填“可靠”或“不可靠”),理由是压力和接触面粗糙程度都不同
。(4)在图乙实验中,木块受到的滑动摩擦力是
1.5
N;砝码受到的摩擦力是0
N;若将弹簧测力计示数增大到$ 4N $,此时的木块所受滑动摩擦力是1.5
N。(5)小欣认为实验过程中难以拉动木块做匀速直线运动,所以对实验装置进行了改进,你认为合理的是
A
(填序号)。答案
4.(1)二力平衡 (2)A
(3)不可靠 压力和接触面粗糙程度都不同
(4)1.5 0 1.5 (5)A
(3)不可靠 压力和接触面粗糙程度都不同
(4)1.5 0 1.5 (5)A
解析
【分析】
(1) 当木块沿长木板做匀速直线运动时,木块在水平方向受拉力和滑动摩擦力作用,处于平衡状态。根据二力平衡的知识,这两个力大小相等,因此弹簧测力计的拉力等于滑动摩擦力的大小。
(2) 甲、乙实验控制接触面粗糙程度相同,改变压力,得出结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。分析选项:A是通过增大接触面粗糙程度增大摩擦,未应用该结论;B是通过增大压力增大摩擦,应用了该结论,故选A。
(3) 探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时,需控制压力大小不变。甲和丙实验中,压力(甲无砝码、丙有砝码)和接触面粗糙程度都不同,未控制压力相同,因此结论不可靠。
(4) 图乙中弹簧测力计示数为1.5N,木块匀速运动时滑动摩擦力等于拉力,即1.5N;砝码与木块相对静止,无相对运动趋势,摩擦力为0N;滑动摩擦力只与压力和接触面粗糙程度有关,拉力增大时这两个因素不变,故滑动摩擦力仍为1.5N。
(5) 原实验需匀速拉动木块,操作难度大。合理改进是让木板运动、木块静止,木块始终平衡,弹簧测力计示数稳定,无需匀速,故选A。
【解析】
(1) 木块做匀速直线运动时,水平方向拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡的知识,二者大小相等。
(2) 甲、乙实验结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
A. 守门员戴防滑手套是增大接触面粗糙程度增大摩擦,未应用该结论;
B. 用力压橡皮是增大压力增大摩擦,应用了该结论;
故选A。
(3) 甲、丙实验中压力和接触面粗糙程度都不同,没有控制压力大小不变,不符合控制变量法要求,结论不可靠,理由是压力和接触面粗糙程度都不同(或没有控制压力大小相同)。
(4) 图乙弹簧测力计示数为1.5N,木块匀速运动时滑动摩擦力等于拉力,即1.5N;砝码与木块相对静止,不受摩擦力,为0N;拉力增大到4N时,压力和接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力仍为1.5N。
(5) 改进装置选A,让木板运动、木块静止,木块受力平衡,弹簧测力计示数稳定,无需匀速拉动木板,操作更简便。
【答案】
(1) 二力平衡
(2) A
(3) 不可靠;压力和接触面粗糙程度都不同(或没有控制压力大小相同)
(4) 1.5;0;1.5
(5) A
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素;二力平衡;控制变量法
【点评】
本题围绕“影响滑动摩擦力大小的因素”实验展开,考查二力平衡的应用、控制变量法的理解,以及实验结论分析和装置改进,需熟练掌握实验原理和控制变量法的应用。
【难度系数】
0.6
(1) 当木块沿长木板做匀速直线运动时,木块在水平方向受拉力和滑动摩擦力作用,处于平衡状态。根据二力平衡的知识,这两个力大小相等,因此弹簧测力计的拉力等于滑动摩擦力的大小。
(2) 甲、乙实验控制接触面粗糙程度相同,改变压力,得出结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。分析选项:A是通过增大接触面粗糙程度增大摩擦,未应用该结论;B是通过增大压力增大摩擦,应用了该结论,故选A。
(3) 探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时,需控制压力大小不变。甲和丙实验中,压力(甲无砝码、丙有砝码)和接触面粗糙程度都不同,未控制压力相同,因此结论不可靠。
(4) 图乙中弹簧测力计示数为1.5N,木块匀速运动时滑动摩擦力等于拉力,即1.5N;砝码与木块相对静止,无相对运动趋势,摩擦力为0N;滑动摩擦力只与压力和接触面粗糙程度有关,拉力增大时这两个因素不变,故滑动摩擦力仍为1.5N。
(5) 原实验需匀速拉动木块,操作难度大。合理改进是让木板运动、木块静止,木块始终平衡,弹簧测力计示数稳定,无需匀速,故选A。
【解析】
(1) 木块做匀速直线运动时,水平方向拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡的知识,二者大小相等。
(2) 甲、乙实验结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
A. 守门员戴防滑手套是增大接触面粗糙程度增大摩擦,未应用该结论;
B. 用力压橡皮是增大压力增大摩擦,应用了该结论;
故选A。
(3) 甲、丙实验中压力和接触面粗糙程度都不同,没有控制压力大小不变,不符合控制变量法要求,结论不可靠,理由是压力和接触面粗糙程度都不同(或没有控制压力大小相同)。
(4) 图乙弹簧测力计示数为1.5N,木块匀速运动时滑动摩擦力等于拉力,即1.5N;砝码与木块相对静止,不受摩擦力,为0N;拉力增大到4N时,压力和接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力仍为1.5N。
(5) 改进装置选A,让木板运动、木块静止,木块受力平衡,弹簧测力计示数稳定,无需匀速拉动木板,操作更简便。
【答案】
(1) 二力平衡
(2) A
(3) 不可靠;压力和接触面粗糙程度都不同(或没有控制压力大小相同)
(4) 1.5;0;1.5
(5) A
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素;二力平衡;控制变量法
【点评】
本题围绕“影响滑动摩擦力大小的因素”实验展开,考查二力平衡的应用、控制变量法的理解,以及实验结论分析和装置改进,需熟练掌握实验原理和控制变量法的应用。
【难度系数】
0.6
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