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14. (2024湖北黄冈)如图所示，小明做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验，铜块和木块的大小和形状完全相同，在实验前小明提出了以下几种猜想：
猜想一：滑动摩擦力的大小与压力的大小有关；
猜想二：滑动摩擦力的大小与物体间接触面的粗糙程度有关；
猜想三：滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积大小有关。
(1)实验时弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数等于物体所受滑动摩擦力的大小，这样做的依据是____。
(2)比较甲、乙两图，可得到的结论是：在接触面粗糙程度相同时，____。
(3)图乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是使____相同，比较乙、丙两图可验证猜想二。
(4)要探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关，小明将木块和铜块作为一个整体竖着放置在长木板上，如图丁所示，测出滑动摩擦力的大小并与图乙比较。你认为他的探究方案中存在的主要缺陷是____。
(5)如图丙所示，木块和铜块一起做匀速直线运动，由图中测力计可以知道此时木块受到的摩擦力为____N，方向是水平____。
猜想一：滑动摩擦力的大小与压力的大小有关；
猜想二：滑动摩擦力的大小与物体间接触面的粗糙程度有关；
猜想三：滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积大小有关。
(1)实验时弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数等于物体所受滑动摩擦力的大小，这样做的依据是____。
(2)比较甲、乙两图，可得到的结论是：在接触面粗糙程度相同时，____。
(3)图乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是使____相同，比较乙、丙两图可验证猜想二。
(4)要探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关，小明将木块和铜块作为一个整体竖着放置在长木板上，如图丁所示，测出滑动摩擦力的大小并与图乙比较。你认为他的探究方案中存在的主要缺陷是____。
(5)如图丙所示，木块和铜块一起做匀速直线运动，由图中测力计可以知道此时木块受到的摩擦力为____N，方向是水平____。
答案
【解析】：
(1) 实验时弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动，此时物体在水平方向上受到弹簧测力计的拉力和滑动摩擦力，这两个力是一对平衡力，根据二力平衡条件，弹簧测力计的示数等于物体所受滑动摩擦力的大小。
(2) 甲、乙两图，接触面粗糙程度相同，乙图压力大，弹簧测力计示数大，即滑动摩擦力大，可得到的结论是：在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
(3) 图乙、丙中铜块和木块叠在一起，对接触面的压力等于铜块和木块的总重力，目的是使压力相同，比较乙、丙两图，接触面粗糙程度不同，可验证猜想二（滑动摩擦力的大小与物体间接触面的粗糙程度有关）。
(4) 要探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关，需要控制压力大小和接触面粗糙程度相同，改变接触面积大小。小明将木块和铜块作为一个整体竖着放置在长木板上，与图乙比较，此时接触面的粗糙程度改变了（原来下面是铜块，现在下面是木块和铜块整体，接触面材料变了），所以他的探究方案中存在的主要缺陷是没有控制接触面的粗糙程度相同。
(5) 图丙中弹簧测力计的分度值是$0.2N$，示数是$2.2N$。木块和铜块一起做匀速直线运动，木块相对于铜块没有相对运动趋势，所以木块受到的摩擦力为$0N$；从运动状态看，木块随铜块一起向右匀速运动，若假设木块与铜块之间接触面光滑（即无摩擦力），木块会由于惯性保持原来的运动状态，相对于铜块（或地面）的运动状态不变，也能匀速运动，这也说明木块在水平方向不受力，即摩擦力为$0N$。
【答案】：
(1) 二力平衡
(2) 压力越大，滑动摩擦力越大
(3) 压力
(4) 没有控制接触面的粗糙程度相同
(5) $0$；无（因为摩擦力为$0$，所以不存在方向）
(1) 实验时弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动，此时物体在水平方向上受到弹簧测力计的拉力和滑动摩擦力，这两个力是一对平衡力，根据二力平衡条件，弹簧测力计的示数等于物体所受滑动摩擦力的大小。
(2) 甲、乙两图，接触面粗糙程度相同，乙图压力大，弹簧测力计示数大，即滑动摩擦力大，可得到的结论是：在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
(3) 图乙、丙中铜块和木块叠在一起，对接触面的压力等于铜块和木块的总重力，目的是使压力相同，比较乙、丙两图，接触面粗糙程度不同，可验证猜想二（滑动摩擦力的大小与物体间接触面的粗糙程度有关）。
(4) 要探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关，需要控制压力大小和接触面粗糙程度相同，改变接触面积大小。小明将木块和铜块作为一个整体竖着放置在长木板上，与图乙比较，此时接触面的粗糙程度改变了（原来下面是铜块，现在下面是木块和铜块整体，接触面材料变了），所以他的探究方案中存在的主要缺陷是没有控制接触面的粗糙程度相同。
(5) 图丙中弹簧测力计的分度值是$0.2N$，示数是$2.2N$。木块和铜块一起做匀速直线运动，木块相对于铜块没有相对运动趋势，所以木块受到的摩擦力为$0N$；从运动状态看，木块随铜块一起向右匀速运动，若假设木块与铜块之间接触面光滑（即无摩擦力），木块会由于惯性保持原来的运动状态，相对于铜块（或地面）的运动状态不变，也能匀速运动，这也说明木块在水平方向不受力，即摩擦力为$0N$。
【答案】：
(1) 二力平衡
(2) 压力越大，滑动摩擦力越大
(3) 压力
(4) 没有控制接触面的粗糙程度相同
(5) $0$；无（因为摩擦力为$0$，所以不存在方向）
15. (2024河南安阳)在某遗址考古中，考古学家挖掘出一个金属面具残片，测量其质量为280g，其体积为$40cm^{3}$。可以根据残片推测完整面具的质量，这样推测的依据是完整面具和残片有相同的密度。g取10N/kg。
(1)该金属面具残片所受的重力是多少？
(2)该金属面具残片的密度为多少？
(3)若制成完整金属面具需要该金属的体积为$100cm^{3}$，则完整面具的质量为多少？
(1)该金属面具残片所受的重力是多少？
(2)该金属面具残片的密度为多少？
(3)若制成完整金属面具需要该金属的体积为$100cm^{3}$，则完整面具的质量为多少？
答案
【解析】：
(1)根据重力公式$G = mg$（其中$G$为重力，$m$为质量，$g$为重力加速度），已知金属面具残片质量$m = 280g=0.28kg$，$g = 10N/kg$，则残片所受重力$G=mg = 0.28kg\times10N/kg = 2.8N$。
(2)根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$（其中$\rho$为密度，$m$为质量，$V$为体积），已知金属面具残片质量$m = 280g$，体积$V = 40cm^{3}$，则残片的密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{280g}{40cm^{3}} = 7g/cm^{3}$。
(3)因为完整面具和残片密度相同，已知完整面具需要该金属的体积$V_{总}=100cm^{3}$，由$\rho=\frac{m}{V}$可得$m=\rho V$，所以完整面具的质量$m_{总}=\rho V_{总}=7g/cm^{3}\times100cm^{3}=700g$。
【答案】：(1)$2.8N$；(2)$7g/cm^{3}$；(3)$700g$
(1)根据重力公式$G = mg$（其中$G$为重力，$m$为质量，$g$为重力加速度），已知金属面具残片质量$m = 280g=0.28kg$，$g = 10N/kg$，则残片所受重力$G=mg = 0.28kg\times10N/kg = 2.8N$。
(2)根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$（其中$\rho$为密度，$m$为质量，$V$为体积），已知金属面具残片质量$m = 280g$，体积$V = 40cm^{3}$，则残片的密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{280g}{40cm^{3}} = 7g/cm^{3}$。
(3)因为完整面具和残片密度相同，已知完整面具需要该金属的体积$V_{总}=100cm^{3}$，由$\rho=\frac{m}{V}$可得$m=\rho V$，所以完整面具的质量$m_{总}=\rho V_{总}=7g/cm^{3}\times100cm^{3}=700g$。
【答案】：(1)$2.8N$；(2)$7g/cm^{3}$；(3)$700g$
