5. 某同学在探究滑动摩擦力与哪些因素有关时,提出了如下三个猜想:
①摩擦力的大小可能与物体运动的速度有关。
②摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关。
③摩擦力的大小可能与压力的大小有关。
接着,他进行了如图所示的甲、乙、丙三个实验。

(1)在实验中,他应该沿水平方向用弹簧测力计拉着物体做
(2)对比图中
(3)在甲实验中,他正确操作时,弹簧测力计的示数是2N,此时木块受到的摩擦力为
①摩擦力的大小可能与物体运动的速度有关。
②摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关。
③摩擦力的大小可能与压力的大小有关。
接着,他进行了如图所示的甲、乙、丙三个实验。
(1)在实验中,他应该沿水平方向用弹簧测力计拉着物体做
匀速直线
运动。(2)对比图中
甲、丙
两个实验,可以验证猜想③。(3)在甲实验中,他正确操作时,弹簧测力计的示数是2N,此时木块受到的摩擦力为
2
N。若拉力增大到3N,此时木块受到的摩擦力为2
N。答案
5.(1)匀速直线 (2)甲、丙 (3)2 2
解析
【分析】
本题考查滑动摩擦力的探究实验,核心思路是利用二力平衡原理和控制变量法解题。首先,实验中需让物体做匀速直线运动,此时拉力与滑动摩擦力是平衡力,大小相等;验证摩擦力与压力的关系时,要控制接触面粗糙程度相同,改变压力大小;滑动摩擦力大小仅与压力和接触面粗糙程度有关,与拉力大小无关。
【解析】
(1)根据二力平衡原理,只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动时,弹簧测力计的拉力大小才等于滑动摩擦力的大小,因此应填匀速直线。
(2)猜想③是探究摩擦力与压力大小的关系,根据控制变量法,需保持接触面粗糙程度相同,改变压力大小。甲和丙实验中,接触面均为长木板(粗糙程度相同),丙中木块上增加了砝码,压力更大,所以对比甲、丙两个实验可验证猜想③。
(3)甲实验中,物体做匀速直线运动,拉力为2N,根据二力平衡,摩擦力等于拉力,即2N;当拉力增大到3N时,木块对接触面的压力和接触面粗糙程度均不变,滑动摩擦力大小不变,仍为2N。
【答案】
(1)匀速直线 (2)甲、丙 (3)2 2
【知识点】
滑动摩擦力、二力平衡、控制变量法
【点评】
本题是探究滑动摩擦力影响因素的基础实验题,重点考查二力平衡的应用和控制变量法的实验思想,是力学实验的典型题型,学生需掌握实验原理和变量控制方法。
【难度系数】
0.7
本题考查滑动摩擦力的探究实验,核心思路是利用二力平衡原理和控制变量法解题。首先,实验中需让物体做匀速直线运动,此时拉力与滑动摩擦力是平衡力,大小相等;验证摩擦力与压力的关系时,要控制接触面粗糙程度相同,改变压力大小;滑动摩擦力大小仅与压力和接触面粗糙程度有关,与拉力大小无关。
【解析】
(1)根据二力平衡原理,只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动时,弹簧测力计的拉力大小才等于滑动摩擦力的大小,因此应填匀速直线。
(2)猜想③是探究摩擦力与压力大小的关系,根据控制变量法,需保持接触面粗糙程度相同,改变压力大小。甲和丙实验中,接触面均为长木板(粗糙程度相同),丙中木块上增加了砝码,压力更大,所以对比甲、丙两个实验可验证猜想③。
(3)甲实验中,物体做匀速直线运动,拉力为2N,根据二力平衡,摩擦力等于拉力,即2N;当拉力增大到3N时,木块对接触面的压力和接触面粗糙程度均不变,滑动摩擦力大小不变,仍为2N。
【答案】
(1)匀速直线 (2)甲、丙 (3)2 2
【知识点】
滑动摩擦力、二力平衡、控制变量法
【点评】
本题是探究滑动摩擦力影响因素的基础实验题,重点考查二力平衡的应用和控制变量法的实验思想,是力学实验的典型题型,学生需掌握实验原理和变量控制方法。
【难度系数】
0.7
6. 某同学在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”时,开展了如下实验探究。

(1)在甲、乙、丙三次实验中,木块受到的滑动摩擦力最大的是
(2)比较甲、丁两次实验,该同学发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,由此得出结论:滑动摩擦大小与接触面积的大小有关。你赞同这一结论吗?
(3)他继续利用甲实验,探究滑动摩擦力与速度的关系。改变拉动木块的速度,进行实验,记录的实验数据如下表所示。

分析实验数据可知:滑动摩擦力的大小与物体运动的速度
(4)他发现要匀速拉动木块,会不好控制且不方便读数,于是利用木块静止时二力平衡的特点,设计了改进方案(如下表所示)。你认为应该采用哪个方案?

(1)在甲、乙、丙三次实验中,木块受到的滑动摩擦力最大的是
丙
(填“甲”“乙”或“丙”)实验。(2)比较甲、丁两次实验,该同学发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,由此得出结论:滑动摩擦大小与接触面积的大小有关。你赞同这一结论吗?
不赞同
,理由是两次实验中没有控制压力相同
。(3)他继续利用甲实验,探究滑动摩擦力与速度的关系。改变拉动木块的速度,进行实验,记录的实验数据如下表所示。
分析实验数据可知:滑动摩擦力的大小与物体运动的速度
无关
(填“有关”或“无关”)。(4)他发现要匀速拉动木块,会不好控制且不方便读数,于是利用木块静止时二力平衡的特点,设计了改进方案(如下表所示)。你认为应该采用哪个方案?
方案三
。答案
6.(1)丙 (2)不赞同 两次实验中没有控制压力相同 (3)无关 (4)方案三
解析
【分析】
本题围绕滑动摩擦力的探究实验展开,需结合滑动摩擦力的决定因素(压力、接触面粗糙程度),运用控制变量法分析各问题:
1. 滑动摩擦力大小由压力和接触面粗糙程度决定,压力越大、接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,据此比较甲、乙、丙的摩擦力;
2. 探究接触面积对滑动摩擦力的影响时,需控制压力和接触面粗糙程度不变,分析甲、丁实验的变量是否唯一;
3. 观察速度改变时滑动摩擦力是否变化,判断两者关系;
4. 利用二力平衡,静止时木块受力平衡,分析哪个方案操作更方便、读数更准确。
【解析】
(1)滑动摩擦力公式为$f=μ N$($μ$为接触面粗糙程度,$N$为压力):甲、乙接触面粗糙程度相同,乙的压力大于甲,故$f_乙>f_甲$;甲、丙压力相同,丙的接触面更粗糙,故$f_丙>f_甲$,因此滑动摩擦力最大的是丙。
(2)探究滑动摩擦力与接触面积的关系,需控制压力和接触面粗糙程度不变。甲、丁两次实验中,改变接触面积时,木块对接触面的压力也发生了变化,未控制压力相同,因此结论不科学,不赞同该结论。
(3)分析实验数据,木块运动速度改变时,弹簧测力计示数(等于滑动摩擦力)不变,说明滑动摩擦力大小与物体运动速度无关。
(4)方案中,固定弹簧测力计、拉动木板(方案三)时,无论木板是否匀速,木块都处于静止状态,受力平衡,操作方便且读数准确,因此应采用方案三。
【答案】
(1)丙 (2)不赞同;两次实验中没有控制压力相同 (3)无关 (4)方案三
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素、控制变量法、二力平衡的应用
【点评】
本题考查滑动摩擦力探究实验的核心内容,重点是控制变量法的应用,以及实验方案的分析与改进。学生需明确滑动摩擦力的决定因素,理解实验中控制变量的必要性,易错点为探究接触面积影响时未控制压力,整体属于中等难度的基础实验题。
【难度系数】
0.6
本题围绕滑动摩擦力的探究实验展开,需结合滑动摩擦力的决定因素(压力、接触面粗糙程度),运用控制变量法分析各问题:
1. 滑动摩擦力大小由压力和接触面粗糙程度决定,压力越大、接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,据此比较甲、乙、丙的摩擦力;
2. 探究接触面积对滑动摩擦力的影响时,需控制压力和接触面粗糙程度不变,分析甲、丁实验的变量是否唯一;
3. 观察速度改变时滑动摩擦力是否变化,判断两者关系;
4. 利用二力平衡,静止时木块受力平衡,分析哪个方案操作更方便、读数更准确。
【解析】
(1)滑动摩擦力公式为$f=μ N$($μ$为接触面粗糙程度,$N$为压力):甲、乙接触面粗糙程度相同,乙的压力大于甲,故$f_乙>f_甲$;甲、丙压力相同,丙的接触面更粗糙,故$f_丙>f_甲$,因此滑动摩擦力最大的是丙。
(2)探究滑动摩擦力与接触面积的关系,需控制压力和接触面粗糙程度不变。甲、丁两次实验中,改变接触面积时,木块对接触面的压力也发生了变化,未控制压力相同,因此结论不科学,不赞同该结论。
(3)分析实验数据,木块运动速度改变时,弹簧测力计示数(等于滑动摩擦力)不变,说明滑动摩擦力大小与物体运动速度无关。
(4)方案中,固定弹簧测力计、拉动木板(方案三)时,无论木板是否匀速,木块都处于静止状态,受力平衡,操作方便且读数准确,因此应采用方案三。
【答案】
(1)丙 (2)不赞同;两次实验中没有控制压力相同 (3)无关 (4)方案三
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素、控制变量法、二力平衡的应用
【点评】
本题考查滑动摩擦力探究实验的核心内容,重点是控制变量法的应用,以及实验方案的分析与改进。学生需明确滑动摩擦力的决定因素,理解实验中控制变量的必要性,易错点为探究接触面积影响时未控制压力,整体属于中等难度的基础实验题。
【难度系数】
0.6
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