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26. (8分)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小明按照如图所示的甲、乙、丙三种情况进行实验,其中A为木块,B为重物,甲、乙两图中的接触面较光滑且粗糙程度相同,丙图中接触面较粗糙。
(1)图甲中,将木块放在水平木板上,当木块
(2)对比甲、乙两图的实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与
(3)小明将图甲中的木块沿竖直方向截去一半后,用弹簧测力计拉着木块在木板上做匀速直线运动,发现弹簧测力计的示数为图甲中示数的一半,便得出“滑动摩擦力的大小与接触面的面积有关”的结论,你认为小明的结论是
(4)为了使弹簧测力计示数稳定,小明对实验装置进行了改进,如图丁所示,该装置
(5)如图丁实验时,小明发现弹簧测力计的示数忽大忽小,造成这种现象的原因可能是
·11·
(1)图甲中,将木块放在水平木板上,当木块
做匀速直线运动
时,木块所受的摩擦力等于弹簧测力计的示数。(2)对比甲、乙两图的实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与
压力大小
的关系。(3)小明将图甲中的木块沿竖直方向截去一半后,用弹簧测力计拉着木块在木板上做匀速直线运动,发现弹簧测力计的示数为图甲中示数的一半,便得出“滑动摩擦力的大小与接触面的面积有关”的结论,你认为小明的结论是
错误
(选填“正确”或“错误”)的,理由是:没有控制压力相同
。(4)为了使弹簧测力计示数稳定,小明对实验装置进行了改进,如图丁所示,该装置
不需要
(选填“需要”或“不需要”)匀速拉动长木板,他用水平拉力F拉动长木板,待弹簧测力计示数稳定后,木块A受到水平向右
(选填“左”或“右”)的摩擦力,若此时增大拉力F,弹簧测力计的示数不变
(选填“变大”“变小”或“不变”)。(5)如图丁实验时,小明发现弹簧测力计的示数忽大忽小,造成这种现象的原因可能是
长木板的表面粗糙程度不均匀
。·11·
答案
26. (1)做匀速直线运动 (2)压力大小 (3)错误 没有控制压力相同 (4)不需要 右 不变 (5)长木板的表面粗糙程度不均匀
【点拨】本题考查探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,注意二力平衡条件和控制变量法的应用,关键要熟知影响滑动摩擦力大小的因素。
【解析】(1)将木块放在水平木板上,当用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动时,木块处于平衡状态,根据二力平衡可知,木块所受的摩擦力等于弹簧测力计的示数;
(2)对比甲、乙两图,接触面的粗糙程度相同,乙图中在木块上放了重物,压力大小不同,而其他条件都相同,所以是为了探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系;
(3)在探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小的关系时,应控制接触面的粗糙程度和压力大小不变,改变接触面积大小,实验中将木块沿竖直方向截去一半,接触面积减小一半的同时压力也减小一半,存在两个变量,没有控制压力相同,故小明的结论错误;
(4)由图丁可知,木块相对于长木板向左运动,因此受到摩擦力的方向水平向右;若此时增大拉力F,长木板速度发生变化,但是木块对长木板的压力和接触面的粗糙程度不变,因此木块受到的摩擦力不变,所以弹簧测力计的示数不变,即该装置不需要匀速拉动木板;
(5)弹簧测力计的示数忽大忽小,造成这种现象的原因可能是长木板的表面粗糙程度不均匀,使得长木板在移动过程中木块受到的摩擦力大小不稳定。
【点拨】本题考查探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,注意二力平衡条件和控制变量法的应用,关键要熟知影响滑动摩擦力大小的因素。
【解析】(1)将木块放在水平木板上,当用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动时,木块处于平衡状态,根据二力平衡可知,木块所受的摩擦力等于弹簧测力计的示数;
(2)对比甲、乙两图,接触面的粗糙程度相同,乙图中在木块上放了重物,压力大小不同,而其他条件都相同,所以是为了探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系;
(3)在探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小的关系时,应控制接触面的粗糙程度和压力大小不变,改变接触面积大小,实验中将木块沿竖直方向截去一半,接触面积减小一半的同时压力也减小一半,存在两个变量,没有控制压力相同,故小明的结论错误;
(4)由图丁可知,木块相对于长木板向左运动,因此受到摩擦力的方向水平向右;若此时增大拉力F,长木板速度发生变化,但是木块对长木板的压力和接触面的粗糙程度不变,因此木块受到的摩擦力不变,所以弹簧测力计的示数不变,即该装置不需要匀速拉动木板;
(5)弹簧测力计的示数忽大忽小,造成这种现象的原因可能是长木板的表面粗糙程度不均匀,使得长木板在移动过程中木块受到的摩擦力大小不稳定。
解析
【分析】本题围绕“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验展开，核心原理是二力平衡，实验方法为控制变量法。第(1)问需利用二力平衡，当木块做匀速直线运动时，拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等；第(2)问对比甲、乙两图，接触面粗糙程度相同，压力不同，据此判断探究的变量；第(3)问探究接触面积的影响时，需控制压力和粗糙程度不变，小明的操作改变接触面积的同时也改变了压力，未控制变量，故结论错误；第(4)问分析丁图装置，木块静止时受力平衡，无需匀速拉动长木板，木块相对长木板向左运动，摩擦力方向与相对运动方向相反，增大拉力F时，压力和粗糙程度不变，摩擦力不变，测力计示数不变；第(5)问弹簧测力计示数忽大忽小，是因为摩擦力变化，而影响摩擦力的因素中压力不变，故原因是接触面粗糙程度不均匀。
【解析】
(1) 当用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动时，木块处于平衡状态，根据二力平衡条件，水平方向的拉力与滑动摩擦力大小相等，因此此时弹簧测力计的示数等于木块所受的摩擦力。
(2) 甲、乙两图中，接触面的粗糙程度相同，乙图中木块上增加了重物，压力大小不同，其他条件一致，因此是为了探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系。
(3) 探究滑动摩擦力与接触面积的关系时，需控制接触面的粗糙程度和压力大小不变，仅改变接触面积。小明将木块沿竖直方向截去一半，接触面积减小的同时，木块对木板的压力也减小了一半，存在两个变量，未控制压力相同，因此结论错误。
(4) 图丁中，木块A始终静止，处于平衡状态，无论长木板是否匀速运动，木块A受到的滑动摩擦力都等于弹簧测力计的示数，因此不需要匀速拉动长木板；长木板向右运动，木块A相对长木板向左运动，滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，故木块A受到水平向右的摩擦力；增大拉力F时，木块A对长木板的压力和接触面的粗糙程度均不变，滑动摩擦力大小不变，因此弹簧测力计的示数不变。
(5) 滑动摩擦力的大小与压力和接触面粗糙程度有关，实验中压力不变，弹簧测力计示数忽大忽小，说明摩擦力大小变化，原因是长木板的表面粗糙程度不均匀，导致木块受到的摩擦力不稳定。
【答案】
(1) 做匀速直线运动
(2) 压力大小
(3) 错误；没有控制压力相同
(4) 不需要；右；不变
(5) 长木板的表面粗糙程度不均匀
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素；二力平衡；控制变量法
【点评】
本题是初中物理力学的重点实验题，考查了探究滑动摩擦力影响因素的核心原理、实验方法，以及实验装置的创新分析，需要学生理解实验设计的严谨性，明确变量控制的重要性，同时掌握改进装置的优势，整体难度适中，注重对实验过程和原理的理解。
【难度系数】
0.6
【解析】
(1) 当用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动时，木块处于平衡状态，根据二力平衡条件，水平方向的拉力与滑动摩擦力大小相等，因此此时弹簧测力计的示数等于木块所受的摩擦力。
(2) 甲、乙两图中，接触面的粗糙程度相同，乙图中木块上增加了重物，压力大小不同，其他条件一致，因此是为了探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系。
(3) 探究滑动摩擦力与接触面积的关系时，需控制接触面的粗糙程度和压力大小不变，仅改变接触面积。小明将木块沿竖直方向截去一半，接触面积减小的同时，木块对木板的压力也减小了一半，存在两个变量，未控制压力相同，因此结论错误。
(4) 图丁中，木块A始终静止，处于平衡状态，无论长木板是否匀速运动，木块A受到的滑动摩擦力都等于弹簧测力计的示数，因此不需要匀速拉动长木板；长木板向右运动，木块A相对长木板向左运动，滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，故木块A受到水平向右的摩擦力；增大拉力F时，木块A对长木板的压力和接触面的粗糙程度均不变，滑动摩擦力大小不变，因此弹簧测力计的示数不变。
(5) 滑动摩擦力的大小与压力和接触面粗糙程度有关，实验中压力不变，弹簧测力计示数忽大忽小，说明摩擦力大小变化，原因是长木板的表面粗糙程度不均匀，导致木块受到的摩擦力不稳定。
【答案】
(1) 做匀速直线运动
(2) 压力大小
(3) 错误；没有控制压力相同
(4) 不需要；右；不变
(5) 长木板的表面粗糙程度不均匀
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素；二力平衡；控制变量法
【点评】
本题是初中物理力学的重点实验题，考查了探究滑动摩擦力影响因素的核心原理、实验方法，以及实验装置的创新分析，需要学生理解实验设计的严谨性，明确变量控制的重要性，同时掌握改进装置的优势，整体难度适中，注重对实验过程和原理的理解。
【难度系数】
0.6
