某兴趣小组在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验时,提出了以下几种猜想:
A.与压力的大小有关
B.与接触面积的大小有关
C.与接触面的粗糙程度有关
为了验证以上猜想是否正确,该小组利用如图所示装置进行实验,实验数据如下
| 序号 | 实验条件 | 摩擦力/N | ||
| 木板的放置 | 表面情况 | 压力/N | ||
| 1 | 平放 | 木板表面 | 4 | 0.8 |
| 2 | 平放 | 木板表面 | 6 | 1.2 |
| 3 | 平放 | 木板表面 | 8 | 1.6 |
| 4 | 侧放 | 木板表面 | 8 | 1.6 |
| 5 | 竖放 | 木板表面 | 8 | 1.6 |
| 6 | 平放 | 木板上铺棉布 | 4 | 1.2 |
| 7 | 平放 | 木板上铺毛巾 | 4 | 2.0 |
(2)由序号1、2、3的实验,可验证猜想 ________(填字母).要验证猜想C,应选择序号是 ________的三组实验;
(3)根据表格数据判断,图中a图线表示滑动摩擦力f的大小随 ________变化的关系.B图线表示滑动摩擦力f的大小随 ________变化关系.
试题答案
解:(1)摩擦力和弹簧测力计的拉力是水平方向上一对方向相反的力,若木块匀速直线运动,匀速直线运动状态就是一种平衡状态,此时摩擦力和弹簧测力计的拉力就是水平方向的一对平衡力,读出弹簧测力计的示数,就等于摩擦力;
(2)序号1、2、3的实验木块的放置情况,以及木板的表面情况都是相同的,而压力的大小不同,是为了验证摩擦力的大小和压力的关系,即猜想A;
要验证猜想C,即接触面粗糙程度的关系,就要保证压力的大小和木块的放置情况均一定,1、6、7三组实验符合条件;
(3)通过分析1、2、3可知,在接触面粗糙程度和接触面积一定时,压力越大,摩擦力越大;图象a符合这种情况;
通过分析3、4、5可知,在压力和接触面粗糙程度一定时,接触面积变大,摩擦力不变,说明了摩擦力的大小和接触面积的大小无关;图象b符合这种情况.
故答案为:
(1)匀速直线运动;
(2)A;1、6、7;
(3)压力大小;接触面积.
试题解析
(1)根据平衡力和平衡状态的知识来分析;
(2)要验证某一个猜想,都要采用控制变量法控制其它的猜想因素一定,据此分析;
(3)先根据题中表格中的数据分析出摩擦力的大小和压力、接触面积的关系,在从图象中找出对应图线.
点评:此题考查的知识点比较多,有:平衡力、影响摩擦力大小的因素、实验数据的分析能力、图象的分析能力,是一道综合题,也是一道好题.
