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物理必考为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关.小明同学在老师的指导

2024-01-17 19:55:41信息公告494

为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,小明同学在老师的指导下做了一系列实验.以下是部分实验步骤(实验过程中保持长木板水平且固定).tKW物理好资源网(原物理ok网)

第1次:把木块平放在长木板上,用弹簧测力计水平拉木块,使木块做匀速直线运动(如图1),tKW物理好资源网(原物理ok网)

第2次:把木块侧放在长木板上,用同样的方法拉木块(如图2)tKW物理好资源网(原物理ok网)

第3次:把两块相同木块叠在一起平放在长木板上,再用同样的方法拉木块(如图3),tKW物理好资源网(原物理ok网)

得到下列数据.tKW物理好资源网(原物理ok网)

实验次数木块对木板的压力/N弹簧测力计的示数/N滑动摩擦力/N
14.0
24.0
38.0
(1)若已知每个木块的质量为2kg,请你帮助小明填全表格内的数据;(g=10N/kg)tKW物理好资源网(原物理ok网)

(2)比较1、2两次实验数据,可以发现滑动摩擦力的大小与接触面积________ 关(选填“有”或“无”).tKW物理好资源网(原物理ok网)

(3)比较第1、3两次实验数据,可以初步得出的结论是:________.tKW物理好资源网(原物理ok网)

(4)如图4所示,若将上述实验中完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,在12N的水平拉力F1作用下,A、B一起作匀速直线运动,此时木块B所受A的摩擦力为________N;若将A、B紧靠着放在水平桌面上,用水平力F2推A使它们一起匀速运动,则推力F2=________N.

试题答案

解:(1)1个木块的质量是2kg,所以1、2两次实验的压力F=G=mg=2kg×10N/kg=20N.tKW物理好资源网(原物理ok网)

第3次实验的压力为F=2G=2×20N=40N.tKW物理好资源网(原物理ok网)

在每次实验中,弹簧测力计都是拉着物体做匀速直线运动,所以滑动摩擦力等于拉力即弹簧测力计的示数.tKW物理好资源网(原物理ok网)

故答案为:tKW物理好资源网(原物理ok网)

实验次数木块对木板的压力/N弹簧测力计的示数/N滑动摩擦力/N
1204.04.0
2204.04.0
3408.08.0
(2)1、2两次实验接触面积的大小不同,压力相同,但两次所测的摩擦力的大小相同,所以比较1、2两次实验可以得出滑动摩擦力的大小与接触面积无关.tKW物理好资源网(原物理ok网)

(3)1、3两次实验接触面积的小相等,第三次压力比第一次的压力大,第三次的摩擦力也大于第一次的摩擦力,所以可以得出滑动摩擦力的大小与压力的大小有关.tKW物理好资源网(原物理ok网)

(4)因为B随A一起做匀速直线运动,所以B想对于A没有运动的趋势,即A、B间不存在摩擦力,故木块B所受A的摩擦力为零;tKW物理好资源网(原物理ok网)

因为木块A和B叠放在水平桌面上,在12N的水平拉力F1作用下,A、B一起作匀速直线运动,因此地面对A的摩擦力等于水平拉力,即12N;若将A、B紧靠着放在水平桌面上,用水平力F2推A使它们一起匀速运动,由于摩擦力与接触面积的大小无关,因此推力F2等于摩擦力,即12N.tKW物理好资源网(原物理ok网)

故答案为:(2)无;(3)滑动摩擦力的大小与压力的大小有关;(4)0;12.tKW物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)要解决此题,需要掌握重力和质量之间的关系.G=mg.在水平面上,物体对水平面的压力等于物体的重力,物体做匀速直线运动时,拉力等于摩擦力;tKW物理好资源网(原物理ok网)

(2)要掌握控制变量法,比较1、2两次实验数据,通过滑动摩擦力的大小是否变化即可判断出与接触面积的关系;tKW物理好资源网(原物理ok网)

(3)要得出结论,需要比较1、3,找出相同的量,和变化的量,从而得出结论;tKW物理好资源网(原物理ok网)

(4)先物体AB间是否有相对运动的趋势,如果没有,则两个接触面之间就不存在摩擦力;根据(2)小题得出的结论可知,摩擦的大小与接触面积的大小无关,即物体在水平面上做匀速直线运动时,拉力等于摩擦力.tKW物理好资源网(原物理ok网)

点评:此题是探究摩擦力大小与哪些因素有关,要注意控制变量法在此题中的应用.同时考查了有关重力的大小计算.tKW物理好资源网(原物理ok网)