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【题目】在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,小英做了如图甲所示的三次实验,用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。实验中第1次和第2次用相同的长木板,第3次用表面更加粗糙的长木板。

1)实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其在水平桌面上做_____,根据二力平衡知识,可知滑动摩擦力的大小_____(选填“大于”、“等于”或“小于”)拉力的大小。

2)比较12两次实验,得出结论:_____

3)比较_____两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系。

4)刚开始小英做第1次实验时控制不好力度,拉力随时间变化的图象如图乙所示,木块的速度随时间变化的图象如图丙所示,则木块在第7s时的摩擦力为_____N

5)小芳同学将实验方法进行了改进,实验装置如图丁所示:将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平地面向右运动,此时木块受到的摩擦力方向_____,大小为_____N.这样改进的好处是_____

【答案】匀速直线 等于 在接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大 23 3 水平向右 2.8 不需要木板做匀速直线运动,便于实验操作

【解析】

1)只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,拉力大小才等于摩擦力的大小,实验时,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动,根据二力平衡知识,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力;

2)由12两次接触面粗糙程度相同,压力不同,是探究滑动摩擦力的大小跟压力大小的关系,故可以得出:在接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大;

3)要探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,需要控制压力相同,改变接触面的粗糙程度,如图23两次符合要求。

4)由图丙可知:26s物体做匀速运动,此时物体处于平衡状态,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,由图乙可知此过程的拉力为3N,所以滑动摩擦力为3N68s物体做减速运动,但由于压力的接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,仍为3N,故第7s时,摩擦力为3N

5)木块处于静止状态,受到平衡力的作用,拉力和摩擦力大小相等,方向相反,因测力计对木块的拉力方向水平向左,故木块受到的摩擦力方向为水平向右;

弹簧测力计分度值为0.1N,此时示数为2.8N,即拉力为2.8N,故滑动摩擦力为2.8N

改进后,木块与弹簧测力计固定不动,拉动木板运动,一方面,不需要木板做匀速直线运动,便于实验操作,另一方面,由于测力计静止便于读数。

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