3.如图所示是小明“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验,铜块和木块的大小和形状完全相同.在实验前,小明提出了以下几种猜想:
猜想一:滑动摩擦力的大小与压力的大小有关;
猜想二:滑动摩擦力的大小与物体间接触面的粗糙程度有关;
猜想三:滑动摩擦力的大小与物体间接触面积的大小有关;
(1)如图甲,实验时用弹簧测力计拉着铜块沿水平方向做匀速直线运动,弹簧测力计示数如图乙所示.此时,铜块受到的摩擦力是2.4N.
(2)比较甲、丙两图,可得到的结论是当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力大.
(3)图丙、丁中铜块和木块叠在一起的目的是使压力相同,比较丙、丁两图可得出滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关.
(4)在全班交流环节中,小明为探究猜想二,又设计了如下方案:
①用弹簧测力计测出铜块和木块的重力大小分别为G
1和G
2;
②如图A和B所示,将铜块和木块都平放在长木板上测出滑动摩擦力的大小分别为?
1和?
2;
③比较$\frac{{f}_{1}}{{G}_{1}}$和$\frac{{f}_{2}}{{G}_{2}}$大小关系,获得结论.(提示:此时物块对木板的压力大小与重力大小相等)
a.老师肯定了小明的方案,因为:路程与时间的比值即单位时间内物体通过的路程反映了物体运动的快慢;同样道理,滑动摩擦力与压力的比值即下的滑动摩擦力,反映了单位压力接触面的粗糙程度.
b.我们学过的利用“比值法”定义的物理量还有密度(或压强)(合理即可).
(5)课后,班级创新小组的同学们设计出如图C所示的装置测滑动摩擦力,桌面上质量为m的滑块A通过轻绳绕过滑轮,绳的另一端悬挂一只一次性塑料杯.测量时,向塑料杯中加适量水(当需加少量水时可改用胶头滴管),使滑块A做匀速直线运动.将一次性杯中的水全部倒入量杯中,读出量杯中水的体积为V,则滑块A受到的摩擦力?=ρ
水Vg.(用字母表示滑块A受到的摩擦力?,水的密度为ρ
水),实验中选择一次性塑料杯的原因是:质量小(或重力可忽略不计)..