专题25 探究影响摩擦力因素的实验问题 （原卷版+解析版）--【夺分宝典】力学知识体系必考重点亮点难点（专练）

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专题25 探究影响摩擦力因素的实验问题
1. （2023四川自贡）某兴趣小组在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时，用同一木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。

（1）甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向匀速拉动木块，根据二力平衡知识，弹簧测力计对木块的拉力大小______滑动摩擦力的大小（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（2）通过对比甲、乙两次实验可知：在接触面的粗糙程度相同时，______越大，滑动摩擦力越大；
（3）通过对比______两次实验可知：在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（4）兴趣小组的同学利用甲图实验装置继续探究滑动摩擦力与速度的关系，改变拉动木块的速度，进行实验，记录的实验数据如下表：

分析实验数据可知：滑动摩擦力的大小与物体运动的速度______（选填“有关”或“无关”）；
（5）小组交流讨论时发现：在实验中很难使木块做匀速直线运动，于是小伟设计了如图丁所示的实验装置，该装置的优点是______长木板B做匀速直线运动（选填“需要”或“不需要”）。
2. （2023陕西）如图，是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。

（1）本次实验前，应在________方向上对弹簧测力计进行调零；
（2）如图-1，沿水平方向拉动木块，使其做匀速直线运动，木块受到的拉力大小_____（选填“大于”“小于”或“等于”）木块受到的滑动摩擦力大小；
（3）如图-1，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使其做速度大小不同的匀速直线运动。发现弹簧测力计的示数不变，说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小______（选填“有关”或“无关”）；
（4）如图-2，在木块上加放钩码，沿水平方向拉动木块，使其做匀速直线运动。改变钩码的数量，多次实验后得出结论：其他条件一定时，压力越大，滑动摩擦力越______。
3. （2023山东泰安）在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中：

（1）某同学用如图甲所示的方式匀速拉动木块，测量滑动摩擦力，这样操作是_________（选填“正确”或“错误”）的；
（2）小明提出如下猜想：A.滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关；B.滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。小明以的速度匀速拉动木块，进行了正确的实验操作，实验探究过程如图所示。比较图_______两次实验，可验证猜想；比较图________两次实验，可验证猜想B；
（3）如图戊所示，小明以的速度匀速拉动木块再次进行实验。已知，木块重4N，砝码共重2N，弹簧测力计的示数为2.4N，此时，毛巾对木块的摩擦力为_______N。
4. （2023辽宁本溪等）小丹选取了两个弹簧测力计、细线、棉布、木板、重为10N和15N的两个木块（表面粗糙程度相同）等器材，探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关：

（1）小丹水平匀速直线拉动木块，利用________条件可知木块所受摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。她分别做了如图甲、乙、丙所示三次实验；
①分析甲、乙两次实验，可以得出接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力________的结论；
②分析甲、丙两次实验，可以得出压力相同时，接触面________，滑动摩擦力越大的结论；
③小丹从上述实验联想到生活中瓶盖上设计了花纹，可用________（填“①”或“②”）结论进行解释；
（2）她想继续探究滑动摩擦力大小与物体的重力大小是否有关，利用图甲实验做对比分析，又设计了如图丁所示的实验，使弹簧测力计A始终保持竖直状态，并调整高度，使其示数为________N，拉动木板，当木块相对于地面静止时，弹簧测力计B的示数为1N，分析可得滑动摩擦力大小与物体重力大小________。
5. （2023辽宁抚顺）小智发现妈妈购买的防滑地垫的A面比B面更粗糙，为了比较A、B两个面的防滑性，小智利用商家赠送的小块地垫样品和弹簧测力计进行了下列探究：

（1）如图甲、乙，分别将B、A面与同一水平地面接触，用弹簧测力计水平_______拉动小块地垫，根据________原理可知滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数；
（2）小智发现完成甲、乙两次实验测得的滑动摩擦力都很小，比较不出A、B两个面的防滑性，于是又找来一个铁块，在原水平地面上进行了如图丙所示的实验。通过比较甲、丙两次实验，发现当接触面粗糙程度相同时，_______越大，滑动摩擦力越________；
（3）为了完成探究，保持其他条件不变，在丙图实验的基础上小智只将_______，测出滑动摩擦力的大小为2.2N，通过与丙图实验测得的滑动摩擦力相比，选择地垫_______（填“A”或“B”）面铺在地面上，能更有效地防止地垫在地面上滑动。
6. （2023湖南长沙）小明家的旧沙发垫容易滑落，为此妈妈更换了一块背面有防滑颗粒的新沙发垫，小明把背面朝上的新、旧沙发垫固定在水平面上，用如图所示的方法测量同一本书在沙发垫上滑行时受到的摩擦力。

（1）小明应使书在沙发垫上做______运动，对比两次弹簧测力计的示数可知：压力相同时，增大______可以增大滑动摩擦力；
（2）在图甲的书本上叠放一本书，重做图甲所示的实验，可以探究滑动摩擦力大小与______的关系。
7. （2023湖北宜昌）小勇利用如图所示的实验装置探究影响滑动摩擦力大小的因素，在水平桌面边缘固定一个定滑轮，将弹簧测力计在竖直方向调零后如图固定。在桌面放置一块长木板，将一个长方体木块平放在长木板上，通过细线绕过定滑轮与测力计相连，并保持细线的AB段竖直、BC段水平。水平向左拉动长木板，木块相对于桌面保持静止，不计细线的重力和滑轮处的摩擦力。

（1）图中木块受到滑动摩擦力的方向为______，根据______可知弹簧测力计的示数即为木块受到滑动摩擦力的大小；
（2）拉动长木板向左运动时______（选填“需要”或“不需要”）做匀速直线运动；
（3）在探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系时，小勇换用一块质量更大的木块重复上述实验，发现测力计的示数变大了。由此得出压力越大，滑动摩擦力越大的结论，请你对他的实验做法进行评估：______。
8. 小明在做“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验时，使用的器材有弹簧测力计、两个相同的铁块、长木板。
（1）将铁块放在长木板上，用弹簧测力计拉着铁块沿水平方向做匀速直线运动，弹簧测力计示数如图甲所示，则铁块受到滑动摩擦力的大小等于_______N；
（2）如图乙所示，将两个铁块叠放在一起，重复上面的操作。比较甲、乙两次实验，可以得出：在接触面的粗糙程度相同时，_______越大，滑动摩擦力越_______；
（3）小明又将两个铁块按照图丙所示的方式放在长木板上进行实验。比较乙、丙两次实验，可探究滑动摩擦力的大小与_______的关系；
（4）实验后小明和同学交流讨论时发现：在实验中很难使铁块做匀速直线运动。于是小明设计了丁图所示的实验装置，该装置_______（选填“需要”或“不需要”）长木板做匀速直线运动。当长木板的运动速度增大时，弹簧测力计的示数_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
9. 为了测量滑动摩擦力的大小，甲组同学设计了如图所示实验装置。实验中，小桶内装入适量的沙子，细绳水平拉动木块，使木块恰好做匀速直线运动。（轻绳与滑轮的摩擦不计）
（1）实验中定滑轮的作用是___________；
（2）为了测量木块受到的滑动摩擦力，需要测量的物理量是___________；
（3）小桶落地后，木块继续向前运动，这是由于木块具有___________，此时木块受到的滑动摩擦力________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（4）把毛巾铺在木板上，想要测出图中木块在毛巾上受到的滑动摩擦力大小，下一步的操作是___________；
（5）乙组同学觉得用已知质量的钩码代替沙桶，可以简化实验操作步骤，你觉得哪组的方法更好：_________（选填“甲组”或“乙组”）。
10．如图是小张设计“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验示意图。
（1）实验过程中，弹簧测力计必须沿 方向拉着物块A做匀速直线运动，此时，滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
（2）在四次实验中，滑动摩擦力最大的是 （选填“甲”“乙”“丙”或“丁”）。
（3）比较 实验，是为了研究滑动摩擦力大小与压力的关系；比较 实验，是为了研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。（均选填“甲、乙”“甲、丙”或“乙、丙”）
（4）比较甲、丁两次实验，发现甲实验中弹簧测力计的示数 （选填“大于”“等于”或“小于”）丁实验中弹簧测力计的示数，小张由此得出“滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关”，你认为这个观点是 （选填“正确”或“错误”）的。
（5）如图戊是小张改进后的实验装置，对实验的完成效果较好。实验时，小张 （选填“一定”或“不一定”）要匀速拉动长木板。
11. 某兴趣小组在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时，用同一木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。
（1）甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向匀速拉动木块，根据二力平衡知识，弹簧测力计对木块的拉力大小___________（选填“等于”、“大于”或“小于”）滑动摩擦力的大小；
（2）通过对比甲、乙两次实验可知：其他条件相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（3）通过对比___________两次实验可知：其他条件相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（4）兴趣小组的同学利用甲图实验装置继续探究滑动摩擦力与速度的关系，改变木块的速度，进行实验，记录的实验数据如下表：
分析实验数据可知：滑动摩擦力的大小与物体运动的速度___________（选填“有关”或“无关”）；
（5）小组交流讨论时发现：在实验中很难使木块做匀速直线运动，于是小伟设计了如图丁所示实验装置，该装置的优点是___________（选填“需要”或“不需要”）长木板做匀速直线运动。
12. 在研究滑动摩擦力大小与压力大小关系的实验中，实验小组进行了如下探究：
（1）为了测量滑动摩擦力的大小，实验小组组装了如图甲所示的装置。实验中，水平拉动弹簧测力计，使木块做匀速直线运动，弹簧测力计示数___________（选填“大于”“等于”或“小于”）木块受到滑动摩擦力的大小，其中依据的实验原理是___________。
（2）上述实验中，拉动木块做匀速直线运动时，容易出现弹簧测力计示数不稳定的现象，为了解决这个问题，实验小组设计了如图乙所示的实验装置：粗糙程度均匀的长木条放在水平桌面上，木块放在长木条上，弹簧测力计一端固定，另一端与木块相连，且保持水平状态。
①将一个重力G=2N的木块放在长木条上，一位同学水平向左拉动长木条，另一位同学在木块相对桌面___________时，记录弹簧测力计的示数F。
②再将相同的木块逐次逐个叠放在木块上，多次实验，并将数据填入下表中：
分析实验数据可知，在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与压力大小成___________。
13. 小奇用木板、棉布、木块、砝码和弹簧测力计探究影响滑动摩擦力大小因素。
（1）如图所示的三次实验中，用弹簧测力计拉动木块沿水平方向做______运动，此时弹簧测力计对木块的拉力______（填“大于”“小于”或“等于”）木块受到的摩擦力。丙实验中砝码受到的摩擦力为______N。
（2）①对比甲、乙实验可知：压力一定，接触面越粗糙，滑动摩擦力越______。
②对比______实验可知：接触面粗糙程度一定，压力越大，滑动摩擦力越大。雪后由于路面湿滑，避免学生滑倒，学校工作人员在校门口撒上沙子。这一事例可用结论______（填“①”或“②”）来解释。
实验次数
1
2
3
4
运动速度（m/s）
0.3
0.4
0.5
0.6
测力计示数（N）
1.2
1.2
1.2
1.2
实验次数
1
2
3
4
运动速度（m/s）
0.2
0.3
0.4
0.5
测力计的示数（N）
1.2
1.2
1.2
1.2
木块的重力G/N
2
4
6
8
10
弹簧测力计的示数F/N
0.8
1.6
2.4
3.2
4.0