物理8.3 摩擦力综合训练题
展开A.轴承中装有滚珠B.旱冰鞋安装滚轮
C.给自行车车轴加机油D.汽车轮胎上刻有花纹
2.教室的门关不紧,常被风吹开,小明在门与门框之间塞入硬纸片后,门就不易被风吹开了。下列解释合理的是( )
A.门被风吹开是由于风吹门的力小于摩擦力
B.门没被风吹开是因为风吹门的力小于摩擦力
C.塞入硬纸片是通过增大压力来增大摩擦
D.塞入硬纸片是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦
3.(2020秋•汶上县期末)自行车是“绿色”出行的交通工具,为了减少摩擦的设计是( )
A.车上安装有刹车闸B.车把手做的较粗糙
C.轮胎上刻有花纹D.车轴处装有滚动轴承
4.(2020秋•万州区期末)下列是采用增大压力来增大摩擦力的是( )
A.用力捏刹把减速B.传动过程使用轴承
C.轮胎有很深的花纹D.列车使用磁悬浮
5.(2020秋•丰泽区期末)下面的做法是为了增大摩擦的是( )
A.菜刀的刀刃上抹油方便切菜
B.在自行车转轴处加润滑油
C.冬天,在结冰的路面上撒沙子
D.古人移动巨石时,在地上铺设滚木
6.(2020秋•晋江市期末)日常生活中经常需要增大或减小摩擦,下列实例中,为了增大摩擦的是( )
A.汽车轮胎表面凹凸不平的花纹
B.给自行车的车轴处加润滑油
C.缝衣针的表面做得很光滑
D.为了移动重物,在它下面垫上圆柱形钢管
7.(2020秋•平邑县期末)2020年12月28日﹣29日,全县范围内普降瑞雪,为避免因道路结冰,交通不畅,给学生上下学造成不便。根据市局通知精神和我县实际,学校走读生暂定停课两天半。同学们在外出时要穿鞋底都刻有“鞋底凹凸不平的花纹”的鞋子,其主要是为了( )
A.增大摩擦B.减小摩擦C.增大压力D.减小弹性
8.(2020秋•西山区期末)如图所示的实例中,其目的是为了减小摩擦的是( )
A.鞋底上有凹凸的花纹B.轴承中装有滚珠
C.汽车轮上加装防滑链D.击球时用力握紧球拍
9.(2020秋•曲阜市期末)“共享单车”作为中国的新“四大发明”之一,自推向市场以来,得到广大市民的青睐,也给人们的出行带来了方便、快捷。从“共享单车”的结构和使用来看,下列说法中正确的是( )
A.轮胎有凹凸不平的花纹是为了减小摩擦
B.在链条处滴入润滑油是为了增大摩擦
C.轴承里面装有钢珠是为了减小摩擦
D.用力捏刹车闸是为了减小摩擦
10.如图所示,筷子提米实验中,为了提高实验的成功率可采用 的方法,该方法是通过 的原理来增大摩擦力的。
考点二.探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验
11.(2020秋•沂水县期末)在做“研究滑动摩擦力大小”的实验中,将木块A放置于水平木板B上,加载一个钩码,把一支测力计系在A上,如图所示。当向左拉动B时,测力计指针稳定。下列讨论中正确的是( )
A.此装置可研究滑动摩擦力大小与压力的关系
B.B受到A的摩擦力的大小为2.4N,方向向左
C.A物体上面的钩码受到的摩擦力是2.4N,方向向左
D.若增大拉动B的速度,测力计的示数会变大
12.(2021春•射阳县校级月考)小伟要探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”,他猜想影响滑动摩擦力
大小的因素可能有:①接触面所受的压力大小;②接触面的粗糙程度;③接触面积的大小。
接下来小伟通过如图所示实验操作验证他的猜想:
(1)实验中小伟应该用弹簧测力计沿 方向拉动木块在长木板上做 。
(2)如果小伟要探究猜想②,他应该选择甲丙两幅图所示的实验步骤来操作,根据图中弹簧测力计的示数可得出结论:在其他因素相同的情况下, ,滑动摩擦力越大。
(3)小伟要探究猜想③,他将木块切去一半,重复甲的操作过程,如图丁所示。他比较甲和丁的实验结果,得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论 (可靠、不可靠),原因是 。
(4)小明仔细观察了小伟的实验过程,发现了一些问题,经过认真分析研究,他们最后把实验装置改进为图戊所示装置,利用如图戊装置进行实验有许多优点,以下不是其优点的选项为 。
A.不需要匀速拉动
B.测力计示数稳定
C.实验更容易操作
D.实验原理更合理
(5)在图戊的实验中,小明发现弹簧测力计的示数仍然时大时小,你认为主要的原因是 。
13.(2021春•沙坪坝区校级月考)为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”小夏设计了如图所示的实验。
(1)实验过程中,弹簧测力计 (选填“必须”或“不必”)沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,此时,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)在这四次实验中,滑动摩擦力最小的是 (选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)图;
(3)比较甲、丁实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,小夏得出结论:滑动擦力的大小与接触面积的大小有关,你认为他的结论是 (选填“正确”“错误”)的;
(4)小夏又拉着物块A在冰块表面滑动,他观察到在滑动过程中少许冰 (填物态变化名称)成了水,这主要是因为物块A在滑动过程中摩擦力对冰块 增加了冰块的内能。
(5)如图,他用力水平加速拉动木板,待测力计示数稳定后,测力计的示数为2.0N,木块受到的滑动摩擦力 2.0N(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
14.(2020秋•五华区期末)小俊同学为了弄清鞋子外底防滑性能与哪些因素有关,他结合学习过的相关知识猜想:鞋子外底防滑性能可能与接触面上的压力、鞋底材料、鞋底花纹和接触面的材质有关,于是他进行了实验探究,并收集到了一些实验数据,如表所示。其中,重3N的鞋子A和重3.8N的鞋子B外底材料相同但花纹不同。
(1)小俊同学认为,鞋子外底防滑性能的好坏,本质上就是外底与接触面间的摩擦力的关系,相同条件下外底与接触面间的摩擦力越 ,说明鞋子外底的防滑性能越好;
(2)他用弹簧测力计水平拉着鞋子在水平地面上 运动时,弹簧测力计的示数等于鞋子所受的滑动摩擦力;若他拉着鞋子匀速前进的速度由0.02m/s变为0.04m/s,在其他情况不变时鞋底受到的滑动摩擦力将 (填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)通过序号为3和6的两次实验,小俊得出鞋子B的防滑性能优于鞋子A的结论,这个结论是 的;
(4)由表中序号为1、2、3的数据可知,鞋子的防滑性能与 有关;由表中序号为3、4、5的数据可知,在接触面的材质相同时,接触面上 越大,鞋子外底所受摩擦力越大;表中序号为 的两个实验可以说明鞋子的外底防滑性能与鞋底花纹有关。
15.(2021春•云阳县校级月考)为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,含含设计了如图所示的实验,其中木块A的重力为6N,长木板B重力为14N。
(1)实验过程中,根据 的知识可知,弹簧测力计必须拉着物块沿水平方向做匀速直线运动,才能用弹簧测力计示数表示滑动摩擦力大小;
(2)比较甲、乙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与 有关;比较 实验,是为了研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关;
(3)比较甲、丁实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,含含得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关,此探究过程中存在的问题是 ;
(4)实验后小组交流讨论时发现:在实验中弹簧测力计是在运动过程中读数,误差较大。于是含含又设计了如图戊所示的实验方案,该方案 (选填“需要”或“不需要”)匀速拉动长木板B。
(5)在物理学中,我们把两个物体间的滑动摩擦力与压力的比值称为这两个接触面间的“动摩擦因数”,用符号μ表示。在如图戊所示实验中,木块A与长木板B间的动摩擦因数μ= ,已知长木板B与地面之间的动摩擦因数大小为0.4,若用拉力F将长木块B匀速抽出,则拉力F= N。
16.(2020秋•沈丘县期末)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小明按照如图所示的甲、乙、丙三种情况进行实验,其中A为木块,B为重物,甲和乙两图中的接触面相同,丙图中接触面较粗糙。
(1)实验要测出滑动摩擦力的大小,他应该让木块在水平面上做 运动,实验中,弹簧测力计对木块的拉力 (选填“>”“<”或“=”)木块受到的摩擦力。
(2)甲、乙两图实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与 的关系,根据实验现象可得正确的结论,则支持该结论的实验现象是 。
(3)小明通过甲、乙两图实验得到了正确的结论,下列现象中利用了该结论的是 (选填字母)。
A.轴承上加润滑油
B.体操运动员在手上涂镁粉
C.刹车时用力捏自行车的手闸
D.移动很重的石块时,在地上铺设滚木
(4)上述实验中,主要应用到的实验方法是转换法和 ,实验结束后,小明在图甲的基础上设计了图丁所示实验,请你判断:图丁中,木块水平运动时所受滑动摩擦力 (选填“>”“<”或“=”)图甲中木块所受滑动摩擦力。
17.(2021春•大田县校级月考)如图中的图1、图2所示,是“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关”实验。
(1)小明在第一次实验中出现图1所示的操作,他操作中的错误是 。纠正错误后,应用弹簧测力计拉着木块做 运动。
(2)在图2(a)、(b)、(c)三图中,拉力分别是F1=2N,F2=3N,F3=2.5N。分析(a)、(b)两图可得:在接触面粗糙程度相同时, 越大,滑动摩擦力越大;分析 两图可得:压力一定时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大。
(3)下列现象中应用了图2(a)、(c)实验所得结论的是 。(选填字母)
A.打羽毛球时用力握紧球拍
B.足球守门员戴有防滑手套
C.骑自行车刹车时用力捏车闸
(4)将物块切去一半后重复(a)实验,如图2(d)所示,发现此时弹簧测力计的示数减小。小明由此得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论是 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 。
18.(2020秋•万州区期末)如图所示是用相同木块“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验。
(1)本探究实验用的主要研究方法是 。
(2)在实验中需 (选填“加速”、“匀速”或“减速”)直线拉动木块,使拉力大小 滑动摩擦力大小。
(3)为了研究滑动摩擦力大小与压力大小是否有关,应比较 两图所示的实验。
(4)某同学想研究滑动摩擦力大小与受力面积是否有关,他将图甲中的木块沿竖直方向截掉一部分后,重复图甲所示的实验,测得木块受到的滑动摩擦力变小,由此得出“粗糙程度相同时,受力面积越小滑动摩擦力越小”的结论,他得出这个结论 (“正确”或“不正确”),理由是: 。
19.(2020秋•漳州期末)如图所示是小新同学探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。
(1)实验中应保持木块在水平木板上做 运动,使得拉力大小 (选填“小于”“大于”或“等于”)摩擦力;
(2)若要探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,应选择 两图进行实验;
(3)甲、乙两图是探究滑动摩擦力大小与 的关系,小新改变放在木块上的钩码个数,测出的实验数据如下表所示,请你在图中画出f﹣F的图像;
根据图像可得f与F的关系式是 ;
(4)小昌同学对上述实验进行了改进,设计了如图丁所示的装置:将弹簧测力计一端固定,用F1拉动小车时,小车 (选填“一定”或“不一定”)要做匀速直线运动;此时弹簧测力计示数为F2,则摩擦力大小为 (选填“F1”或“F2”)。
20.(2021春•武侯区校级月考)小林用质量相等的木块和小车进行探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验。
(1)如图所示,为测出滑动摩擦力大小,三次实验中均用弹簧测力计沿水平方向 拉动物体;
(2)分析A、B两次实验数据可知, (选填“木块”或“小车”)的表面更粗糙;
(3)观察A、C两次实验,可初步归纳:接触面粗糙程度一定时, 越大,滑动摩擦力越大;
(4)分析A、D两次实验数据可知,滑动摩擦力的大小与 无关。
人教版物理八下8.3摩擦力同步练习
参考答案
一.增大或减小摩擦的方法(共10小题)
1.如图所示的四个实例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A.轴承中装有滚珠B.旱冰鞋安装滚轮
C.给自行车车轴加机油D.汽车轮胎上刻有花纹
【解答】解:A、轴承中装有滚珠,是用滚动代替滑动减小摩擦,故A不符合题意。
B、旱冰鞋安装滚轮,用滚动代替滑动减小摩擦力,故B不符合题意。
C、给自行车车轴加机油,是在压力一定时,使接触面光滑减小摩擦力,故C不符合题意。
D、汽车轮胎上刻有花纹,是在压力一定时,增大接触面粗糙程度增大摩擦力,故D符合题意。
故选:D。
2.教室的门关不紧,常被风吹开,小明在门与门框之间塞入硬纸片后,门就不易被风吹开了。下列解释合理的是( )
A.门被风吹开是由于风吹门的力小于摩擦力
B.门没被风吹开是因为风吹门的力小于摩擦力
C.塞入硬纸片是通过增大压力来增大摩擦
D.塞入硬纸片是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦
【解答】解:A、门被风吹开是因为门受到的摩擦力较小,风吹门的力大于摩擦力,故A错误;
B、门没被吹开处于静止状态,风吹门的力与摩擦力是一对平衡力,二者大小相等,故B错误;
CD、塞入硬纸片后,使门与门框之间的压力增大,因此是通过增大压力来增大摩擦,故C正确,D错误。
故选:C。
3.(2020秋•汶上县期末)自行车是“绿色”出行的交通工具,为了减少摩擦的设计是( )
A.车上安装有刹车闸B.车把手做的较粗糙
C.轮胎上刻有花纹D.车轴处装有滚动轴承
【解答】解:A、车上安装有刹车闸,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故A不合题意。
B、车把手做的较粗糙,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B不合题意。
C、轮胎上刻有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C不符合题意。
D、车轴处装有滚动轴承,是用滚动代替滑动来减小摩擦,故C符合题意。
故选:D。
4.(2020秋•万州区期末)下列是采用增大压力来增大摩擦力的是( )
A.用力捏刹把减速B.传动过程使用轴承
C.轮胎有很深的花纹D.列车使用磁悬浮
【解答】解:A、用力捏刹把减速,是在接触面的粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故A符合题意;
B、一些机器的部件中,传动过程使用轴承,是变滑动摩擦为滚动摩擦,可减小摩擦力,故B不合题意;
C、轮胎有很深的花纹,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C不合题意;
D、列车使用磁悬浮,可使接触面脱离,从而减小摩擦力,故D不合题意。
故选:A。
5.(2020秋•丰泽区期末)下面的做法是为了增大摩擦的是( )
A.菜刀的刀刃上抹油方便切菜
B.在自行车转轴处加润滑油
C.冬天,在结冰的路面上撒沙子
D.古人移动巨石时,在地上铺设滚木
【解答】解:A、菜刀的刀刃上抹油方便切菜,是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力,故A不合题意。
B、在自行车转轴处加润滑油,是通过使接触面脱离的方法减小摩擦力,故B不合题意。
C、冬天,在结冰的路面上撒沙子,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C符合题意。
D、古人移动巨石时,在地上铺设滚木,是用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力,故D不合题意。
故选:C。
6.(2020秋•晋江市期末)日常生活中经常需要增大或减小摩擦,下列实例中,为了增大摩擦的是( )
A.汽车轮胎表面凹凸不平的花纹
B.给自行车的车轴处加润滑油
C.缝衣针的表面做得很光滑
D.为了移动重物,在它下面垫上圆柱形钢管
【解答】解:A、汽车轮胎表面凹凸不平的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A符合题意;
B、给自行车的车轴处加润滑油,是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力,故B不合题意;
C、缝衣针的表面做得很光滑,是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力,故C不合题意;
D、为了移动重物,在它下面垫上圆柱形钢管,是用滚动代替滑动来减小摩擦力,故D不合题意。
故选:A。
7.(2020秋•平邑县期末)2020年12月28日﹣29日,全县范围内普降瑞雪,为避免因道路结冰,交通不畅,给学生上下学造成不便。根据市局通知精神和我县实际,学校走读生暂定停课两天半。同学们在外出时要穿鞋底都刻有“鞋底凹凸不平的花纹”的鞋子,其主要是为了( )
A.增大摩擦B.减小摩擦C.增大压力D.减小弹性
【解答】解:鞋底都刻有“凹凸不平的花纹”,这是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,防止打滑,故只有选项A正确。
故选:A。
8.(2020秋•西山区期末)如图所示的实例中,其目的是为了减小摩擦的是( )
A.鞋底上有凹凸的花纹B.轴承中装有滚珠
C.汽车轮上加装防滑链D.击球时用力握紧球拍
【解答】解:A、鞋底上有凹凸的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A不合题意。
B、轴承中装有滚珠,是用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力,故B符合题意。
C、汽车轮上加装防滑链,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C不合题意。
D、击球时用力握紧球拍,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故D不合题意。
故选:B。
9.(2020秋•曲阜市期末)“共享单车”作为中国的新“四大发明”之一,自推向市场以来,得到广大市民的青睐,也给人们的出行带来了方便、快捷。从“共享单车”的结构和使用来看,下列说法中正确的是( )
A.轮胎有凹凸不平的花纹是为了减小摩擦
B.在链条处滴入润滑油是为了增大摩擦
C.轴承里面装有钢珠是为了减小摩擦
D.用力捏刹车闸是为了减小摩擦
【解答】解:A、轮胎有凹凸不平的花纹是为了在压力一定时,增大接触面的粗糙程度,可以增大摩擦,故A错误;
B、在链条处滴入润滑油是为了使接触面脱离,可以减小摩擦,故B错误;
C、轴承里面装有钢珠是为了变滑动为滚动,可以减小摩擦,故C正确;
D、用力捏刹车闸是为了在接触面粗糙程度一定时,增大压力,可以增大摩擦,故D错误。
故选:C。
10.如图所示,筷子提米实验中,为了提高实验的成功率可采用 将米压紧 的方法,该方法是通过 增大压力 的原理来增大摩擦力的。
【解答】解:筷子提米实验中,为了提高实验的成功率,需要增大摩擦力,可采用将米压紧的方法,该方法是通过增大压力的原理来增大摩擦力的。
故答案为:将米压紧;增大压力。
二.探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验(共10小题)
11.(2020秋•沂水县期末)在做“研究滑动摩擦力大小”的实验中,将木块A放置于水平木板B上,加载一个钩码,把一支测力计系在A上,如图所示。当向左拉动B时,测力计指针稳定。下列讨论中正确的是( )
A.此装置可研究滑动摩擦力大小与压力的关系
B.B受到A的摩擦力的大小为2.4N,方向向左
C.A物体上面的钩码受到的摩擦力是2.4N,方向向左
D.若增大拉动B的速度,测力计的示数会变大
【解答】解:A、两物体间接触面的粗糙程度不变,在A上加减钩码可以改变物体间的压力大小,该实验装置可以探究滑动摩擦力大小与压力的关系,故A正确;
B、由图示弹簧测力计可知,其分度值为0.2N,示数为2.4N,A处于平衡状态,由平衡条件可知,A受到的滑动摩擦力f=F=2.4N,A相对于B向右运动,A受到的滑动摩擦力方向水平向左,B受到A的摩擦力的大小也为2.4N,方向水平向右,故B错误;
C、A物体上面的钩码与A之间没有相对运动趋势,故A物体上面的钩码受到的摩擦力为零,故C错误;
D、A、B间的摩擦力是滑动摩擦力,滑动摩擦力与物体间接触面的粗糙程度和物体间的压力有关,与物体的运动速度无关,如果增大拉动B的速度,A、B间接触面的粗糙程度、物体间的压力保持不变,物体间的滑动摩擦力不变,由平衡条件可知,测力计的示数不变,故D错误。
故选:A。
12.(2021春•射阳县校级月考)小伟要探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”,他猜想影响滑动摩擦力
大小的因素可能有:①接触面所受的压力大小;②接触面的粗糙程度;③接触面积的大小。
接下来小伟通过如图所示实验操作验证他的猜想:
(1)实验中小伟应该用弹簧测力计沿 水平 方向拉动木块在长木板上做 匀速直线运动 。
(2)如果小伟要探究猜想②,他应该选择甲丙两幅图所示的实验步骤来操作,根据图中弹簧测力计的示数可得出结论:在其他因素相同的情况下, 接触面越粗糙 ,滑动摩擦力越大。
(3)小伟要探究猜想③,他将木块切去一半,重复甲的操作过程,如图丁所示。他比较甲和丁的实验结果,得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论 不可靠 (可靠、不可靠),原因是 没有控制压力大小相同 。
(4)小明仔细观察了小伟的实验过程,发现了一些问题,经过认真分析研究,他们最后把实验装置改进为图戊所示装置,利用如图戊装置进行实验有许多优点,以下不是其优点的选项为 D 。
A.不需要匀速拉动
B.测力计示数稳定
C.实验更容易操作
D.实验原理更合理
(5)在图戊的实验中,小明发现弹簧测力计的示数仍然时大时小,你认为主要的原因是 木板的粗糙程度不均匀 。
【解答】解:(1)实验中应该用弹簧测力计水平匀速直线拉动木块在长木板上滑动,由二力平衡条件知道,此时拉力与滑动摩擦力平衡,即出拉力大小等于摩擦力大小;
(2)要探究②,即滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系,根据控制变量法知道,他应控制压力相同,只改变接触面的粗糙程度,所以应选择甲和丙两幅图所示的实验步骤来操作;该实验可得出的结论是:在其他条件相同的情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)要探究③,即滑动摩擦力大小与接触面积大小的关系,应控制压力大小和接触面的粗糙程度不变,只改变接触面积,而他将木块切去一半,接触面积变化的同时压力也发生了变化,即没有控制压力大小相同,所以他的结论不可靠;
(4)在此实验中,很难控制拉动木块做匀速直线运动,测力计的示数不稳定,读数较困难,而乙图不需要做匀速拉动,木块始终保持静止状态,弹簧测力计的示数就很稳定,实验更容易操作,但是它们的实验原理是相同的,都是二力平衡,故D符合题意;
(5)木板的粗糙程度不均匀,影响摩擦力的大小,会造成弹簧测力计的示数不容易稳定,弹簧测力计示数时大时小。
故答案为:(1)匀速直线; 等于; (2)接触面越粗糙;(3)不可靠;没有控制压力大小相同; (4)D;(5)木板的粗糙程度不均匀。
13.(2021春•沙坪坝区校级月考)为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”小夏设计了如图所示的实验。
(1)实验过程中,弹簧测力计 必须 (选填“必须”或“不必”)沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,此时,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)在这四次实验中,滑动摩擦力最小的是 丁 (选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)图;
(3)比较甲、丁实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,小夏得出结论:滑动擦力的大小与接触面积的大小有关,你认为他的结论是 错误 (选填“正确”“错误”)的;
(4)小夏又拉着物块A在冰块表面滑动,他观察到在滑动过程中少许冰 熔化 (填物态变化名称)成了水,这主要是因为物块A在滑动过程中摩擦力对冰块 做功 增加了冰块的内能。
(5)如图,他用力水平加速拉动木板,待测力计示数稳定后,测力计的示数为2.0N,木块受到的滑动摩擦力 等于 2.0N(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【解答】解:(1)实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,此时,滑动摩擦力的大小才等于弹簧测力计的示数;
(2)压力越小,接触面越光滑,滑动摩擦力越小,在这四次实验中,滑动摩擦力最小的是丁图;
(3)研究滑动摩擦力的大小与接触面积的大小的关系,要控制压力大小和接触面粗糙程度相同,将物体切去一半,则压力变小了,故他的结论是错误的。
(4)物块A在滑动过程中摩擦力对冰块做功,机械能转化为内能,增加了冰块的内能,少许冰会熔化成水。
(5)因影响滑动摩擦力大小因素为压力大小和接触面的粗糙程度,与速度大小无关,故在实验中,木块以更大的速度匀速运动时,受到的滑动摩擦力大小不变,则弹簧测力计的示数等于2.0N。
故答案为:(1)必须;(2)丁;(3)错误;(4)熔化;做功;(5)等于。
14.(2020秋•五华区期末)小俊同学为了弄清鞋子外底防滑性能与哪些因素有关,他结合学习过的相关知识猜想:鞋子外底防滑性能可能与接触面上的压力、鞋底材料、鞋底花纹和接触面的材质有关,于是他进行了实验探究,并收集到了一些实验数据,如表所示。其中,重3N的鞋子A和重3.8N的鞋子B外底材料相同但花纹不同。
(1)小俊同学认为,鞋子外底防滑性能的好坏,本质上就是外底与接触面间的摩擦力的关系,相同条件下外底与接触面间的摩擦力越 大 ,说明鞋子外底的防滑性能越好;
(2)他用弹簧测力计水平拉着鞋子在水平地面上 做匀速直线 运动时,弹簧测力计的示数等于鞋子所受的滑动摩擦力;若他拉着鞋子匀速前进的速度由0.02m/s变为0.04m/s,在其他情况不变时鞋底受到的滑动摩擦力将 不变 (填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)通过序号为3和6的两次实验,小俊得出鞋子B的防滑性能优于鞋子A的结论,这个结论是 正确 的;
(4)由表中序号为1、2、3的数据可知,鞋子的防滑性能与 接触面的材料 有关;由表中序号为3、4、5的数据可知,在接触面的材质相同时,接触面上 压力 越大,鞋子外底所受摩擦力越大;表中序号为 4、5 的两个实验可以说明鞋子的外底防滑性能与鞋底花纹有关。
【解答】解:(1)小俊同学认为,鞋子外底防滑性能的好坏,本质上就是外底与接触面间的摩擦力的关系,相同条件下外底与接触面间的摩擦力越大,说明鞋子外底的防滑性能越好;
(2)他用弹簧测力计水平拉着鞋子在水平地面上做匀速直线运动时,根据二力平衡,弹簧测力计的示数等于鞋子所受的滑动摩擦力;若他拉着鞋子匀速前进的速度由0.02m/s变为0.04m/s,因影响滑动摩擦力大小的两个因素:压力大小和接触面的粗糙程度都不变,故在其他情况不变时鞋底受到的滑动摩擦力将不变;
(3)通过序号为3和6的两次实验,接触面粗糙相同,鞋子B受到的滑动摩擦力大,故小俊得出鞋子B的防滑性能优于鞋子A的结论,这个结论是正确的;
(4)由表中序号为1、2、3的数据可知,压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,鞋子受到的滑动摩擦力不同,故鞋子的防滑性能与接触面的材料有关;由表中序号为3、4、5的数据可知,在接触面的材质相同时,接触面上压力越大,鞋子外底所受摩擦力越大;
研究鞋子的外底防滑性能与鞋底花纹有关,要控制压力大小和接触面的粗糙程度相同,故表中序号为4、5的两个实验可以说明鞋子的外底防滑性能与鞋底花纹有关。
故答案为:(1)大;(2)做匀速直线;不变;(3)正确;(4)接触面的材料;压力;4、5。
15.(2021春•云阳县校级月考)为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,含含设计了如图所示的实验,其中木块A的重力为6N,长木板B重力为14N。
(1)实验过程中,根据 二力平衡 的知识可知,弹簧测力计必须拉着物块沿水平方向做匀速直线运动,才能用弹簧测力计示数表示滑动摩擦力大小;
(2)比较甲、乙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与 压力 有关;比较 乙、丙 实验,是为了研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关;
(3)比较甲、丁实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,含含得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关,此探究过程中存在的问题是 没有控制压力不变 ;
(4)实验后小组交流讨论时发现:在实验中弹簧测力计是在运动过程中读数,误差较大。于是含含又设计了如图戊所示的实验方案,该方案 不需要 (选填“需要”或“不需要”)匀速拉动长木板B。
(5)在物理学中,我们把两个物体间的滑动摩擦力与压力的比值称为这两个接触面间的“动摩擦因数”,用符号μ表示。在如图戊所示实验中,木块A与长木板B间的动摩擦因数μ= 0.3 ,已知长木板B与地面之间的动摩擦因数大小为0.4,若用拉力F将长木块B匀速抽出,则拉力F= 9.8 N。
【解答】解:(1)实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,此时物块处于平衡状态,由二力平衡条件可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数,这用到了转换法;
(2)由图甲、乙所示实验可知,接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,可以应用甲、乙所示实验探究滑动摩擦力大小与压力的关系;
研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关时,需要控制压力相同,接触面的粗糙程度不同,故需要对比图乙、丙所示实验;
(3)由图甲、丁所示实验可知,接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,由于没有控制物体间的压力相同,他的结论是错误的;
(4)如图丁所示的实验方案,A相对地面处于静止状态,受到的测力计的拉力与受到摩擦力为一对平衡力,大小相等,故该方案不需要长木板做匀速直线运动;
(5)物体A的重力:G=mg=0.6kg×10N/kg=6N;
由甲图知,木块A与B之间的动摩擦因数大小为:μA===0.3;
已知A、B两个木块之间的动摩擦因数大小为0.4,B对地面的压力等于A、B的总重力,为FB=14N+6N=20N:
则地面对B的摩擦力为:fB=μBFB=0.4×20N=8N;
根据力的相互性可知,A对B的摩擦力大小为:fA=1.8N;
两个摩擦力的方向都是水平向右的,由力的合成可知,拉力F=fB+fA=8N+1.8N=9.8N;
故答案为:(1)二力平衡;(2)压力;乙、丙;(3)没有控制压力不变;(4)不需要;(5)0.3;9.8。
16.(2020秋•沈丘县期末)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小明按照如图所示的甲、乙、丙三种情况进行实验,其中A为木块,B为重物,甲和乙两图中的接触面相同,丙图中接触面较粗糙。
(1)实验要测出滑动摩擦力的大小,他应该让木块在水平面上做 匀速直线 运动,实验中,弹簧测力计对木块的拉力 = (选填“>”“<”或“=”)木块受到的摩擦力。
(2)甲、乙两图实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与 压力大小 的关系,根据实验现象可得正确的结论,则支持该结论的实验现象是 乙图弹簧测力计示数比甲图示数大 。
(3)小明通过甲、乙两图实验得到了正确的结论,下列现象中利用了该结论的是 C (选填字母)。
A.轴承上加润滑油
B.体操运动员在手上涂镁粉
C.刹车时用力捏自行车的手闸
D.移动很重的石块时,在地上铺设滚木
(4)上述实验中,主要应用到的实验方法是转换法和 控制变量法 ,实验结束后,小明在图甲的基础上设计了图丁所示实验,请你判断:图丁中,木块水平运动时所受滑动摩擦力 = (选填“>”“<”或“=”)图甲中木块所受滑动摩擦力。
【解答】解:(1)实验要测出滑动摩擦力的大小,他应该让木块在水平面上做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件,弹簧测力计对木块的拉力=木块受到摩擦力;
(2)甲、乙两图实验中,接触面粗糙程度相同,乙中压力大,故是为了探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系;根据实验现象可得出:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大,支持该结论的实验现象是乙图弹簧测力计示数比甲图示数大;
(3)根据甲、乙两图的实验可知,在接触面粗糙程度相同的条件下,增大压力可增大滑动摩擦力;
A.轴承上加润滑油,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦的,故A不符合题意;
B.体操运动员在手上涂镁粉,属于通过增大接触的粗糙程度来增大摩擦,故B不符合题意;
C.刹车时用力捏自行车的手闸,是通过增大压力的方法来增大摩擦的,故C符合题意;
D.移动很重的石块时,在地上铺设滚木,用滚动摩擦代替滑动摩擦从而减小摩擦,故D不符合题意;
故选C;
(4)滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,实验需要用到控制变量法;
图丁和图甲中木块对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,故图丁中,木块水平运动时所受滑动摩擦力等于图甲中木块所受滑动摩擦力。
故答案为:(1)匀速直线;=;(2)压力大小;乙图弹簧测力计示数比甲图示数大;(3)C;(4)控制变量法;=。
17.(2021春•大田县校级月考)如图中的图1、图2所示,是“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关”实验。
(1)小明在第一次实验中出现图1所示的操作,他操作中的错误是 弹簧测力计未沿水平方向拉动 。纠正错误后,应用弹簧测力计拉着木块做 匀速直线 运动。
(2)在图2(a)、(b)、(c)三图中,拉力分别是F1=2N,F2=3N,F3=2.5N。分析(a)、(b)两图可得:在接触面粗糙程度相同时, 压力 越大,滑动摩擦力越大;分析 (a)、(c) 两图可得:压力一定时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大。
(3)下列现象中应用了图2(a)、(c)实验所得结论的是 B 。(选填字母)
A.打羽毛球时用力握紧球拍
B.足球守门员戴有防滑手套
C.骑自行车刹车时用力捏车闸
(4)将物块切去一半后重复(a)实验,如图2(d)所示,发现此时弹簧测力计的示数减小。小明由此得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论是 错误 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 没有控制压力大小相同 。
【解答】解:(1)由图1知,弹簧测力计没有水平拉动木块,即使木块进行匀速直线运动,木块受到的拉力和滑动摩擦力也不是平衡力,因为它们不在同一直线上。所以要使滑动摩擦力等于弹簧测力计的示数,弹簧测力计要水平拉动木块,使木块在水平面上进行匀速直线运动;
(2)在图2(a)、(b)、(c)三图中,拉力分别是F1=2N,F2=3N,F3=2.5N。分析(a)、(b)两图,接触面粗糙程度相同,b中压力大,因F1=2N<F2=3N,故得出在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系时,要控制压力大小相同,故分析(a)、(c)可得:在压力一定时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大;
(3)由(a)、(c)两实验可得:在压力一定时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大;
A.打球时用力握紧球拍,是通过增大压力来增大摩擦力,不符合题意;
B.足球守门员戴有防滑手套,在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,符合题意;
C.骑自行车刹车时用力捏车闸,是通过增大压力来增大摩擦力,不符合题意;
选B;
(4)要探究③,即滑动摩擦力大小与接触面积大小的关系,应控制压力大小和接触面的粗糙程度不变,只改变接触面积,而他将木块切去一半,接触面积变化的同时压力也发生了变化,即没有控制压力大小相同,所以他的结论不可靠。
故答案为:(1)弹簧测力计未沿水平方向拉动;匀速直线;(2)压力;(a)、(c);(3)B;(4)错误;没有控制压力大小相同。
18.(2020秋•万州区期末)如图所示是用相同木块“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验。
(1)本探究实验用的主要研究方法是 控制变量法 。
(2)在实验中需 匀速 (选填“加速”、“匀速”或“减速”)直线拉动木块,使拉力大小 等于 滑动摩擦力大小。
(3)为了研究滑动摩擦力大小与压力大小是否有关,应比较 甲、乙 两图所示的实验。
(4)某同学想研究滑动摩擦力大小与受力面积是否有关,他将图甲中的木块沿竖直方向截掉一部分后,重复图甲所示的实验,测得木块受到的滑动摩擦力变小,由此得出“粗糙程度相同时,受力面积越小滑动摩擦力越小”的结论,他得出这个结论 不正确 (“正确”或“不正确”),理由是: 没有控制压力相同 。
【解答】解:(1)实验中采用的是控制变量法;
(2)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,根据二力平衡条件可知,拉力大小才等于摩擦力的大小;故在实验中需匀速直线拉动木块,使拉力大小等于滑动摩擦力大小;
(3)为了研究滑动摩擦力大小与压力大小是否有关,需要控制接触面的粗糙程度相同,压力不同,应比较甲、乙两图所示的实验;
(4)研究滑动摩擦力大小与受力面积是否有关,需要控制压力大小和接触面粗糙程度均相同,他将图甲中的木块沿竖直方向截掉一部分后,受力面积改变了,压力大小也改变了,所以,不可以得出在“接触面粗糙程度相同的情况下,受力面积越小滑动摩擦力越小”。
故答案为:(1)控制变量法;(2)匀速;等于;(3)甲、乙;(4)不正确;没有控制压力相同。
19.(2020秋•漳州期末)如图所示是小新同学探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。
(1)实验中应保持木块在水平木板上做 匀速直线 运动,使得拉力大小 等于 (选填“小于”“大于”或“等于”)摩擦力;
(2)若要探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,应选择 甲丙 两图进行实验;
(3)甲、乙两图是探究滑动摩擦力大小与 压力大小 的关系,小新改变放在木块上的钩码个数,测出的实验数据如下表所示,请你在图中画出f﹣F的图像;
根据图像可得f与F的关系式是 f=0.4F ;
(4)小昌同学对上述实验进行了改进,设计了如图丁所示的装置:将弹簧测力计一端固定,用F1拉动小车时,小车 不一定 (选填“一定”或“不一定”)要做匀速直线运动;此时弹簧测力计示数为F2,则摩擦力大小为 F2 (选填“F1”或“F2”)。
【解答】解:(1)实验中需要用弹簧测力计水平拉动木块在水平木板上做匀速直线运动,根据二力平衡,拉力等于摩擦力;
(2)要探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度的关系,需要控制压力大小相同,接触面粗糙程度不同,图甲丙符合题意;
(3)由甲乙图像可知接触面粗糙相同,压力大小不同,是探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系;
描点连线得到摩擦力与压力的关系图像如图所示:
;
由表格中数据知,f与F的比值为0.4,可得摩擦力与压力的关系式为f=0.4F;
(4)如图丁所示的装置中,木块相对地面处于静止状态,滑动摩擦力大小的与压力大小、接触面粗糙程度有关,两个因素不变,滑动摩擦力不变,和运动速度无关,受到的滑动摩擦力与测力计的拉力为一对平衡力,平板小车不一定做匀速直线运动,与用力F1拉动小车时,力的大小无关;
此时弹簧测力计示数为F2,则摩擦力大小为F2。
故答案为:(1)匀速直线;等于;(2)甲丙;(3)压力大小;;f=0.4F;(4).不一定;F2。
20.(2021春•武侯区校级月考)小林用质量相等的木块和小车进行探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验。
(1)如图所示,为测出滑动摩擦力大小,三次实验中均用弹簧测力计沿水平方向 匀速直线 拉动物体;
(2)分析A、B两次实验数据可知, 小车 (选填“木块”或“小车”)的表面更粗糙;
(3)观察A、C两次实验,可初步归纳:接触面粗糙程度一定时, 压力 越大,滑动摩擦力越大;
(4)分析A、D两次实验数据可知,滑动摩擦力的大小与 接触面积 无关。
【解答】解:(1)在此实验操作中必须让弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉动物体,这样做的目的是使拉力和摩擦力成为一对平衡力,大小相等,即弹簧测力计的示数就等于摩擦力;
(2)分析A、B两次实验数据可知,压力相同,B的拉力大,即滑动摩擦力大,小车的表面更粗糙。
(3)观察A、C两次实验,弹簧测力计示数发生变化,根据A、C两次实验得出:接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(4)研究滑动摩擦力大小与接触面积大小关系时,要控制压力大小和接触面粗糙程度相同,只改变接触面积大小,即改变木块的放置方式,故比较AD实验数据,滑动摩擦力大小相等,故可知滑动摩擦力大小与接触面积无关;
故答案为:(1)匀速直线;(2)小车;(3)压力;(4)接触面积。
序号
鞋子
图示
接触面
滑动摩擦力N
1
鞋子A
水泥地面
1.7
2
鞋子A
塑胶地面
2.2
3
鞋子A
瓷砖
1.0
4
一只鞋子B压在鞋子A上
瓷砖
2.5
5
两只鞋子B压在鞋子A上
瓷砖
4.0
6
鞋子B
瓷砖
1.3
7
一只鞋子A压在鞋子B上
瓷砖
2.7
实验次数
1
2
3
压力F/N
2
3
4
摩擦力f/N
0.8
1.2
1.6
序号
鞋子
图示
接触面
滑动摩擦力N
1
鞋子A
水泥地面
1.7
2
鞋子A
塑胶地面
2.2
3
鞋子A
瓷砖
1.0
4
一只鞋子B压在鞋子A上
瓷砖
2.5
5
两只鞋子B压在鞋子A上
瓷砖
4.0
6
鞋子B
瓷砖
1.3
7
一只鞋子A压在鞋子B上
瓷砖
2.7
实验次数
1
2
3
压力F/N
2
3
4
摩擦力f/N
0.8
1.2
1.6
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