专题04探究影响滑动摩擦力大小因素实验分析(原卷版+解析).docxVIP

专题04探究影响滑动摩擦力大小因素实验分析（原卷版）

实验解读

实验解读

【实验目的、原理、方法】

①实验目的：探究影响滑动摩擦力大小的因素；

②实验原理：二力平衡的条件；

③实验方法：控制变量法、转换法。

【实验器材】

木块（有拉环）、弹簧测力计、长木板、毛巾、砝码、水平桌面。

【器材作用及图像】

①长木板和毛巾：改变接触面粗糙程度；

②木块（有拉环）：实验对象；

③弹簧测力计：拉动木块匀速运动；

④砝码：改变木块对水平桌面的压力；

【实验步骤】

步骤①用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿水平长木板滑动，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力；

步骤②在木块上面放一个砝码,改变木块对长木板的压力,测出此种情况下的摩擦力；

步骤③把毛巾铺在长木板上面，保持木块上的砝码不变，测出此种情况下的摩擦力。

【实验结论及应用】

滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大。

滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

【实验数据记录】

【实验补充】

1、摩擦力产生的条件：

物体之间产生摩擦力必须要具备以下三个条件：

第一：两物体相互接触；

第二：接触面粗糙；

第三：两物体发生相对运动或相对运动趋势。

2、摩擦力的种类和应用

（1）滑动摩擦：相互接触的两个物体，当它们之间有相对运动时，产生的摩擦力；

（2）滚动摩擦：相互接触的两个物体，当一个物体在另一个物体上发生滚动时，产生的摩擦力；

（3）静摩擦力：相互接触的两个物体，当它们有相对运动趋势，但它们之间处于相对静止时产生的摩擦力。

3、增大或者减小摩擦力的方法

（1）增大有益摩擦的方法：

①增大接触面的粗糙程度，如汽车轮胎做上花纹；?②增大压力，如骑自行车捏闸的力越大，摩擦力越大；③变滚动为滑动，如汽车急刹车时车只滑不滚；?④变湿摩擦为干摩擦。

2、减小有害摩擦的方法：

①使接触面变光滑；②减小压力；③用滚动代替滑动；④使接触面分离；⑤变干摩擦为湿摩擦。

【常考实验问题】

1、如图甲所示用弹簧测力计水平拉动木块在匀速直线运动，根据二力平衡原理，木块在长木板上受到的滑动摩擦力与弹簧测力计对木块的拉力是一对平衡力；

2、由于影响滑动摩擦力大小的因素可能有多个，在探究某一因素对滑动摩擦力大小的影响时，应该采用的研究方法是控制变量法；

3、比较图乙两次实验，得出结论为：接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大；

4、实验过程中，木块的温度升高，是通过做功（选填“做功”或“热传递”）的方式改变了木块的内能；

5、分别以速度v1和v2（v1＞v2）在同一表面匀速直线拉动木块，通过相同的路程，两次拉力所做功的关系为：W1＝W2（填“＜”、“＞”或“＝”）；

6、测量摩擦力大小是依据：二力平衡的知识来进行的；

7、验中出现误差的原因：用手拉动弹簧测力计，很难控制匀速直线运动，可以让弹簧测力计一端固定，另一端勾住木块，将木块水平放置在长木板上，然后直接如图所示拖动长木板，从而读出示数；

8、转换法应用：通过拉力的大小来反映摩擦力的大小；

9、实验还可研究滑动摩擦力的大小与接触面大小、运动速度，拉力大小等无关；

10、实验需要多次测量，得出多组数据的目的是：避免实验偶然性，得出普遍规律。

典例分析＋变式训练

题型1影响滑动摩擦力大小因素实验

【典例1-1】（2022春?亭湖区校级月考）小华探究“摩擦力的大小与什么因素有关”的三次实验如图所示。实验时，应让木块在水平木板（或棉布）上做运动。比较两图实验情景，可知摩擦力的大小跟压力有关，本实验中运用的研究方法是转换法和法。

【典例1-2】（2022秋?永春县期末）同学们利用如图甲所示的实验装置，探究影响滑动摩擦力大小的因素。

（1）实验中，应在水平方向拉着木块做运动，这时滑动摩擦力的大小拉力的大小。

（2）第一组同学在同一木板上，测量了不同压力下滑动摩擦力的大小，并根据测量数据作出图乙的图像。分析图像可以得出的结论是：当接触面的粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力的大小成（选填“正比”或“反比”）。

（3）第二组同学在桌面上也做了同样的实验，记录实验数据如下表。根据表格中的数据，可在图乙中描点作出图像，对比分析两组图像发现。

次数

1

2

3

4

5

F压/N

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

f/N

0.8

1.2

1.6

2.0

2.4

（4）琳琳设计了如图丙所示的方案：木块与弹簧测力计相连，弹簧测力计水平固定，通过细绳水平拉动木板。此方案的优点是：