初中物理總復(fù)習(xí)實驗專題 實驗07 探究影響滑動摩擦力大小的因素

初中物理總復(fù)習(xí)實驗專題實驗07探究影響滑動摩擦力大小的因素

ECNULEX實驗07探究影響滑動摩擦力大小的因素本實驗旨在研究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)。如圖01所示，實驗中使用彈簧測力計拉著木塊，應(yīng)水平地拉動，并使其在固定的水平面上做運動。根據(jù)條件，木塊所受摩擦力的大小等于彈簧測力計的示數(shù)。通過比較圖a和圖b的實驗，我們可以得出結(jié)論：滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度有關(guān)。同樣，比較圖a和圖c的實驗，我們可以得出結(jié)論：滑動摩擦力的大小與壓力大小有關(guān)。在小林同學(xué)的實驗中，我們使用彈簧測力計水平拉動木塊，在長木板上使其做勻速直線運動。甲、乙兩圖所示的實驗表明，接觸面粗糙程度相同時，摩擦力越大。而甲、丙兩圖所示的實驗表明，在壓力相等的情況下，摩擦力越大。因此，我們可以得出結(jié)論：滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度和壓力大小有關(guān)。在探究“滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)”的問題時，興趣小組的同學(xué)們提出了猜想A和猜想B，即滑動摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度和壓力大小有關(guān)。為了驗證猜想是否正確，同學(xué)們設(shè)計了如圖03所示的實驗。步驟（a）和（b）是為了驗證猜想A，而步驟（a）和（c）是為了驗證猜想B。本實驗采用的科學(xué)探究方法是實驗法。最后，我們需要注意，在實驗中應(yīng)使木塊做勻速直線運動，以得到準(zhǔn)確的實驗數(shù)據(jù)。實驗記錄如下表所示：實驗次數(shù)接觸面的材料壓力F/N①木塊與木板8②木塊與木板8③木塊與毛巾8ECNU實驗探究“用滾動代替滑動能減小摩擦力”的正確性。小明利用帶鉤的木塊A和木塊B、彈簧測力計、砝碼、棉布、圓柱狀鉛筆等器材進(jìn)行實驗。實驗步驟如下：1.將木塊A放在水平桌面上，用彈簧測力計拉動木塊，記下彈簧測力計的示數(shù)F1，根據(jù)知識可得F1的大小等于木塊受到的摩擦力。2.將木塊B放在水平桌面上，將木塊A放在其上方，用與步驟一相同的方法拉動木塊，記下彈簧測力計示數(shù)F2。3.比較F1和F2的大小，當(dāng)F2小于F1時，說明用滾動代替滑動能減小摩擦力。在“探究改變滑動摩擦力大小的方法”實驗中，小明選用了一塊帶鉤的長方體木塊、質(zhì)量相等的幾個鉤碼和彈簧測力計進(jìn)行實驗。實驗步驟如下：1.將長方體木塊平放在水平桌面上，用彈簧測力計水平拉動木塊運動，記下彈簧測力計的示數(shù)F1，則滑動摩擦力的大小等于F1。2.在木塊上先后增加二個和四個鉤碼，重復(fù)步驟1，分別讀出對應(yīng)的彈簧測力計示數(shù)為F2和F3，比較F3、F2和F1的大小，發(fā)現(xiàn)F3>F2>F1，說明增加物體重量會增加摩擦力。3.將木塊側(cè)放在水平桌面上，按步驟1的方法再次讀出彈簧測力計的示數(shù)，發(fā)現(xiàn)與水平放置時的示數(shù)相同，說明滑動摩擦力與物體間接觸面的粗糙程度無關(guān)。在“探究摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中，同學(xué)們提出了與物體的重力大小、物體運動的速度大小、物體間的接觸面積大小和物體間接觸面的粗糙程度有關(guān)的猜想。小娟利用較長且光滑程度一致的木板、帶鉤的長方體木塊和彈簧測力計進(jìn)行實驗。實驗步驟如下：1.將木塊平放在木板上，用彈簧測力計勻速拉動木塊，記錄彈簧測力計的示數(shù)F1。2.重復(fù)步驟1，分別記錄木塊運動快慢不同的三次實驗數(shù)據(jù)，得出彈簧測力計示數(shù)分別為F1、F2和F3。3.比較F1、F2和F3的大小，發(fā)現(xiàn)三次實驗的示數(shù)相同，說明滑動摩擦力與物體的重力大小、物體運動的速度大小和物體間的接觸面積大小無關(guān)。實驗中要勻速拉動木塊的原因是為了保持實驗條件的一致性。還可以驗證與物體間接觸面的粗糙程度有關(guān)的猜想。具體實驗操作過程為：在木板上放置兩個不同粗糙程度的木塊，用彈簧測力計分別拉動兩個木塊，比較示數(shù)的大小，若粗糙程度大的木塊示數(shù)較大，則驗證該猜想正確。ECNULEX19：這個實驗探究滑動摩擦力與哪些因素有關(guān)。為了驗證小明的猜想，即滑動摩擦力的大小可能與物體的接觸面積有關(guān)，需要設(shè)計探究方案。實驗操作的關(guān)鍵是什么？由甲、乙兩圖得到的結(jié)論是什么？圖乙和圖丙探究的問題是什么？ECNULEX17：為了探究滑動摩擦力的大小與速度大小的關(guān)系，需要控制接觸面的粗糙程度不變，測出物體在不同速度下的摩擦力大小。如圖12所示，用力拉這長木板向右滑動，鋁塊很快處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧測力計對鋁塊的拉力等于鋁塊受到的摩擦力。分別用不同的速度拉動長木板，彈簧測力計的示數(shù)都相同，這說明滑動摩擦力的大小與速度大小無關(guān)。ECNULEX18：某物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的滑動摩擦力。實驗裝置如圖13所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，木板上的滑塊通過輕繩繞過定滑輪，繩的另一端懸掛托盤。實驗時，在托盤中放入適量的砝碼，使滑塊做勻速直線運動。為了測量滑塊的滑動摩擦力，需要測量的物理量是滑塊的滑動摩擦力表達(dá)式為f=木塊與木板的壓力×μ，其中μ為木塊與木板之間的動摩擦系數(shù)。該實驗的理論依據(jù)是牛頓第一定律。該實驗存在一些不足之處，比如沒有考慮空氣阻力的影響。ECNULEX19：為了測量滑動摩擦力的大小，實驗中應(yīng)用彈簧測力計沿水平方向拉動木塊。實驗數(shù)據(jù)如下表：實驗序號、接觸面、壓力N/N、滑動摩擦力f/N。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，可以探究滑動摩擦力與接觸面積的關(guān)系。在實驗中，我們探究了滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系。在第一次實驗中，我們拉動木塊用0.5N的力水平，發(fā)現(xiàn)木塊受到的滑動摩擦力為N。實驗過程如圖15所示，我們比較了鐵塊和木塊的大小和形狀，發(fā)現(xiàn)木塊表面比鐵塊表面粗糙。我們用彈簧測力計拉動物體在水平放置的長木板上做勻速直線運動，得出了摩擦力與接觸面粗糙程度有關(guān)的結(jié)論。在圖16中，我們探究了滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)。小紅進(jìn)行了三次實驗，實驗時用彈簧測力計拉木塊在水平木板或毛巾上做勻速直線運動。根據(jù)條件可知，這時滑動摩擦力的大小等于彈簧測力計的示數(shù)。小紅利用圖中a、b兩組數(shù)據(jù)比較得出：“壓力越大，滑動摩擦力就越大”的結(jié)論。我們認(rèn)為這個結(jié)論正確，因為從實驗數(shù)據(jù)中可以看出，隨著壓力的增大，滑動摩擦力也增大。在圖17中，我們對滑動摩擦力與不同因素的關(guān)系進(jìn)行了實驗驗證。同學(xué)們提出了四種猜想，包括與壓力大小、接觸面的粗糙程度、接觸面積大小和運動的速度大小有關(guān)。小剛組的同學(xué)利用裝置和器材進(jìn)行了實驗，得出了實驗數(shù)據(jù)如下表所示。通過實驗數(shù)據(jù)的比較，我們可以驗證猜想B，即滑動摩擦力與接觸面的粗糙程度有關(guān)。具體來說，我們發(fā)現(xiàn)在木板上鋪毛巾的情況下，摩擦力最大，而在木板上鋪棉布的情況下，摩擦力較小。猜想：通過將兩個小吸盤對接并擠出吸盤內(nèi)部的空氣后，不容易拉開。因此，我們猜想可能是因為摩擦力增大了。在本實驗中，我們研究了影響滑動摩擦力大小的因素。我們得出結(jié)論：滑動摩擦力的大小與壓力大小及接觸面的粗糙程度有關(guān)。具體來說，當(dāng)壓力增大或接觸面變得更粗糙時，摩擦力也會增大。我們采用控制變量法進(jìn)行實驗。我們使用木塊做勻速直線運動時，水平方向的二力平衡，從而得出摩擦力與彈簧測力計的拉力相等的結(jié)論。在實驗中，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)接觸面的粗糙程度相同時，壓力越大，摩擦力也越大。同時，我們發(fā)現(xiàn)滑動摩擦力的大小與相互接觸的兩個物體的材料也有關(guān)。在另一個實驗中，我們發(fā)現(xiàn)在接觸面粗糙程度相同時，當(dāng)壓力增大時，滑動摩擦力也會增大。因此，我們可以得出結(jié)論：滑動摩擦力的大小與壓力大小及接觸面的粗糙程度有關(guān)。在實驗中，我們使用控制變量法來保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。我們使用彈簧測力計來測量摩擦力的大小，并發(fā)現(xiàn)摩擦力與