16.如圖1所示,小明和小麗在“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)中,用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊分別在粗糙程度不同的甲、乙水平木板上勻速直線運(yùn)動(dòng),通過改變放在木塊上的砝碼改變 壓力,分別測(cè)出木塊在甲、乙木板上滑動(dòng)時(shí)的摩擦力,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)畫出了滑動(dòng)摩擦力 f與對(duì)應(yīng)壓力F關(guān)系的圖象(圖2).

(1)分析圖象甲或乙可知,木塊對(duì)木板的壓力越大,木塊所受的滑動(dòng)摩擦力也就越大.比較 圖象可知,甲(選填“甲”或“乙”)木板更粗糙.
(2)小明在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),拉著木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)很難控制“勻速”,于是他設(shè)計(jì)了如圖A所示的裝置,在 小桶內(nèi)裝入適量的沙子,滑塊恰好在水平木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng).為測(cè)量滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力的 大小,應(yīng)測(cè)量小桶和適量沙子的總重.把毛巾鋪在木板上,發(fā)現(xiàn)需要裝入更多的沙子,滑塊才能做勻速直線運(yùn)動(dòng),說明壓力相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大;小桶落地后,滑塊繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),受到的滑動(dòng)摩擦力f2與桶落地前受到的摩擦力f1的關(guān)系是f2 =f1(選填“>”、“=”或“<”)小明想用鉤碼代替沙桶,請(qǐng)你對(duì)此作出評(píng)價(jià):方便得出拉力的大小無法連續(xù)改變拉力的大小,也很難做到使滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng).
(3)小麗設(shè)計(jì)了另一種方案,裝置如圖B所示.將彈簧測(cè)力計(jì)固定,改為拉動(dòng)平板小車,當(dāng)他水平向左拉動(dòng)平板小車時(shí),木塊所受到的摩擦力的方向?yàn)樗较蜃螅@樣改進(jìn)后的 裝置的優(yōu)點(diǎn)是不需要小車做勻速直線運(yùn)動(dòng),便于實(shí)驗(yàn)操作;另一方面,由于測(cè)力計(jì)靜止便于讀數(shù).

分析 (1)影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素有:壓力,接觸面的粗糙程度;分析滑動(dòng)摩擦力f與對(duì)應(yīng)壓力f關(guān)系的圖象,運(yùn)用控制變量法得出摩擦力與壓力大小和接觸面粗糙程度的關(guān)系;
(2)根據(jù)二力平衡的條件,分析滑塊在水平方向受到的平衡力,由繩子拉滑塊的力大于等于小桶內(nèi)和適量的沙子的總重分析回答;
把毛巾鋪在木板上,分析變化的量和不變的量,裝入更多的沙子即說明摩擦力增大了,據(jù)此分析得出的結(jié)論;
小桶落地后,滑塊繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),根據(jù)影響滑動(dòng)摩擦力的大小的兩個(gè)因素確定受到的滑動(dòng)摩擦力f2與桶落地前受到的摩擦力f1的關(guān)系;
根據(jù)鉤碼的重是按整數(shù)倍變化進(jìn)行分析評(píng)價(jià).
(3)摩擦力的方向始終與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反;在實(shí)驗(yàn)中,木塊與彈簧測(cè)力計(jì)靜止不動(dòng),不需要控制木板做勻速直線運(yùn)動(dòng),便于實(shí)驗(yàn)操作,便于彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù).

解答 解:
(1)由滑動(dòng)摩擦力f與對(duì)應(yīng)壓力f關(guān)系的圖象可知,此圖象為正比例圖象,摩擦力隨壓力的增大而增大,所以木塊對(duì)木板的壓力越大,木塊所受的滑動(dòng)摩擦力也就越大;
比較甲、乙圖象可知,在壓力相同時(shí),甲的摩擦力大于乙的摩擦力,所以甲木板更粗糙;
(2)滑塊恰好在水平木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng),在水平方向上滑塊受到平衡力的作用,即繩子對(duì)滑塊的拉力與滑塊受到的摩擦力大小相等,而繩子拉滑塊的力等于小桶和適量沙子的總重,故為測(cè)量滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大小,應(yīng)測(cè)量小桶和適量沙子的總重;
把毛巾鋪在木板上,增大了接觸面的粗糙程度,而壓力大小不變,發(fā)現(xiàn)需要裝入更多的沙子,滑塊才能做勻速直線運(yùn)動(dòng),這說明摩擦力增大了,故得出的結(jié)論是:壓力相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大;
小桶落地后,滑塊繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),因影響滑動(dòng)摩擦力的大小的兩個(gè)因素(壓力大小和接觸面的粗糙程度)不變,故摩擦力大小也不變,即受到的滑動(dòng)摩擦力f2與桶落地前受到的摩擦力f1的關(guān)系是f2=f1;
小明想用鉤碼代替沙桶,該方案方便得出拉力的大小,但由于鉤碼的重是按整數(shù)倍變化的,無法連續(xù)改變拉力的大小,也很難做到使滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng);
(3)在如圖所示的裝置中,水平向左拉動(dòng)平板小車時(shí),木塊相對(duì)于小車向右運(yùn)動(dòng),所以木塊受到的摩擦力的方向?yàn)樗较蜃螅?br />由圖2所示可知,木塊與彈簧測(cè)力計(jì)固定不動(dòng),拉動(dòng)平板小車運(yùn)動(dòng),該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是:一方面,不需要木板做勻速直線運(yùn)動(dòng),便于實(shí)驗(yàn)操作;另一方面,由于測(cè)力計(jì)靜止便于讀數(shù).
故答案為:(1)壓力;甲;
(2)小桶和適量沙子的總重;壓力相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大;=;方便得出拉力的大小,無法連續(xù)改變拉力的大小,也很難做到使滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng);
(3)水平向左;不需要小車做勻速直線運(yùn)動(dòng),便于實(shí)驗(yàn)操作;由于測(cè)力計(jì)靜止便于讀數(shù).

點(diǎn)評(píng) 本題探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素,考查從圖象中獲取信息的能力、二力平衡的知識(shí)、影響滑動(dòng)摩擦力大小因素、摩擦力方向的判斷及控制變量法的運(yùn)用和對(duì)實(shí)驗(yàn)的評(píng)估能力,綜合性較強(qiáng).

練習(xí)冊(cè)系列答案
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