3.如圖所示是小明“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn),銅塊和木塊的大小和形狀完全相同.在實(shí)驗(yàn)前,小明提出了以下幾種猜想:
猜想一:滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力的大小有關(guān);
猜想二:滑動(dòng)摩擦力的大小與物體間接觸面的粗糙程度有關(guān);
猜想三:滑動(dòng)摩擦力的大小與物體間接觸面積的大小有關(guān);
(1)如圖甲,實(shí)驗(yàn)時(shí)用彈簧測(cè)力計(jì)拉著銅塊沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖乙所示.此時(shí),銅塊受到的摩擦力是2.4N.
(2)比較甲、丙兩圖,可得到的結(jié)論是當(dāng)接觸面粗糙程度相同時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力大.
(3)圖丙、丁中銅塊和木塊疊在一起的目的是使壓力相同,比較丙、丁兩圖可得出滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān).
(4)在全班交流環(huán)節(jié)中,小明為探究猜想二,又設(shè)計(jì)了如下方案:
①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出銅塊和木塊的重力大小分別為G
1和G
2;
②如圖A和B所示,將銅塊和木塊都平放在長(zhǎng)木板上測(cè)出滑動(dòng)摩擦力的大小分別為?
1和?
2;
③比較$\frac{{f}_{1}}{{G}_{1}}$和$\frac{{f}_{2}}{{G}_{2}}$大小關(guān)系,獲得結(jié)論.(提示:此時(shí)物塊對(duì)木板的壓力大小與重力大小相等)
a.老師肯定了小明的方案,因?yàn)椋郝烦膛c時(shí)間的比值即單位時(shí)間內(nèi)物體通過的路程反映了物體運(yùn)動(dòng)的快慢;同樣道理,滑動(dòng)摩擦力與壓力的比值即下的滑動(dòng)摩擦力,反映了單位壓力接觸面的粗糙程度.
b.我們學(xué)過的利用“比值法”定義的物理量還有密度(或壓強(qiáng))(合理即可).
(5)課后,班級(jí)創(chuàng)新小組的同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)出如圖C所示的裝置測(cè)滑動(dòng)摩擦力,桌面上質(zhì)量為m的滑塊A通過輕繩繞過滑輪,繩的另一端懸掛一只一次性塑料杯.測(cè)量時(shí),向塑料杯中加適量水(當(dāng)需加少量水時(shí)可改用膠頭滴管),使滑塊A做勻速直線運(yùn)動(dòng).將一次性杯中的水全部倒入量杯中,讀出量杯中水的體積為V,則滑塊A受到的摩擦力?=ρ
水Vg.(用字母表示滑塊A受到的摩擦力?,水的密度為ρ
水),實(shí)驗(yàn)中選擇一次性塑料杯的原因是:質(zhì)量小(或重力可忽略不計(jì))..