在“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中,同学们提出了以下几种猜想:
A.与物体运动的速度有关;
B.与物体接触面的粗糙程度有关;
C.与物体接触面的压力大小有关.
(1)在某次分组实验中,两组同学分别设计了如图甲、乙所示的实验装置,你认为 装置更加科学准确.
(2)下表是小李同学的实验数据
实验次数 | 压力 | 木板表面 | 木块放置 | 运动速度 | 测力计F度数(N) |
1 | 一个木块 | 比较光滑 | 平放 | 慢 | 2.2 |
2 | 一个木块 | 比较光滑 | 平放 | 快 | 2.2 |
3 | 一个木块 | 表面加毛巾 | 平放 | 快 | 3.8 |
(3)小张同学通过实验探究滑动摩擦力和压力的关系,得到的实验数据如下表所示,并据此画出了摩擦力f和压力F压的关系图线,如图丙所示.
实验次数 | 压力F压/N | 滑动摩擦力f/N |
1 | 20 | 2.2 |
2 | 40 | 4.4 |
3 | 60 | 6.6 |
4 | 80 | 7.7 |
(1)乙;
(2)错误;正确;
(3)在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比
题目分析:探究滑动摩擦力跟大小关系时,猜想滑动摩擦力跟压力大小、接触面粗糙程度、受力面积大小、运动速度有关.探究滑动摩擦力大小跟其中一个因素关系时,控制其它因素不变,这种方法是控制变量法.
实验中,我们是通过二力平衡的原理,从弹簧测力计的拉力得到摩擦力的大小,因此,这是转换法的运用,也是值得我们关注和改进的地方.
(1)观察图甲、乙要以看出,二者的不同在于,甲直接拉动弹簧测力计,而乙则拉的是下面的木板,从效果看,乙图中弹簧测力计与木块相对静止,其示数稳定,不受木板运动情况的影响,读数较准确,甲图中较难控制木块做匀速直线运动,故乙装置更加科学准确;
(2)读取表格数据可知,1、2两次实验速度不同,其他条件相同,摩擦力的大小相同,说明与速度大小无关,故猜想A错误;2、3两次实验接触面的粗糙程度不同,其他条件相同,摩擦力大小不同,说明与接触面的粗糙程度有关,故猜想B正确;
(3)读取表格数据和图丙可知,摩擦力f和压力F压的比值始终相同,图丙中也是一条正比例函数图线,故可得出结论:在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比.
点评:掌握滑动摩擦力大小的影响因素,利用控制变量法探究滑动摩擦力大小的影响因素.滑动摩擦力实验是初中物理的典型实验,一定要掌握