探究摩擦力的大小与哪些因素有关
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摩擦力大小和什么因素有关实验报告一、问题的提出关闭发动机的列车会停下来,自由摆动的秋千会停下来,踢出去的足球会停下来,运动的物体之所以会停下来,是因为受到了摩擦力。
物理学告诉我们:运动物体产生摩擦力必须具备以下三个条件:1.物体间要相互接触,且挤压;2.接触面要粗糙;3.两物体间要发生相对运动或有相对运动的趋势。
三个条件缺一不可。
摩擦力的作用点在接触面上,方向与物体相对运动的方向相反。
由力的三要素可知:摩擦力除了有作用点、作用方向外,还有大小。
那么:摩擦力大小与什么因素有关?这个问题值得我们探究。
二、猜想与假设:猜想1:摩擦力的大小可能与接触面所受的压力有关。
猜想2:摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关。
猜想3:摩擦力的大小可能与产生摩擦力的两种物体间接触面积的大小有关。
猜想4. 摩擦力的大小可能跟相对运动的速度有关。
三、理论依据在物理课上,我们学过:1. 二力平衡的条件:作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且在同一直线上,这两个力就平衡。
2. 在平衡力的作用下,静止的物体保持静止状态,运动的物体保持匀速直线运动状态。
3. 两个相互接触的物体,当它们做相对运动时或有相对运动的趋势时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫摩擦力。
4. 弹簧测力计拉着木块在水平面上做匀速直线运动时,拉力的大小就等于摩擦力的大小,拉力的数值可从弹簧测力计上读出,这样就测出了木块与水平面之间的摩擦力。
四、实验计划1.用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿长木板滑动,从而测出木块与长木板之间的摩擦力;2.改变放在木块上的砝码,从而改变木块与长木板之间的压力;3.把棉布铺在长木板上,从而改变接触面的粗糙程度;4.改变木块与长木板的接触面,从而改变接触面积。
五、实验准备弹簧测力计,长木板,棉布,毛巾,带钩长方体木块,砝码,刻度尺,秒表。
六、实验数据实验1. 用弹簧测力计匀速拉动木块,测出此时木块与长木板之间的摩擦力:0.7n实验2. 在木块上加50g的砝码,测出此时木块与长木板之间的摩擦力:0.8n实验3. 在木块上加200g的砝码,测出此时木块与长木板之间的摩擦力:1.2n实验4. 在木板上铺上棉布,测出此时木块与长木板之间的摩擦力:1.1n实验5. 加快匀速拉动木块的速度,测出此时木块与长木板之间的摩擦力:0.7n实验6. 将木块翻转,使另一个面积更小的面与长木板接触,测出此时木块与长木板之间的摩擦力:0.7n七、实验分析从实验1、实验2和实验3所测结果看,作用在木板上面的法码越重,摩擦力就越大。
物理实验5 探究摩擦力的大小与什么因素有关实验器材:弹簧测力计(2.5N)1个 木块(带挂钩)1块 200g 钩码1个 长木板一块(80cm)毛巾1块1.下图所示是“研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验。
(1) 在实验中,用弹簧测力计拉着木块时,应水平地拉动,且使它在固定的水平面上做 运动。
这样做的目的是: 。
根据 条件可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
其大小为:(2) 将图(a)和图(b)的实验进行比较可知,滑动摩擦力的大小与 有关。
(3) 将图(a)和图(c)的实验进行比较可知,滑动摩擦力的大小与 有关。
(4) (a)、(b)两图所示的实验说明:接触面粗糙程度相同时, ___,滑动摩擦力越大。
(5) (a)、(c)两图所示的实验说明:压力一定时, __ ___,滑动摩擦力越大。
(6) 由实验可得出的结论是:_________________ ___________。
(7) 在此基础上小易又猜想滑动摩擦力大小是否与物体运动速度的大小有关?请你利用图中已有器材验证小明的猜想。
写出你的做法。
(8) 同组的小玉将木块沿竖直方向截去一半后,测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半.他由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小.你认为他的探究过程中存在的问题是______________________________.2.下表是某实验小组所做的“探究摩擦力大小跟哪些因素有关”的实验记录:(1) 分析比较序号①与②的实验数据,可得出的结论是 。
(2) 分析比较序号 的实验数据,可得出的结论是:压力相同时,接触面越粗糙,摩擦力越大。
(3) 上述研究方法叫“控制变量法”,下列实验中用到此方法的有 (填序号) ①探究电压、电流与电阻的关系; ②探究动能跟哪些因素有关;③探究固体熔化时温度的变化规律; ④研究影响电磁铁磁性强弱的因素。
(4) 在这个实验中,使用的是控制变量法,在第1、2次实验中变量是_______,控制的变量是______。
探究影响摩擦力大小的因素教学设计一、教学目标:1. 知识与技能:(1)知道摩擦力与压力、接触面的粗糙程度的关系;(2)知道增大摩擦和减小摩擦的方法;(3)知道在相同条件下, 滚动摩擦比滑动摩擦小得多。
2.过程与方法:(1)通过“纸条拉书”小实验, 参与感受摩擦力存在的过程, 认识观察和实验在学习中的重要性;(2)通过探究摩擦力大小与哪些因素有关的探索过程, 认识科学探索的基本流程, 有效运用猜想、归纳、“控制变量法”等科学探究方法。
3.情感、态度和价值观:(1)通过“纸条拉书”的参与过程, 激发探究热情;(2)通过科学探究摩擦力的过程, 体验合作交流, 共同提高;(3)通过对摩擦力知识应用实例的了解过程, 增强民族自豪感。
二、教学重点和难点:重点: 摩擦力与压力、接触面粗糙程度的关系。
难点: 实验探究“影响摩擦力大小的因素”。
三、教学资源:1.学生实验器材(每五人一套): 立方体木块①(四个面分别粘有砂纸、棉布、绒布、纸)、立方体木块②(三个面粘有不同面积的同种材料)、木板、钩码、弹簧测力计、细线、慢速电机、电源、电键等。
2.信息技术:实物投影、自制PPT幻灯片课件等。
四、教学设计思路:设计思路是: 通过“纸条拉书”小实验, 让学生在教师成功与自己失败的强烈反差中产生置疑, 激发学生的学习热情, 从而引发积极的猜想: 摩擦力的大小可能与哪些因素有关?影响摩擦力大小的因素是通过“猜想→归纳→选择研究方法→了解实验器材→设计实验方案→进行实验→分析概括结论→交流总结”这一科学探索的流程得到的;在此过程中通过引导学生自查、互评进一步提高学生分析问题的能力;知道摩擦力大小与哪些因素有关后, 总结第一次“拉书”失败的原因, 再次“拉书”体会成功的乐趣, 通过改进“纸条拉书”实验, 体验在相同条件下, 滚动摩擦与滑动摩擦的大小关系。
通过介绍摩擦力知识的应用实例增强学生民族自豪感, 抢答比赛的设计及时反馈学生课堂掌握情况, 便于提高学生分析和解决实际问题的能力。
实验9 探究影响滑动摩擦力大小的因素基础考点梳理【设计和进行实验】1.实验原理:二力平衡;2.实验装置3.【分析与论证】(1)在这个实验中,在第1、2次实验中变量是接触面的压力,控制的变量是接触面的粗糙程度。
得到的结论是:接触面的粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(2)在研究接触面的粗糙程度对摩擦力大小的影响时,可采用第2、3 次的实验结果,得到的结论是:在接触面压力一定时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大。
滑动摩擦力的大小与压力的大小与接触面的粗糙程度有关。
【实验结论】滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力大小有关,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大;滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
【实验方法】(1)控制变量法:①探究滑动摩擦力的大小与压力的关系,控制接触面的粗糙程度不变,改变物块对接触面的压力,比较压力不同时滑动摩擦力的大小关系;①探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,控制压力不变,改变接触面粗糙程度,比较接触面粗糙程度不同时滑动摩擦力的大小关系。
(2)转换法:通过读取弹簧测力计的示数来间接测量滑动摩擦力的大小。
【交流与讨论】(1)实验中要水平匀速拉动木块,使木块做匀速直线运动,重力和支持力平衡,才能保证拉力大小等于滑动摩擦力。
(2)滑动摩擦力的大小与运动速度大小、接触面面积的大小无关。
【实验评估】实验中很难控制水平匀速拉动弹簧测力计,所以会导致弹簧测力计的示数不稳定。
因此,将实验方案改进如下,对比甲图,乙图优点:无论是否匀速拉动弹簧测力计,都可以保证拉力大小始终等于摩擦力大小。
甲图乙图典型例题赏析实验结论:滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力大小和接触面的粗糙程度有关.(1)接触面受到的压力大小一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大.(2)接触面的粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大.1.实验小组在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中.猜想1:滑动摩擦力的大小可能与接触面受到的压力有关猜想2:滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关根据猜想,实验小组按下图所示的步骤进行实验.(1)实验过程中,水平拉动木块在较光滑的木板上做匀速直线运动,弹簧测力计示数如图甲所示,木块所受滑动摩擦力为0.8 N.所探究的摩擦力是指木板与木块之间的滑动摩擦力.要点1. 测量原理:木块在水平方向受拉力与滑动摩擦力作用,处于平衡状态,二力大小相等易错:木块处于平衡状态时要判断两个力的大小是否相等,需要考虑是否满足二力平衡的条件(2)为了验证猜想1,应选择甲、乙两图的实验步骤,分析现象和数据可知,在接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大.要点 2.探究滑动摩擦力的大小与接触面所受压力的关系:控制接触面粗糙程度相同,只改变接触面所受压力大小(3)通过分析步骤乙、丙,小明得出“接触面越粗糙,滑动摩擦力就越大”的结论,小亮认为他的结论缺少前提条件压力一定时.(4)(与速度的关系)(2022黄石)木块的速度会影响滑动摩擦力吗?组内小明想用测力计加速拉动木块,测得不同速度时的测力计示数,比较摩擦力.你认为是否可行?不可行,理由是测力计的示数> 木块受到的滑动摩擦力的大小(选填“>”“<”或“=”).要点3.关键点解读:“加速”拉动木块时,木块没有处于平衡状态(5)(与受力面积的关系)(人教八下习题改编)有同学提出接触面积的大小会影响滑动摩擦力吗?小明想通过竖直切割木块来改变接触面积如图丁所示,组内其他人认为他的操作是错误的,理由是没有控制压力一定,改进方法是将两物体叠放在一起.要点4.探究滑动摩擦力与接触面积的关系:需要控制其他条件相同,只改变接触面积大小(6)(装置改进)(教参素材改编)实验小组在实验中发现较难保持木块匀速运动,弹簧测力计示数不稳定,于是改进实验装置如图戊所示,固定弹簧测力计,通过拉动长木板进行实验,实验记录如下表,则木块所受滑动摩擦力大小为 2.0 N,由表中数据可以得出:滑动摩擦力大小与速度大小无关(选填“有关”或“无关”),请写出该装置的一个优点:不需要匀速拉动木板,弹簧测力计的示数始终等于物体所受摩擦力大小.(7)(创新装置)完成实验后老师又利用压力传感器、滑轮、沙桶(配细沙若干)与小组同学一起探究滑动摩擦力与压力的定量关系,装置如图己所示(白纸质量忽略不计),实验中是通过水桶中沙子重力来改变白纸所受压力的大小,水平向左拉动白纸,计算机通过传感器采集的数据绘制的拉力与压力的关系如图庚所示,由图可知:接触面粗糙程度一定时,压力越大,则物体所受摩擦力越大。
第六节探究----摩擦力的大小与什么有关两个相互接触的物体,当它们之间要发生或已经发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍的力这种力就叫摩擦力。
摩擦力的方向总是跟物体相对运动的方向。
滑动摩擦力的大小跟大小有关,还跟有关。
越大,滑动摩擦力越大;接触面越,滑动摩擦力越大。
增大有益摩擦的方法:①,②。
减小有害摩擦的方法:①;②;③。
【知识点】摩擦力产生的条件两个相互接触的物体,当它们之间要发生或已经发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍的力,这种力就叫摩擦力。
摩擦力的方向总是跟物体相对运动的方向。
【对应练习】【填空题】1、摩擦力产生的条件:;摩擦力的方向与物体相反。
2.通过探究发现,物体间滑动摩擦力的大小与两个因素有关:一是;二是3.(2011湖北襄阳)冰冰用手握着一个重为10N的水杯静止在空中,杯口竖直向上,手的握力为20N,则水杯受到手的摩擦力为N;若使手的握力增大到30N,则水杯受到的摩擦力为N.【答案】10 104.(2011年湖南岳阳市)用10N 的水平拉力拉一重为25N的木块沿水平桌面匀速直线运动,木块受到的摩擦力是N,木块受到的力和木块的重力是一对平衡力。
【答案】10 支持力【选择题】1.下列几种关于摩擦力的说法,哪一种正确?()A.物体只有在很快运动时,才有摩擦力的作用.B.物体静止时一定没有摩擦力的作用.C.人的手握住东西,原因之一,靠的就是摩擦力.D.以上说法都不对.2.(2011江苏连云港)小刚用水平推力推静止在水平地面上的讲台桌,结果没有推动(如图所示)。
则下列说法正确的是()A.讲台桌不受摩擦力B.推力与讲台桌的重力大小相等C.推力小于地面对讲台桌的摩擦力D.推力与地面对讲台桌的摩擦力大小相等【答案】D3.手握住瓶子,瓶子不掉下来,瓶受到的是()A.重力、手对瓶的压力B.重力,手对瓶的压力和滑动摩擦力.C.重力和摩擦力D.重力、手对瓶的压力和静摩擦力4、假设一切物体间的摩擦力突然消失,下列哪些现象是不可能发生的()A、我们将无法走路,脚与地面间要打滑B、我们将无法写字,因为笔会从手中滑下来C、传送带将可以更快速地传递货物D、沿铁轨方向的微风能吹动火车5.一辆重100牛顿的小车,使它沿水平地面作匀速直线运动,需用推力10牛顿,这小车受到地面对它的摩擦力为()A.100牛顿B.10牛顿C.50牛顿D.55牛顿6、滑块被固定在光滑斜面底端的压缩弹簧弹出。
1专题二:探究影响摩擦力大小的因素1.在“探究滑动摩擦力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 .与压力大小有关 B .与接触面积大小有关 C .与运动的快慢有关 D .与接触面的粗糙程度有关(1)实验时,拉动木块在水平木板上做匀速直线运动,弹簧测力计的示数就等于摩擦力的大小,因为这时的拉力和摩擦力是一对_________力.(2_____N .(3据,在图中画出摩擦力随压力大小变化的关系图象.(4)分析图象可知:当接触面的粗糙程度一定时,摩擦力跟压力的大小成______. (5)实验结束后,小丽同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关,她用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力,然后将木块沿竖直方向锯掉一半,测得摩擦力的大小也变为原来的一半.她由此得出:当接触面的粗糙程度一定时,接触面越小,摩擦力越小.你认为她的结论正确吗?_________,理由是:________________________.小杨同学的实验可以验证猜想_________(填字母符号)是否正确.(7)若他拉着木块匀速前进的速度由0.02m/s 变为0.04m/s ,在其他情况不变时木块受到的滑动摩擦力将_________。
(选填“变大”、“不变”或“变小”)(8)他在实验时还发现:在木块没有被拉动时,弹簧测力计也有示数,且示数会变化.他请教老师,知道可用F ﹣t 图象表示拉力随时间的变化情况.若某次实验开始拉动木块直到木块匀速滑动的F ﹣t 图象如图所示,其中0~4s 木块处于静止状态,分析图象可知:要使木块由静止开始运动,至少要用_____N 的水平拉力拉木块;如果实验时木块所受的拉力是2N ,则下列对木块所处状态的判断,正确的是_________. A .静止 B .匀速直线运动 C .静止或匀速直线运动 D .条件不足,无法判断。
摩擦力的大小与哪些因素有关1、提出问题影响滑动摩擦力大小的因素可能是什么?2、猜想猜想1:摩擦力的大小可能与接触面所受的压力有关。
猜想2:摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关。
猜想3:摩擦力的大小可能与物体运动速度的快慢有关猜想4:摩擦力的大小与物体接触面大小有关。
3、实验设计:实验原理:二力平衡A、器材:一个弹簧测力计、一个木块、一块木板、棉布。
一条毛巾、钩码B、你怎样测量出摩擦力的大小?(温馨提示:我们拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动,此时,木块在水平方向上受到拉力和摩擦力,当物体做匀速直线运动时,拉力和摩擦力是平衡力.根据二力平衡的条件可知,摩擦力和拉力大小相等、方向相反.所以,只要用弹簧秤测出拉力的大小,就知道了摩擦力的大小)C、在实验中我们采用了什么实验方法?(温馨提示:在物理学中,一个物理量往往受两个或多个因素影响,为了研究这个量与其中的一个因素的关系,可以固定其他的一些因素,只改变一个,以此进行实验研究,这种研究物理问题的方法叫“控制变量法”。
)E、设计实验表格:实验次数接触面的材料压力F/N 摩擦力f摩/N①木块与木板②木块与木板③木块和棉布④木块与毛巾4..进行实验:步骤1.在水平桌面上铺上长木板,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在长木板上做匀速直线运动,记下测量数据.2.在木块上加钩码,改变木块对木板的压力,再做上述实验.3.将棉布、毛巾分别铺在木板上,改变接触面的粗糙程度,重做上述实验.5、分析实验数据,得出结论:结论一:接触面粗糙程度相同,压力越大,滑动摩擦力越大。
结论二:压力不变的情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
6.评估:甲讨论:想一下你的实验过程中有什么优点和不足,和同学们交流一下看法。
(1)、在采用如图甲所示的实验装置测量木块与长木板之间的摩擦力时,发现很难保持弹簧测力计示数的稳定,很难读数。
请分析其原因是什么?(2)、为解决上述问题,某同学对实验装置进行了改进,如图乙所示。
争论影响滑动摩擦力大小的因素试验报告试验日期:________ 班级:_________试验成员:___________________指导老师:__________一、试验名称:争论影响滑动摩擦力大小的因素二、试验目的:1.通过探究,了解影响滑动摩擦力大小的因素,知道减小有害摩擦和增大有益摩擦的方法2.通过探究,体验掌握变量法在物理争论过程中的应用,能通过设计探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
3.会用弹簧测力计测量力的大小三、思索与猜测1.影响滑动摩擦力大小的因素可能有哪些?【答案】影响滑动摩擦力大小的因素可能与接触面的粗糙程度、物体对接触面的压力、接触面积的大小有关。
2.滑动摩擦力大小如何测量?【答案】依据二力平衡,当物体做匀速直线运动时,弹力大小等于摩擦力大小四、试验原理探究一:摩擦力与接触面压力大小的关系:在木块上加砝码来转变接触面大小探究二:摩擦力与接触面粗糙度程的关系:分别在木板上和棉布上匀速拉动木块探究三:摩擦力与接触面积大小的关系:将木板横放和竖放五、试验器材长木板、木块、棉布、钩码、弹簧测力计。
六、试验步骤探究一:摩擦力与接触面压力大小的关系1.用弹簧测力计水平拉动木块在木板上匀速滑行,此时弹簧测力计的示数等于木块与木板间的滑动摩擦力,读出弹簧测力计示数,填入表格中2、放1个钩码放在木块上以转变木块与木板间的压力,再用弹力测力计水平匀速拉动木块,登记弹簧测力计示数,并填入表格3、放2个钩码放在木块上以增大木块与木板间的压力,再用弹力测力计水平匀速拉动木块,登记弹簧测力计示数,并填入表格4、分析数据探究二:摩擦力与接触面粗糙度程的关系1.用弹簧测力计水平拉动木块在木板上匀速滑行,此时弹簧测力计的示数等于木块与木板间的滑动摩擦力,读出弹簧测力计示数,填入表格中2.把棉布铺在木板上,转变接触面的粗糙程度,再用弹簧测力计水平匀速拉动木块,读出弹簧测力计示数,填入表格探究三:摩擦力与接触面积大小的关系1.将木块平放在木板上,用弹簧测力计水平拉动木块在木板上匀速滑行,此时弹簧测力计的示数等于木块与木板间的滑动摩擦力,读出弹簧测力计示数,填入表格中2.将木块竖放在木板上,用弹簧测力计水平匀速拉动木块在木板上匀速滑行,读出弹簧测力计示数,填入表格中七、数据记录1.数据记录八、试验结论1.由试验________,可以得出摩擦力与接触面压力____________2.由试验________,可以得出摩擦力与接触面粗糙____________3.由试验________,可以得出摩擦力与接触面大小____________九、误差分析1.误差分析:本试验误差来源哪里?【答案】①匀速运动不好把握:用手直接拉动弹簧测力计,很难保证木块始终做匀速直线运动。