关于《滑动摩擦力与哪些因素有关》的改进实验
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探究影响滑动摩擦力大小的因素实验方法嘿,咱今儿就来聊聊探究影响滑动摩擦力大小的因素实验方法。
你想想看啊,摩擦力这玩意儿,那可是在咱生活里无处不在啊!你走路得靠它吧,不然不就滑倒啦;你拿东西也得靠它吧,不然东西不就从手里溜走啦。
那怎么去探究影响它大小的因素呢?首先啊,咱得有个实验器材。
比如说一个木块,一条毛巾,一块木板啥的。
然后呢,把木块放在木板上,用弹簧测力计拉住木块,慢慢地拉着它往前走,这时候测力计上显示的数字就是摩擦力的大小啦。
嘿,你说这多有意思!然后咱可以改变一些条件,看看摩擦力怎么变。
比如说,把木板换成毛巾,你猜怎么着,摩擦力是不是就变大啦?这就好像你在平地上走和在草地上走,那感觉能一样嘛!再比如说,给木块上加个重物,让它变重一些。
哎呀呀,你会发现摩擦力也跟着变大啦。
这就好比你背着个大包走路,肯定比空手走路要费劲得多呀。
还有啊,咱可以改变拉木块的速度。
咦,神奇的事情发生了,你会发现摩擦力好像没怎么变哦!这就好像你跑得快或者跑得慢,地面给你的阻力也不会有太大差别嘛。
做这个实验的时候,可得仔细着点哦。
要保证实验条件都一样,不然得出的结果可就不准确啦。
就像做饭一样,盐放多了放少了,味道可就差老远啦。
你说这摩擦力的世界是不是很奇妙?通过这么一个小小的实验,咱就能知道那么多关于摩擦力的秘密。
咱生活里的好多现象,都能从这里找到答案呢。
所以啊,别小看了这个实验,它能让咱更了解这个世界呢!以后再遇到和摩擦力有关的事儿,咱就心里有数啦。
咱就知道怎么让它帮忙,怎么避免它捣乱。
怎么样,是不是很有意思呀?赶紧自己也去试试吧!。
实验10探究影响滑动摩擦力的因素考点聚焦控制变量法,等效替代法固定弹簧测力计不变,改拉长木板,因为这样能使弹簧测力计示数稳定,便于读数。
经典例题1.(2019•河南)在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,装置如图所示,铝块和木块的外形相同,一端带有定滑轮的长木板固定不动,铝块通过细线与弹簧测力计相连。
(忽略滑轮的摩擦)(1)图甲中,将铝块放在水平木板上,竖直向上拉测力计,当铝块沿水平方向做运动时,铝块所受滑动摩擦力大小等于测力计的示数F1,则F1=N。
(2)比较甲、乙两次实验,可以得出:在相同时, 越大,滑动摩擦力越大。
(3)图乙实验完成后,利用原有器材,还可进一步探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,请你简要说明实验方案:。
(4)请你判断:图丙中,铝块水平运动时所受滑动摩擦力(选填“大于”、“等于”或“小于”)图甲中铝块所受滑动摩擦力。
【答案】(1)匀速直线; 1.6;(2)接触面粗糙程度;压力;(3)将木块与铝块互换位置,重复实验,比较两次弹簧测力计的示数;(4)等于【解析】(1)竖直向上拉测力计,通过定滑轮使铝块沿水平方向做匀速直线运动时,铝块在水平方向上受到平衡力的作用,铝块所受滑动摩擦力大小等于测力计的示数,摩擦力的大小。
测力计的示数如图甲所示,图中测力计分度值为0.2N,示数为F1=1.6N,即木块受到的滑动摩擦力大小为1.6N。
(2)分析比较甲、乙两次可知,接触面粗糙程度相同,乙图中接触面间的压力大,测力计示数大,滑动摩擦力大,故可以得出滑动摩擦力大小与压力大小有关,在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)要探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,需控制压力相同,接触面的粗糙程度不同,故可设计方案:将铝块叠放在木块上,然后放在水平木板上,竖直向上拉测力计,使它们沿水平方向做匀速直线运动,记下测力计示数F3,分析比较F3与F2的大小,得出结论。
(4)由图丙可知,铝块在木板上运动时,压力也不变,接触面的粗糙程度不变,则所受的滑动摩擦力不变,故图丙中铝块水平运动时所受滑动摩擦力等于图甲中铝块所受滑动摩擦力。
探究滑动摩擦力的变化与哪些因素有关
摩擦力是指阻碍物体相对运动的力量。
在滑动过程中,摩擦力的大小会受到多种因素的影响。
一、物体表面粗糙程度:
物体表面的粗糙程度是影响滑动摩擦力的重要因素之一。
粗糙的表面会增加接触面积,并增加摩擦力的大小。
相反,光滑的表面会减小接触面积,从而减小摩擦力。
二、物体间的压力:
物体间的压力也会影响滑动摩擦力。
当两个物体之间的压力增大时,摩擦力也会增大。
这是因为压力的增大会增加接触面积,并增加摩擦力的大小。
三、物体间的物理性质:
物体间的物理性质(如材料、形状、质量等)也会对滑动摩擦力产生影响。
不同的材料会有不同的摩擦系数,而形状和质量的变化也会改变物体的接触面积,从而影响摩擦力的大小。
四、润滑:
润滑剂的使用也会影响滑动摩擦力。
润滑剂可以减少物体之间的摩擦,并降低滑动过程中的摩擦力。
综上所述,滑动摩擦力的变化与物体表面粗糙程度、物体间的压力、物体间的物理性质以及润滑等因素密切相关。
了解这些因素对摩擦力的影响,有助于我们更好地理解滑动摩擦力的本质,并在实际应用中进行相应的控制和调节。
【分析】
探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关时,要控制其它因素不变,只改变其中一个因素,观察摩擦力的大小如何变化,据此进行解答。
【解答】
(1)实验时,应拉动弹簧测力计使木块在水平桌面上做匀速直线运动,这样木块处于平衡状态,木块受到的拉力与摩擦力是一对平衡力,由二力平衡条件可知,滑动摩擦力等于弹簧测力计的示数;
(2)实验时,要沿水平方向拉动弹簧测力计,如果弹簧测力计倾斜,则弹簧测力计在水平方向上和竖直方向上都有分力,所以测出的摩擦力不是水平方向上的,故应使弹簧测力计水平拉动木块;
(3)实验时,要控制接触面的粗糙程度相同,改变压力大小,探究滑动摩擦力大小跟压力大小的关系;
(4)实验时,要控制压力大小相同,改变接触面的粗糙程度,探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度的关系;
(5)实验时,应多次改变压力大小、接触面的粗糙程度,多次测量滑动摩擦力的大小,然后分析得出结论,这样才能避免实验结论的偶然性,使实验结论更准确。
初中物理中考常见题型探究影响滑动摩擦力大小的因素【知识积累】1、实验原理:二力平衡2、实验方法:(1)控制变量法;(2)转换法3、实验的具体做法:(1)如甲图所示,用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿水平长木板滑动,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力为f 1。
(2)如乙图所示,在木块上放上砝码,从而改变木块对长木板的压力,测出此种情况下的滑动摩擦力为f 2。
(3)如丙图所示,换用材料相同但表面粗糙的长木板,保持木块上的砝码不变,测出此种情况下的滑动摩擦力为f 3。
4、实验结论:(1)由甲、乙两图可知,在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(2)由乙、丙两图可知,在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与接触面积的大小无关。
5、实验推论:(1)静摩擦力的大小就等于推力或拉力的大小。
(2)滑动摩擦力的大小就等于物体做匀速直线运动时拉力或推力的大小,并且保持不变。
【典型习题】1、用如图所示的装置做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验:(1)为了测出滑动摩擦力的大小,弹簧测力计应沿水平方向________拉动小木块。
(2)图中两次实验探究的是滑动摩擦力大小与__________的关系。
以下事例中,用到以上探究结论的是________(填字母)。
A.鞋底的槽纹B.机器转轴处加润滑油C.体操运动员在手上涂镁粉D.自行车刹车时用力捏闸2、在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中:(1)小明将装有部分文具的文具盒,置于水平桌面上如图甲所示,用弹簧测力计水平方向拉动文具盒,使其做匀速直线运动,这时利用__ ________的原理测出滑动摩擦力的大小;(2)实验过程中小明发现保持文具盒做匀速直线运动很困难,他与同组成员讨论后,改用图乙装置进行实验,将弹簧测力计水平固定,在文具盒与桌面之间垫一块表面粗糙的木板,当小明用8N的力拉出木板时,弹簧测力计示数是2N,他这样做实验的好处是_______________________________;(3)接着,小明又将橡皮、改正液等物品放入文具盒,重复上述实验,若小明仍用8N的力拉出木板时,弹簧测力计的示数为3N,则此时文具盒与木板之间的摩擦力为________N。
实验报告物体在斜面上的滑动摩擦力研究实验报告:物体在斜面上的滑动摩擦力研究一、实验目的本实验旨在研究物体在斜面上的滑动摩擦力,探究影响滑动摩擦力大小的因素,以及滑动摩擦力与斜面角度、物体质量等变量之间的关系。
二、实验原理当物体在斜面上滑动时,受到的滑动摩擦力与接触面的粗糙程度、压力大小以及斜面的倾斜角度有关。
根据牛顿第二定律,物体在斜面上的合力等于重力沿斜面方向的分力减去滑动摩擦力,即$F_{合} =mgsin\theta f$,其中$m$ 为物体质量,$g$ 为重力加速度,$\theta$ 为斜面角度,$f$ 为滑动摩擦力。
当物体匀速下滑时,合力为零,即$mgsin\theta = f$ 。
三、实验器材1、斜面装置:由木板和可调节角度的支架组成。
2、滑块:质量已知的长方体金属块。
3、弹簧测力计:测量拉力大小。
4、砝码:用于改变滑块的质量。
5、粗糙程度不同的砂纸:用于改变接触面的粗糙程度。
四、实验步骤1、安装实验装置将斜面装置调整到水平位置,然后将弹簧测力计挂在滑块上,使其沿斜面方向匀速拉动滑块,记录此时弹簧测力计的示数$F_1$。
2、改变斜面角度将斜面角度逐渐增大,分别为$30^{\circ}$、$45^{\circ}$、$60^{\circ}$,每次在相应角度下沿斜面方向匀速拉动滑块,记录弹簧测力计的示数$F_2$、$F_3$、$F_4$。
3、改变物体质量在滑块上逐渐增加砝码,改变滑块的质量,每次增加后沿斜面方向匀速拉动滑块,记录弹簧测力计的示数。
4、改变接触面粗糙程度在斜面上铺上粗糙程度不同的砂纸,分别进行实验,沿斜面方向匀速拉动滑块,记录弹簧测力计的示数。
五、实验数据记录与处理1、斜面角度与滑动摩擦力的关系|斜面角度(°)|30|45|60|||||||弹簧测力计示数(N)|F_2|F_3|F_4|根据数据可得,随着斜面角度的增大,滑动摩擦力逐渐增大。
2、物体质量与滑动摩擦力的关系|物体质量(kg)|m_1|m_2|m_3|||||||弹簧测力计示数(N)|F_5|F_6|F_7|由数据可知,物体质量越大,滑动摩擦力越大。
探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验方法为了探究影响滑动摩擦力大小的因素,可以进行以下实验方法:实验材料:
1. 平滑的水平板
2. 不同材质的物体,如木块、金属块、塑料块等
3. 刻度尺
4. 测力计
实验步骤:
1. 将水平板放在平坦的桌面上,并将一端固定住,使其保持水平。
2. 在水平板上放置不同材质的物体,如木块、金属块、塑料块等。
3. 用刻度尺测量物体与水平板接触面的长度,记录下来。
4. 将测力计固定在物体上方,用力拉动物体,记录下拉动时所需的力的大小。
5. 重复以上步骤,使用不同材质的物体进行实验。
6. 对实验结果进行分析,观察不同材质的物体在拉动时所需的力的大小,比较它们与水平板接触面的长度。
实验结果说明:
1. 材质的不同会影响物体与水平板接触面的摩擦系数,摩擦系数越大,所需的力就越大。
2. 物体与水平板接触面的长度也会对摩擦系数产生影响,接触
面越大,摩擦系数越大。
3. 实验结果可以用公式 F=μN 表示,其中 F 为拉动物体所需的力大小,μ为摩擦系数,N 为物体与水平板接触面的垂直力。
初中关于摩擦力的物理实验报告1.要改变的条件:接触面的平滑程度。
2.保持不变的条件:文具盒、弹簧秤、绳子、拉文具盒的速度。
3.实验材料:文具盒、弹簧秤、绳子、干燥的毛巾4.步骤:(1)将绳子的一端固定在弹簧秤的挂钩上,另一端固定在文具盒上。
(2)在平滑的桌面上,轻轻拉动文具盒,找到刚好能使文具盒动起来的力,记录下弹簧秤上的读数,重复3次。
(3)在桌面上铺上一条干燥的毛巾后,在粗糙的毛巾上轻轻拉动文具盒,找到刚好能使文具盒动起来的力,做好记录。
并重复3次。
摩擦力是由于两个互相接触的物体发生相对运动或者是有相对运动的趋势时,在两个物体接触表面产生的阻碍物体相对运动的力。
摩擦力有三种,滑动摩擦力,滚动摩擦力和静摩擦力。
滑动摩擦力是两个接触的物体发生相对运动且是滑动的时候产生的力,方向与运动方向相反,大小由接触面的粗糙程度和接触面所受到的压力决定的,其他的因素比如说滑动的快慢等都不能影响其大小。
静摩擦力是两个接触的物体之间要发生但还没有发生相对运动时才有的摩擦力,比如说你用手推一辆汽车,但是还没有推动,这时候汽车受到的就是静摩擦力。
其影响因素是与之平衡的外力,就像你用多大的力,摩擦力就有多大,因为他是静止的,水平方向上受到的力彼此平衡,大小就相等。
但是必需要注意的是静摩擦力有一个最大值,在接触面的粗糙程度和受到的压力大小不变的状况下,静摩擦力的最大值与滑动摩擦力的大小相等。
滚动摩擦就是轮子在地面上滚动时受到的摩擦力,初中不要求深入研究。
摩擦力于运动方向相反,一般是牵引力大于摩擦力,这样就是加速运动,反之就是减速运动。
在匀速直线运动时,牵引力=摩擦力再就举几个例子就差不多了啊祝楼主学习进步哈!使用四球摩擦试验机对油膜抗压强度及摩擦系数测定材料E123 41203057 姜涛一、实验目的1. 了解四球摩擦试验机的基本结构;2. 掌握润滑剂油膜强度、抗磨性能和和摩擦系数的测试方法。
3.了解常用润滑油的摩擦学性能及减摩抗磨添加剂的作用二、实验原理简述在四球机中四个钢球按等边四面体排列着。
《探究影响滑动摩擦力大小的因素》实验教学设计作者:王培灿来源:《中学物理·初中》2014年第04期【课题名称】探究影响滑动摩擦力大小的因素【教学目标】1.让学生经历探究影响滑动摩擦力大小的因素的过程,了解影响滑动摩擦力的大小的因素;2.知道用弹簧测力计测量滑动摩擦力大小的方法,并通过实验操作体验这一方法;3.体会“控制变量法”研究物理问题的方法;4.培养学生的观察和分析能力以及实事求是的科学态度.【教学重点】经历探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的过程,领悟其中的科学方法.【教学难点】掌握控制变量的方法;滑动摩擦力的测量.【教学策略】科学探究教学模式【实验器材】长方体木块一个、长木板一个、弹簧测力计一个、毛巾一条、砝码一个、滑轮一个.【实验类型】学生分组实验【实验方法】控制变量法【教学流程设计】情景设置,激智启疑——设计活动,大胆猜想——制定计划,设计方案——进行实验,收集数据——修改方案,再次实验——分析数据,得出结论——交流评估,总结反思.【教学设计】一、让学生感知滑动摩擦力的概念1.学生拖书在课桌面上滑动.2.老师擦黑板,让学生感受黑板擦在黑板上滑动.3.学生看课件中的滑雪运动.接着让学生讲述自己对滑动摩擦力的认识,建立滑动摩擦力的概念.设计意图:通过实际操作及看课件中相关的动作,初步感知什么叫滑动摩擦力,并能说出滑动摩擦力的概念.二、对探究影响滑动摩擦力大小的因素教学创新探究1.设置实践小活动,进行猜想小活动:活动一:先用右手掌在桌面上滑动,再用左手掌摁住右手掌在桌面上滑动,最后用手掌在衣服上滑动.活动二:拖动一本书在课桌面上滑动,再在这本书上加上两本书拖着在课桌面上滑动,最后拖动一本书在毛巾上滑动.设计意图:两个小活动为下面进行合理的猜想埋下伏笔.猜想:猜想一:滑动摩擦力的大小与接触面的光滑程度有关,接触面越光滑拖物体越容易.猜想二:滑动摩擦力的大小与压力的大小有关,因为物体越重越难拖.猜想三:滑动摩擦力的大小与物体运动速度有关.猜想四:滑动摩擦力的大小与接触面的大小有关.……(引导学生大胆猜想,可能有很多种猜想,合理的猜想给予表扬,不合理的猜想在探究出结论后再解释探讨,为实验检验做铺垫.)2.小组讨论,制定计划和设计方案(1)演示:滑动摩擦力如何测量师:用弹簧测力计水平拉着木块匀速滑动(强调要“水平、匀速、直线”),指针不要颤动.此时弹簧测力计的示数就反映了滑动摩擦力的大小.设计意图:掌握用弹簧测力计的拉力来反映滑动摩擦力大小的方法.(2)师:请各小组同学讨论如何设计实验验证猜想一和猜想二(参加一些小组的讨论,引领学生分析和设计方案,包括器材的选择和实验步骤,并且对实验的可行性进行考虑.指导学生研究多因素问题时用“控制变量法” .)设计意图:让学生通过小组讨论,自行设计方案,体验成功的乐趣,培养学生实验技能.3.请各小组汇报设计方案在和学生一起讨论各个方案的科学性和可行性时注意渗透“控制变量法”.最后交流制定出研究各个因素的最佳方案,制定出实验表格,举例如下:序号实验操作(木块水平匀速直线运动)滑动摩擦力大小1改变接触面2改变压力3改变接触面积大小4改变速度在木板上在毛巾上在木板上加上砝码后在木板上平放侧放较慢速度较快速度生1:研究与接触面的粗糙程度的关系时,第一步把木块平放在木板上,用弹簧测力计水平匀速拉动,记下此时弹簧测“偏、旧、繁、难”的训练题,选出比较典型的问题给学生练习.有的老师会说,这样工作量太大了!其实不是的!这个工作只需做一年,然后每年中考后都可以在网上找到分类卷,我们只需将一些比较新的题目加入我们的题库即可.这样做不仅可以增强学生信心,提高学习兴趣,可以腾出更多的时间去消化、深化和细化所学的知识;也可以使教师在教学过程中做到有的放矢,提高课堂效率! 总之,追求课堂教学有效的方法和途径很多,只要我们在处理每一节课、每一个教学环节时多想一想“做什么”,“怎么做”,“为什么这样做”,恰当利用现代科学教学手段,采用各种教学策略,设计符合自己特点的个性化教学,形成独特的教学风格,就可以不断提高教学的有效性,让课堂的每一分钟都体现出价值!力计示数的大小;第二步把木板换成毛巾,重复操作.生2:研究与压力的关系时,第一步把木块平放在木板上,用弹簧测力计水平匀速拉动,记下此时弹簧测力计示数的大小;第二步再在木块上加一砝码,重复操作.生3:研究与接触面积大小的关系时,第一步把木块平放在木板上,用弹簧测力计水平匀速拉动,记下此时弹簧测力计示数的大小;第二步把木块侧放(或竖放)在木板上,重复操作.生4:研究与运动速度的关系时,第一步把木块平放在木板上,用弹簧测力计以较慢的速度水平匀速拉动,记下此时弹簧测力计示数的大小;第二步改变速度,重复操作.4.老师用课件展示同学们的讨论结果(见图1)5.进行实验,记录数据老师巡查,生反馈情况.生5:弹簧测力计示数不稳定,不便于读数.生6:弹簧测力计水平拉动掌握不好.生7:弹簧测力计匀速拉动掌握不好.师:由于物体表面的粗糙程度不完全一样,物体的运动也不可能完全是匀速运动,导致弹簧测力计示数不会停在某一示数不动.6.师生再次讨论,重新设计操作方案老师和同学们经过一番讨论,设计出如下的操作方案(见图2,课件展示).方案一:用定滑轮改变测力计的拉力方向.方案二:固定弹簧测力计,拉动木板.师:方案一中用定滑轮改变测力计的拉力方向,但不改变力的大小.方案二中拉动木板,弹簧测力计相对地面处于静止状态,实验时不必保持匀速直线运动,是由于木块相对地面静止,则滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力.设计意图:由操作方案实施的不便过渡到改进操作方案的设计,激发学生设计方案的积极性.7.分析数据,得出结论生:滑动摩擦力的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;滑动摩擦力的大小与压力大小有关,压力越大,滑动摩擦力越大;滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关;滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小无关.三、总结与延伸生:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度、压力大小有关,接触面越粗糙、压力越大,滑动摩擦力越大;滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小、接触面积大小无关.师:在实验过程中是否有新的发现?滑动摩擦力的大小是否还会和其它的因素有关?对我们所得的结论你还能做更深入的研究吗?设计意图:设置新的、更高层次的兴趣点,让一部分学有余力的学生,带着新的疑问去继续深入学习,对自己实验中出现的问题或其他学生和老师提出的问题作更深入思考.培养学习能力,激发学习兴趣.四、课堂检测1.小华在做“探究影响滑动摩擦力的大小因素”的实验时,其中一步的操作如图3所示,这样操作的错误是:物体不在上运动.纠正错误后,若使木块由铺有毛巾的木板运动到光滑的木板上,则木块受到的滑动摩擦力将(选填“变大”、“变小”或“不变”).2.为了研究影响滑动摩擦力大小的因素,某同学做了如图4所示的实验.(1)实验中要使弹簧秤的示数等于木块所受滑动摩擦力的大小,应使木块在弹簧秤拉力的作用下做运动.(2)甲、乙两图所示的实验说明了:滑动摩擦力越大.(3)甲、丙两图所示的实验说明了:滑动摩擦力越大.(4)上述实验表明:滑动摩擦力的大小与有关.(5)上述实验采用了的研究方法.五、布置作业1.复习本节内容2.写好实验报告实验说明:1.实验内容:《探究影响滑动摩擦力大小的因素》是初中物理(苏科版九年制义务教育实验教科书)八年级下册的内容.2.实验设计前考虑的问题以往科学探究中猜想阶段学生不合理的猜想还是较多的,实验过程中学生对匀速时读数容易把握不准.在做有关判断滑动摩擦力大小的解答题中,检测的效果不很理想.课后对学生进行抽样调查,许多学生反映实验听起来容易,做对了难.对控制变量法理解得也不透.3.实验教学的特色及创新本节的“探究影响滑动摩擦力大小的因素” 实验教学设计全面体现新课程的理念,指导好学生的分组探究实验,增加学生的课堂参与率,使每位学生动起手来,使每个小组成员积极参与讨论;注重培养学生科学探究的思想,注重实验的设计和改进,注意紧紧围绕教学目的,循序渐进地分步探究,从实验现象导出结论.学生在完成这一探究过程中,教师加以适当的引导,经历了自主探究且回顾了“控制变量法”这种科学探究方法.。
专题8 探究影响滑动摩擦力大小的因素实验专项突破1.(2023春•朝阳区校级月考)如图所示是小明“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。
铜块和木块的大小和形状完全相同、下表面粗糙程度不同。
(1)实验中要用弹簧测力计水平拉动木块,使其匀速直线运动,运用知识二力平衡,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计示数大小;(2)比较(甲)、(丙)两图,可得到的结论是:接触面粗糙程度一定时,压力越大,物体受到的滑动摩擦力越大;(3)比较甲、乙两图,得出:滑动摩擦力的大小和接触面粗糙程度有关。
请评估一下,结论得出的错误之处:没保持压力不变。
【考点】探究影响摩擦力大小的因素.【解答】解:(1)木块需要在弹簧测力计的拉动下,做匀速直线运动,则木块在水平方向上所受的拉力和摩擦力是一对平衡力,据二力平衡可知,摩擦力的大小与测力计示数的大小相等。
(2)图甲、丙中,铜块与长木板接触面的粗糙程度相同,压力不同,图丙中的压力更大,测力计的示数也更大,受到的摩擦力更大,故结论为:接触面粗糙程度一定时,压力越大,物体受到的滑动摩擦力越大。
(3)要探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,应保持压力不变,改变接触面的粗糙程度,而图甲、乙中压力不同,接触面的粗糙程度也不同,所以不能探究得出摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系。
故答案为:(1)二力平衡;(2)压力;(3)没保持压力不变。
2.(2023•西城区校级模拟)小华探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系时器材有:一端带有定滑轮的长木板、长方体木块、弹簧测力计、细线和质量为50g的钩码若干。
(1)请你帮助小华将实验步骤补充完整:①用调好的弹簧测力计测量木块重力G,记录在表格中;②依据图1组装实验器材;③竖直向上拉弹簧测力计,使木块在水平木板上做匀速直线运动,记录弹簧测力计的示数F拉;④在木块上加放一个钩码,仿照③进行实验,将木块和钩码总重力G和此时弹簧测力计的示数F拉记入表格中;⑤仿照步骤④再做4次实验,并将实验数据记录在表格中;⑥依据F压=G计算出各次实验中木板所受到的压力F压,根据弹簧测力计示数,计算各次实验中木块受到的滑动摩擦力f,将F压和f记录在表格中。
摩擦力实验装置的改进河北省唐山市丰润区唐山市第74中学作者徐彩荣在讲授摩擦力时,一般采用图1所示的演示装置进行演示实验。
这个演示实验装置的演示效果均不够理想,尤其是演示滑动摩擦力时,要求滑块做匀速运动,由于滑动摩擦力小于最大静摩擦力.控制滑块做匀速运动比较困难.滑块是否做匀速运动,也只能凭直觉判断.随意性很强,演示效果较差.我把它改进如下:图2为改进后的摩擦力实验装置示意图,平板A放在水平桌面上,滑块B置于平板A上;定滑轮C固定在支架上;柔质细绳一端系于滑块B上,另一端通过弹簧测力计F与固定点D相连,平板A通过定滑轮C与左侧弹簧秤E的挂钩相连,托盘G挂于右侧弹簧秤E的拉环上,另外准备适量均匀的细砂。
实验时,在托盘中加入细砂(使用细砂,而不使用砝码,是为了保证增量能做到尽可能小),A在水平方向只受到A、E之间细绳的拉力和B对A的摩擦力的作用,不计定滑轮轴处摩擦时,F的读数始终等于A对B的摩擦力;B在水平方向只受到F、B之间细绳的拉力和A对B的摩擦力,不计定滑轮轴处摩擦及滑轮质量时,F的读数始终等于细绳对B的拉力.这样就可以演示并测量受到静摩擦力的大小。
在托盘G中缓慢地加入细砂,当A、B保持相对静止时,E的读数恰好等于A对B的静摩擦力。
从E、F的读数可知,A、B之间的静摩擦力大小相等;由图可以看出,静摩擦力的方向相反,并阻碍物体的相对滑动.不断加入细砂时,可以看到E、F的读数也不断增加,表明静摩擦力在不断增加.当E、F的读数达到某一数时,A、B之间开始相对滑动.刚要滑动时E、F的读数就是最大静摩擦力.当B相对A开始滑动时,E、F的读数随之减小,表明滑动摩擦力小于最大静摩擦力.改变滑块的重力(可用弹簧秤称量),可以演示并测量出最大静摩擦力与正压力之间的关系,并可计算静摩擦因数.当拉动A使B在A上滑动时(不论是否匀速滑动),则F的读数等于A、B之间的滑动摩擦力.由图2可知A对B的滑动摩擦力的方向向右,并可推知B对A的滑动摩擦力的方向向左.改变滑块的重力,可以演示并测量出滑动摩擦力与正压力之间的关系,并可计算滑动摩擦因数.改变滑块和平板的材料、表面粗糙程度,还可以演示这些因素对摩擦因数的影响.单位:河北省唐山市丰润区唐山市第74中学作者:徐彩荣邮编:063030电子信箱:xucairong1@。
探究影响滑动摩擦力大小的因素【考点梳理】1.猜想与假设:滑动摩擦力的大小可能与以下因素有关:接触面粗糙程度、压力大小、接触面积大小。
:二力平衡。
用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动物体,此时弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小,如图1所示。
图1有时会设计其他实验,竖直匀速拉动(都是匀速拉),如图2所示。
图23.转换法:通过拉力的大小,即弹簧测力计示数来反映滑动摩擦力的大小。
4.控制变量法:探究思路:探究什么,就改变什么,保证第三者不变!①探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系时,控制压力一定,只改变接触面的粗糙程度;②探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系时,控制接触面的粗糙程度一定,只改变压力的大小。
5.弹簧测力计的使用与读数。
6.根据实验数据绘制摩擦力随压力大不变化的图像。
(如图3所示,实验收集了6组数据,注意描点必须让阅卷老师清晰的看出黑点)甲乙图3次数 1 2 3 4 5 6F压/N 5.0f/N7.设计表格:序号木块放置表面情况压力/N 测力计示数/N1 平放木板 52 平放木板83 平放毛巾 5①设计表要根据实验题目的要求。
②但是不管什么实验:第一,实验次数至少3组;第二,物理量必须带单位(否则扣分);第三,设计表格可以不写具体数据,除非特殊要求再填写数据。
8.实验中弹簧测力计示数不稳定的原因:木板的粗糙程度不均匀。
9.滑动摩擦力大小的问题:例如用2N的力拉物块做匀速直线运动,此时滑动摩擦力大小为 2 N;若拉力增大到3N时,则木块受到的摩擦力不变,仍为2N 。
因为压力大小和粗糙程度都不变,所以滑动摩擦力大小不变;或通过实验直接观察,但不稳定,不容易观察到。
10.实验方法改进:实验过程中很难保持物体做匀速直线运动,如图所示装置,不需要木块做匀速直线运动也能方便、准确测出滑动摩擦力的大小。
实验中,很难保持弹簧测力计示数的稳定。
为了解决上述问题,某同学对实验装置进行了改进,如图所示。
某次实验弹簧测力计指针位置如图所示,它的示数为 2.8 N,木块受到的摩擦力方向是水平向右(选填“水平向左”或“水平向右”)。
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关于《滑动摩擦力与哪些因素有关》的改进实验
地方一中 孙亚楠 郑建锋
内容提要:沪科版八年级物理第六章第五节《科学探究:摩擦力》一节第119页
是用图1所示的器材来探究影响滑动摩擦力与哪些因素有关的.教材中设计的实
验探究步骤如下:
(a)用弹簧测力计水平拉木块在较光滑的木板上匀速滑动。
(b)在桌面上放一较粗糙的木板,用弹簧测力计拉木块在粗糙木板上匀速滑动。
(c)取走木板,用弹簧测力计水平拉木块在桌面上匀速滑动。
(d)在木块上加放一个重物,用弹簧测力计水平拉木块在桌面上匀速滑动。
1.教材实验回顾。
沪科版八年级物理第六章第五节《科学探究:摩擦力》一节第119页是用
图1所示的器材来探究影响滑动摩擦力与哪些因素有关的.教材中设计的实验探
究步骤如下:
(a)用弹簧测力计水平拉木块在较光滑的木板上匀速滑动。
(b)在桌面上放一较粗糙的木板,用弹簧测力计拉木块在粗糙木板上匀速滑动。
(c)取走木板,用弹簧测力计水平拉木块在桌面上匀速滑动。
(d)在木块上加放一个重物,用弹簧测力计水平拉木块在桌面上匀速滑动。
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图一
2.教材实验不足分析。
如图2根据二力平衡原理实验时只有用弹簧测力计水平拉木块匀速滑动时,
弹簧测力计对木块的拉力大小才等于木块所受的摩擦力大小,这样弹簧测力计示
数的大小才能反映出摩擦力的大小。所以探究滑动摩擦力与哪些因素有关时实验
成功的关键是让木块在弹簧测力计的拉力作用下做匀速直线运动.实验时有两个
问题需要思考和解决:一是如何让木块做匀速直线运动;二是如何准确地从弹簧
测力计上读数。教材中这两个问题都没考虑充分因为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从而导致测力计示数不稳定;其次弹簧测力计一
直在运动也难以精确读数,数据存在较大误差。所以教材上的实验设计有明显的
缺陷。
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图二
3.实验改进方案及优点。
为了能从弹簧测力计上准确读数,实验时应让弹簧测力计保持静止同时还得
让木块与木板间发生相对运动。因此实验时可以抽动下方的木板让木板运动,弹
簧测力计和木块静止。
改进方案1:
如图3将弹簧测力计一端固定,另一端拉着小木块向右水平抽动木板。木块
同时受弹簧测力计的拉力和木板对它的摩擦力而保持静止。
图三
改进后的优点:因为滑动摩擦力大小与物体运动速度的大小无关,所以不需
要匀速拉动长木板,操作比较容易;同时弹簧测力计相对静止此时很容易读数;
同时因为示数稳定实验效果较好。
改进方案2:
如图4将弹簧测力计一端固定,另一端拉着小木块,在长木板底部垫上圆形
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铅笔。向右水平抽动长木板,木块同时受弹簧测力计的拉力和长木板对它的摩擦
力而保持静止。
图四
改进后的优点:若直接将长木板放在桌面上,用手拉动长木板运动时,由于
长木板与桌面间存在很大的摩擦力所以会给拉动带来困难。实验时在长木板底部
垫上铅笔后用滚动摩擦代替滑动摩擦,减少长木板与桌面间的摩擦力,拉动更容
易。同时弹簧测力计的示数也更稳定,实验效果更好了。
改进方案3:
如图5,将弹簧测力计放在一木块上,使测力计一端固定,另一端拉着小木
块。在长木板底部垫上铅笔,向右水平抽动长木板,木块同时受弹簧测力计的拉
力和长木板对它的摩擦力而保持静止。
改进后的优点:弹簧测力计在实验过程中始终处于悬空状态,其自身重力对
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实验也会产生影响。若实验时在弹簧测力计下面放一木块做支撑,可以抵消掉弹
簧测力计自身重力对实验的影响,使得实验读数更准确实验效果也更佳。
由以上分析可知3个改进方案都比原教材中的实验设计有所改进.方案1和
方案2主要解决了木块匀速运动和从弹簧测力计上准确读数的困难。方案3在方
案1和方案2的基础上又考虑了弹簧测力计自身重力对实验数据的影响进而设
计出使弹簧测力计读数更加精确的实验方案。3个改进方案的设计思路是不断进
步的。对于课本中的探究实验或迷你实验,只要我们在原来的基础上勇于创新,
换个角度和思路去探究实验,就会取得更好的效果。
参考文献:
1.孙丰富,朱召友。《探究滑动摩擦力大小的影响因素》的实验改进。