在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的活动中.小明这一合作小组的实验如图所示.
(1)实验中要测量出每次木块与水平放置的木板间的滑动摩擦力的大小,应沿木板水平拉木块做匀速直线运动,这样做的目的是使得______由图甲可知木块此时受到的滑动摩擦力为______ N
(2)小明做了4次实验,实验数据如下表,根据实验数据,请你帮助他用描点法在图1中画出木块受到的滑动摩擦力与压力的关系图.
实验次数
1
2
3
4
木块与砝码重G(N)
4.0
6.0
8.0
10.0
弹簧秤示数F(N)
0.8
1.2
1.6
2.0
分析图象可得出:在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与压力大小成______.
(3)他先在竖直方向对弹簧测力计进行调零,然后水平拉动弹簧测力计,这样测出的摩擦力______(大于、等于、小于)实际摩擦力
(4)本实验在测摩擦力时发现测力计的示数很不稳定,这是因为______他重新设计了实验,如图2所示,拉动木板,而木块相对于地面静止,请说出这样操作的优点______.
解题思路:(1)根据二力平衡的知识可知,弹簧测力计水平方向匀速拉动木块时,弹簧测力计才能测出摩擦力的大小;
(2)用描点法绘制摩擦力与压力关系的图象时,一定要注意横、纵坐标所代表的物理量,然后一一对应确定各点,画出图象;分析图象,结合数学知识,描述摩擦力与压力的关系;
(3)弹簧测力计在竖直方向上使用时,在竖直方向上调零;弹簧在水平方向上使用时,在水平方向上调零.弹簧测力计在竖直方向调零时,由于弹簧测力计的挂钩受到重力作用,零点偏下.当弹簧测力计水平使用时,弹簧测力计挂钩的重力对水平使用没有影响,所以零点偏向拉环处.
(4)手拉着弹簧测力计做匀速直线运动是比较难做到的,我们可以让弹簧测力计不动而拉动木板.
(1)甲图中弹簧测力计的分度值为0.1N,弹簧测力计的示数是0.8N,用弹簧测力计水平方向匀速拉动木块时,弹簧测力计处于匀速直线运动状态,则弹簧测力计在水平方向上受到了摩擦力和拉力是一对平衡力,即弹簧测力拉力的大小与木块受到摩擦力的大小相等.
(2)用横坐标表示压力,纵坐标表示摩擦力,利用描点法一一对应数据,绘制成图象如下图所示:
分析图象可得出:在接触面粗糙程度相同时,压力增大几倍,摩擦力也增大基本,滑动摩擦力的大小与压力大小成正比.
(3)当弹簧测力计在竖直方向调零时,挂钩受到重力作用,零点远离拉环.当弹簧测力计水平使用时,挂钩的重力对测量没有影响,零点靠近拉环,所以弹簧测力计在竖直调零,在水平拉动木块时,测出的滑动摩擦力小于实际的滑动摩擦力;
(4)拉着弹簧测力计做匀速直线运动是比较难做到的,我们可以让弹簧测力计不动而拉动木板,这样做的好处是:能做到测力计示数稳定,便于读数.
故答案为:(1)测力计的拉力等于滑动摩擦力;0.8;
(2)木块受到的滑动摩擦力与压力的关系图,如上图;正比;
(3)小于;
(4)手拉着弹簧测力计做匀速直线运动是比较难做到的;能做到测力计示数稳定,便于读数.
点评:
本题考点: 探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验.
考点点评: 此题是探究影响滑动摩擦力的因素,主要考查了对二力平衡条件的应用及控制变量法.在此实验中要拉动木块做匀速直线运动,要研究滑动摩擦力与一个量的关系,需要控制两一个量不变.
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