摩擦力的探究.doc

探究摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)山東省高唐縣琉寺中學(xué)李洪生李保忠例1（2012?岳陽）在研究摩擦力時(shí)，小明同學(xué)用一塊各側(cè)面光滑程度完全相同的木塊，在同一水平桌面上進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)。如圖1所示，當(dāng)用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)三次示數(shù)F1、F2、F3的大小關(guān)系為（）AF1=F2F3 BF1F2F3 CF2F1F3 DF1F2=F3解析：摩擦力的大小跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)。而a、b兩實(shí)驗(yàn)在壓力大小和接觸面的粗糙程度相同時(shí)，改變了接觸面積的大小，摩擦力不變。因此F1=F2；a、c兩實(shí)驗(yàn)在壓力大小和接觸面粗糙程度一定時(shí)，用滾動(dòng)代替滑動(dòng)，減小了摩擦力的大小，所以F1F3。綜合上面兩種情況可得：F1=F2F3。故選A。例2（2011?鹽城）小明用如圖2所示裝置探究滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系。下列操作正確的是（ ）A.在木塊上加放砝碼 B.保持接觸面粗糙程度不變C.使木塊側(cè)放減小接觸面積 D.沿水平方向勻速拉動(dòng)木塊解析：木塊上加放砝碼，增大了木塊對(duì)平面的壓力，是研究摩擦力與壓力大小的關(guān)系；實(shí)驗(yàn)探究摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系，接觸面的粗糙程度應(yīng)該是個(gè)變量；木塊側(cè)放減小接觸面積，探究的是摩擦力的大小與接觸面積大小的關(guān)系；無論探究摩擦力的大小與壓力大小、接觸面粗糙程度、接觸面積的大小這三個(gè)變量中哪一個(gè)變量的關(guān)系，都應(yīng)該沿水平方向勻速拉動(dòng)木塊。只有木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的摩擦力才等于彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小。故選D。例3（2012?婁底）小明在探究“摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，提出了如下四個(gè)猜想。根據(jù)你對(duì)本實(shí)驗(yàn)的探究，發(fā)現(xiàn)其中與實(shí)驗(yàn)結(jié)論不相符合的是（ ）A.摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)B.把滑動(dòng)變?yōu)闈L動(dòng)，摩擦力變小C.摩擦力的大小可能與物體間接觸面積的大小有關(guān)D.摩擦力的大小可能與接觸面上壓力的大小有關(guān)解析：在其他條件一定時(shí)，使接觸面變粗糙，可以增大摩擦力，該猜想與實(shí)驗(yàn)結(jié)論相符；在其他條件一定時(shí)，將滑動(dòng)變?yōu)闈L動(dòng)，可以減小摩擦力，該猜想與實(shí)驗(yàn)結(jié)論相符；摩擦力的大小與物體間的接觸面積無關(guān)，該猜想與實(shí)驗(yàn)結(jié)論不相符；在其他條件一定時(shí)，增大物體對(duì)接觸面的壓力大小，可以增大摩擦力，該猜想與實(shí)驗(yàn)結(jié)論相符；故選C。例4（2012?株洲）在“探究摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，用彈簧測(cè)力計(jì)勻速拉動(dòng)物塊的三次實(shí)驗(yàn)如圖3所示。比較甲、乙兩圖可知，摩擦力的大小與_有關(guān)；比較_兩圖可知，摩擦力的大小還與接觸面的粗糙程度有關(guān)。解析：比較甲、乙兩圖，接觸面的粗糙程度相同，乙木塊對(duì)木板的壓力比甲大，摩擦力也較大，說明摩擦力的大小與壓力有關(guān)，在接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，摩擦力越大；比較甲、丙兩圖，壓力相同，丙木塊與水平接觸面比甲粗糙，摩擦力也較大，說明摩擦力的大小與接觸面粗糙程度有關(guān)，在壓力相同時(shí)，接觸面越粗糙，摩擦力越大。故答案為：壓力；甲、丙。例5（2012孝感）如圖4示是“探究滑動(dòng)摩擦力大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)。（1）實(shí)驗(yàn)過程中，必須用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉著物塊A做 運(yùn)動(dòng)，這樣做便于測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小。（2）分析圖甲、乙可知，在接觸面粗糙程度相同時(shí)， 越大，滑動(dòng)摩擦力越大。（3）分析圖甲和丙，發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1F3，說明：壓力一定時(shí)， ，滑動(dòng)摩擦力越大。上述實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是：滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)。人們通過大量實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明：接觸面粗糙程度一定時(shí)，滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力的大小成正比。（4）如圖丁所示，在圖丙中物塊A上疊放一塊與之相同的物塊B，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著物塊A，使物塊B隨A一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)。彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F4，則F4：F3= ；此運(yùn)動(dòng)過程中，物塊B受到的摩擦力fB= N。解析：（1）要測(cè)滑動(dòng)摩擦力，需拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡條件可知，此時(shí)拉力與摩擦力是一對(duì)平衡力，大小相等。（2）甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)接觸面的粗糙程度是一定的，壓力是不同的，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同即摩擦力是不同的，這就說明摩擦力的大小和壓力大小有關(guān)，即：接觸面粗糙程度一定時(shí)，壓力越大，摩擦力越大。（3）甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)壓力是一定的，接觸面的粗糙程度是不同的，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同即摩擦力是不同的，這就說明摩擦力的大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，即：在壓力一定時(shí)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大。（4）比較丙、丁兩圖可知，接觸面的粗糙程度相同，壓力不同，丁圖中壓力是丙圖壓力的2倍，所使用的拉力也應(yīng)該是2倍的關(guān)系，即F4：F3=2：1；判斷一個(gè)物體是否受摩擦力主要的依據(jù)是看這個(gè)物體有沒有發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或者有沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。物塊A、B疊放在一起：A和B是同向同速運(yùn)動(dòng)的，即保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，所以A和B之間是沒有摩擦力的，故物塊B受到的摩擦力為0N。故答案為：（1）勻速直線；（2）壓力；（3）接觸面越粗糙；（4）2：1；0。例6（2012?荊門）小亮同學(xué)做“探究滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)。（1）實(shí)驗(yàn)中用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊，使其在長木板上做_運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，摩擦力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是利用了_的知識(shí)。（2）弄清了實(shí)驗(yàn)原理之后，同學(xué)們提出了如下猜想：A.動(dòng)摩擦力大小可能與壓力大小有關(guān)B.動(dòng)摩擦力大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)C.動(dòng)摩擦力大小可能與壓接觸面積大小有關(guān)小亮用一個(gè)表面平整的長木板、三邊帶鉤的木塊和一只彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在如下表格中：次數(shù)壓力接觸面木塊放置測(cè)力計(jì)示數(shù)1一塊木板木板面平放2一塊木板木板面?zhèn)确?一塊木板木板面立放小亮同學(xué)的實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證猜想_（填字母序號(hào)）。（3）同組的小莉同學(xué)采用如圖5所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量木塊與長木板之間的摩擦力時(shí)，發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定，很難讀數(shù)，其原因是_。解析：實(shí)驗(yàn)中，摩擦力的大小是通過讀取彈簧測(cè)力計(jì)的拉力得出的，這是依據(jù)了二力平衡的原理，只有物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力才與摩擦力大小相等，因此，要保持物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)才行；比較小亮的1、2、3三次實(shí)驗(yàn)記錄，看出三次壓力的大小相同，接觸面粗糙程度相同，平放、