中考物理實驗12 （考點精練）探究影響滑動摩擦力大小的因素（解析版）

實驗12探究影響滑動摩擦力大小的因素一．選擇題（共6小題）1．如圖，在探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)的實驗中，小龍將彈簧測力計圓環(huán)固定在墻上，掛鉤掛著木塊，木塊下面是一長木板，實驗時用F＝20N的拉力拉著長木板在粗糙水平面上向左做直線運動，經(jīng)過3s移動了60cm。則（）①實驗時必須勻速拉動長木板②長木板受到的重力和地面對長木板的支持力是一對平衡力③彈簧測力計的示數(shù)小于20N④A所受支持力等于A的重力A．只有①②正確 B．只有③④正確 C．只有①③正確 D．只有②④正確【解答】解：①將彈簧測力計圓環(huán)固定在墻上，掛鉤掛著木塊，木塊下面是一長木板，實驗時拉著長木板沿著水平向左運動，不一定要木板做勻速直線運動，故①錯誤；②地面對長木板的支持力等于長木板和木塊的總重力；長木板受到的重力小于地面對長木板的支持力，不是一對平衡力，故②錯誤；③實驗時用F＝20N的拉力拉著長木板在粗糙水平面上向左做直線運動，長木板受水平地面和木塊A的摩擦力，F(xiàn)＝f地+fA，fA與彈簧測力計的拉力是一對平衡力，大小相等，所以彈簧測力計的示數(shù)小于20N，故③正確；④A靜止不動，在豎直方向上受到豎直向下的重力、豎直向上的支持力的作用，這兩個力是一對平衡力，大小相等，故④正確；故選：B。2．用如圖所示的實驗裝置探究“影響滑動摩擦力大小的因素”，下列說法正確的是（）A．比較甲、乙實驗，說明滑動摩擦力的大小跟接觸面的粗糙程度有關(guān) B．甲實驗中加速拉動木塊，木塊受到的滑動摩擦力會變大 C．實驗中測力計斜向上勻速拉動木塊時，依然可以通過彈簧測力計直接讀出滑動摩擦力的大小 D．比較乙、丙兩幅圖，可以說明滑動摩擦力的大小跟接觸面的粗糙程度有關(guān)【解答】解：A、比較甲、乙實驗，接觸面的粗糙程度相同，壓力大小不同，測力計的示數(shù)不同，摩擦力不同，說明滑動摩擦力的大小跟壓力大小有關(guān)，故A錯誤；B、實驗中加速拉動木塊時，壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，則摩擦力不變，故B錯誤；C、只有沿水平方向拉著物體做勻速直線運動，物體在水平方向上受到平衡力的作用，拉力大小才等于摩擦力的大小，測力計斜向上勻速運動拉動木塊時，滑動摩擦力與拉力大小不相等，故C錯誤；D、比較乙、丙實驗，壓力大小相同，接觸面的粗糙程度不同，測力計的示數(shù)不同，摩擦力不同，說明滑動摩擦力的大小跟接觸面的粗糙程度有關(guān)，故D正確；故選：D。3．如圖所示，研究滑動摩擦力與壓力關(guān)系的實驗中，一是將物體勻速拉動，二是將物體加速拉動。關(guān)于木塊受到的摩擦力，下列說法正確的是（）A．勻速拉動時受的的摩擦力較大 B．加速拉動時物體受到的摩擦力較大 C．兩種運動狀態(tài)下一樣大 D．無法判斷【解答】解：用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動木塊，木塊受到的摩擦力和拉力是一對平衡力；若加速拉動木塊，運動狀態(tài)發(fā)生變化，木塊受到的壓力和接觸面粗糙程度都不變，故摩擦力大小不變，故C正確，ABD錯誤。故選：C。4．如圖，同一水平桌面上放有尺寸相同的長方體木塊和鐵塊，只利用一個量程滿足要求的彈簧測力計，驗證哪一個的下表面更加粗糙。小明和小群分別設(shè)計了實驗：小明的設(shè)計：用彈簧測力計水平勻速拉動木塊，記下彈簧測力計的示數(shù)F1；再水平勻速拉動鐵塊，記下示數(shù)F2；比較F1和F2的大小，判斷粗糙程度。小群的設(shè)計：將鐵塊放在木塊上，用彈簧測力計水平拉木塊，使二者一起勻速直線運動，記下彈簧測力計的示數(shù)F1；再將木塊放在鐵塊上，用彈簧測力計水平拉動鐵塊使二者一起勻速直線運動，記下示數(shù)F2；比較F1和F2的大小，判斷粗糙程度。下列判斷正確的是（）A．小明的設(shè)計更合理，若F1＞F2說明木塊更粗糙 B．小明的設(shè)計更合理，若F1＞F2說明鐵塊更粗糙 C．小群的設(shè)計更合理，若F1＞F2說明木塊更粗糙 D．小群的設(shè)計更合理，若F1＞F2說明鐵塊更粗糙【解答】解：AB、實驗中要控制壓力不變，但木塊與鐵塊對水平桌面的壓力不一定相同，分別拉動木塊和鐵塊，無法比較。故小明設(shè)計不合理，故AB錯誤；CD、將鐵塊放在木塊上，用彈簧測力計沿直線水平勻速拉動木塊，記下測力計示數(shù)F1；將木塊放在鐵塊上，用彈簧測力計沿直線水平勻速拉動鐵塊，記下測力計示數(shù)F2；保持壓力大小不變，改變接觸面粗糙程度，若F1＞F2，則木塊下表面更粗糙；若F1＜F2，則可以得出鐵塊下表面更粗糙。故C正確，D錯誤。故選：C。5．為了測量木塊A在水平木板上運動過程中所受滑動摩擦力的大小，小紅設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。小紅將彈簧測力計一端固定，另一端鉤住木塊A，木塊A下面墊一塊長木板。實驗中小紅拉著長木板沿水平地面向右運動，當(dāng)彈簧測力計示數(shù)穩(wěn)定時，下列說法中正確的是（）A．木塊A相對于桌面是運動的 B．木板必須在桌面上做勻速直線運動 C．木塊A所受的滑動摩擦力的方向水平向左 D．彈簧測力計的示數(shù)等于木塊A所受的滑動摩擦力的大小【解答】解：A、木塊A相對于地面位置保持不變，所以是靜止的，故A錯誤；B、木塊A受的摩擦力大小和壓力大小、接觸面的粗糙程度有關(guān)，和是否勻速運動無關(guān)，故選項B錯誤；C、木塊A相對于木板是向左運動的，因此所受摩擦力的方向向右，故C錯誤；D、木塊A在水平方向上受摩擦力和彈簧測力計的拉力，此時木塊A靜止，所以受力平衡，即彈簧測力計的拉力等于摩擦力，即彈簧測力計的示數(shù)等于滑動摩擦力的大小，故D正確。故選：D。6．小明同學(xué)找來質(zhì)量、體積、面積都相等的A、B兩個長方體木塊（B的表面更粗糙），如圖放在同一木板上，用彈簧測力計拉住木塊做勻速直線運動，進(jìn)行探究“滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗，他測得了以下三個數(shù)據(jù)，請根據(jù)小李同學(xué)的數(shù)據(jù)判斷F4的數(shù)值的應(yīng)該是（）A．2.2N B．3.6N C．4.0N D．4.4N【解答】解：由圖可知，丙圖中，彈簧測力計的示數(shù)為2.2N，則受到的摩擦力為2.2N；丙丁中接觸面的粗糙程度相同，丁圖中AB疊放在一起，由于AB的質(zhì)量相同，則其重力相同，疊放在一起的壓力是丙圖中壓力的2倍，由甲乙兩圖可知，當(dāng)壓力變?yōu)樵瓉淼?倍，接觸面的粗糙程度不變，則滑動摩擦力變?yōu)樵瓉淼?倍，所以丁圖中滑動摩擦力為丙圖的二倍；即f＝2.2N×2＝4.4N。故選：D。二．填空題（共3小題）7．小明為了測量木塊A與木板B之間的滑動摩擦力的大小，設(shè)計如圖甲、乙所示的兩種方案，方案甲是將木板的一端固定，將木塊A放在木板B的上面，用彈簧測力計拉著木塊A向右運動；方案乙是將彈簧測力計一端固定，另一端鉤住木塊A，木塊A放在木板B上，用手拉著長木板沿水平地面向右運動。方案甲中需要拉著木塊A做勻速直線運動，方案乙中不需要拉著木板B做勻速直線運動（以上兩空均選填“需要”或者“不需要”）?！窘獯稹拷猓悍桨讣字?，需要勻速直線拉動木塊A，此時A在水平方向上受力平衡，拉力等于摩擦力，實驗中難以控制木塊做勻速運動；方案乙中，木塊A相對地面處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到測力計的拉力與木板施加的摩擦力為一對平衡力，大小相等，無需控制木板B做勻速運動，方便實驗操作。故答案為：需要；不需要。8．如圖所示，在探究摩擦力的實驗時，所用的彈簧測力計的最小刻度是0.2N，將木塊M置于水平桌面上的鋪有毛巾的木板上，用彈簧測力計沿著水平方向勻速拉動M，M的運動狀態(tài)和彈簧測力計的示數(shù)如表所示，木塊M受到的滑動摩擦力的大小為1.4N．木塊運動狀態(tài)……靜止靜止加速勻速減速彈簧測力計示數(shù)FN……0.81.01.51.41.2【解答】解：（1）彈簧測力計一個大格之間有5小格，分度值為0.2N；（2）用彈簧測力計沿著水平方向拉動M，當(dāng)M做勻速直線運動時，拉力和滑動摩擦力平衡，根據(jù)二力平衡的條件，測力計示數(shù)才等于滑動摩擦力的大?。唬?）由表格數(shù)據(jù)可知，木塊M做勻速運動時的拉力F＝1.4N，則木塊M受到滑動摩擦力的大小也為1.4N．故答案為：0.2；水平；1.4．9．探究“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”的活動中。（1）在水平桌面上，用彈簧測力計水平向左拉動木塊，使其作勻速直線運動，彈簧測力計示數(shù)如圖所示，根據(jù)二力平衡知識可知，木塊所受的滑動摩擦力為2.8N；（2）小華將木塊沿豎直方向截去一半后，測得木塊所受的滑動摩擦力變?yōu)樵瓉硪话?。他由此得出：滑動摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小。你認(rèn)為他的探究過程中存在的問題是沒有保持壓力不變；正確的做法是：將切下的木塊疊放在原木塊的上面，進(jìn)行實驗?！窘獯稹拷猓海?）彈簧測力計的每一個大格代表1N，每一個小格代表0.1N，木塊受到的拉力是2.8N。木塊水平方向上受到拉力和滑動摩擦力作用，木塊進(jìn)行勻速直線運動，拉力和滑動摩擦力是平衡力，根據(jù)二力平衡的知識知，滑動摩擦力等于拉力，滑動摩擦力是2.8N；（2）要探究滑動摩擦力大小與接觸面積的關(guān)系，需保持壓力大小和接觸面的粗糙程度相同，小華將木塊沿豎直方向截去一半后，壓力也會減小為原來的一半。正確的做法是：將切下的木塊疊放在原木塊的上面，進(jìn)行實驗。故答案為：（1）二力平衡；2.8；（2）沒有保持壓力不變；將切下的木塊疊放在原木塊的上面。三．實驗探究題（共6小題）10．在“探究影響滑動摩擦力大小因素”的實驗中。（1）如圖所示，為測出滑動摩擦力大小，三次實驗中均用彈簧測力計沿水平方向勻速直線拉動木塊A，測得彈簧測力計的示數(shù)F1＜F2＜F3，圖中F3大小為2.4N。（2）圖丙中，若增大彈簧測力計的拉力，此時木塊A所受毛巾表面對它的滑動摩擦力大小不變，（選填“變大”“變小”或“不變”）。（3）比較甲乙兩幅圖，可得出：壓力大小相同時，接觸面越粗糙滑動摩擦力越大?！窘獯稹拷猓海?）在此實驗操作中必須讓彈簧測力計沿水平方向勻速直線拉動木塊A，這樣做的目的是使拉力和摩擦力成為一對平衡力，大小相等，即彈簧測力計的示數(shù)就等于摩擦力；圖中彈簧測力計的分度值為0.2N，示數(shù)為2.4N；（2）若增大彈簧測力計的拉力，但壓力和接觸面的粗糙程度不變，此時木塊A所受毛巾表面對它的滑動摩擦力大小不變；（3）要探究壓力相同時，接觸面越粗糙滑動摩擦力越大，需要控制壓力相同，改變接觸面的粗糙程度，圖甲乙符合題意。故答案為：（1）勻速直線；2.4；（2）不變；（3）甲乙；越大。11．下面是小明探究“滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗。（1）如圖甲所示，將一個木塊放在長木板上，用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動，讀出彈簧測力計的讀數(shù)即等于滑動摩擦力的大小。（2）如圖乙所示，在木塊上放一個重物，重復(fù)上面的操作，比較甲、乙兩圖中彈簧測力計的示數(shù)可探究滑動摩擦力大小與壓力大小的關(guān)系。（3）為了操作方便，小明對實驗進(jìn)行了如圖丙所示的改進(jìn)，將彈簧測力計固定，拉動木塊下的毛巾，木塊相對地面保持靜止，這樣改進(jìn)后不需要（填“需要”或“不需要”）勻速拉動毛巾。比較甲、丙兩圖可得出：壓力相同時，接觸面越粗糙滑動摩擦力越大?！窘獯稹拷猓海?）實驗時，小明將木塊放在水平長木板上，用彈簧測力計沿水平方向拉動木塊，并使木塊做勻速直線運動，根據(jù)二力平衡可知，彈簧測力計拉力大小與摩擦力大小相等，可以測出木塊在木板上滑行時受到的摩擦力；（2）在木塊上放一個重物，接觸面的粗糙程度不變，改變壓力的大小，是探究滑動摩擦力的大小與作用在物體表面的壓力的關(guān)系；（3）如圖丙所示的實驗裝置中，木塊與彈簧測力計固定不動，拉動木板運動，該裝置的優(yōu)點是：不需要控制木板做勻速直線運動，方便實驗操作；甲圖和丙圖所示實驗，壓力大小相同，接觸面的粗糙程度不同，測力計的示數(shù)不同，且毛巾表面粗糙，彈簧測力計的示數(shù)大，滑動摩擦力大，說明了滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)，在壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。故答案為：（1）勻速；（2）壓力大??；（3）不需要；接觸面越粗糙。12．小華在做“探究影響滑動摩擦力大小因素”的實驗時：（1）如圖甲所示，出現(xiàn)的操作錯誤是沒有使彈簧測力計水平拉動木塊，糾正錯誤后，他應(yīng)拉動彈簧測力計使木塊做勻速直線運動。若在木塊上再放一個砝碼，則木塊運動時受到的滑動摩擦力變大（填“變大”、“變小”或“不變”）。（2）圖丙、丁中銅塊和木塊疊在一起的目的是使壓力相同，根據(jù)彈簧測力計的讀數(shù)可知，銅塊（填“銅塊”或“木塊”）的下表面更光滑﹒（3）將木塊沿豎直方向截去一半后，測得木塊所受的滑動摩擦力變?yōu)樵瓉淼囊话?。他由此得出：滑動摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小。你認(rèn)為他的探究過程中存在的問題是未控制壓力相同，請你幫他提出改進(jìn)措施：將截去的部分疊上去再測摩擦力?！窘獯稹拷猓海?）摩擦力的方向：沿接觸面，與物體相對運動的方向相反；當(dāng)木塊做勻速直線運動時，木塊受平衡力，彈簧的拉力與摩擦力相等，所以拉力的方向必須沿著水平方向；摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)，接觸面越粗糙摩擦力越大；還與壓力有關(guān)，壓力越大，摩擦力越大；當(dāng)在木塊上再放一個砝碼時，木塊運動時受到的滑動摩擦力將變大。（2）圖丙、丁中銅塊和木塊疊在一起的目的是使壓力相同，根據(jù)彈簧測力計的讀數(shù)可知乙中測力計示數(shù)大，滑動摩擦力也大，故銅塊的下表面更光滑。（3）研究滑動摩擦力的大小隨接觸面積的關(guān)系，要控制壓力和接觸面粗糙程度相同，將木塊沿豎直方向截去一半后，測得木塊所受的滑動摩擦力變?yōu)樵瓉硪话?，他的探究過程中存在的問題是未控制壓力相同，提出改進(jìn)措施：將截去的部分疊上去再測摩擦力故答案為：（1）沒有使彈簧測力計水平拉動木塊；勻速直線；變大；（2）壓力；銅塊；（3）未控制壓力相同；將截去的部分疊上去再測摩擦力。13．小明要探究“滑動摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”，他猜想影響滑動摩擦力大小的因素可能有：①接觸面所受的壓力大小②接觸面的粗糙程度③物體運動的速度。接下來，小明通過如圖甲的實驗操作來驗證他的猜想。（1）如圖甲所示，讓物體沿者木板和毛巾表面做勻速直線運動，記下物體在木板和毛巾上運動時所受的摩擦力大小，并將實驗數(shù)據(jù)繪制成如圖乙的圖象。根據(jù)圖甲和圖乙可知，物體在木板表面運動時受到的滑動摩擦力為2.2N。該實驗得到的實驗結(jié)論是：壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。（2）小明又以較快的速度水平勻速直線拉動彈簧測力計，發(fā)現(xiàn)和原來較緩慢勻速直線拉動彈簧測力計的示數(shù)一樣，這說明滑動摩擦力的大小與物體運動的快慢無關(guān)。（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）（3）在實驗過程中，如果沿豎直方向?qū)⑽矬w截去一半后，測得物體所受的滑動摩擦力大小變?yōu)樵瓉淼囊话搿?jù)此小明得出：滑動摩擦力的大小隨接觸面積減小而減小。你認(rèn)為小明在實驗探究的過程中存在的主要問題是：沒有控制壓力大小不變?！窘獯稹拷猓海?）彈簧測力計每一個大格代表1N，每一個小格代表0.1N，圖甲中彈簧測力計的示數(shù)是2.2N。由圖乙可知，在毛巾表面滑動時，拉力等于滑動摩擦力，二力平衡，拉力大小F＝4.6N，滑動摩擦力f＝F＝4.6N；由圖可知，壓力相同，毛巾表面時彈簧測力計大于木板表面時的示數(shù)，根據(jù)影響滑動摩擦力大小的因素，可得滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系，壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；（2）小明又以較快的速度水平勻速直線拉動彈簧測力計，發(fā)現(xiàn)和原來較緩慢勻速直線拉動彈簧測力計的示數(shù)一樣，由實驗可知，物體間的壓力相等，接觸面的粗糙程度相同，木塊的速度不同，木塊受到的拉力相同，由此可知，在壓力大小和接觸面的粗糙程度相同時，摩擦力大小與運動的快慢無關(guān)；（3）探究滑動摩擦力跟接觸面積大小的關(guān)系，要控制壓力大小和接觸面粗糙程度不變，實驗時沒有控制好壓力大小不變，得出的結(jié)論是不可靠的。故答案為：（1）2.2；壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；（2）無關(guān)；（3）沒有控制壓力大小不變。14．如圖是探究影響滑動摩擦力大小的因素的實驗。放置在水平桌面上的物體A是一個長木板，木板表面鋪有材質(zhì)相同的砂紙，但Ⅰ號砂紙和Ⅱ號砂紙的粗細(xì)程度不同，物體B是一個長方體木塊，物體C是一個鉤碼。請回答下列問題：（1）實驗過程中，用彈簧測力計沿水平方向拉動木塊B，應(yīng)使木塊B沿水平桌面做勻速直線運動。（2）在探究滑動摩擦力大小與接觸面所受的壓力大小是否有關(guān)時，圖中的實驗是通過甲乙兩圖的操作過程來實現(xiàn)這一目的的：分析甲、丙兩圖可知：滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度有關(guān)。（3）利用上述器材也可以探究滑動摩擦力的大小與接觸面積的大小是否有關(guān)，請簡述實驗步驟將木塊沿豎直方向切去一半，然后將切下的部分疊放在另一塊的上面?！窘獯稹拷猓海?）實驗中用彈簧測力計拉著木塊在水平木板上做勻速直線運動，物體在水平方向上受到平衡力的作用，根據(jù)二力平衡條件可知，拉力大小等于摩擦力的大小；（2）要探究摩擦力大小與接觸面所受的壓力大小是否有關(guān)時，需使接觸面的粗糙程度、接觸面積大小相同，改變壓力大小，甲乙圖符合題意；分析圖中甲、丙兩次實驗知，壓力大小相同，而接觸面粗糙程度不同，故可以探究滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系；（3）要探究摩擦力大小與接觸面積的大小的關(guān)系，需使壓力大小和接觸面的粗糙程度相同，改變接觸面積的大小，所以應(yīng)該將木塊沿豎直方向切去一半，然后將切下的部分疊放在另