2024年中考物理實(shí)驗(yàn)(全國版)：探究影響滑動摩擦力大小的因素（原卷版）

實(shí)驗(yàn)9探究影響滑動摩擦力大小的因素

基礎(chǔ)考點(diǎn)梳理

【設(shè)計(jì)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】

1.實(shí)驗(yàn)原理：二力平衡;

2.實(shí)驗(yàn)裝置

3.【分析與論證】

次數(shù)壓力的大小程度接觸面粗糙程度摩擦力(N)

1小光滑2

2大光滑3

3大粗糙4

(1)在這個實(shí)驗(yàn)中，在第1、2次實(shí)驗(yàn)中變量是______控制的變量是。得到的結(jié)論是：。

(2)在研究接觸面的粗糙程度對摩擦力大小的影響時，可采用第次的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到的結(jié)論

是：?；瑒幽Σ亮Φ拇笮∨c壓力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】

滑動摩擦力的大小跟接觸面所受的壓力大小有關(guān)，接觸面受到的壓力越大，滑動摩擦力越大；滑動摩擦力

大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。

【實(shí)驗(yàn)方法】

(1)控制變量法：

①探究滑動摩擦力的大小與壓力的關(guān)系，控制接觸面的粗糙程度不變，改變物塊對接觸面的壓力，比

較壓力不同時滑動摩擦力的大小關(guān)系；

②探究滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系，控制壓力不變，改變接觸面粗糙程度，比較接觸

面粗糙程度不同時滑動摩擦力的大小關(guān)系。

(2)轉(zhuǎn)換法：通過讀取彈簧測力計(jì)的示數(shù)來間接測量滑動摩擦力的大小。

【交流與討論】

(1)實(shí)驗(yàn)中要—拉動木塊，使木塊做勻速直線運(yùn)動，重力和支持力平衡，才能保證拉力大小等于滑動摩擦

力。

⑵滑動摩擦力的大小與運(yùn)動、的大小無關(guān)。

【實(shí)驗(yàn)評估】

實(shí)驗(yàn)中很難控制水平勻速拉動彈簧測力計(jì)，所以會導(dǎo)致彈簧測力計(jì)的示數(shù)不穩(wěn)定。因此，將實(shí)驗(yàn)方案改進(jìn)

如下，對比甲圖，乙圖優(yōu)點(diǎn)：.

甲圖乙圖

典型例題賞析

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：滑動摩擦力的大小跟接觸面所受的壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān).

(1)接觸面受到的壓力大小一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大.

(2)接觸面的粗糙程度一定時，接觸面受到的壓力越大，滑動摩擦力越大.

1.實(shí)驗(yàn)小組在“探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中.

猜想1：滑動摩擦力的大小可能與接觸面受到的壓力有關(guān)

猜想2：滑動摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)

根據(jù)猜想，實(shí)驗(yàn)小組按下圖所示的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn).

(1)實(shí)驗(yàn)過程中，水平拉動木塊在較光滑的木板上做運(yùn)動，彈簧測力計(jì)示數(shù)如圖甲所示，木

塊所受滑動摩擦力為N.所探究的摩擦力是指與木塊之間的滑動摩擦力.

要點(diǎn)1.測量原理：木塊在水平方向受拉力與滑動摩擦力作用，處于平衡狀態(tài)，二力大小相等

易錯：木塊處于平衡狀態(tài)時要判斷兩個力的大小是否相等，需要考慮是否滿足二力平衡的條件

(2)為了驗(yàn)證猜想1,應(yīng)選擇________兩圖的實(shí)驗(yàn)步驟，分析現(xiàn)象和數(shù)據(jù)可知，在一

定時，接觸面受到的壓力越大，滑動摩擦力越.

要點(diǎn)2.探究滑動摩擦力的大小與接觸面所受壓力的關(guān)系：控制接觸面粗糙程度相同，只改變接觸面所受壓

力大小

(3)通過分析步驟乙、丙，小明得出“接觸面越粗糙，滑動摩擦力就越大”的結(jié)論，小亮認(rèn)為他的結(jié)論缺少

前提條件

（4）（與速度的關(guān)系）（2022黃石）木塊的速度會影響滑動摩擦力嗎？組內(nèi)小明想用測力計(jì)加速拉動木塊,

測得不同速度時的測力計(jì)示數(shù)，比較摩擦力.你認(rèn)為是否可行？,理由是測力計(jì)的示數(shù)_______木

塊受到的滑動摩擦力的大?。ㄟx填或“=.

要點(diǎn)3.關(guān)鍵點(diǎn)解讀：“加速”拉動木塊時，木塊沒有處于平衡狀態(tài)

（5）（與受力面積的關(guān)系）（人教八下習(xí)題改編）有同學(xué)提出接觸面積的大小會影響滑動摩擦力嗎？小

明想通過豎直切割木塊來改變接觸面積如圖丁所示，組內(nèi)其他人認(rèn)為他的操作是錯誤的，理由是

,改進(jìn)方法是.

要點(diǎn)4.探究滑動摩擦力與接觸面積的關(guān)系：需要控制其他條件相同，只改變接觸面積大小

（6）（裝置改進(jìn)）（教參素材改編）實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)較難保持木塊勻速運(yùn)動，彈簧測力計(jì)示數(shù)不

穩(wěn)定，于是改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置如圖戊所示，固定彈簧測力計(jì)，通過拉動長木板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)記錄如下表，則

木塊所受滑動摩擦力大小為N,由表中數(shù)據(jù)可以得出：滑動摩擦力大小與速度大小（選填“有

關(guān)”或“無關(guān)”），請寫出該裝置的一個優(yōu)點(diǎn)：.

實(shí)驗(yàn)次數(shù)長木板運(yùn)動情況彈簧測力計(jì)示數(shù)/N

1

勻速2.0

2由慢到快2.0

3由快到慢2.0

（7）（創(chuàng)新裝置）完成實(shí)驗(yàn)后老師又利用壓力傳感器、滑輪、沙桶（配細(xì)沙若干）與小組同學(xué)一起探究

滑動摩擦力與壓力的定量關(guān)系，裝置如圖己所示（白紙質(zhì)量忽略不計(jì)），實(shí)驗(yàn)中是通過來改變

白紙所受壓力的大小，水平向左拉動白紙，計(jì)算機(jī)通過傳感器采集的數(shù)據(jù)繪制的拉力與壓力的關(guān)系如圖庚

所示，由圖可知：接觸面粗糙程度一定時，.

要點(diǎn)5.創(chuàng)新裝置解讀：

①定滑輪：改變力的方向

②沙桶：通過改變沙桶的重力從而改變鐵塊對白紙的壓力.

③傳感器：可以實(shí)時、精確地采集力的大小.

2.在生活中?？吹酱诖a頭停泊時把纜繩繞在碼頭的船樁上幾圈，即使不打結(jié)也能固定住船。生活經(jīng)驗(yàn)告

訴我們：繩子纏繞之后，會增大摩擦力。那摩擦力的大小與纏繞的圈數(shù)之間存在怎樣的關(guān)系呢？帶著這

一問題小明設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)器材：課桌、鐵架臺、彈簧測力計(jì)、粗棉線、圓柱形鐵棒、重物。

請回答下列問題：

(1)將鐵架臺置于水平桌面上，彈簧測力計(jì)掛在鐵架臺細(xì)桿上，并且在方向上對彈簧測力計(jì)

校零。將棉線的一端系在彈簧測力計(jì)掛鉤上，另一端與重物相連，測力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后為7.6N。

(2)把鐵棒固定在鐵架臺的底座上，將棉線在鐵棒上繞1圈如圖甲所示，此時測力計(jì)的示數(shù)為3N,則

棉線與鐵棒之間的摩擦力為No

(3)逐次增加棉線繞在鐵棒上的圈數(shù)，直至彈簧測力的示數(shù)接近于零，將相關(guān)數(shù)據(jù)記錄并畫出拉力的大

小隨繞繩圈數(shù)變化的大致圖像，如圖1乙所示。通過分析圖像可以得出摩擦力隨繞繩圈數(shù)變化的關(guān)系

是O

(4)結(jié)合影響滑動摩擦力大小的因素分析：增加繞繩圈數(shù)后摩擦力增大的原因是由于增大，

這一物理量增大的原因是O

3.在“探究影響滑動摩擦力大小因素”的實(shí)驗(yàn)中，小明利用1個彈簧測力計(jì)、1個木塊、1條毛巾、1個祛

碼、1塊長木板，做了如圖所示的3次實(shí)驗(yàn)。

(1)比較圖中甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)，是為了探究滑動摩擦力大小與的關(guān)系。

(2)小明做圖甲中第1次實(shí)驗(yàn)時，拉力隨時間變化的圖象如圖A所示，木塊的速度隨時間變化的圖象

如圖B所示，則第7s時木塊所受的摩擦力為No

(3)小芳將實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行了改進(jìn)，如圖C所示，實(shí)驗(yàn)時變速拖動長木板，(選填“能”或“不

能”)測量出木塊所受滑動摩擦力的大小。若此時木板勻速直線運(yùn)動，畫出地面對木板的摩擦力的示意

圖(標(biāo)出摩擦力的大小)。

4.某興趣小組在探究“滑動摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)時，提出了以下幾種猜想：

A.與壓力的大小有關(guān)

B.與接觸面積的大小有關(guān)

C.與接觸面的粗糙程度有關(guān)

為了驗(yàn)證以上猜想是否正確，該小組利用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下

序號實(shí)驗(yàn)條件摩擦力

木板的放置表面情況壓力/N/N

1平放木板表面40.8

2平放木板表面61.2

3平放木板表面81.6

4側(cè)放木板表面81.6

5豎放木板表面81.6

6平放木板上鋪棉布41.2

7平放木板上鋪毛巾42.0

(1)本實(shí)驗(yàn)中滑動摩擦力的大小是由彈簧測力計(jì)的示數(shù)得出的，要使水平拉力大小與滑動摩擦力的大小

相等，木塊必須保持狀態(tài)；

(2)由序號1、2、3的實(shí)驗(yàn)，可驗(yàn)證猜想(填字母)o要驗(yàn)證猜想C,應(yīng)選擇序號是的

三組實(shí)驗(yàn)；要驗(yàn)證猜想B應(yīng)選擇序號是的三組實(shí)驗(yàn)；

(3)根據(jù)表格數(shù)據(jù)判斷，圖中a圖線表示滑動摩擦力f的大小隨變化的關(guān)系。b圖線表示滑

動摩擦力f的大小隨變化關(guān)系。

5.在探究“影響滑動摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)中，裝置如圖所示，鋁塊和木塊的外形相同，一端帶有定

滑輪的長木板固定不動，鋁塊通過細(xì)線與彈簧測力計(jì)相連。(忽略滑輪的摩擦)

(1)圖甲中，將鋁塊放在水平木板上，豎直向上拉測力計(jì)，當(dāng)鋁塊沿水平方向做(選填“加

速”“減速”或“勻速”)直線運(yùn)動時，鋁塊所受滑動摩擦力大小等于測力計(jì)的示數(shù)Fi,則Fi=N；

(2)在圖乙實(shí)驗(yàn)完成的基礎(chǔ)上，將木塊和鋁塊位置互換(即木塊在下，鋁塊在上)后再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則

可以進(jìn)一步探究滑動摩擦力大小與接觸面的的關(guān)系；

(3)請你判斷：圖丙中，鋁塊水平運(yùn)動時所受滑動摩擦力(選填“大于”“等于”或“小于”)

圖甲中鋁塊所受的滑動摩擦力；

(4)實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)彈簧測力計(jì)的示數(shù)很難穩(wěn)定，于是設(shè)計(jì)了如圖丁所示的裝置來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。水平

傳送帶的速度可以調(diào)節(jié)，定滑輪摩擦忽略不計(jì)。

①傳送帶主要是靠電動機(jī)提供動力，電動機(jī)的原理是通電導(dǎo)線在中受到力的作用；

②啟動傳送帶，當(dāng)彈簧測力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定后，木塊相對于地面是(選填“運(yùn)動”或“靜止”)

的，此時彈簧測力計(jì)示數(shù)等于木塊所受滑動摩擦力的大小，木塊所受滑動摩擦力的方向?yàn)樗?/p>

向;

③某次實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)彈簧測力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定后，改變傳送帶的速度大小，大家發(fā)現(xiàn)彈簧測力計(jì)的示數(shù)沒有

改變，此現(xiàn)象說明滑動摩擦力與速度(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。

6.如圖所示，是某物理小組探究“滑動摩擦力大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)。

F2

7/7777777777777777777/7777777777777

甲（木板表面）乙（木板表面）丙(毛巾表面)

(1)實(shí)驗(yàn)過程中,必須用彈簧測力計(jì)沿水平方向拉著木塊做運(yùn)動，這樣做利用知

識便于測量滑動摩擦力的大

(2)觀察圖甲、乙，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計(jì)的示數(shù)FI<F2,由此可知：在接觸面粗糙程度相同時，越

大，滑動摩擦力越大。

(3)觀察圖甲、丙，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計(jì)的示數(shù)FI<F3,說明：壓力一定時，接觸面粗糙程度

，滑動摩擦力越大。(選填“越大”或“越小”)

(4)在實(shí)驗(yàn)后交流的過程中，小華發(fā)現(xiàn)有同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，實(shí)驗(yàn)時，在托盤中放入適量的

祛碼，使木塊做勻速直線運(yùn)動。請回答下列問題：

①為了測量木塊的滑動摩擦力，需要測量的物理量是(填選項(xiàng)目前的編號)。

A.木板的質(zhì)量miB.木塊的質(zhì)量m2

C.祛碼的質(zhì)量mjD.托盤和祛碼的總質(zhì)量m4

②木塊的滑動摩擦力表達(dá)式為f=(用已知和測量的物理量符號表示)。

③小華猜想：摩擦力的大小可能跟接觸面的面積有關(guān)。于是，他在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將木塊沿豎直方

向切去一部分后。用剩下的部分繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測得的滑動摩擦力變小。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)為她的探究過程存在的問題是O

7.小紅和小明在探究影響滑動摩擦力大小的因素時，小紅設(shè)計(jì)了如圖所示的三次實(shí)驗(yàn)。

(1)實(shí)驗(yàn)要求用彈簧測力計(jì)拉著木塊沿水平方向_________直線運(yùn)動，根據(jù)原理，可知此時

摩擦力與拉力大小相等，否則彈簧測力計(jì)的示數(shù)不等于摩擦力。

(2)在甲圖實(shí)驗(yàn)中,彈簧測力計(jì)的示數(shù)為No

(3)比較甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)，可以得出結(jié)論：當(dāng)接觸面粗糙程度一定時，,滑動摩擦力越大。

(4)比較兩次實(shí)驗(yàn),可以得出結(jié)論：當(dāng)壓力大小一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。

(5)甲圖中物體運(yùn)動的速度大小為VI,乙圖中物體運(yùn)動的速度大小為V2.實(shí)驗(yàn)過程中，關(guān)于VI和V2的

大小，下列說法正確的是(選填字母)。

A.VI一定大于V2B.VI一定小于V2

C.VI一定