實驗8探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)一、探究影響摩擦力大小的因素1.實驗探究：影響摩擦力大小的因素【提出問題】滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)？【猜想與假設(shè)】（1）滑動摩擦力的大小可能與接觸面所受壓力有關(guān)；（2）滑動摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)。【實驗原理】用彈簧測力計水平拉動木塊做勻速直線運動，此時木塊在水平方向上受到的拉力和滑動摩擦力為一對平衡力，這樣讀出彈簧測力計的示數(shù)，就可以知道滑動摩擦力的大小（滑動摩擦力大小不能直接測量，是根據(jù)二力平衡知識間接測量出的）。【制定計劃與設(shè)計實驗】影響滑動摩擦力大小的因素有多個，因此在探究過程中要應(yīng)用控制變量法，如探究壓力對滑動摩擦力大小的影響時，要保持接觸面的粗糙程度不變；在探究接觸面粗糙程度對滑動摩擦力大小影響時，應(yīng)控制壓力不變。【實驗步驟】（1）如圖甲所示，用彈簧測力計水平勻速拉動木塊，使其在較光滑的長木板上勻速滑動，記下此時彈簧測力計的示數(shù)，其示數(shù)大小等于滑動摩擦力的大小。（2）如圖乙所示，在木塊上放砝碼，從而改變木塊對長木板的壓力，測出此時勻速拉動木塊時的滑動摩擦力的大小；（3）如圖丙所示，在長木板上鋪上較粗糙的毛巾，保持木塊上砝碼不變，測出此時勻速拉動木塊時的滑動摩擦力大小。【實驗數(shù)據(jù)】實驗序號實驗條件摩擦力f/N壓力情況接觸面情況1等于木塊的重力木板表面較光滑0.92等于木塊和砝碼的總重力木板表面較光滑1.63等于木塊和砝碼的總重力表面較粗糙2.1【分析與論證】（1）由實驗1、2可知，接觸面粗糙程度相同，壓力越大，彈簧測力計的示數(shù)越大，即滑動摩擦力越大；（2）由實驗2、3可知，壓力大小相同，接觸面越粗糙，彈簧測力計示數(shù)越大，即滑動摩擦力越大。【實驗結(jié)論】（1）滑動摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)。當(dāng)接觸面的粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大；當(dāng)壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。（2）滑動摩擦力的大小與物體運動的速度、物體的接觸面積大小等因素?zé)o關(guān)。2.注意事項（1）實驗時所用的木板要足夠長，以保證木塊在木板上滑動時由勻速直線運動的過程；（2）實驗時應(yīng)保持拉動彈簧測力計的方向與長木板平行；（3）實驗中要做到勻速拉動木塊不好實現(xiàn)，建議采用如下操作：將彈簧測力計的掛鉤與木板相連，拉環(huán)處固定，拉動長木板進行實驗（如圖所示），這樣不但方便讀數(shù)，而且長木板也不需要做勻速直線運動。（2024?成都）小成同學(xué)探究“滑動摩擦力大小與什么有關(guān)”，實驗器材如下：長木板（上下表面粗糙程度不同）、長方體木塊（每個面粗糙程度都相同，長寬高不等）、彈簧測力計。（1）實驗過程中，將木塊放在水平木板上，用彈簧測力計沿水平方向緩緩勻速拉動木塊（如圖），目的是為了讓彈簧測力計示數(shù)與木塊所受滑動摩擦力大小。（2）小成在實驗探究時利用下表收集數(shù)據(jù)，你認為她探究的是滑動摩擦力大小與的關(guān)系。長木板不同表面彈簧測力計示數(shù)/N一個木塊兩個木塊重疊光滑表面粗糙表面（3）小成利用同一個木塊探究了滑動摩擦力大小與接觸面積是否有關(guān)，她改變接觸面積的操作是。（4）小成發(fā)現(xiàn)勻速拉動木塊時，不好控制且不方便讀數(shù)，于是愛思考的她利用木塊靜止時二力平衡的特點，設(shè)計了改進方案（如下表所示），你認為應(yīng)該采用哪個方案？答：。方案一：用繩子將木塊連接到墻上后，通過彈簧測力計拉動下面的長木板方案二：用繩子將木塊連接到墻上后，通過彈簧測力計拉動底部加了輪子的長木板方案三：通過彈簧測力計將木塊連接到墻上后，直接拉動下面的長木板（2024?內(nèi)江）某實驗小組的同學(xué)在“探究滑動摩擦力大小”的實驗中。（1）如圖甲，用彈簧測力計沿水平方向拉著長方體木塊在長木板上做（選填“勻速”或“變速”）直線運動，木塊所受滑動摩擦力的大小等于拉力F的大小；（2）在圖甲實驗中發(fā)現(xiàn)，很難保持木塊在（1）小題中的運動，且彈簧測力計的示數(shù)不穩(wěn)定。于是同學(xué)們對實驗裝置進行了改進，如圖乙所示，將彈簧測力計水平固定，通過拉力F′拉動長木板進行實驗，測量數(shù)據(jù)記錄如表所示：實驗次數(shù)木塊放置情況彈簧測力計示數(shù)/N1平放1.22側(cè)放1.23豎放1.2（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可以得出：木塊所受的滑動摩擦力大小應(yīng)為N，滑動摩擦力的大小與接觸面的面積（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）。圖乙與圖甲相比，圖乙裝置的優(yōu)點之一是彈簧測力計的示數(shù)更（選填“穩(wěn)定”或“不穩(wěn)定”）。（2024?安徽模擬）利用木板、木塊、砝碼、毛巾、彈簧測力計等器材，探究“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”，回答下列問題：（1）如圖甲所示，用彈簧測力計拉著木塊在水平木板上做勻速直線運動，木塊受到的滑動摩擦力的大小（選填“大于”“等于”或“小于”）彈簧測力計的示數(shù)；（2）實驗過程中，彈簧測力計的示數(shù)不容易穩(wěn)定，用如圖乙的方式測量滑動摩擦力效果更好，該方式實驗中（選填“一定”或“不一定”）要勻速拉動長木板；（3）實驗結(jié)束后，要想探究滑動摩擦力是否與接觸面積的大小有關(guān)，用彈簧測力計測出木塊在水平面上的滑動摩擦力，然后將木塊沿豎直方向鋸掉一半，測得滑動摩擦力的大小也變?yōu)樵瓉淼囊话搿Ｓ纱说贸觯寒?dāng)接觸面的粗糙程度一定時，接觸面積越小，滑動摩擦力越小。這樣得出的結(jié)論（選填“正確”或“不正確”），理由是。（2024?濰坊）某同學(xué)在“探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中，提出了如下猜想：猜想a：滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)；猜想b：滑動摩擦力的大小與接觸面的壓力有關(guān)；猜想c：滑動摩擦力的大小與接觸面積有關(guān)；為了驗證猜想，該同學(xué)利用彈簧測力計、兩個完全相同的木塊、木板、玻璃板、細線等器材進行了如圖甲所示的4次操作。玻璃板和木板固定，每次操作均用彈簧測力計沿水平方向以相同的速度勻速向右拉動木塊，第1次彈簧測力計的示數(shù)為0.3N，第2次彈簧測力計的示數(shù)為0.6N，第3次和第4次彈簧測力計的示數(shù)均為1.2N。（1）比較第2次和第3次操作，可驗證猜想是否正確；比較第3次和第4次操作，可驗證猜想是否正確（均填“a”“b”或“c”）。（2）該同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)，物體受到的滑動摩擦力大小與接觸面壓力大小的比值反映了接觸面的粗糙程度，稱為動摩擦因數(shù)，則木塊與玻璃板間的動摩擦因數(shù)跟木塊與木板間的動摩擦因數(shù)之比為。（3）小明對實驗裝置進行了改進，如圖乙所示，木板放在水平桌面上，木塊疊放在木板上，細線一端連接木塊，另一端連接固定的拉力傳感器。向右拉動木板，水平細線的拉力大小通過拉力傳感器的示數(shù)顯示。①實驗過程中，（填“需要”或“不需要”）勻速拉動木板；②小明認為拉力傳感器的示數(shù)反映的是木板與桌面間的滑動摩擦力大小，你認為是否正確，并說明理由。（2024?伊通縣模擬）如圖所示是“探究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗裝置，甲、乙、丙三次實驗中沿水平方向勻速拉動木塊。（1）圖甲中，木塊受到的滑動摩擦力為N。（2）比較兩次實驗所得的結(jié)論，可以解釋鞋底做得凹凸不平的原因。（3）在圖丙中，若分別以速度v1和v2（v1＞v2）水平拉著木塊做勻速直線運動，前后兩次木塊受到的拉力分別為F1、F2，則F1F2。（2024?新城區(qū)模擬）小剛注意到很多公共場所都有類似圖甲所示的提示牌。他想：摩擦力的大小與接觸面的潮濕程度有什么關(guān)系呢？為了探究這一問題，他找來長條形地板磚、運動鞋、彈簧測力計和噴霧器，設(shè)計了如圖乙所示的實驗裝置。（1）為了測出鞋子與地板磚間滑動摩擦力的大小，小剛把長條形地板磚放在水平桌面上。用彈簧測力計水平拉著鞋子在地板磚上做勻速直線運動，根據(jù)原理可知，此時彈簧測力計的示數(shù)滑動摩擦力的大小（選填“大于”“等于”或“小于”）。（2）小剛用噴霧器向地板磚表面均勻噴霧改變地板磚的潮濕程度，通過實驗得到表中的數(shù)據(jù)。噴霧次數(shù)02468101214摩擦力f/N3.23.64.03.02.82.62.62.6小剛分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論：摩擦力的大小隨接觸面潮濕程度的增大。（3）小強參考小剛的實驗結(jié)論后說：“我知道超市里的收銀員清點鈔票時為什么手邊總放一塊濕海綿了。”小剛說：“你上次數(shù)作業(yè)本的頁數(shù)時，還往手上沾唾液呢！”在這兩個實例中，都是通過改變接觸面的潮濕程度來摩擦的。（4）小亮發(fā)現(xiàn)小剛上述實驗操作中彈簧測力計的示數(shù)不穩(wěn)定，于是對實驗進行了如圖丙所示的改進，改進實驗中，（選填“必須”或“不需要”）勻速拉動地板磚。（5）駕車行駛在高速公路上，雨天因為摩擦減小容易造成交通事故。請針對這一現(xiàn)象為公路旁的警示牌設(shè)計一條警示語以提醒駕駛員注意安全：。（2024?汕尾模擬）小明在進行“探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中：（1）如圖甲所示，彈簧測力計應(yīng)沿水平方向拉動木塊做運動，此時滑動摩擦力大小為N；（2）小明分析圖甲、乙得出結(jié)論：滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)。他得出結(jié)論的過程是（選填“科學(xué)”或“不科學(xué)”）的，你判斷的理由是；（3）小剛用如圖丙所示的裝置探究“滑動摩擦力大小與接觸面所受的壓力是否有關(guān)”，得到下表的數(shù)據(jù)，并作出了滑動摩擦力F摩與壓力F壓的關(guān)系圖象，如圖丁所示。彈簧測力計F/N0.30.40.50.60.7砝碼重力G/N0.51.01.522.5①加速拉動長木板，木塊穩(wěn)定后，木塊所受的摩擦力大小（選填“等于”或“不等于”）彈簧測力計示數(shù)；②小剛從圖象發(fā)現(xiàn)當(dāng)F壓＝0時，F(xiàn)摩≠0，造成此不正確結(jié)果的原因是；③實驗所使用的木塊質(zhì)量為kg。（2024?光山縣模擬）（1）冼老師注意到在研究木塊受到的滑動摩擦力大小與其速度大小是否有關(guān)時，很難讓木塊以大小不同的速度在木板上做勻速直線運動，如圖2所示。因此冼老師組裝了一套實驗裝置，如圖2甲、乙所示，裝置通電可使傳送帶轉(zhuǎn)動，木塊相對于地面靜止；加大電源輸入電壓，傳送帶轉(zhuǎn)動速度加快，木塊仍可相對于地面靜止。以點表示木塊，在方框圖1內(nèi)畫出圖乙中木塊的受力示意圖，分析該裝置能否測出木塊所受滑動摩擦力的大小？（選填“可以”或“不可以”）。如果“可以”，依據(jù)是什么；如果“不可以”，依據(jù)是什么？。（2）冼老師發(fā)現(xiàn)該裝置不方便更換粗糙程度不同的傳送帶，因此不方便研究滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系。在不更換傳送帶的前提下，小明增加以下圖3器材也可以設(shè)計實驗探究滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系。請寫出實驗步驟（可用畫圖或文字表述）。（2024?西城區(qū)校級模擬）如圖甲所示，在探究摩擦力的實驗中，將木塊M置于水平桌面的木板上，用輕質(zhì)彈簧測力計沿著方向拉動M，M的運動狀態(tài)和彈簧測力計的示數(shù)如下表所示，木塊M受到滑動摩擦力的大小為N．圖甲、乙所示的實驗情景，其目的是在保證接觸面粗糙程度不變的條件下，研究滑動摩擦力的大小是否跟有關(guān)。木