專題05摩擦力的影響因素實驗【知識儲備】實驗原理：二力平衡的條件：作用在同一個物體上的兩個力，如果大小相等，方向相反，并且在同一直線上，這兩個力就平衡。在平衡力的作用下，靜止的物體保持靜止狀態，運動的物體保持勻速直線運動狀態。兩個相互接觸的物體，當它們做相對運動時或有相對運動的趨勢時，在接觸面上會產生一種阻礙相對運動的力，這種力就叫摩擦力。彈簧側力計拉著木塊在水平面上做勻速直線運動時，拉力的大小就等于摩擦力的大小拉力的數值可從彈簧測力計上讀出，這樣就測出了木塊與水平面之間的摩擦力。實驗步驟：用彈簧測力計勻速拉動木塊，使它沿長木板滑動，從而測出木塊與長木板之間的摩擦力；改變放在木塊上的祛碼，從而改變木塊與長木板之間的壓力;把棉布鋪在長木板上，從而改變接觸面的粗糙程度；改變木塊與長木板的接觸面，從而改變接觸面積。【專題突破】1．在探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關的實驗中，選擇如下器材：長木板和表面固定有棉布的長木板、長方形木塊（各表面粗糙程度相同）、砝碼、彈簧測力計等。（1）實驗中用彈簧測力計沿水平方向拉動放置在長木板上的物塊，使其做運動，此時彈簧測力計示數等于木塊所受滑動摩擦力的大小；（2）如圖為完成本實驗的操作方案，得到的實驗數據記錄如表：實驗情景甲乙丙丁測力計示數/N1.501.502.102.50比較甲、丙兩次實驗可知，在接觸面粗糙程度相同的情況下，壓力越小，滑動摩擦力越；（3）拔河比賽時隊員要穿鞋底帶有花紋的運動鞋，這是應用了兩次實驗得出的結論。2．在探究“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關”的實驗時，同學們猜想滑動摩擦力大小與接觸面受到的壓力大小和接觸面的粗糙程度有關。（1）如圖甲所示，用彈簧測力計拉著木塊在木板上運動，彈簧測力計的示數是N。（2）若使滑動摩擦力的大小與彈簧測力計的示數相等，下列條件和操作不需要的是。A.木板表面是光滑的B.木板表面是水平的C.保持與木塊相連的細線水平D.木塊做勻速直線運動（3）請設計出探究“滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關系”的記錄實驗數據的表格，表中要有必要的信息。（4）甲小組同學通過探究得出滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關的結論之后，繼續研究滑動摩擦力的大小與壓力的大小的關系，他們借助圖象法得出結論，實驗數據描點如圖乙所示。從圖象中得出的結論是。（5）乙小組同學想到汽車速度越快，越不容易停下來。因此想探究”滑動摩擦力大小與物體運動速度的關系”。由此，他們用定滑輪改造了實驗裝置，如題圖（2）A所示，電動傳送帶做勻速運動，當木塊相對地面靜止時。（忽略滑輪的摩擦）。改變傳送帶速度，根據實驗數據繪制的速度與時間（v﹣t）和拉力與時間（F﹣t）的關系圖像，如題圖（2）圖C、D所示，分析圖像可知，滑動摩擦力的大小與物體運動速度大小（選填“有關”或“無關”）。3．小明為了測量滑動摩擦力的大小，設計了如圖所示的實驗裝置。實驗中，小桶內裝入適量的沙子，滑塊恰好做勻速直線運動。（輕繩與滑輪的摩擦不計）（1）為了測量滑塊受到的滑動摩擦力，需要測量的物理量是（選填“滑塊的質量m1”或“小桶和沙子的總質量m2”）；滑塊受到的滑動摩擦力為（用物理量符號表示）。（2）當小桶落地后，滑塊由于慣性還將繼續向前運動一段距離，此時滑塊受到的滑動摩擦力的大小將（選填“變大”“變小”或“不變”）。（3）小明繼續實驗，他將毛巾鋪在木板上，要使圖中滑塊仍能做勻速直線運動，下一步的操作。4．某實驗小組用如圖所示的裝置探究影響滑動摩擦力大小的因素，木塊掛在測力計下，右側面與豎直傳送帶接觸，左側面有可旋轉的螺桿對其施加不同的壓力。啟動電機，傳送帶逆時針轉動，通過測力計的讀數即可計算出木塊所受的摩擦力。部分實驗數據如表：實驗次數木塊重力（N）螺桿旋轉的圈數（圈）測力計示數（N）10.6010.7020.6020.8230.6030.9541.2041.30（1）比較第1、2、3次實驗的數據可知，滑動摩擦力大小與有關。（2）第4次實驗中，木塊受到的滑動摩擦力大小是N。5．曉偉手邊有兩塊質量和表面粗糙程度不同的長方體M1和M2．他利用長方體M1和M2和其它一些器材，探究“滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度是否有關”。曉偉的主要實驗步驟如下：①按照圖甲所示組裝實驗器材，用力F拉著木板A水平向左運動，讀取彈簧測力計示數F1，并記錄在表格中。②如圖乙所示將長方體M1與M2互換位置，用力F拉著木板A水平向左運動，讀取彈簧測力計示數F2，并記錄在表格中。請根據以上敘述，回答下列問題：（1）曉偉實驗過程中存在的問題：；（2）請你針對曉偉實驗過程中存在的問題，寫出改進措施：。6．小華同學在“探究滑動摩擦力大小與壓力大小的關系”實驗中，他把物體用垂直于豎直墻壁的力F壓壓緊在墻壁上，同時用豎直向上的力F勻速拉動物體向上運動，如圖甲，在保持其他條件不變的情況下，通過改變F壓來改變物體與墻壁之間壓力的大小。經過多次實驗測量F壓、F，記錄了如表實驗數據。實驗次數12345F壓/N246810F/N1.62.22.83.44（1）實驗中，拉力F（選填“大于”“小于”或“等于”）物體所受到的滑動摩擦力f。（2）已知“當接觸面的粗糙程度一定時，滑動摩擦力跟壓力的大小成正比”，根據表中測量數據可以得出，滑動摩擦力與壓力大小之間的關系是f＝F壓。（3）物體重力大小為N。（4）撤去豎直向上的拉力F，如圖乙所示，物體在F壓的作用下處于靜止狀態，受到的摩擦力為f1，若適當減小F壓，使物體剛好勻速下滑，受到的摩擦力為f2，則f1f2（選填“＞”“＝”或“＜”）。7．一質量均勻分布、正反面相同的長方形木板，以中線MN為界，對比觀察左右兩部分，發現粗糙程度可能不一樣，哪一側更粗糙？同學們進行了研究。（1）①小華將滑塊放木板上，通過細線和固定的測力計相連，如圖甲。水平向右拉動木板，待示數穩定時，記下滑塊經過左、右兩部分時測力計的示數F左和F右，若F左＞F右，則木板的側更粗糙，實驗時（選填“需要”或“不需要”）勻速拉動木板。②小華左右手戴上同樣的手套，木板水平對稱地放在左右手上，現左手向左、右手向右，使兩手距離快速增大，若木板向左運動，則木板側更粗糙。（2）小明用圖乙實驗裝置，進行如下操作：A．將輕彈簧的一端分別固定在板上MN左右兩側的P、Q點，另一端分別與同一滑塊接觸。B．移動滑塊使彈簧壓縮相同的長度，由靜止釋放滑塊，使滑塊越過MN但不滑離木板。C．分別測出滑塊越過MN后滑行的距離x1和x2。小明想根據x1和x2的大小關系判斷木板的粗糙程度，小華提出疑義。①為能根據x1和x2的大小關系作出正確判斷，請指出小明實驗中存在的問題是。②小明知道后將上面的步驟A改進為：將彈簧的一端固定在上，其他步驟不變就可以了。（3）小紅使滑塊分別從左右兩側滑上木板，測出滑塊運動的速度，作出滑塊從兩端分別運動至MN過程中的速度v和時間t的關系圖線如圖丙，則圖線（選填“a”或“b”）所對應的接觸面更粗糙，判斷的依據是。8．在學過摩擦力知識后，小明想探究：摩擦力大小是否與壓力、重力都有關系？他利用如圖所示的裝置進行探究實驗。實驗步驟如下：①把金屬盒放在質量不計的白紙上，讀出臺式測力計示數；拉動白紙的過程中，讀出彈簧測力計的示數。②將質量不計的氫氣球系在金屬盒上，讀出臺式測力計示數；拉動白紙的過程中，讀出彈簧測力計的示數。③再往金屬盒注入適量的沙子，使臺式測力計示數與步驟①中的示數相等，拉動白紙的過程中，讀出彈簧測力計的示數。實驗相關數據如下表：實驗序號臺式測力計示數F1/N金屬盒總重力G/N彈簧測力計示數F2/N①4.84.81.8②3.21.2③4.86.41.8（1）此實驗是根據原理測出摩擦力大小的，實驗過程中金屬盒受到的摩擦力的方向是。（2）與直接用彈簧測力計拉動金屬盒測量摩擦力相比，拉動白紙進行實驗具有容易操作的優點，具體體現在：（寫出一條即可）（3）請你補齊上表中空格處的數據，其值為N。（4）實驗中是通過改變金屬盒總重力的。（5）比較實驗步驟（填序號）的數據，說明摩擦力大小與重力無關。9．某物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的滑動摩擦力。實驗裝置如圖甲所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，木板上的滑塊通過輕繩繞過定滑輪（不計繩與滑輪間的摩擦），繩的另一端懸掛托盤。實驗時，在托盤中放入適量的砝碼，使滑塊做勻速直線運動。回答下列問題：（1）為了測量滑塊的滑動摩擦力，需要測量的物理量是。（填選項前的編號）①木板的質量m1，②滑塊的質量m2，③砝碼的質量m3，④托盤和砝碼的總質量m4。（2）滑塊的滑動摩擦力表達式為f＝。（用已知或測量的物理量符號表示）（3）該實驗的理論依據是：。（4）該實驗存在一些不足之處，請你寫出其中的一點：。（5）為了避免該實驗的不足，小剛改為向左水平拉動木板，同時把砝碼和托盤換為彈簧測力計且固定（如圖乙所示），來測滑塊的滑動摩擦力，滑塊受到的滑動摩擦力的方向是，用這種方法測出的摩擦力將比真實值（選填“偏大”“偏小”或“偏大或偏小都有可能”）（6）小剛在改正了乙圖裝置的情況