测摩擦力实验专题

【学习目标】掌握探究滑动摩擦力大小的影响因素的实验方法和注意事项．

【方法点拨】

1．评价甲乙两种方案

同样是测滑动摩擦力，甲、乙两方案，区别是？

【经典例题】

例1 本题选自腾讯课堂付费课程《初中物理力学专题突破》-01力、相互作用力与平衡力-探究滑动摩擦力大小的影响因素（2）

探究影响滑动摩擦力大小因素的实验装置如图所示．在小桶内装入适量的沙子，滑块恰好在水平木板上做匀速直线运动．

（1）为测量滑块受到的滑动摩擦力的大小，应测量______________，所需测量仪器是______________．

（2）把毛巾铺在木板上，发现需要装入更多的沙子，滑块才能做匀速直线运动，说明______________________________________________________________________________．

（3）小明想用钩码代替沙桶，请你对此作出评价：_________________________________．

例2 本题选自腾讯课堂付费课程《初中物理力学专题突破》-01力、相互作用力与平衡力-探究滑动摩擦力大小的影响因素（2）

如图1所示，小明在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，用弹簧测力计拉着木块分别在粗糙程度不同的甲、乙水平木板上匀速直线运动，通过改变放在木块上的砝码改变压力，分别测出木块在甲、乙木板上滑动时的摩擦力，并根据实验数据描点画出了滑动摩擦力f摩与对应压力F压关系的图象．

（1）分析图象甲或乙可知，木块对木板的___________越大，木块所受的滑动摩擦力也就越大；比较图象可知，_____（选填“甲”或“乙”）木板更粗糙．

（2）小明在实验中发现，拉着木块运动时很难控制“匀速”，于是他设计了如图2所示的装置，将弹簧测力计固定，改为拉动平板小车，当他水平向左拉动平板小车时，木块所受到的摩擦力的方向为_____．这样改进后的装置的优点是_______________________．

例3 本题选自腾讯课堂付费课程《初中物理力学专题突破》-01力、相互作用力与平衡力-探究滑动摩擦力大小的影响因素（2）

在学过摩擦力知识后，小明想探究：摩擦力大小是否与压力、重力都有关系？他利用如图所示的装置进行探究．实验步骤如下：

①金属盒放在质量不计的白纸上，读出台式测力计示数；拉动白纸的过程中，读出弹簧测力计的示数．

②将质量不计的氢气球系在金属盒上，读出台式测力计示数；拉动白纸的过程中，读出弹簧测力计的示数．

③再往金属盒注入适量的沙子，使台式测力计示数与步骤①中的示数相等，拉动白纸的过程中，读出弹簧测力计的示数．

实验相关数据如表：

（1）此实验根据_______原理测出摩擦力的大小；

（2）实验步骤②使用氢气球是为了改变_______（填“压力”或“重力”）；

（3）请你补齐上表中空格处的数据，其值为_________N；

（4）与直接用弹簧测力计拉动金属盒测量摩擦力相比，拉动白纸进行实验有许多优点，以下_____不是其优点：A．不需要匀速拉动

B．测力计示数稳定

C．实验更容易操作

D．实验原理更合理

（5）比较实验步骤_______（填表中的实验序号）的数据，说明摩擦力大小与重力无关．

（6）本实验中弹簧测力计示数的大小还与以下______有关．

A．拉纸的速度B．纸面粗糙程度C．金属盒与纸的接触面积

【随堂练习】

1．为测定木块所受到的滑动摩擦力，两个实验小组分别设计了甲、乙两种实验方案，实验装置如图所示．（实验中不计弹簧测力计的重力）

[甲方案]在水平实验桌上将木板用线拉住，通过弹簧测力计沿木板方向水平匀速拉动木块，使木块在木板上面滑动．[乙方案]将木板放在水平实验桌面上，用线通过弹簧测力计水平地拉住木块，沿木板方向水平拉木板，使木板在木块下面滑动．

（1）从实验操作方面考虑，应选____方案，简要理由_________________________________．

（2）从实验误差方面考虑，应选______方案，简要理由______________________________．

2．如图所示是小南“探究滑动摩擦力与什么因素有关”的实验过程：

（1）该探究要用弹簧测力计拉着木块在水平方向作匀速直线运动，根据________原理，可知此时摩擦力与拉力大小相等．

（2）小南分析甲、乙，发现F1＜F2，说明滑动摩擦力的大小与________有关，分析甲、丙，发现F1＜F3，说明滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关．

（3）小南在本次探究中运用的研究方法是__________和转化法．

（4）小南在探究后反思：操作中不能保证匀速拉动物体，所以弹簧测力计的示数并不稳定．经老师引导后，将实验装置改成如图丁所示，当他拉出木板的过程中，发现弹簧测力计示数仍然不稳定，你认为仍然不稳定的原因可能是_______________________________________．

3．在学习影响滑动摩擦力大小的因素后，小柯还是认为：重力越大，滑动摩擦力越大．于是张老师用如图装置与他一起实验．

步骤一：将铁块挡在木板上，往砂桶中加入一定量细沙，使压力传感器的示数为5.00牛，水平向左拉动木板，读出拉力传感器的示数并记录．

步骤二：换用质量不同、粗糙程度和底面积都相同的铁块，重复步骤一，记录结果如下表：

请回答下列问题：

（1）第1次实验中铁块受到的摩擦力为_____；

（2）实验中能否用钩码代替细沙？并说明理由；___________________________________

（3）通过实验得出的结论是__________________________________________________；

（4）小柯认为：该实验中压力传感器的上表面要尽量光滑，否则会使拉力传感器的读数偏大，你认为他的说法是否合理，为什么？_________________________________________