实验17探究影响摩擦力大小的因素

实验17 探究影响摩擦力大小的因素典例1 小明用图示装置探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系．下列操作正确的是（）

A．在木块上加放砝码B．保持接触面粗糙程度不变

C．使木块侧放减小接触面积D．沿水平方向匀速拉动木块

解析：选项A，木块上加放砝码，增大了木块对平面的压力，是研究摩擦力与压力大小的关系，与题意不符；选项B，实验正是研究摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系，接触面的粗糙程度应该是个变量，显然保持接触面的粗糙程度不变不符合题意；选项C，木块侧放减小接触面积，研究的是摩擦力的大小与接触面积大小的关系，与题意不符；选项D，无论研究摩擦力的大小与压力大小、接触面粗糙程度、接触面积的大小这三个变量中哪一个变量的关系，都应该沿水平方向匀速拉动木块．因为根据二力平衡的知识，只有木块做匀速直线运动时，受到的摩擦力才等于弹簧测力计拉力的大小。本题答案为D。

点评：注意本题的问题是“在研究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系”实验中，属于正确操作的步骤，要求学生必须掌握这个探究实验的全部步骤，理解每一个实际操作的物理意义．

典例2在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，同学们提出了以下几种猜想：

A．与物体运动的速度有关B．与物体间的接触面积大小有关

C．与物体间的接触面的粗糙程度有关D．与压力大小有关

实验室提供的器材有：一面较光滑一面较粗糙的长木板、两个带钩的长方体木块和一支弹簧测力计。

（1）实验中要用弹簧测力计水平匀速拉动木块，是因为由知识可知，此时木块所受的滑动摩擦力等于弹簧测力计的示数。

（2）下表是小李同学设计并记录的实验数据表格：

实验次数压力长木板表面木块放置木块运动快慢弹簧测力计的示数/N

1 一个木块较光滑平放很慢 2.2

2 一个木块较光滑平放慢 2.2

3 一个木块较光滑平放较快 2.2

小李同学的实验可以验证猜想（填猜想序号）是（填“正确”或“错误”）的。他在实验中采用的方法是。

（3）如果他要验证猜想B，他的操作步骤应是：

a．；

b．。

解析：（1）用弹簧测力计匀速拉动木块时，木块做匀速直线运动受到的力是平衡力，根据二力平衡的知识，此时摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块拉力的大小；

（2）三次实验，使用的是同一木块，木块的压力不变；在同一接触面上，接触面的粗糙程度不变；根据表中的数据可知，拉动的速度不同，利用控制变量法的思想可知，探究的是摩擦力与物体运动速度的关系，故选A．弹簧测力计的示数不变，说明摩擦力大小和运动速度大小无关．

（3）根据控制变量法的思想，要探究与哪个因素有关，就要改变哪个因素，要验证猜想B，必须控制接触面大小不同，其余因素压力、接触面的粗糙程度不变，由于是个长方体木块，接触面的大小可以改变，所以分别将木块平放和侧放，然后用弹簧测力计匀速拉动，读出弹簧测力计的示数，观察摩擦力的大小是否与物体之间的接触面的大小有关．答案：（1）二力平衡（2）A；错误；控制变量法（3）a.把木块平放在长木板上用弹簧测力计水平匀速拉动，读出弹簧测力计的示数F1；b.把木块侧放在长木板同一面上用弹簧测力计水平匀速拉动，读出弹簧测力计的示数F2（或a说出操作方法b得出分析结论也可）

点评：（1）这个实验来源于课本上探究摩擦力大小与哪个因素有关的演示实验，在原实验的基础上进行了延伸拓展，又增加了几个因素；（2）本题也是控制变量法思想的应用，明确变量和不变量是解题的关键。

《实验17 探究影响摩擦力大小的因素》针对练习

1．以下几个验证性小实验，其中有错误的是（）

A．冬天将玻璃片从室外拿到室内，发现它上面有一层雾，说明降低温度可以使气体液化

B．将滚摆从最高点放手后，发现它上下运动，说明动能和重力势能可以相互转化C．用弹簧测力计沿着木板将物体匀速拉动到某一高度，发现用长木板比短木扳拉动时测力计示数小，说明相同情况下斜面越长越省力

D．在水平桌面上用弹簧测力计拉着小车做匀速直线运动，发现车轮朝下比车轮朝上拉动时测力计示数小，说明相同条件下接触面越光滑摩擦力越小

1.D 解析：选项ABC均正确；选项D，说明相同条件下滚动摩擦小于滑动摩擦。本题答案为D。

2．锯子的锯齿都“东倒西歪”，不在同一平面内．小明猜想这是为了减小锯木头时的阻力，并设计实验检验猜想．以下设计方案最佳的是（）

A．用同一把拨正锯齿的锯子分别锯硬木头和软木头，比较用力情况

B．用同一把锯子，分别在“东倒西歪”和拨正锯齿时锯同一硬木头，比较用力情况

C．用一把“东倒西歪”和另一把拨正锯齿的锯子分别锯同一硬木头，比较用力情况

D．用一把“东倒西歪”和另一把拨正锯齿的锯子分别锯同一软木头，比较用力情况

2.B 解析：要探究“东倒西歪”的锯齿对锯木头时阻力的影响，应采取控制变量法，只改变锯齿的形状，控制其它的可变因素相同，如同一把锯子、同一块硬木头等；然后比较用力情况；分析比较四个选项可知：只有B选项是只改变锯齿的形状，控制其它的可变因素相同，来比较用力情况；符合题意．

3．如图所示是“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验．

（1）实验中为了测量滑动摩擦力的大小，应用弹簧测力计沿水平方向拉动木块；

实验数据如下：

（2）分析(选填序号)两次实验数据可以得出滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系；

（3）在第一次实验中如果用0.5N的力水平拉动木块，则木块受到的滑动摩擦力为N．

（1）比较甲．乙两图，可得出的结论是在粗糙程度相同

时，。

（2）图乙．丙中铜块和木块叠在一起的目的是使相同。

（3）图甲中弹簧测力计的读数是N。若图甲铜块以2v速度做匀速直线运动，则弹簧测力计的示数将（填“变大”、“变小”或“不变”）。

4.（1）压力越大，滑动摩擦力越大（2）压力大小（3）2不变

5．为了探究滑动摩擦力的大小与速度大小的关系，应控制接触面的粗糙程度和不变，测出物体在不同速度下的摩擦力大小。

如图所示，用力拉这长木板向右滑动，铝块很快处于静止状态，弹簧测力计对铝快的拉力铝块受到的摩擦力（填“大于”、“小于”、“等于”）。