专题09 探究影响滑动摩擦力大小的因素-备战2024年中考物理之实验题型突破真题汇编

备战2024年中考物理之实验题型突破真题汇编

专题09 探究影响滑动摩擦力大小的因素

基础考点梳理

1． 实验目的、原理、方法

（1）实验目的：探究影响滑动摩擦力大小的因素。

（2）实验原理：二力平衡的条件。

（3）实验方法：控制变量法、转换法。

2． 实验器材及图像：木块（有拉环）、弹簧测力计、长木板、毛巾、砝码、水平桌面

（1）长木板和毛巾：改变接触面粗糙程度。

（2）木块（有拉环）：实验对象。

（3）弹簧测力计：拉动木块匀速运动。

（4）砝码：改变木块对水平桌面的压力。

3． 实验步骤

步骤①用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿水平长木板滑动，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。

步骤②在木块上面放一个砝码,改变木块对长木板的压力,测出此种情况下的摩擦力。

步骤③把毛巾铺在长木板上面，保持木块上的砝码不变，测出此种情况下的摩擦力。

4． 实验结论

（1）滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大。

（2）滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

5． 实验补充

（1）摩擦力产生的条件

物体之间产生摩擦力必须要具备以下三个条件。
第一：两物体相互接触。
第二：接触面粗糙。
第三：两物体发生相对运动或相对运动趋势。

（2）摩擦力的种类和应用

①滑动摩擦：相互接触的两个物体，当它们之间有相对运动时，产生的摩擦力。

②滚动摩擦：相互接触的两个物体，当一个物体在另一个物体上发生滚动时，产生的摩擦力。

③静摩擦力：相互接触的两个物体，当它们有相对运动趋势，但它们之间处于相对静止时产生的摩擦力。

（3）增大有益摩擦的方法
①增大接触面的粗糙程度，如汽车轮胎做上花纹。

②增大压力，如骑自行车捏闸的力越大，摩擦力越大。

③变滚动为滑动，如汽车急刹车时车只滑不滚。

④变湿摩擦为干摩擦。

（4）减小有害摩擦的方法
①使接触面变光滑。

②减小压力。

③用滚动代替滑动。

④使接触面分离。

⑤变干摩擦为湿摩擦。

6．常考实验问题

（1）如图甲所示用弹簧测力计水平拉动木块在 　匀速直线　运动，根据 　二力平衡　原理，木块在长木板上受到的滑动摩擦力与弹簧测力计对木块的拉力是一对 　平衡力　。

（2）由于影响滑动摩擦力大小的因素可能有多个，在探究某一因素对滑动摩擦力大小的影响时，应该采用的研究方法是 　控制变量　法。

（3）比较图乙两次实验，得出结论为：　接触面粗糙程度一定时，压力越大　，滑动摩擦力越大。

（4）实验过程中，木块的温度升高，是通过 　做功　（选填“做功”或“热传递”）的方式改变了木块的内能。

（5）分别以速度v₁和v₂（v₁＞v₂）在同一表面匀速直线拉动木块，通过相同的路程，两次拉力所做功的关系为：W₁　＝　W₂（填“＜”、“＞”或“＝”）。

（6）测量摩擦力大小是依据：   二力平衡   的知识来进行的。

（7）验中出现误差的原因：用手拉动弹簧测力计，很难控制匀速直线运动，可以让弹簧测力计一端固定，另一端勾住木块，将木块水平放置在长木板上，然后直接如图所示拖动长木板，从而读出示数；

（8）转换法应用：通过拉力的大小来反映摩擦力的大小。

（9）实验还可研究滑动摩擦力的大小与接触面大小、运动速度，拉力大小等无关。

（10）实验需要多次测量，得出多组数据的目的是：避免实验偶然性，得出普遍规律。

精选真题汇编

1．如图所示，用长木板、木块在水平桌面上，做探究影响滑动摩擦力大小因素的实验。

（1）该实验中测量滑动摩擦力大小的原理是 ____________，必需的测量工具是____________；

（2）要改变木块对接触面的压力，一般是通过 ____________来实现。

2．某同学利用图示装置测量滑动摩擦力的大小。水平传送带由微型电动机控制其运转，连接滑块和压块的细绳自然拉直，事先用电子秤分别测出滑块和压块的重力G₁和G₂。

（1）此装置中定滑轮的作用是改变力的 ____________（填“大小”或“方向”）。

（2）本实验除了要保证压块在电子秤上保持静止外，还需控制的条件是 ________（填“①”或“②”）。

①水平传送带必须匀速运转

②定滑轮左侧连接滑块的细绳必须水平

（3）开启电源，应使皮带轮上方的传送带向 ____________（填“左”或“右”）运动，此时滑块受到的滑动摩擦力方向为水平向____________（填“左”或“右”）。读出电子秤的示数G₃，此时滑块所受滑动摩擦力大小F＝____________（用测得的物理量表示）。

3．用如图所示的装置做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验。

（1）图中两次实验探究的是滑动摩擦力大小与接触面 ____________（选填“所受压力”或“粗糙程度”）的关系。

（2）上述实验所探究的影响因素与下列实例不符合的是 ____________。

A．汽车轮胎刻有花纹

B．冰壶运动中，运动员“刷冰”

C．打羽毛球时握紧球拍

D．体操运动员手上涂抹防滑粉

4．顺顺与利利同学在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”时，作了如下猜想：

A．可能与接触的粗糙程度有关

B．可能与压力的大小有关

顺顺同学考虑到在实际操作中很难控制弹簧测力计和滑块一起做匀速直线运动，于是进行了改进：

（1）如图甲，在小桶内装入适量的沙子，使滑块恰好在水平木板上做匀速直线运动，为了测出滑块受到的滑动摩擦力大小，应测量 ____________的重力。

（2）如图乙，在滑块上加砝码，发现需要装入更多的沙子，滑块才能做匀速直线运动。比较甲、乙两次实验，验证了猜想 ____________（选填“A”或“B”）是正确的。

（3）利利同学觉得用钩码代替小桶和沙子可以简化实验操作步骤，他这么做 ____________（选填“能”或“不能”）达到目的。

5．小勇利用如图所示的实验装置探究影响滑动摩擦力大小的因素，在水平桌面边缘固定一个定滑轮，将弹簧测力计在竖直方向调零后如图固定。在桌面放置一块长木板，将一个长方体木块平放在长木板上，通过细线绕过定滑轮与测力计相连，并保持细线的AB段竖直、BC段水平。水平向左拉动长木板，木块相对于桌面保持静止，不计细线的重力和滑轮处的摩擦力。

（1）图中木块受到滑动摩擦力的方向为 ____________，根据 ____________可知弹簧测力计的示数即为木块受到滑动摩擦力的大小。

（2）拉动长木板向左运动时 ____________（选填“需要”或“不需要”）做匀速直线运动。

（3）在探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系时，小勇换用一块质量更大的木块重复上述实验，发现测力计的示数变大了。由此得出压力越大，滑动摩擦力越大的结论，请你对他的实验做法进行评估：____________________________________。

6．在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中；

（1）某同学用如图甲所示的方式匀速拉动木块，测量滑动摩擦力，这样操作是 ____________（选填“正确”或“错误”）的。

（2）小明提出如下猜想：A．滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关；B．滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。小明以v₁的速度匀速拉动木块，进行了正确的实验操作，实验探究过程如下所示。

比较图 ____________两次实验，可验证猜想A；比较图____________两次实验，可验证猜想B。

（3）如图戊所示，小明以v₂的速度匀速拉动木块再次进行实验。已知v₂＞v₁，木块重4N，砝码共重2N，弹簧测力计的示数为2．4N，此时，毛巾对木块的摩擦力为 ____________N。

7．小明在做“研究影响摩擦力大小的因素”实验时，利用一套器材依次完成如图所示的实验，其中甲、乙图中长木板正面朝上，丙图中长木板反面朝上，长木板的反面比正面粗糙。

（1）小明提出如下猜想：①滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关；②滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。如果小明要验证猜想①，他应该选择____________两图所示的实验来操作；如果小明要验证猜想②，他应该选择 ____________两图所示的实验来操作。

（2）实验中，小明用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平长木板做匀速直线运动，此时弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等，这是利用了 ____________的知识。

（3）小明分别对猜想①②进行了实验验证。在图甲、丙实验中弹簧测力计的示数分别为0．8N、1．2N，在图乙实验中，弹簧测力计的示数如图丁所示，示数为 ____________N。

小明多次实验后得出结论：接触面所受的压力越大，滑动摩擦力越大；接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

（4）许多情况下摩擦是有用的，人们常常设法增大它。请写出一个通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的实例：____________。

（5）实验后，小明和同学们对实验中存在的问题进行了交流，改进了实验方案，设计了如图戊所示的实验装置：将弹簧测力计固定不动、木块挂在弹簧测力计的挂钩上，不拉木块，改为拉动长木板，使长木板与木块相对运动。再次验证了猜想①②得出相同结论。针对实验改进，同学们提出了以下观点，其中不正确的是 ____________（选填序号）。

A．改进后，拉动长木板时不必保持匀速运动，更易于操作

B．改进后，测力计示数较稳定，容易读出正确的数值

C．改进后，木块稳定时受到的滑动摩擦力小于弹簧测力计对木块的拉力

8．【科学设计，勤于实践】冬天，小雪看到防滑鞋的鞋底很粗糙，这可能会增大鞋与路面间的摩擦，她通过实验探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。

（1）如图甲所示，小雪用弹簧测力计在木板上拉动长方体木块时，很难做到匀速拉动，她对实验装置进行改进，如图乙所示，其优点是 ________________________。

（2）小雪利用改进后的实验装置，分别改变接触面粗糙程度、接触面的大小和木块对木板的压力，经过多次实验，读出弹簧测力计示数，记录在下表中。

比较1和3两次实验，初步得到的结论：滑动摩擦力的大小与 ____________无关。

比较 ____________两次实验，初步得到的结论：滑动摩擦力的大小与压力大小有关。

比较1和2两次实验，初步得到结论：____________。

（3）通过探究，小雪知道了防滑鞋是通过改变 ____________增大与路面间的摩擦。

9．利用如图所示装置探究影响滑动摩擦力的因素。长方体木块上表面是棉布面，侧面和下表面是面积不同而粗糙程度相同的木板面。实验时，选择不同的接触面，通过增减砝码，改变木块对木板的压力，依次水平向右拉动长木板，将每次测量结果填入下表。

（1）水平向右拉动长木板，当测力计示数稳定时，测力计的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小 ____________（选填“相等”或“不相等”），木块受到的滑动摩擦力是水平向 ____________。

（2）由实验1、4可知，滑动摩擦力大小与接触面的面积 ____________（选填“有关”或“无关”）。

（3）由实验1、5可知，其他条件相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越 ____________。

（4）由实验1、2、____________（填实验序号）可知，其他条件相同时，滑动摩擦力大小与接触面受到的压力成 ____________比；由此结论可得，实验6空格中的数据是 ____________N。

10．小宁和同学们在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，水平桌面上的器材有弹簧测力计、长方体木块、砝码、长木板和毛巾，实验过程如图所示。

（1）实验中，用弹簧测力计水平拉动长方体木块，沿长木板做匀速直线运动，根据 ____________知识可知，弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力的大小 ____________。

（2）第一次测量过程中弹簧测力计的示数如图甲所示，F₁＝____________N。

（3）比较甲、乙两次实验可研究滑动摩擦力大小与____________的关系。

（4）比较 ____________两次实验所得的结论，可以解释鞋底做得凹凸不平的原因。

（5）从本实验的器材中，选取长方体木块和 ____________，再添加 ____________还可以做“探究影响压力作用效果的因素”的实验。

11．小文同学在做“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，进行了如下的改进。

如图甲所示，长、宽、高均不相同的长方体木块，上表面比下表面更为粗糙，放在由电机驱动的水平传送带上，通过水平细绳，绕过定滑轮与竖直悬挂的弹簧测力计相连。

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参考答案

1．（1）二力平衡；弹簧测力计；（2）在木块上加钩码。

【解答】解：（1）该实验中测量滑动摩擦力大小的原理是二力平衡，必需的测量工具是弹簧测力计；

（2）要改变木块对接触面的压力，一般是通过在木块上加钩码来实现。

故答案为：（1）二力平衡；弹簧测力计；（2）在木块上加钩码。

2．（1）方向；（2）②；（3）左；左；G₂﹣G₃。

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