实验08-探究滑动摩擦力大小影响因素实验(解析版)

实验八、探究滑动摩擦力大小影响因素的实验

【实验目的】：

探究影响滑动摩擦力大小的因素有哪些

【实验方法】:

控制变量法；转换法在本实验中,影响滑动摩擦力的因素有多个,所以实验探究过程中我们要用控制变量法,在研究滑动摩擦力与压力之间的关系时,要保持接触面的粗糙程度等因素不变,而在研究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系时,要保持压力等因素不变。

【实验原理】:

二力平衡；通过水平方向匀速拉动木块，使木块处于平衡状态，即二力平衡，从而间接测出摩擦力的大小。（转换法）

【提出猜想】:

影响滑动摩擦力的因素可能有，接触面所受的压力、接触面的粗糙程度。

，

【实验器材】：

木块、弹簧测力计、表面粗糙程度不同的长木板三块、砝码。

【实验步骤】：

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。

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。

③换用材料相同，但表面粗糙的长木板，保持木块上的砝码不变，测出此种情况下的摩擦力。

【实验结论】：

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。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。

【实验补充】：

1. 因为弹簧测力计本身有重量，为了保证水平拉力，牵引木块时，要握住弹簧测力计的外壳；使木块在水平面上做匀速直线运动的关键是拉力要均匀，集中注意力盯住弹簧测力计的指针，一直拉到底，在指针不颤动时读数。

2.实验拓展：验证“滑动摩擦力的大小还可能与接触面积有关”。方法：把木块侧放，改变和木板的接触面积，保持对木板的压力不变、接触面的粗糙程度不变，测出此时木块与长木板之间的摩擦力。决定摩擦力大小的因素中没有“接触面积”，物体间摩擦力的大小跟接触面的“大小”无关，而是跟接触面的“粗糙程度”有关。

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【考点方向】：

1、本实验体现两个物理研究方法：控制变量法和转换法。

2、摩擦力大小测量具体操作：把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计水平拉木块，使木块匀速运动，读出这时的拉力就等于滑动摩擦力的大小。

3、测量摩擦力大小是依据：二力平衡的知识来进行的。

4、实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。

5、实验结论：接触面粗糙程度相同时，压力越大滑动摩擦力越大；压力相同时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大。该研究采用了控制变量法。

5、转换法应用：通过拉力的大小来反映摩擦力的大小。

6、在木块移动时，如果提高拉力，木块受到的摩擦力大小会不变。

7、由前两结论可概括为：滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。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。

8、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。

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9、如果在木块移动过程中，不是匀速滑动而是加速滑动，弹簧测力计测出的结果比真实值要偏大。

【创新母题】在学习摩擦力时，小强猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有：

①接触面所受的压力；②接触面的粗糙程度．

他通过做如图所示实验，并记录实验数据：

实验次序接触面压力弹簧测力计的读数

-

1

4 N N

木板面

2木板面 6 N N

3毛巾面 6 N 3 N

%

a.如图甲，在木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，从而测出木块与长木板的滑动摩擦力；

b．如图乙，在木块上加一砝码，从而改变木块对长木板的压力，测出此情况下的滑动摩擦力．

c．如图丙，在木板上铺上毛巾，从而改变木块与长木板接触面的粗糙程度，保持木块上的砝码不变，测出此情况下的滑动摩擦力．

(1)以上实验中，用弹簧测力计水平拉动木块，使其做匀速直线运动，根据____________知识可知滑动摩擦力大小等于拉力大小．在第1次实验中，滑动摩擦力为 N，若拉力增大到2 N时，木块做加速运动时，滑动摩擦力为________N.

(2)实验中采用的主要探究方法是：。

(3)比较第1、2次实验得出结论： ____________________________________________。

(4)比较第2、3次实验得出结论：________ ___________________________。

(5)你认为该实验最难控制的因素是：。

(6)如图丁所示，小强还利用以上器材来研究木块受到的滑动摩擦力．他水平拉动木板向右加速运动的过程中，木块相对地面保持静止，木块受到木板的摩擦力大小________(填“大于”“等于”或“小于”)弹簧测力计的读数，方向是________.

(7)在图乙和图丙实验中，拉动木块和砝码匀速移动，此时砝码受到的摩擦力是 N。

(8)小强认为如果该实验不在水平桌面上，而改为一端抬高的斜面上也能完成实验探究你同意他的说法吗为

什么、。

}

【答案】

(1). 二力平衡；

(2)控制变量法；

(3)在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；

(4)在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；

(5)难以控制匀速拉动木块；

(6) 等于；水平向右；

(7) 0;

(8)不同意；因为该实验的关键是利用二力平衡的来测出摩擦力，水平面受到摩擦力和弹簧测力计拉力，改为斜面后，会受到重力的影响，难以直接测出摩擦力的大小。

【解析】

（1）在以上实验中，用弹簧测力计水平拉动木块，使其做匀速直线运动，根据二力平衡知识可知滑动摩擦力大小等于拉力大小。

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根据表格数据知，在第1次实验中，滑动摩擦力为；

因为滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关，当压力和接触面都不变时，摩擦力大小不变，所以拉力增大到2N，木块做加速运动时，滑动摩擦力仍为。

（2）影响摩擦力大小的因素有两个，压力大小和接触面的粗糙程度，所以研究某一个因素对摩擦力影响的时候要控制其他物理量相同，称为控制变量法。

（3）比较第1、2次实验，接触面相同，压力越大时，弹簧测力的示数越大，所以可得出结论为：在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；

（4）比较第2、3次实验，压力相同，接触面越粗糙时，弹簧测力的示数越大，所以可得出结论：在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

（5）实验是依据二力平衡的知识来测量摩擦力的，二力平衡需要匀速拉动木块，手动匀速拉动存在不稳定因素，比较难以控制实现匀速。

（6）如图丁所示，小强还利用以上实验器材来研究木块所受到的滑动摩擦力。他水平拉动木板向右加速运动的过程中，木块相对地面保持静止。