初中物理探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验试题

某兴趣小组在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”时，用如图所示的装置进行实验。

实验一：将长方体木块平放在长木板上，用力 $F$拉长木板，当长木板与木块发生相对滑动后，记录弹簧秤的示数于表一。再将木块分别侧放、竖放，重复实验。

实验二：将长方体木块平放在长木板上，用力 $F$拉长木板，当长木板与木块发生相对滑动后，记录弹簧秤的示数于表二。再分别将一个砝码、二个砝码放在木块上，重复实验。

表一

实验次数	压力大小	木块放置情况	弹簧秤示数 $/$牛
1	木块的重	平放	1.0
2	木块的重	侧放	1.0
3	木块的重	竖放	1.0

表二

实验次数	压力大小	木块放置情况	弹簧秤示数 $/$牛
1	木块的重	平放	1.0
2	木块和一个砝码的总重	平放	1.5
3	木块和二个砝码的总重	平放	2.0

（1）实验一的第3次实验时，木块与长木板之间的滑动摩擦力为　　牛；

（2）实验一探究的问题是　　；

（3）表二中的实验数据可得出的结论是　　。

小东同学用弹簧测力计测量水平运动的物体所受的滑动摩擦力。

（1）测量前观察弹簧测力计，发现指针指在图1所示的位置，他应先　　后再测量；此弹簧测力计的分度值是　　 $N$。

（2）如图2所示，测量时长木板应　　放置，用弹簧测力计平行于长木板拉着木板做　　运动，根据　　知识，弹簧测力计的示数就等于木块受到的滑动摩擦力的大小。

（3）小东在实验中还发现，用此装置按照（2）中的方式快拉或慢拉木块，弹簧测力计的示数都相同，说明滑动摩擦力的大小与　　无关。测量时，如果不小心使弹簧测力计向右上方倾斜，则木块受到的滑动摩擦力会　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$

在探究滑动摩擦力与哪些因素有关的实验中：

（1）先后用相同的力将手按在不同的接触面上滑动时，感觉受到的阻碍是不同的，由此猜想滑动摩擦力大小可能与　　有关；先后用大小不同的力将手按在同一接触面上滑动时，感觉受到的阻碍也是不同的，猜想滑动摩擦力大小还可能与　　有关。

（2）一个同学在用弹簧测力计测量滑动摩擦力时，采用了如图所示的方式，这种操作是　　的。

（3）根据　　，实验中应该　　、　　的拉滑块，滑动摩擦力的大小才　　拉力的大小。

（4）一个同学认为滑动摩擦力大小还与接触面积的大小有关，于是他设计了一个实验方案，下面是该方案中的一个环节：”将两个材质和平滑程度均相同、体积不同的木块放在同一水平桌面上，让两个木块与桌面的接触面积不同“，他对这个环节的设计是　　的，原因是　　。

针对“滑动摩擦力大小是与压力有关，还是与重力有关？”这一问题，某物理兴趣小组的同学利用如图所示装置进行了探究，实验步骤和数据记录如表：

实验步骤		台式测力计示数 $F/N$	金属盒重力 $G/N$	弹簧测力计示数 $f/N$
①	把金属盒放在质量不计的白纸上，在拉动白纸的过程中读出测力计的示数	4.8	4.8	1.9
②	将质量不计的氢气球系在金属盒上，重复步骤①的实验	3.2	4.8	1.2
③	氢气球仍系在金属盒上，往金属盒加入适量的沙子，使台式测力计的示数为 $4.8N$，再重复步骤步骤①的实验	4.8	6.4	1.9

（1）此实验是根据二力平衡原理　　 （选填“间接地”或“直接地” $)$测出摩擦力大小；

（2）实验步骤②使用氢气球是为了改变　　 （选填“金属盒对纸的压力”或“金属盒的重力” $)$；

（3）根据实验步骤②、③的数据　　（选填“能”或“不能” $)$说明摩擦力大小与压力有关；

（4）要分析摩擦力大小与重力大小是否有关，应选择　　两组数据进行分析；

（5）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，以下说法中不是其优点的是　　（选填字母序号）。

$A$．不需要匀速拉动白纸

$B$．测力计位置和示数较稳定

$C$．拉动白纸时所用拉力较小，能省力

如图所示为“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验。

（1）三次实验中用弹簧测力计水平匀速拉动木块，分别读出弹簧测力计的示数为 $F_1$、 $F_2$和 $F_3$，其中最大的是　　。

（2）比较甲、乙两次实验，得出的结论是：在压力相同时，　　，滑动摩擦力越大。

（3）在丙图中，弹簧测力计示数 $F_3$为 $1.6N$，若弹簧测力计示数增大到 $2N$，此时的木块 $A$所受滑动摩擦力为　　 $N$。

小明按如下步骤完成探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验：

$a$．如图1中甲图所示，将木块 $A$平放在长木板 $B$上，缓缓地匀速拉动木块 $A$，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。

$b$．如图1中乙图所示，将毛巾固定在长木板 $B$上，木块 $A$平放在毛巾上，缓缓地匀速拉动木块 $A$，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。

$c$．如图1中丙图所示，将木块 $A$平放在长木板 $B$上，并在木块 $A$上放一钩码，缓缓地匀速拉动木块 $A$，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。

（1）该实验主要采用的探究方法是　　。

（2）由图1中　　两图可知：当接触面粗糙程度一定时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大。

（3）由图1中甲乙两图可知：当接触面受到的压力一定时，接触面越粗糙滑动摩擦力越　　（选填“大”或“小” $)$。

（4）实验后小组交流讨论时发现：在实验中很难使木块做匀速直线运动。于是小丽设计了如图1中丁图所示的实验装置，该装置的优点是　　长木板做匀速直线运动（选填“需要”或“不需要” $)$。实验中小丽发现：当 $F$为 $3N$时，木块 $A$相对于地面静止且长木板 $B$刚好做匀速直线运动，则长木板 $B$受到地面的摩擦力大小为　　 $N$。

（5）实验拓展：如图2所示，放在水平地面上的物体 $C$受到方向不变的水平拉力 $F$的作用， $F-t$和 $v-t$图象分别如图3图4所示。则物体 $C$在第4秒时受到的摩擦力大小为　　 $N$。

小明按如下步骤完成探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验：

$a$．如图1中甲图所示，将木块 $A$平放在长木板 $B$上，缓缓地匀速拉动木块 $A$，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。

$b$．如图1中乙图所示，将毛巾固定在长木板 $B$上，木块 $A$平放在毛巾上，缓缓地匀速拉动木块 $A$，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。

$c$．如图1中丙图所示，将木块 $A$平放在长木板 $B$上，并在木块 $A$上放一钩码，缓缓地匀速拉动木块 $A$，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。

（1）该实验主要采用的探究方法是　　。

（2）由图1中　　两图可知：当接触面粗糙程度一定时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大。

（3）由图1中甲乙两图可知：当接触面受到的压力一定时，接触面越粗糙滑动摩擦力越　　（选填“大”或“小” $)$。

（4）实验后小组交流讨论时发现：在实验中很难使木块做匀速直线运动。于是小丽设计了如图1中丁图所示的实验装置，该装置的优点是　　长木板做匀速直线运动（选填“需要”或“不需要” $)$。实验中小丽发现：当 $F$为 $3N$时，木块 $A$相对于地面静止且长木板 $B$刚好做匀速直线运动，则长木板 $B$受到地面的摩擦力大小为　　 $N$。

（5）实验拓展：如图2所示，放在水平地面上的物体 $C$受到方向不变的水平拉力 $F$的作用， $F-t$和 $v-t$图象分别如图3图4所示。则物体 $C$在第4秒时受到的摩擦力大小为　　 $N$。

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：

$a$．接触面所受的压力

$b$．接触面的粗糙程度

他通过如图所示实验，并记录实验数据：

（1）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

（2）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。

（3）如图丙，在木板上铺上毛巾，从而改变木块与长木板的粗糙程度，保持木块上的砝码不变，测出此情况下的滑动摩擦力。

实验次数	接触面	压力	弹簧测力计的读数
1	木板面	$4N$	$0.6N$
2	木板面	$6N$	$0.9N$
3	毛巾面	$6N$	$3.0N$

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　　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 $2N$，木块做加速运动时，滑动摩擦力为　　 $N$

②比较第1、2次实验得出结论：　　

③比较第2、3次实验得出结论：　　。

④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，木块受到木板的摩擦力大小　　（选填“大于”、“等于”或“小于” $)$弹簧测力计的读数，方向是　　。

小君同学在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中，做了如图所示的实验：

（1）用弹簧测力计拉着木块在水平方向做匀速直线运动，根据　　的原理，可知摩擦力与拉力大小相等。

（2）小君分析甲和乙，发现 $F_{甲}$小于 $F_{乙}$，说明滑动摩擦力的大小与接触面的　　有关

（3）为了探究滑动摩擦力的大小与压力的大小有关，应比较　　两图。

（4）小君在本次实验中运用的研究方法是　　和转换法。

在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，实验装置如图所示，选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上，其中甲、乙两图的接触面是相同的木板，丙图的接触面是棉布

（1）实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做　　运动。根据　　条件可知，木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。

（2）由　　图可以探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度关系。

（3）若乙装置中，木块在运动过程中拉力突然变大，滑动摩擦力将　　（选填“不变”、“变大”或“变小” $)$。

（4）评估此实验方案的不足之处是　　。（答出一条即可）

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做匀速直线运动，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 $F_1<F_2$，说明滑动摩擦力的大小与　　有关，分析甲、丙，发现 $F_1<F_3$，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　　和转换法。

（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　　。

某同学用如图所示的装置研究影响滑动摩擦力大小的因素。木板 $P$放在水平桌面上，木块 $Q$放在木板 $P$上，弹簧测力计一端固定，一端挂在木块 $Q$上，拉动木板 $P$，木块 $Q$稳定时，读取测力计的示数。回答下列问题：

①读取测力计的示数，是为了测量　 。（填序号）

$A$．木板 $P$受到地面的滑动摩擦力大小

$B$．木板 $P$受到木块 $Q$的滑动摩擦力大小

$C$．木块 $Q$受到地面的滑动摩擦力大小

$D$．木块 $Q$受到木板 $P$的滑动摩擦力大小

②用相同的木板 $P$和木块 $Q$，在木块 $Q$上放不同个数的砝码，拉动木板 $P$快慢相同，记录测力计的示数及对应的砝码个数。这是为了研究滑动摩擦力大小与　　的关系。

③用相同的木板 $P$和木块 $Q$，发现拉动木板 $P$的快慢不同时，测力计的示数相等。由此得到的结论是　　。

同一木块分别在木板、棉布表面上做匀速直线运动的情况如图所示，比较甲、乙两图可得：滑动摩擦力大小与　　有关，比较甲、丙两图可得：滑动摩擦力大小与　　有关。

在探究“滑动摩擦力的大小与什么有关”的实验中，所用装置如图所示。

（1）从弹簧测力计直接读出的是对木块的拉力大小，实验中需要让拉力与木块所受的滑动摩擦力大小相等，则应满足的主要条件是：木块放在水平面上，拉动木块时，木块应处于　　运动状态：拉力方向水平。

（2）拉动木块前，应将测力计沿　　方向放置，然后进行调零。

（3）利用如图所示的装置进行相关试验后，在木块上再叠加另一个木块来进行实验。分析叠放木块与不叠放木块两种情况对应的数据，是为了验证下列猜想中的　　。

$A$、滑动摩擦力的大小与压力的大小有关

$B$．滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关

$C$、滑动摩擦力的大小与接触面积大小有关

$D$、滑动摩擦力的大小与运动的速度大小有关

（4）交流评估时，某实验小组提出：实验过程中，弹簧测力计的示数不容易稳定。可能的原因是　　。

$A$、木板的长度太长

$B$．木板的粗糙程度不均匀

$C$、弹簧测力计的分度值太大

$D$．木块与木板的接触面积太大。

小明同学用下列器材探究“影响滑动摩擦力大小的因素”。粗糙程度均匀的长木板一块，质量相等的木块和铝块各一个，弹簧测力计一只。如图所示，实验中他用弹簧测力计沿水平方向拉动物块，使它们在长木板上做匀速直线运动。

（1）图丙中，长木板对木块摩擦力的大小为　　 $N$，这是根据　　原理测出滑动摩擦力的，此时，铝块受到的摩擦力为　　 $N$。

（2）分析　　两次实验可以得出：在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小有关，此实验采用了常用的　　进行探究（选填“控制变量法”或“等效替代法”

（3）图乙与图丁中铝块受到的摩擦力大小　　（选填“相等”或“不相等” $)$