初中物理探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验试题

小明利用图甲所示装置，探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关。

（1）实验时，小明将木块放在水平木板上，弹簧测力计沿水平方向拉动木块，并使木块做　        　运动。实验时，小明记录的部分数据如下表所示。

序号	木块放置情况	接触面情况	压力 $/N$	弹簧测力计示数 $/N$
1	平放	木板	6	1.2
2	平放	木板	8	1.6
3	平放	木板	10	2.0
4	平放	棉布	6	1.8
5	平放	毛巾	6	3.0

（2）分析序号　        　三组数据可知：滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关，滑动摩擦力 $f$与接触面所受压力 $F$的关系是　         　。

（3）小明在另一次实验中，由静止拉动木块直到木块匀速滑动的过程中得到拉力 $F$随时间 $t$变化的关系，如图乙所示，其中 $0~4s$木块处于静止状态。分析图象可知，小明用 $2.1N$的水平拉力拉静止的木块时，木块所受摩擦力为　      　 $N$；若使木块由静止开始运动，至少要用　   　 $N$的水平力拉木块；若水平拉力为 $3N$，木块所受的摩擦力为　    　 $N$。

在"探究影响滑动摩擦力大小的因素"的实验中：

（1）小明将装有部分文具的文具盒，置于水平桌面上如图甲所示，用弹簧测力计水平方向拉动文具盒，使其做匀速直线运动，这时利用 　      　的原理测出滑动摩擦力的大小；

（2）实验过程中小明发现保持文具盒做匀速直线运动很困难，他与同组成员讨论后，改用图乙装置进行实验，将弹簧测力计水平固定，在文具盒与桌面之间垫一块表面粗糙的木板，当小明用8N的力拉出木板时，弹簧测力计示数是2N，他这样做实验的好处是 　      　；

（3）接着，小明又将橡皮、改正液等物品放入文具盒，重复上述实验，若小明仍用8N的力拉出木板时，弹簧测力计的示数为3N，则此时文具盒与本板之间的摩擦力为 　      　N。

为了探究滑动摩擦力大小与什么因素有关，小夏设计了如图所示实验（实验所用棉布比木板表面粗糙）。

（1）实验过程中，弹簧测力计应沿水平方向拉着物块做 　      　运动，根据 　      　知识，可知滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。

（2）在这四次实验中，滑动摩擦力最小的是 　      　（选填"甲"、"乙"、"丙"或"丁"）。

（3）比较甲、乙两次实验，是为了探究滑动摩擦力大小与 　      　是否有关；比较乙、丙两次实验，是为了探究滑动摩擦力大小与 　      　是否有关。

（4）比较甲、丁两次实验，发现甲实验中弹簧测力计的示数大于丁实验中弹簧测力计的示数，小夏由此得出结论：滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论是 　      　的（选填"正确"或"错误"），理由是 　      　。

（5）小夏对实验装置进行改进后，如图戊所示，当他再进行实验时，发现效果更好。请你说出改进后的优点是 　      　（写出一条即可）。

在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验中，选择如下器材：长木板和表面固定有棉布的长木板、长方形木块（各表面粗糙程度相同）、砝码、弹簧测力计等。

（1）实验中用弹簧测力计沿水平方向拉动放置在长木板上的物块，使其做 　　运动，此时弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力的大小。

（2）如图为完成本实验设计的操作方案

得到的实验数据记录如表：

实验情景	甲	乙	丙	丁
测力计示数     $/N$	1.50	1.50	2.10	2.50

该实验设计主要运用了 　　的实验方法。

（3）比较甲、乙两次实验可知，滑动摩擦力大小与接触面积的大小 　　；比较 　　两次实验可知，在接触面粗糙程度相同的情况下，压力越小，滑动摩擦力越小。

（4）拔河比赛时队员要穿鞋底带有花纹的运动鞋参赛，这是应用了 　　两次实验得出的结论。

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　　。

如图所示，是某兴趣小组在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”时设计的实验装置。长滑板放在紧靠竖直墙壁的水平实验桌上，弹簧测力计左端通过细绳连接金属物块 $P$，右端固定在墙上。在水平外力 $F$的作用下，将长滑板从物块 $P$的底下水平向左抽出。

方案一：保持物块 $P$对长滑板的压力不变，更换不同材料的长滑板，重复多次实验，得到的实验数据如表1；

方案二：保持长滑板的材料不变，在物块 $P$的上表面增减砝码，重复多次实验，得到的实验数据如表2。

表1

长滑板、 $P$材料	木块 $-$金属	金属 $-$金属	皮革 $-$金属	橡胶 $-$金属	$\dots$
弹簧测力计的示数 $\left(N\right)$		3.2	3.6	3.9	$\dots$

表2

材料	橡胶 $--$金属
物块 $P$对长滑板的压力大小 $\left(N\right)$	13	15	17	19	$\dots$
弹簧测力计的示数 $\left(N\right)$	3.9	4.5	5.1	5.7	$\dots$

根据以上数据回答以下问题：

（1）弹簧测力计对物块 $P$的拉力大小等于物块 $P$受到的滑动摩擦力，理由是　　；

（2）表1中当使用木块与金属做实验时，弹簧测力计的示数如图所示，则物块 $P$所受到的滑动摩擦力为　　 $N$；

（3）分析表1、表2中的实验数据，你能得到的结论是　　；

（4）在现实的生产与生活中，许多摩擦对我们是有用的，请你联系生活实际，试例举一个增大有用摩擦的实例，并说明是通过采取什么措施来增大摩擦的：　　。

在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中：

（1）如图甲所示，实验中为了测量滑动摩擦力大小，应用弹簧测力计沿水平方向　　拉动木块，测得的实验数据如下：

序号	接触面	压力 $/N$	滑动摩擦力 $/N$
1	木块与木板	4.0	0.8
2	木块与木扳	5.0	1.0
3	木块与砂纸	4.0	1.2

分析　　（选填序号）两次实验数据，可以得出滑动摩擦力大小与接触面压力的关系，它们的关系为：

　　；

（2）一个实验小组对测量摩擦力大小的方案进行了改进：将轻质弹簧测力计一端固定，另一端钩住木块，木块下面是一长木板。如图乙所示，实验时拉着长木板沿水平方向向右运动，读出弹簧测力计示数即可测出木块所受摩擦力大小，这种改进的好处是　　（写出一种即可）。

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“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中，实验装置如图1所示。

（1）用弹簧测力计水平拉着物体在长木板上做　　运动，由　　的知识可知，物体所受滑动摩擦力的大小与弹簧测力计的拉力大小相等，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。改变木块上砝码的数量，测出滑动摩擦力；在长木板上铺上棉布，重复以上实验，将所有实验数据记录在表格中。第5次实验时，弹簧测力计的读数是　　 $N$，如图（戊 $)$所示；

实验次数	砝码的个数	接触面材质	弹簧测力计的读数 $/N$
1	0	木块 $-$长木板	0.3
2	1	木块 $-$长木板	0.4
3	2	木块 $-$长木板	0.5
4	0	木块 $-$棉布	0.6
5	1	木块 $-$棉布
6	2	木块 $-$棉布	1.0

（2）由甲和丁，乙和戊，丙和己三组数据得出实验结论：接触面所受压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；由甲、乙、丙组数据得出实验结论：　　；

（3）有同学设计了另一种实验方案如图2所示，请说一说这个方案的好处：　　。（说出一条即可）

实验小组要探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”，他们猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有：

①接触面所受的压力大小；

②接触面的粗糙程度；

③接触面积的大小。

通过图所示实验操作验证这些猜想：

（1）实验中应该用弹簧测力计水平　　拉动木块在长木板上滑动，这样做是根据　　的知识得出拉力等于摩擦力，从而测出木块所受的摩擦力的大小。

（2）如果要验证猜想②，应该选择　　两幅图所示的实验步骤来操作，根据图中弹簧测力计的示数可得出结论：在其他因素相同的情况下，　　，滑动摩擦力越大。

（3）要验证猜想③，将木块切去一半，重复甲的操作过程，如图丁所示。比较甲和丁的实验结果，于是小明得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论　　（填“可靠”或“不可靠” $)$，理由是　　。

在"探究影响滑动摩擦力大小的因素"实验中，用完全相同的木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三个实验。

（1）将木块放在水平木板上，弹簧测力计必须沿 　    　方向拉动，使木块做匀速直线运动，此时木块受到的滑动摩擦力 　    　弹簧测力计的示数（选填"大于"、"等于"或"小于"）；

（2）甲、乙两个实验说明滑动摩擦力的大小与 　    　有关；在甲实验中，若拉力增大为2N，则木块所受到的摩擦力 　    　2N（选填"大于"、"等于"或"小于"）；

（3）比较乙、丙两图中的测力计示数，可得出结论： 　    　．利用此结论，如果要在拔河比赛中获胜，应该选用图中的 　    　类型的鞋。

（4）比较甲、丁实验，发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数，小明得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关，他的结论是 　    　（选填"正确"或"错误"）的。理由是 　    　。

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）实验中应该用弹簧测力计拉着木块在水平接触面上做 　　运动，根据 　　知识可知，木块所受摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。

（2）如果想探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，应选择 　　两图进行实验，比较两图可得出的结论是 　　。

（3）某同学猜想：滑动摩擦力大小可能与接触面积大小有关。于是他将甲图中木块切去一半（如图丁所示），重复甲图的实验操作。他比较图甲和图丁的实验结果，得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。你认为他探究过程中存在的问题是 　　，改进方法是 　　。

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）

小明在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，提出了如下猜想：

猜想一：滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关

猜想二：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关

猜想三：滑动摩擦力的大小与接触面积有关

为了验证猜想，准备了如下器材：弹簧测力计、长木板、长方体木块和砝码。

他利用上述器材进行了如下实验：

①将木块平放在长木板上组装成如图1所示的装置。匀速拉动长木板，记下弹簧测力计的示数。

②在木块上加砝码，如图2所示。匀速拉动长木板，记下弹簧测力计的示数。

完成下列任务：

（1）在图3中画出长木板被匀速拉动时（木块相对桌面静止），长木板在水平方向上的受力示意图。

（2）通过实验步骤①②可验证猜想　一　。

（3）要完成对“猜想三”的验证，需在实验步骤①的基础上进一步实验，请你写出下一步的实验方案。

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　　。