探究滑动摩擦力改进实验装置

『壹』 4.(2022海南)如图所示为探究滑动摩擦力与哪些因素有关的实验装置.用弹簧测力

如图所示为探究滑动摩擦力与哪些因素有关的实验装置，用弹簧测力计应匀速拉动同一长方体木块.甲和乙为同一水平木板表面，观察甲和乙两次实验得出的结论是:滑动摩擦力大小与压力大小有关。

固体表面之间的摩擦力的原因有两个：固体表面原子、分子之间相互的吸引力（化学键重组的能量需求，胶力）裂孙和它们之间的表面粗糙所造成的互相之间卡住的阻力歼燃。

摩擦力与相互摩擦的物体有关，因此物理学中对摩擦力所做出的描述不一般化，也不像对其它的力那么精确。

没有氏源虚摩擦力的话鞋带无法系紧，螺丝钉和钉子无法固定物体。

摩擦力最大的区分是静摩擦力与其它摩擦力之间的区别。有人认为静摩擦力实际上不应该算作摩擦力。

其它的摩擦力都与耗散有关：它使得相互摩擦的物体的相对速度降低，并将机械能转化为热能。

『贰』 如何改进滑动摩擦力的大小的实验

人教版物理九年级第13章“力和机械”第3节“摩擦力”中，有1个“测滑动摩擦力大小”的实验，对于该实验学生在操作时十分困难，且误差较大。其原因是，在测滑动摩擦力大小时，是根据二力平衡的条件和通过弹簧测力计的示数来显示摩擦力大小的，因此实验中必须拉着木块在水平木板上做匀速直线运动。但学生在拉木块的过程中，很难保证木块做匀速直线运动，而且弹簧测力计指针不稳定，不易读数。笔者根据多年的教学经验，对该实验进行了改进，实验器材不变，但可见度高，操作简便，大大减小了误差。方法如下：实验操作是将木板放在水平实验桌面上，用线通过弹簧测力计水平地拉住木块，向外水平拉木板，使木板在木块下面滑动。由于滑动摩擦力只与压力和接触面粗糙程度有关，而本方案中这两者都没有变化，测力计的示数仍为摩擦力的大小，因此，改进后的优点一是木板滑动时可以是变速运动，也可以是匀速直线运动，学生容易操作实验;二是弹簧测力计相对静止，指针稳定，容易读数。

『叁』 求以下几道高一物理例题，多谢

20. 某兴趣小组的同学在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时，对有关的问题分析如下：
（1）他们利用 图11甲所示装置进行了实验，先用弹簧测力计匀速拉着木块沿长木板滑动，此时弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的摩擦力是一对 力。

（2）在探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系时，他们应控制接触面的粗糙程度不变，改变 ；实验中应用了 的研究方法。
（3）实验中他们发现很难保持弹簧测力计示数的稳定性，很难读数，原因是： ；为了解决上述问题，小明同学对实验装置进行了改进，如图11乙所示。利用该装置的优点是： 。
22 建设中的洋浦跨海大桥全长3.3km ，汽车行驶速度按 80km/h 设计，则该桥建成后
（1）假设允许行人上桥，请你估算：如果你按正常速度走完该桥需要多长时间。
（2）若桥头上有如图所示30t的限制载重总质量标志牌，请你通过计算说明重为4×10 5N的大货车是否超过此桥的限载标准（g取10N/kg）。
(3) 请用物理学的术语解释，为什么要对通过公路桥的梁的机动车的载重总质量和速度进行限制 ( 分别答出一条即可 ) 。
12、小熊猫能够轻松地倒挂在竹子上，当它倒挂在竹子上静止时，下列说法正确的是
A.竹子对小熊猫的作用力和小熊猫所受的重力是一对平衡力
B.小熊猫对竹子的作用力和小熊猫所受的重力是一对平衡力
C.小熊猫对竹子的作用力和竹子对小熊猫的作用力是一对平衡力
D.小熊猫很轻，其重力不需要平衡就能静止在空中
8、下列四个事例中，其中与另外三个力所产生的作用效果不同的是( )
A．人对拉力器的作用力可使弹簧伸长
B．杆对台球的作用力可使台球由静止开始运动
C．守门员对足球的作用力可使运动的足球静止
D．拦网队员对排球的作用力可使排球改变运动方向
34、如图12所示，压缩弹簧，弹簧可以将小球弹起。弹簧将小球弹起的高度与哪些因素有关呢？（以下所有弹簧被压缩后都未超过其弹性限度）。
（1）小明利用一根弹簧、一个小球和刻度尺进行了三次实验，得出的三组不同数据如表二所示：

次 数 1 2 3
弹簧被压缩的长度（cm） △l1 △l2 △l3
小球被弹起的高度（cm） h1 h2 h3

由表二可得出的初步结论是： 。
（2）小红猜想：弹簧将小球弹起的高度可能与被压缩弹簧的材料有关。她设计的探究方案如下：
①将A、B两根外形完全相同，材料不同的弹簧分别置于水平桌面上；
②将小球置于弹簧A的上端，按下小球，使弹簧被压缩的长度为5cm，松手后小球被弹起，记下小球弹起的高度H1；
③再将同一小球置于弹簧B的上端，按下小球，使弹簧被压缩的长度为6cm，松手后小球被弹起，记下小球弹起的高度H2；
④比较H1、H2的大小，就可初步得出弹簧将小球弹起的高度是否与被压缩弹簧的材料有关了。
小红探究方案中存在的一个问题是： 。
（3）影响弹簧将小球弹起的高度的因素可能还有 （说出一个影响因素即可）；弹簧在生产和生活中有着广泛有应用，请你举出一例 质量为10kg的物体静止在平面直角坐标系x0y的坐标原点，某时刻只受到F1、F2的作用（F1方向与y轴正方向相同，F2在x轴下方并与x轴正方向成45°角），且F1=10N,F2=10√2N，求物体的运动状态。

答案，解：分解F2 沿x正方向和y负方向，这两个分力都等于10√2N*sin45°=10N，
所以合力就是x正方向,大小为F2的水平分力为10N
a=10/M=1m/s^2 方向沿x正方向，
所以物体做初速度为0的加速度为1m/s^2沿x正方向的匀加速直线运动一条轻绳跨过同一高度上的两个轻质定滑轮，其两端分别挂有质量为m1=4kg和m2=2kg的物体A和B。在两定滑轮之间的一段绳上悬挂第三个物体C，O为连接点，不计滑轮的大小和摩擦。为使三个物体保持平衡，物体C的质量M应如何取值
答案是2根3到6例1. 在太空站的完全失重环境中，下列仪器能继续使用的是（ ）A. 水银温度计 B. 体重计C. 打点计时器 D. 天平E. 连通器 F. 水银压力计G. 密度计 H. 弹簧秤解析：在太空站中的物体处于完全失重状态，与重力有关的物理现象全部消失，故答案为A、C、H打了这么多字，给点分吧。。。。。。。。。。。。。。。

『肆』 研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验装置

（1）实验时，木块B与弹簧秤应在水平木板上做匀速直线运动．（2）弹簧测力计水平匀速拉动木块，木块做匀速直线运动，处于平衡状态，拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，由平衡条件可知，滑动摩擦力等于拉力据此求出滑动摩擦力，如下表所示： 实验序号 接触面的材料 压力（牛） 弹簧秤示数（牛） 滑动摩擦力（牛） 1 木块与木板 4 0.4 0.4 2 木块与木板 6 0.6 0.6 3 木块与毛巾 4 0.8 0.8 4 木块与毛巾 6 1.2 1.2（3）由表中实验序号1与2（或3与4）的实验数据可知，物体间接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同，压力越大，滑动摩擦力越大，由此可得：在接触面粗糙程度相同的情况下，物体间的压力越大，滑动摩擦力越大．（4）由表中实验序号为1、3或2、4的实验数据可知，物体间接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同，压力越大，滑动摩擦力越大，由此可得：在压力一定的情况下，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大．故答案为：（1）匀速直线；（2）如上表所示；（3）在接触面粗糙程度相同的情况下，物体间的压力越大，滑动摩擦力越大；（4）1、3或2、4；在压力一定的情况下，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大．

『伍』 如图是“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验装置：（1）该实验运用的主要方法是______；如果要

（1）因为滑动摩擦力的大小与压力大小和接衫液触面的粗糙程度有关，要探究“摩擦力与接触面粗糙程度的关系”，则应控制压力大小不变，如乙和丙的实验所示，可得出的结论是：当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
要探究“摩擦力与压力大小的关系”，则应控制接触面的粗糙程度不变，故应该选用甲、乙装置；
综上所述，上述实验采用了“控制变量”的研究方法．
（2）实验中，摩擦力的大小无法直接测量，要借助平衡力的条件，将摩擦力的大小转化成测力计示数的大小进行测量，因此，实验操作的关键和难度在于必须匀速拉动木块；
（3）当弹簧测力计在竖直方向调零时，挂钩受到重力作用，零点远慧友离拉环．当弹簧测力计水平使用时，挂钩的重力对测量没有影响，零点靠近拉环，所以弹簧测力计在竖直调零，在水平拉动木块时，测出的滑动摩擦力小于实际的滑动摩前塌槐擦力．
故答案为：（1）控制变量法；甲、乙；当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（2）保证拉动的时候是匀速拉动；
（3）小于．