范文一:二力平衡 摩擦力 实验
1、如图甲所示,是小慧同学探究二力平衡条件时的实验情景.
(1)小慧将系于小卡片(重力可忽略不计)两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上两个拉力的方向____,并通过调整____来改变拉力的大小.
(2)当小卡片平衡时,小慧将小卡片转过一个角度,松手后小卡片____(填“能”或“不能”)平衡.设计此实验步骤的目的是为了探究________________。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小慧下一步的操作是:________________________
(4)在探究同一问题时,小宇将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小慧的实验优于小宇的实验.其主要原因是____.
A .减小摩擦力对实验结果的影响 B .小卡片是比较容易获取的材料 C .容易让小卡片在水平方向上保持平衡 D .小卡片容易扭转
1、如图甲所示,是小慧同学探究二力平衡条件时的实验情景.
(1)小慧将系于小卡片(重力可忽略不计)两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上两个拉力的方向____,并通过调整____来改变拉力的大小.
(2)当小卡片平衡时,小慧将小卡片转过一个角度,松手后小卡片____(填“能”或“不能”)平衡.设计此实验步骤的目的是为了探究________________。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小慧下一步的操作是:________________________
(4)在探究同一问题时,小宇将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小慧的实验优于小宇的实验.其主要原因是____.
A .减小摩擦力对实验结果的影响 B .小卡片是比较容易获取的材料 C .容易让小卡片在水平方向上保持平衡 D .小卡片容易扭转
1、如图甲所示,是小慧同学探究二力平衡条件时的实验情景.
(1)小慧将系于小卡片(重力可忽略不计)两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上两个拉力的方向____,并通过调整____来改变拉力的大小.
(2)当小卡片平衡时,小慧将小卡片转过一个角度,松手后小卡片____(填“能”或“不能”)平衡.设计此实验步骤的目的是为了探究________________。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小慧下一步的操作是:________________________
(4)在探究同一问题时,小宇将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小慧的实验优于小宇的实验.其主要原因是____.
A .减小摩擦力对实验结果的影响 B .小卡片是比较容易获取的材料 C .容易让小卡片在水平方向上保持平衡 D .小卡片容易扭转
1、如图甲所示,是小慧同学探究二力平衡条件时的实验情景.
(1)小慧将系于小卡片(重力可忽略不计)两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上两个拉力的方向____,并通过调整____来改变拉力的大小.
(2)当小卡片平衡时,小慧将小卡片转过一个角度,松手后小卡片____(填“能”或“不能”)平衡.设计此实验步骤的目的是为了探究________________。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小慧下一步的操作是:________________________
(4)在探究同一问题时,小宇将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小慧的实验优于小宇的实验.其主要原因是____.
A .减小摩擦力对实验结果的影响 B .小卡片是比较容易获取的材料 C .容易让小卡片在水平方向上保持平衡 D .小卡片容易扭转
范文二:摩擦力与力的平衡
1.如图所示,是利用每秒闪光10次的照相装置拍摄到的四个物体运动的闪光照片(友情提示:图中的黑点表示物体),其中可能受到平衡力作用的物体是( )
2. 如图所示,商场的电梯匀速向上运动,站在电梯上相对电梯静止的人受到的作用力有( )
A.重力和支持力 B.重力、支持力和水平向右的摩擦力
C.重力、支持力和水平向左的摩擦力 D.重力、支持力和斜向上的摩擦力
3.在水平地面上拖动一个木制小桌(各部分的光滑程度相同),有如图所示的两种拖法,与图(a)相比,图(b)中小桌所受的摩擦力大小( )
A、较小 B、较大 C、相等 D、不能确定
4.如下图所示,在墙上挂图时,可自制一个重锤来检查图是否
挂正,这是利用了( )
A. 重力与质量成正比 B. 重力的方向总是垂直于支持面
C. 重力的作用点在物体的重心 D. 重力的方向总是竖直向下
5.书放在水平的桌面上时,桌面会受到的弹力的作用,产生这个弹力
的直接原因是( )
A. 书发生了弹性形变 B. 桌面发生了弹性形变
C. 书和桌面都发生了弹性形变 D. 书受到地球的引力作用
6.如图,设想在光滑的水平面上,有一个物体在力的作用下沿曲线由
A向B运动,当到B点时突然撤去力F,那么此后物
体的运动路线是 ( )
A. 是A B是b C.是C D是d
7.在火车的车厢内,有一个自来水龙头C.第一段时间
内,水滴落在水龙头的正下方B点,第二段时间内,
水滴落在B点的右方A点,如图所示.那么火车可能
的运动是 [
]
A.先静止,后向右作加速运动.B.先作匀速运动,后作加速运动.
C.先作匀速运动,后作减速运动.D.上述三种情况都有可能.
8.如图所示,轮船在海上匀速直线航行,小明同学在甲板中央竖直向上
跳起,则小明下落时( )
A. 仍在起跳点B.在起跳点前 C.在起跳点后D.可能从船后部落水
9.如图所示,用F= 6 N的水平向右的拉力匀速拉动物块A时,物块B静止不动,此时弹簧测力计的示数为4N,则物体B所受摩擦力的大小及方向为( )
A.6N,向左 B.4N,向右 C.6N,向右 D.4N,向左
10.如图A和B两个物体叠放在一起,处于静止状态,则下列的说法正确的是( )
A. A对B的压力与B对A的支持力是一对平衡力
B. B对A的支持力与A的重力是一对平衡力
C. 地对B的支持力与B的重力是一对平衡力
D. B对地的压力与B受到的重力是一对平衡力
11.体育课有爬绳和爬杆两种运动,某同学先后以相同的姿势顺着绳子和杆匀速向上爬,则
( )
A.爬绳时受到的摩擦力较大,因为绳子粗糙
B.爬杆时受到的摩擦较大,因为爬杆时手握杆的力要大些
C.爬绳和爬杆时,受到的摩擦力一样大
D.若爬绳和爬杆的速度不一样,则速度大的摩擦力大
12.用同样大小的作用力F,分别以如图6所示的方式依次作用在同一木箱A上,使木箱向右运动,其中滑动摩擦力最小的是( )
(A)甲图 (B)乙图 (C)丙图 (D)摩擦力都相同
13.用一弹簧秤水平拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动,木块重20牛,运动速度是2米/ 秒 ,弹簧秤的读数是F1,若用弹簧秤拉着这木块,跟原来的方向相反,以1米/秒的速度做匀 速直线运动,这时弹簧秤的读数是F2,则F1和F2的关系是( )
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1F2 C. F1<F2 D. 无法确定
41、 重约1N的物体可能是……………… ( )
A. 一张作业纸 B. 100ml的水 C. 一个大西瓜 D. 一头小牛
44、 如图12-7所示,当弹簧测力计吊着一磁体,沿水平方向从水平放置的条形磁铁的A端移到B端的过程中,能表示测力计示数与水平位置关系的是图12-8中的( )
A B C D
图12-7
图12-8
45、 用手握住重5N的酱油瓶子静止悬在空中,瓶口竖直向上,此时手的握力为30N,瓶子受到手竖直向上的摩擦力为 N;若使手的握力增加为35N,瓶子受到手的摩擦力大小为 N.
46.某同学用手把5N重的木块压在竖直墙壁上,要使木块不下落,木块受到的摩擦力大小应是____N,方向___________.当人手对木块压力增大时,木块受到的摩擦力将_______.(选填“变大”、“不变”或“变小”)
47.一木块放在水平桌面上,当它受到一个水平方向大小为5N的拉力时,木块做匀速直线运动,这时木块受到的摩擦力大小是______N.如果拉力增大到6N时,木块将做_____运动,这时的摩擦力是_______N.
50.如图,在光滑的水平面上叠放着甲、乙两个木块,甲木块用一根细绳拴在左边固定的竖直板上,现在用力把木块乙从右端匀速地抽出来,所用的力F=15 N,则甲、乙两木块所受的摩擦力是( )
A.甲为零,乙受向右的15 N的力 C.甲和乙都受向左15 N的力
58.如图所示,是一辆静止在水平面上的小车,在其支架的杆上固定一个质量为m的小球,关于杆对小球作用力的描述,下列说法中正确的是( )
A.力的方向竖直向上,大小为mg B.力的方向沿杆斜向上,大小为2mg C.力的方向垂直于杆向上,大小为警
mg
B.甲和乙都受向右15 N的力
D.甲和乙都是15 N,甲受向右的力,乙受向左的力
D.力的方向沿杆和竖直方向之间的某一方向上,大小为
二、判断题
1.物体越重受到的摩擦力越大 ( ) 2.用10 N的力拉着木箱在水平面上运动时,木箱受到的摩擦力是10 N. ( ) 3.因为摩擦有害,所以要想办法来减小摩擦. .( ) 4.用50 N的力推桌子没有推动,是因为推力小于摩擦力. .( ) 5.任何情况下物体受到的支持力一定等于重力. .( )
三、填空题
5、一个重4 N的物体,以1 m/s的速度在光滑的水平面上做匀速直线运动,则该物体在竖直方向还受一个大小为________ N的支持力,在水平方向是________.
6.、某同学用10 N的力水平向前推一张重为80 N的桌子,桌子没有移动,则摩擦力大小为________;当该同学用30 N的力继续在水平方向推此桌子时,桌子仍没有移动,则摩擦力大小为________;如果该同学用40 N的力在水平方向推此桌子时,桌子恰好做匀速直线运动,则摩擦力大小为______;若改用50N的力在水平方向推桌子,则摩擦力大小为_________,此时桌子将做_____________运动。
范文四:摩擦力的相关实验
问题28. 如何解答与摩擦力有关的实验? ◇学生提问
在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有
关”的活动中。
(1)在水平桌面上,用弹簧测力计水平向
左拉动木块,使其作匀速直线运动,弹簧测力
计示数如图所示。根据____________知识可知,
木块所受的滑动摩擦力为_______N。
(2)小华将木块沿竖直方向截去一半后,测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半。他由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为他的探究过程中存在的问题是__________________________________________。
老师,象这种与摩擦力有关的实验题,应当如何解答呢? ◇问题探究
根据二力平衡测量摩擦力(重要性:★★)
老师:别急,从题意中去找线索!首先要解决的问题是怎样测量摩擦力的大小。木块在水平桌面上是怎样运动的?你先分析一下木块的受力情况。
学生:我想想,木块在水平桌面上向左做匀速直线运
动,运动状态不变处于平衡状态。木块在竖直方向上受到
的力是竖直向下的重力G和竖直向上的支持力N;而水
平方向上受到的力向左是拉力F、向右……哦!是桌面产
生的摩擦力f!如图所示。老师,你看对吧?
老师:很好,你再想想,竖直方向和水平方向的每对力有什么关系呢? 学生:哦,明白了:由于木块处于平衡状态,竖直方向的重力和支持力是一对平衡力;水平方向的拉力与摩擦力也是一对平衡力!用弹簧测力计测出的是对木块施加的拉力,既然拉力与摩擦力平衡,摩擦力的大小也就等于拉力的大小!读出弹簧测力计的示数也就是摩擦力的大小!是吧,老师?
1
老师:很好,你分析得很到位!我们正是根据二力平衡来测量摩擦力的!这就对木块的运动有明确的要求了,你说是什么呢?
学生:我想想,要保证摩擦力与拉力平衡,木块就要处于平衡状态,那就是要拉着木块做匀速直线运动。
上面的问题第(1)问我知道答案了!“根据二力平衡知识可知,木块所受的滑动摩擦力为2.8N。”
可是第(2)问我还不太明白?
根据控制变量法分析“探究影响摩擦力的因素”问题(重要性:★★★★) 老师:别慌,一步步来!你想想,影响摩擦力的因素有哪些?
学生:课本上说,摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度都有关系。应该是压力和接触面的粗糙程度两个因素影响摩擦力吧!
老师:对,既然这两个因素都影响摩擦力的大小,我们通过实验进行验证或探究时,就得采用科学的研究方法。
打个比方,两个物体受到的摩擦力不同,到底是两个物体对接触面的压力不同引起的?还是接触面粗糙程度不同引起的?我们怎样才能确定是哪个因素引起的?
学生:嗯,那就得一个个排查吧?
老师:是的,你说说怎样操作呢?
学生:我想想,如果要探究是否是压力影响摩擦力,可以选质量不同的两个物体,晕,不行!这两个物体的面积不一定相同,底面粗糙程度也不一定相同,那就只用一个物体,通过在它上面放其他物体的方法来改变压力,只让压力不同;粗糙程度相同,那让它们在同一个表面上做匀速直线运动就行了;
如果要探究粗糙程度怎样影响摩擦力,压力就得相同,用同一物体就可以;不同的是粗糙程度,那就让物体在不同表面上运动。
老师:你真棒!那第(2)问你会解答了吗?
学生:我看看,小华将木块沿竖直方向截去一半后,定量是粗糙程度和压力,变量是接触面积;可课本上没说接触面积影响摩擦力呀!
不对,刚才我忽略了一个关键因素:木块沿竖直方向截去一半,桌面受到的压力也变了,变成原来一半了!这样就出现了两个变量!是得不出正确结论的!
哈哈,我终于搞明白了!他的探究过程中存在的问题是“未控制木块对水平 2
桌面的压力不变”!
老师:呵呵,你回答得非常好!
通过分析定量一定时,归纳唯一变量是否影响摩擦力(重要性:★★) 学生:在每个实验中,都要通过分析测量出的数据,归纳出结论。怎样归纳结论的方法,老师也讲给我听吧。
老师:呵呵,这种方法,其实你已经在运用了。以下面这个题第(1)问为例,你完全可以提炼出来。
(1)_____________________。
学生:我想想,①与②的实验数据纵向对比,接触面的材料都是木块与木板,粗糙程度是定量,压力分别为8N和12N,结果摩擦力分别是1.6N和2.4N。肯定是压力影响了摩擦力。那结论就是:摩擦力的大小与压力有关,压力越大,摩擦力越大吧?
老师:这样归纳不严密!要把每个因素的情况都叙述清楚才可以!
学生: 哦!我明白了,归纳结论应该先说出定量一定时,再说变量越大或越小,引起摩擦力如何变化吧!
这个题的结论就是:在接触面的粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大! ◇学生笔记
解答与摩擦力有关的实验问题时,要注意知识原理与方法的运用。测量摩擦力用到二力平衡的知识;而探究与归纳问题则运用了控制变量法。
◇要点训练
1. “水会增大物体间的摩擦力吗?”多数人的答案是:不会。许多人都有这样的常识:油漆过的地板上有水时,人很容易滑倒。但也有相反的事例,例如 3
爬过树的人都知道:手上出汗时,会感觉到手与树之间的摩擦力变大了。水到底可以增大还是减小物体间的摩擦呢?比较上述事例发现,油漆过的木板表面不吸水,树木(可看作未油漆过的木板)表面吸水,所以探究水对摩擦力大小的影响,应分为两种情况:
猜想一:在不吸水的木板表面,有水时的摩擦力可能比无水时的摩擦力小。 猜想二:在吸水的木板表面,有水时的摩擦力可能比无水时的摩擦力大。 为了验证上述两个猜想,请你完成下列问题:
⑴将所需实验器材补充完整。
器材:油漆过的木板、未油漆过的木板、带有挂钩的木块、盛水的烧杯及________。
⑵设计记录实验数据的表格。
答案:⑴弹簧测力计; ⑵
解析:(1)探究“水对摩擦力的影响”,需要测量出摩擦力的大小,所以必须用到弹簧测力计;(2)设计表格要各项目分列排列,便于找出定量与变量。
2.在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,同学们提出以下几种猜想:
A.与接触面之间的压力有关 B.与物体运动速度有关
C.与物体间接触面积的大小有关 D. 与物体间接触面的粗糙程度有关 他们用如图所示的实验操作验证他们的猜想。
(1)实验时,应拉着弹簧测力计沿水平方向做 运动;
(2)比较甲图和___图弹簧测力计的示数可以验证猜想 ___。(填写序号)
4
答案:(1)匀速直线运动; (2)乙 A
解析:(1)用弹簧测力计测量摩擦力的大小,必须让摩擦力与拉力平衡,所以木块要做匀速直线运动;(2)根据控制变量法分析,甲图与乙图对比,只有压力这一个变量,能得出科学结论,探究摩擦力与压力的关系;甲图与丙图对比,压力、接触面的粗糙程度都是变量,不能得出科学结论。
3. 在“探究摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,同学们提出了以下几种猜想:
A.与物体的重力大小有关
B.与物体运动的速度大小有关
C.与物体间的接触面积大小有关
D.与物体间接触面的粗糙程度有关
实验室有一个较长且光滑程度一致的木板、一个带钩的长方体木块和一只弹簧测力计可供使用。
小娟同学用弹簧测力计匀速拉动木块在水平放置的木板上进行三次实验,如图所示。实验数据如下表所示:
(1)表中数据可以验证猜想____(填序号)的正确或者错误。
(2)实验中要匀速拉动木块的原因是:_______________。
(3)就利用现有器材且保持木板水平,还可以验证猜想____(填序号)正确或者错误,请你把验证这个猜想的实验操作过程叙述出来: _________________________________。
答案:(1)B; (2)让摩擦力与拉力平衡,测出摩擦力; (3)C;再5
将木块侧放或立放,在水平木板上匀速拉动,测出摩擦力。
解析:(1)从记录的数据分析,只有速度这一因素是变量;(3)就现有器材分析,还能改变的物理量就是受力面积。
6
范文五:摩擦力的探究实验
摘 要:利用力学传感器准确测定滑动摩擦力,探究影响滑动摩擦力大小的因素和动摩擦因数大小,巧妙测定静摩擦力并验证了最大静摩擦的范围性。
关键词:滑动摩擦力 滑动摩擦因数 最大静摩擦力
中图分类号:G633.7 文献标识码:C 文章编号:1672-1578(2016)06-0130-02
摩擦现象在生活中十分常见,无论是人行走还是刹车,以及冰球比赛等都与摩擦有关,在物理教学中摩擦力与重力、弹力作为常见的三个力,在高中物理教学中占有重要地位,在高考中也占有一定比重。
1 问题的提出
摩擦力分为动摩擦力和静摩擦力。滑动摩擦力大小与物体间的压力和接触面的粗糙程度有关,与接触面的大小无关[1]。传统实验运用弹簧秤充当测力工具,水平拉动桌面上的滑块做匀速直线运动,由二力平衡读出弹簧秤示数表示滑块所受摩擦力的大小;通过在桌面上铺毛巾等物品改变滑块的接触材料,用弹簧秤匀速拉滑块研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度和接触面材料关系;通过增加滑块质量来增大滑块与桌面间的压力,匀速拉滑块研究滑动摩擦力的大小与接触面的压力之间的关系。
在具体实验操作中遇到以下两个问题:(1)匀速拉动不易于控制;(2)弹簧测力计动态的示数不便于读取。因此在实验中效果展示效果不好,误差大。在学习完压强知识,知道压力的作用效果,即压强与表面积有关,部分同学反思摩擦力与滑块接触面积是否有关。在讲述静摩擦力时,教师常举出用力推讲台,讲台没有被推动来说明静摩擦的存在,增大推力,讲台仍然不动来说明讲台受到地面的静摩擦力变大。而学生遇到的试题中,通常给出静摩擦力的范围是从零到最大静摩擦力(0 2 实验方案的制定
2表示绒布面,3表示纱布面,宽1面、窄面1’表示木质面
实验装置[2]如图1在桌面上放置一块木质滑块B,滑块B上放置滑块A,滑块A的一侧与力传感器相连并通过铁架台固定,实验中拉动滑块B,在水平方向上滑块A受到滑块B对其的滑动摩擦力和力传感器对其的拉力,在拉动过程中滑块A始终静止,因此,力传感器记录的是滑块A与滑块B之间的滑动摩擦力大小。
3 实验数据的处理与分析
3.1 滑动摩擦力
滑块A的质量为360.2g, 逐步增加钩码到滑块A上,来逐步改变滑块AB间的正压力大小,拉动滑块B来测定滑动摩擦力大小与滑块AB间压力大小关系。
通过分别比较表1、表2、表3,我们可得出,在接触面材料相同时,相同滑块间动摩擦力大小随着压力的增大而增大,与压力成正比。
由FN与Ff图像进行拟合,可知数据直线的斜率即为木块的动摩擦因数,同时比较表1和表2可得出,在接触面材料相同时,用同一木块宽面和窄面滑块受到的滑动动摩擦力大小相同,且由表1和表2的数据拟合图3 可得,同一木块宽面和窄面的动摩擦因数分别为0.2699±0.004和0.2721±0.003,即相同滑块间动摩擦力大小与接触面大小无关。比较表1和表3,或表2和表3得出,滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关,同理,由图4可知砂纸间的动摩擦因数为0.387±0.005。
反思:横向移动物体只需考虑摩擦力大小,移动物体所需的拉力或推力小于物体重力,所以在水平面上大力士拉动飞机的表演也是能够理解的。
3.2 静摩擦力
利用DIS力传感器的实时性,在拉动滑块B的过程中,每间隔0.2秒记录一次数据,从而记录整个拉动过程中滑块AB之间的摩擦力大小随时间的变化关系。将数据进行绘图,如图5纵坐标表示的是拉力大小,横坐标表示时间。
图5:力传感器示数随时间t的变化
分析可得,在未拉滑块B时候,AB间摩擦力为零;在用力拉滑块B而滑块AB间没有拉动的过程中,滑块A受到静摩擦力,静摩擦力大小随拉力增大而增大,直至图中a点最大;当滑块B开始拉动后,滑块AB间的摩擦力慢慢变小。直至滑块B完全被拉动后,滑块AB之间的摩擦力为动摩擦力,动摩擦力大小不变。因此,在物体间存在静摩擦力,静摩擦力的大小是在一定的范围内,且存在最大的静摩擦力,最大静摩擦力的数值大于动摩擦力。通过实验验证了最大摩擦力大的存在,解决了学生在题目中遇到的困惑。
综上所述,利用DIS信息系统,准确科学的收集数据,能很好地验证动摩擦力大小与压力大小和接触面的材料和粗糙程度有关,与接触面积大小无关。并结合Origin数据处理软件拟合图线,可计算出不同材料的滑动摩擦因数的大小。且能直观地展示最大静摩擦存在并测定最大静摩擦力的大小。上海市二期课改引进了DIS系统及各种类型的传感器,如何将它们充分利用起来为物理教学服务,是物理教学工作者需要思考的问题。
参考文献:
[1] 上海市中小学(幼儿园)课程改革委员会.高级中学课本物理高中一年级第一学期(试用本)[M].上海:上海科学技术出版社,2007.
[3] 彭夷.例谈实验方案的评估与迁移[J].物理教学,2014.