小明骑自行车上学途中,要经过一段上坡路.他思考:物体冲上斜坡的最大距离可能与哪些因素有关呢?
⑴他发现车子的初始速度越大,冲上斜坡的最大距离就越长。这是因为车子的初始速度越大,它的初始动能也越大,上坡过程中增加的___________就越大。
⑵他进而又提出两个猜想:
猜想一:物体冲上斜坡的最大距离可能与物体的质量大小有关;
猜想二:物体冲上斜坡的最大距离可能与斜坡的倾角大小有关。
为了验证猜想一,他将与水平面平滑连接的长木板以一定的倾角θ固定,如图甲所示。实验时为了让不同质量的小木块以相同的初始速度滑上长木板,请你在甲图中的虚线框内为小明设计一实验装置,并说明使用该装置进行实验时的操作要点:_________________________。
小明发现当不同质量的木块以相同初始速度滑上长木板时,向上滑行的最大距离均相同。这说明猜想一是___________(选填“正确”或“错误”)的。
在验证猜想二的实验中,小明让一木块以相同的初始速度分别滑上不同倾角的长木板,测得的数据记录如下表:
次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
木板倾角θ |
10° |
30° |
53° |
75° |
85° |
向上滑行的 最大距离s/m |
0.50 |
0.40 |
0.36 |
0.39 |
0.43 |
根据表中数据,请在图乙中描点作出s—θ图象.由图象可知木块向上滑行的最大距离s与倾角θ的关系是_________________________________
(2013·乐山)小明在探究“摩擦力的大小与什么因素有关”的实验时,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使它沿水平长木板匀速滑动,从而测出摩擦力;改变放在木块上的砝码,从而改变木块与长木板之间的压力;把棉布、毛巾等铺在长木板上 ,从而改变接触面的粗糙程度。
(1)观察三个实验,比较甲图和 图所示实验,说明摩擦力的大小与作用在物体表面的压力有关。
(2)观察三个实验,比较甲图和丙图所示实验,说明在 相同时,接触面越 ,摩擦力越大。
(3)小明在进行乙图中实验时,改变放在木块上的砝码,通过多次实验得到摩擦力F摩与作用在物体表面的压力F压的关系图线如丁图所示由图可知:F摩= F压。当木块与砝码的总重力为6N时,木块在长木板上滑动时受到的摩擦力为 N,若此时弹簧测力计的读数为2.5N,则木块将做 运动。
(2014·苏州)在学过摩擦力知识后,小明想探究:摩擦力大小是否与压力、重力都有关系?他利用如图所示的装置进行探究实验.
实验步骤如下:
①把金属盒放在质量不计的白纸上,读出台式测力计示数;拉动白纸的过程中,读出弹簧测力计的示数.
②将质量不计的氢气球系在金属盒上,读出台式测力计示数;拉动白纸的过程中,读出弹簧测力计的示数.
③再往金属盒注入适量的沙子,使台式测力计示数与步骤①中的示数相等,拉动白纸的过程中,读出弹簧测力计的示数.
实验相关数据如下表:
实验序号 |
台式测力计示数F1/N |
金属盒总重力G/N |
弹簧测力计示数F2/N |
① |
4.8 |
4.8 |
1.8 |
② |
3.2 |
1.2 |
|
③ |
4.8 |
6.4 |
1.8 |
(1)此实验是根据 原理测出摩擦力大小的.
(2)与直接用弹簧测力计拉动金属盒测量摩擦力相比,拉动白纸进行实验具有容易操作的优点,具体体现在: .(写出一条即可)
(3)请你补齐上表中空格处的数据,其值为 N.
(4)实验中是通过 来改变金属盒总重力的.
(5)比较实验步骤 (填序号)的数据,说明摩擦力大小与重力无关.
(2014·株洲)为了探究静摩擦力作用的相互性,并比较一对相互作用的静摩擦力的大小,某实验小组设计了如图(甲)所示的实验装置,整个装置放在水平桌面上,其中A、B两木块叠放在一起,两个轻质弹簧测力计C、D的一端与两木块相连,另一端固定在铁架台E、F上.后来经过讨论,完善了实验装置,如图(乙)所示.
(1)在理想情况下,B对A的静摩擦力的大小等于弹簧测力计 的示数,A对B的静摩擦力的大小等于弹簧测力计 的示数.(填“C”或“D”)
(2)在B下面放细圆木条的目的是 ,在A 上放钩码的目的是 .
(3)实验中需向右缓慢移动铁架台F,在此过程中,应使A、B保持相对 ,整个装置静止后,读取两个弹簧测力计的示数F1、F2.(填“运动”或“静止”)
(4)分析实验数据,若 ,则静摩擦力的作用是相互的,且一对相互作用的静摩擦力大小相等.
(2014·锦州)小华同学在“探究滑动摩擦力与压力大小关系”的实验中,他把物体用垂直于竖直墙壁的力F压压紧在墙壁上,同时用竖直向上的力F匀速拉动物体向上运动,如图所示,保持其他条件不变的情况下,通过改变F压来改变物体与墙壁之间压力的大小。经过多次实验测量F压、F,记录了如下实验数据:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
F压/N |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
F/N |
1 |
1.2 |
1.4 |
1.6 |
1.8 |
(1)实验中,拉力 F (选填“大于”、“小于”或“等于”)物体所受滑动摩擦力Ff。
(2)根据表中测量数据可以得出,滑动摩擦力与压力大小之间的定性关系是:
(3)在图中画出F与F压关系的图像。分析图像可知,物体重力大小为 N。
(2014·乌鲁木齐)某实验小组的同学研究影响滑动摩擦力大小的因素,实验如图.
(1)实验过程中,若用二力平衡的方法测量滑动摩擦力.应使物体水平向右做 运动.当弹簧测力计的示数为1.0N时,物体受到的滑动摩擦力的大小为 N,方向水平向 (选填向“左”或“右”).
(2)控制其他物理量不变,不改变物体对接触面的压力.将得到的实验数据记录在表格中,通过描点作图可以得到物体受到滑动摩擦力与压力成正比,其变化规律可以表示成F1=kFv,则k= .通过分析k的含义可知,接触地面越粗糙.k值 .(选填“越大”或“越小”)
压力F/N |
2 |
4 |
6 |
8 |
滑动摩擦F/N |
0.5 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |