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在科学探究课中,实验小组同学猜想“滑动摩擦力的大小可能与压力大小有关”,于是他们选用了重10N的物体完成了如图所示的三次实验:(1)通过比较两图,可以验证他们的猜想,得出

网友投稿  2022-04-01 00:00:00  互联网

◎ 题目

在科学探究课中,实验小组同学猜想“滑动摩擦力的大小可能与压力大小有关”,于是他们选用了重10N的物体完成了如图所示的三次实验:

(1)通过比较      两图,可以验证他们的猜想,得出的结论是:                                                 
(2)好动脑筋的同学们在甲装置木板右端又垫了一个木块,来探究斜面的机械效率。实验前他们分析:“由于斜面不是光滑的,沿斜面向上拉物体,必定要克服摩擦做额外功,斜面的机械效率一定受摩擦力的影响”。于是他们做了如图所示的实验,在光滑程度一样而倾斜程度不同的斜面上匀速直线拉动物块,(如图所示)并设计表格记录实验数据如下:

实验
次数
斜面的倾斜程度
物体重G/N
物体上升高度h/m
沿斜面拉力F/N
物体移动距离 s/m
有用功W/J
总功W/J
机械效率
机械效率平均值
1
较缓
5.0
0.10
1.6
0.50
0.50
0.80
63%
 
2
较陡
5.0
0.15
2.2
0.50
0.75
1.10
68%
3
最陡
5.0
0.25
 
0.50
1.25
 
 
(a)如图所示第三次实验弹簧测力计的示数为         N。
(b)小兰在对实验数据处理的过程中出现的错误之处是:                         
(c)改正错误后,对实验数据进行分析,你对斜面机械效率问题可获得的初步结论是         
                                       

◎ 答案

(1)甲、乙 (2分)  接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大(2分)
(2)(a)3.2 (2分) (b)斜面的机械效率是变化的,不应计算平均值。(或表格中不应该有“机械效率平均值”这一项等答案,合理即可) (2分) (c)接触面粗糙程度相同(或光滑程度相同)时,斜面越陡(或缓),机械效率越高(或低)。(2分)(前提条件1分,变量间的关系1分)

◎ 解析


试题分析:(1)摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度.要探究滑动摩擦力与压力大小的关系,需要保持接触面的粗糙程度相同,改变压力的大小.
(2)(a)弹簧测力计读数时要看清量程和分度值,然后根据指针指示的位置读数;
(b)斜面的机械效率不是固定不变的,它和斜面的倾斜程度、粗糙程度、拉动物体的重力都有关系,因此不能求取平均值.
(c)根据W=FS求出第三次实验的总功,利用效率公式求出效率,根据实验记录,找出相同因素和不同因素,运用控制变量法的思想得出正确的结论.:(1)探究滑动摩擦力的大小可能与压力大小有关时,应控制接触面的粗糙程度不变,改变压力的大小,结合图1可知甲、乙符合.
由图甲、乙可知,两者接触面的粗糙程度相同,乙的压力大,弹簧测力计的示数也大,即受到的摩擦力大,故可得结论:接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大.
(2)(a)图示弹簧测力计的量程为5N,分度值是0.2N,指针指在3N下面第1个小格上,所以弹簧测力计的示数为3N+0.2N=3.2N;
(b)影响斜面机械效率的因素有斜面的粗糙程度和斜面的倾斜程度,同一斜面机械效率也不是固定不变的,拉动的物体重力越大,斜面的机械效率越大,因此斜面机械效率是变化的,不应计算平均值.
(c)第3次实验中,总功为W=FS=3.2N×0.5m=1.6J,
斜面的机械效率
观察表中数据,相同因素是斜面的粗糙程度,不同因素是斜面的倾斜程度,根据机械效率的大小,得出的结论是:接触面粗糙程度相同(或光滑程度相同)时,斜面越陡(或缓),机械效率越高(或低).
点评:本题重点考查了控制变量法的思想在实验中的具体应用,采用控制变量法研究的实验,在归纳结论时,一定要看清不变量和变量,一般是在(不变量)相同时,物理量与(变量)有关.

◎ 知识点

    专家分析,试题“在科学探究课中,实验小组同学猜想“滑动摩擦力的大小可能与压力大小有关”,于是他们选用了重10N的物体完成了如图所示的三次实验:(1)通过比较两图,可以验证他们的猜想,得出…”主要考查了你对  【力的三要素】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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