資源簡介

第14講　運動和力實驗專項
命題分析　
廣東省近五年中考物理命題分析
考點 2023 2022 2021 2020 2019
探究阻力對物體運動的影響 ___ ___ ___ ___ ___
探究二力平衡的條件 ___ ___ ___ ___ ___
探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關 ___ ___ 省題17 ___ ___
【課程標準】
2．2.3　通過常見事例或實驗，了解摩擦力。探究并了解滑動摩擦力的大小與哪些因素有關。
2．2.4　知道二力平衡條件。
2．2.5　通過實驗和科學推理，認識牛頓第一定律。
例　了解伽利略在探究與物體慣性有關問題時采用的思想實驗，體會科學推理在科學研究中的作用。
4．2.2　探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關。
例　用彈簧測力計、平板、細繩、長方體物塊、棉布、毛巾等探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關。
實驗一　探究阻力對物體運動的影響
實驗圖解
實驗目的　通過實驗，確認阻力對物體運動的影響；經歷建立牛頓第一定律的科學推理過程，認識牛頓第一定律。
實驗器材　斜面、小車、毛巾、棉布、木板、刻度尺。
實驗步驟　(1)如圖所示，木板放在水平的桌面上，將斜面固定在木板的一端，將刻度尺零刻度線與木板一端對齊，緊貼木板并固定好；
(2)觀察木板、毛巾與棉布的粗糙程度；
(3)將毛巾鋪在木板上，將小車置于斜面頂端某一位置，使小車向下滑，小車停下后，記錄小車在毛巾上滑動的距離s1；
(4)撤去毛巾，將棉布鋪在木板上，將小車置于斜面頂端同一位置，使小車向下滑，小車停下后，記錄小車在棉布上滑動的距離s2；
(5)撤去棉布，將小車置于斜面頂端同一位置，使小車向下滑，小車停下后，記錄小車在木板上滑動的距離s3。
數據與分析：
表面種類 阻力大小 水平面上運動距離
毛巾 最大 近
棉布 較大 較遠
木板 小 最遠
平面越光滑，物體運動的距離越遠，速度減小得越慢，所受阻力越小；平面越粗糙，物體運動的距離越近，速度減小得越快，所受阻力越大。由此可以推理：運動的物體如果不受外力作用，它將永遠勻速直線運動下去。
實驗結論　運動不需要力來維持。
實驗方法　控制變量法、科學推理法。
注意事項　(1)實驗中相同的條件是：讓小車從同一斜面、同一高度由靜止開始滑下；
(2)不同的條件是：平面上三種表面的粗糙程度不同；
(3)讓小車從斜面的同一高度滑下是為保證小車到達水平面有相同的初速度；
(4)三種表面的粗糙程度不同是為了使小車在平面上運動時受到的阻力不同。
例1　小亮在“探究阻力對物體運動的影響”的實驗中，分別讓小車從斜面滑到接觸面分別為毛巾、棉布和木板的水平面上，如圖所示。
[設計與進行實驗]
(1)三次實驗過程中，讓小車必須從斜面________(選填“相同”或“不同”)高度由靜止釋放，其目的是______________________________________________________，這是利用小車下滑過程中重力勢能轉化為________來實現的，此處采用的實驗方法是________法。
(2)本實驗中的“阻力”指的是小車受到的________，實驗中是通過改變________來改變小車所受阻力大小的；讓小車從斜面上滑下后沿水平面運動，是為了使小車在豎直方向上受到的________力和________力相平衡，其作用效果相互抵消，相當于小車只受到水平方向上的摩擦力作用。
(3)實驗中是通過________反映阻力對小車運動的影響，小車在水平面上運動速度減小是因為受到________________(選填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。
[分析論證]
(4)根據實驗現象可知：水平面越光滑，小車受到的阻力越________(選填“大”或“小”)，速度減小得越________(選填“快”或“慢”)，在水平面上運動的距離越________(選填“遠”或“近”)。由此聯想到雨雪天駕駛汽車應該________(選填“增大”或“減小”)與前車之間的距離。
(5)如果水平面絕對光滑，小車受到的阻力為零，它將做________運動。通過實驗探究后，對牛頓第一定律的知識有更深一層的理解：物體的運動________(選填“需要”或“不需要”)力來維持。
[拓展設問]
(6)從能量轉化的角度看，小車在水平面上克服阻力所做的功________(選填“在毛巾上最多”“在棉布上最多”“在木板上最多”或“三次一樣多”)。
(7)若實驗中小車僅在木板上滑行時滑出了右端，________(選填“需要”或“不需要”)重做本實驗以獲取可靠的證據。
(8)讓同一小車從斜面上不同高度處由靜止滑下觀察小車在毛巾表面滑行距離可以探究小車的重力勢能與________的關系。
(9)小亮思考了一個問題：當用細線懸掛在房梁上的來回擺動的小球擺動到最高點時，如果小球受到的力全部消失，小球將會處于怎樣的運動狀態呢？他做出了以下猜想，你認為其中正確的是______(填字母)。(圖中的黑點表示小球)
(10)小亮又探究了以下問題：
為了研究這一問題，三百多年前，意大利學者伽利略設計了一個理想實驗(如圖所示)，把經驗事實與抽象思維結合在一起推測。下列說法中有一個是經驗事實，其余是推論：
①減小另一個斜面的傾角，小球在這個斜面上仍能達到原來的高度。
②將兩個斜面對接，讓靜止小球沿一個斜面滾下，小球將滾上另一個斜面。
③如果沒有摩擦，小球將上升到原來釋放時的高度。
④繼續減小第二個斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球要沿水平面做持續的勻速直線運動。
將上述理想實驗的設想步驟按正確的順序排列________，其中________是經驗事實，________是推論(只寫序號即可)。
答案　(1)相同　使小車到達水平面的速度相等　動能　控制變量　(2)摩擦力　接觸面的粗糙程度　重　支持　(3)小車在水平面運動的距離　非平衡力　(4)小　慢　遠　增大　(5)勻速直線　不需要　(6)三次一樣多　(7)不需要　(8)高度　(9)A　(10)②③①④　②　①③④
實驗二　探究二力平衡的條件
實驗圖解
實驗器材　小車、細繩、砝碼、滑輪、桌子、托盤等。
設計實驗：如圖所示，小車被放在光滑的水平桌面上時，在水平方向上只受到兩個力F1和F2。實驗時，我們從力的三要素，即力的大小、方向、作用點三方面去探究，力F1與F2在滿足什么關系時，小車可以保持平衡。
實驗過程　(1)將細繩分別系于小車的1、2兩個掛鉤上且保持兩繩共線(如圖甲所示)，在兩個托盤中放入砝碼(如圖乙所示)，觀察小車的運動情況；
(2)如圖丙所示，把細繩分別系于小車的3、4兩個掛鉤上，在兩個托盤中各放一個質量相等的砝碼后，觀察到小車的運動情況；
(3)如圖丁所示，把兩托盤上的細繩都系于一個掛鉤上，兩盤中的砝碼質量相等，觀察小車的運動情況。
數據與分析：(1)實驗數據
小車兩邊受力大小 小車兩端受力方向 小車受力是否在同一條直線上 小車是否平衡
不相等 相反 是 否
相等 相反 是 是
相等 相反 否 否
相等 相同 是 否
(2)分析論證：當小車受到的兩個力大小相等、方向相反、在同一條直線上時，小車就處于平衡狀態，而當不滿足其中任何一個條件時，小車都不會平衡。
實驗結論　作用在同一物體上的兩個力，如果大小相等、方向相反，并且在同一條直線上，這兩個力就彼此平衡。二力平衡的條件可簡記為同體、等大、反向、共線。
例2　如圖甲是小悅“探究二力平衡的條件”時的情景。
　　
[設計與進行實驗]
(1)實驗時應選擇較________(選填“光滑”或“粗糙”)的桌面，選擇小車作為研究對象而不選擇木塊的原因是_____________________________________________________________。
(2)實驗中通過調整________來改變拉力的大小，裝置中定滑輪的作用是_______________________________________________________________________________。
(3)為了方便判斷，實驗中應使小車處于________狀態作為平衡狀態。
[分析論證]
(4)小悅不斷改變左右兩盤中砝碼的個數，發現兩盤中砝碼質量相等時小車靜止，這說明二力平衡的一個條件是________________________________________________________。
(5)將小車扭轉一定角度，松手后發現小車轉動后又恢復原狀，這樣操作為了探究________________________________________________________________________。
(6)小悅把兩個托盤放在同一側，保持兩托盤里砝碼質量相等，放手后小車向掛有托盤的方向開始運動。這說明二力平衡時，兩個力必須________。
(7)為了驗證相互平衡的兩個力是作用在同一物體上的，小悅用圖乙所示的裝置代替圖甲中的裝置。兩端加質量________的鉤碼時，小卡片保持靜止，接下來的操作是________，觀察小卡片的運動狀態。同學們發現該裝置也可以完成前面的其他探究，效果比甲圖還要好，主要原因是________________________________________________________________________。
A．減小了摩擦力對實驗結果的影響 B．小卡片是比較容易獲取的材料
C．容易讓小卡片在水平方向上保持平衡 D．小卡片容易扭轉
[拓展設問]
(8)小悅若在安裝圖乙所示的裝置時將兩個滑輪未安裝在同一高度，你認為______(選填“能”或“不能”)進行實驗。
(9)小華在實驗時發現當左盤放入3 N的砝碼，右盤放入2 N的砝碼時小車也處于靜止狀態，此時小車受到的________(選填“是”或“不是”)平衡力，產生這一現象可能是小車受到________力的影響，這個力的大小是________ N，方向水平向________(選填“左”或“右”)。
(10)完成探究二力平衡的條件實驗后，小明提出了一個猜想：只受一個力作用的物體也能保持平衡狀態。為了驗證猜想，他將一小球用一根細線懸掛起來，剪斷細線后小球下落，如圖丙所示。由實驗可知，小明的猜想是________(填“正確”或“錯誤”)的。
答案　(1)光滑　減小摩擦力造成的影響　(2)托盤中砝碼的質量　改變力的方向　(3)靜止　(4)兩個力的大小相等　(5)平衡的兩個力是否作用在同一條直線上　(6)方向相反　(7)相等　用剪刀將小卡片從中間剪開　A　(8)能　(9)是　摩擦　1　右　(10)錯誤
實驗三　探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關
實驗圖解
實驗器材　一個木塊、兩塊粗糙程度不同的長木板、一個彈簧測力計、砝碼若干。
實驗步驟　(1)用彈簧測力計勻速拉動木塊，使它在較光滑的水平長木板上勻速滑動，記下彈簧測力計的示數，即為此種情況下的滑動摩擦力的大小，如圖甲所示；
(2)在木塊上放上砝碼，從而改變木塊對長木板的壓力，測出此種情況下的滑動摩擦力的大小，如圖乙所示；
(3)換用材料相同但表面粗糙的長木板，保持木塊上的砝碼不變，測出此種情況下的滑動摩擦力大小，如圖丙所示。
數據與分析：(1)實驗數據：
實驗序號 實驗條件 摩擦力f/N
壓力情況 接觸面情況
1 木塊 較光滑的長木板表面 1.8
2 木塊和砝碼 較光滑的長木板表面 4.2
3 木塊和砝碼 較粗糙的長木板表面 5.4
(2)分析論證：
由1、2兩次實驗可知，接觸面的粗糙程度相同，壓力大小不同，彈簧測力計的示數不同，即滑動摩擦力的大小不同。壓力越大，滑動摩擦力越大。由2、3兩次實驗可知，壓力大小相同，接觸面的粗糙程度不同，彈簧測力計的示數不同，即滑動摩擦力的大小不同。接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。
實驗結論　滑動摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關。接觸面的粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大；壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。
思維點撥　實驗中需要特別注意，只有在水平桌面上勻速拉動物體時，滑動摩擦力f才等于彈簧測力計的拉力F；影響滑動摩擦力大小的是接觸面受到的壓力，不是接觸面上物體的重力。
例3　小明在做“探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關”的實驗時，利用一套器材依次完成如圖所示的實驗，其中甲、乙圖中長木板正面朝上，丙圖中長木板反面朝上，長木板的反面比正面粗糙。
[設計與進行實驗]
(1)在測量滑動摩擦力前，需要觀察彈簧測力計的________和分度值，還應將彈簧測力計在________方向調零。
(2)為了準確測量滑動摩擦力，實驗時應沿________方向拉動彈簧測力計，使木塊做________運動，利用_______原理可知，此時彈簧測力計的示數________木塊所受的滑動摩擦力的大小。
(3)小明提出如下猜想：①滑動摩擦力的大小與接觸面所受的壓力有關；②滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關。如果小明要驗證猜想①，他應該選擇________兩圖所示的實驗來操作；如果小明要驗證猜想②，他應該選擇________兩圖所示的實驗來操作。
[分析論證]
(4)甲、乙兩組實驗數據得到的結論是：在接觸面粗糙程度相同時，接觸面受到的壓力越大，滑動摩擦力越________。
(5)分析乙、丙兩組實驗數據得出的結論是：壓力一定時，________。
(6)接著小明利用彈簧測力計沿水平方向拉著木塊以不同速度在木板上做勻速直線運動時，彈簧測力計示數相同，說明滑動摩擦力的大小與速度________(選填“有關”或“無關”)。
[拓展設問](7)小明又將木塊A沿豎直方向截掉一部分，如圖丁所示重復圖甲實驗，測得木塊受到的滑動摩擦力變小，由此得出“在接觸面粗糙程度相同的情況下，受力面積越小，滑動摩擦力越小”。你認為他探究過程中存在的問題是_____________，改進方法是__________。
(8)小明剛開始實驗時逐漸增大水平拉力，但木塊仍靜止，此過程中木塊所受的摩擦力________(選填“變大”“變小”或“不變”)；當木塊被拉動運動得越來越快時，小明讀出某一時刻彈簧測力計的示數為2 N，他認為這時摩擦力的大小為2 N，他操作中的錯誤是________________________________________________________________________。
(9)(創新實驗)為了克服在實驗過程中彈簧測力計讀數不穩定的問題，小明和同學們對實驗裝置做了如圖戊所示改進，其主要優點是__________________________________________。
(10)(生活實踐)學習完摩擦力知識后，小明思考拔河比賽中如果要取得勝利，組隊時應選體重________(選填“大”或“小”)的同學參加比賽，同時比賽中選用鞋底花紋較________(選填“深或“淺”)的鞋子。
(11)(創新實驗)為更精確地測量木塊的滑動摩擦力，同學小麗引入拉力傳感器并設計了如圖己的實驗。她將一塊長、寬、高均不同的長方體木塊平放，拉動木板發現傳感器示數不穩定，同時觀察到實驗中木塊總有些擺動，獲得數據如圖庚。是什么引起了木塊的擺動進而引起摩擦力測量值的不穩定？小麗繼續實驗，將同一木塊側放，重復實驗，獲得數據如圖辛。
①實驗中測量滑動摩擦力時，木板________(選填“需要”或“不需要”)勻速直線拉動；
②分析圖庚，第1秒末，木塊所受摩擦力為________ N；
③繼續實驗環節基于的假設是____________________________________________；
④小麗認為，本實驗還可得出滑動摩擦力大小與接觸面積有關，而小明認為不正確，并從實驗中找出了說服小麗的證據______________________________________________________。
答案　(1)量程　水平　(2)水平　勻速直線　二力平衡　等于　(3)甲、乙　乙、丙　(4)大　(5)接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大　(6)無關　(7)沒有控制壓力不變　將截掉的部分疊放在剩余部分的上面　(8)變大　沒有使木塊做勻速直線運動　(9)無論如何拉動長木板，彈簧測力計的示數始終等于摩擦力的大小　(10)大　深　(11)①不需要　②1(或1.0)　③接觸面積不同會引起木塊不同程度的擺動，進而引起滑動摩擦力測量值不穩定　④比較庚、辛數據可知兩次實驗中滑動摩擦力大小平均值基本相同，接觸面積大小影響的是滑動摩擦力的穩定性，而非滑動摩擦力大小
實驗一　探究阻力對物體運動的影響
1.(2023·深圳模擬)在探究“阻力對物體運動的影響”實驗中，實驗裝置如圖所示，下列說法中錯誤的是(　　)
A．小車最終會停下來說明力是改變物體運動狀態的原因
B．實驗中要控制小車每次到達斜面底端時速度相同
C．小車在毛巾、棉布、木板表面運動時機械能守恒
D．小車在毛巾表面運動時阻力做功的功率最大
答案　C
解析　車最終會停下來是受到了摩擦阻力的作用，這說明力是改變物體運動狀態的原因，故A正確；實驗中應使小車到達水平面時的速度相等，因此每次實驗時，應使小車從同一高度由靜止開始滑下，故B正確；因小車到達水平面時初速度相同，小車的動能相同，最終速度為0，小車的動能全部轉化為內能，大小等于克服阻力做的功，故小車在毛巾、棉布、木板表面上機械能是不守恒的，故C錯誤；在木板表面滑行時間長，在毛巾表面滑行時間短，根據P＝知，動能相同，克服摩擦力做功相同，在木板表面功率小，在毛巾表面功率大，故D正確。
2．(2023·深圳福田區模擬)“探究阻力對物體運動的影響”時，用到了斜面，讓小車從斜面頂端由靜止滑下，比較在不同表面上滑行的距離(如表)，小車在三個表面上克服摩擦力做功________(選填“相等”或“不相等”)。
表面 毛巾 棉布 木板
摩擦力 最大 較大 最小
小車運動距離 最近 較遠 最遠
答案　相等
解析　讓小車從斜面頂端由靜止滑下，下滑到水平面時的速度相同，在不同的材料表面上運動時，最終停下來后，動能全部轉化為內能，克服摩擦力做了多少功就有多少動能轉化為內能，所以，在三個表面克服摩擦力做功相等。
3.(2023·佛山模擬)如圖，在探究阻力對物體運動的影響實驗中：
(1)分別選用毛巾、棉布和木板進行實驗，目的是改變____________________。用毛巾做實驗時，若忽略毛巾厚度，應將毛巾平整地鋪在________(選填“AB”“BC”或“AC”)段。
(2)每次實驗都要讓同一小車從斜面上的________由靜止開始下滑，需要記錄的物理量是小車受到阻力大小和________________________。
(3)根據實驗現象可以得出結論：__________________________________________。
在此基礎上，經過科學推理可得到牛頓第一定律，由此可知，物體運動________(選填“需要”或“不需要”)力來維持。
答案　(1)小車受到的阻力大小　BC　(2)同一高度　通過的距離長短　(3)小車運動時受到的阻力越小，小車通過的距離越遠　不需要
解析　(1)毛巾、棉布和木板表面的粗糙程度不同，分別選用毛巾、棉布和木板進行實驗，目的是改變小車受到的阻力大小。根據控制變量法，要控制小車下滑到水平面的速度相同，只改變小車在水平面上運動時受到的阻力大小，故用毛巾做實驗時，應將毛巾平整地鋪在BC段。
(2)根據控制變量法，要控制小車下滑到水平面的速度相同，每次實驗都要讓同一小車從斜面上的同一高度由靜止開始下滑，需要記錄的物理量是小車受到阻力大小和通過的距離長短。
(3)根據實驗現象可知，小車在木板上通過的距離最長，可以得出結論：小車運動時受到的阻力越小，小車通過的距離越遠。
在此基礎上推理可知，如果小車運動過程中不受力的作用，小車通過的距離無限遠，即小車做勻速直線運動，由此可知，物體運動不需要力來維持。
實驗二　探究二力平衡的條件
4.(創新實驗)如圖，在探究二力平衡條件的實驗中，下列說法正確的是(　　)
A．實驗時，要選擇和鉤碼重力相近的卡片
B．可以通過改變鉤碼數量來改變繩中拉力大小
C．卡片所受拉力就是鉤碼的重力
D．為了探究“平衡力是否在同一直線”這一條件，應該將卡片豎直向下拉動一段距離
答案　B
解析　實驗中選擇小卡片，小卡片的重力很小，可以忽略小卡片的重力，選擇的鉤碼質量要盡量大，故A錯誤；小卡片兩端通過滑輪各掛一個鉤碼，兩個鉤碼通過繩子對小卡片施加了兩個向相反方向的拉力，拉力的大小等于鉤碼的重力，鉤碼的數量越多，拉力就越大，實驗中通過調整鉤碼個數來改變拉力大小，故B正確，C錯誤；“將小卡片向下拉”，雖然兩個力不在同一條直線上，但沒有控制兩個力的方向相反，故D錯誤。
5.(教材素材)利用如圖所示的裝置探究二力平衡的條件。下列說法正確的是(　　)
A．小車應放在粗糙的水平桌面上
B．實驗裝置中使用定滑輪是為了省力
C．小車處于平衡狀態時，左、右托盤里的砝碼質量一定不相等
D．將小車扭轉一個角度后釋放，是為了探究二力平衡的兩個力是否作用在同一條直線上
答案　D
解析　“探究二力平衡條件”這個實驗很重要的一點就是盡量減小受到的摩擦力對實驗的影響，所以水平面越光滑越好，故A錯誤；本實驗中使用定滑輪是為了改變力的方向，不是為了省力，故B錯誤；當桌面上的小車處于靜止狀態，此時小車受到平衡力的作用，即小車受到兩側的拉力相等，由此可知左、右兩盤中的砝碼質量相等，故C錯誤；將小車扭轉一個角度，兩個力不在同一條直線上，二力不平衡，故松手后，小車將轉動，不能保持平衡，設計此實驗的目的是為了探究二力平衡的兩個力是否作用在同一條直線上，故D正確。
6.(科學思維)在探究“二力平衡的條件”實驗中，小聰同學采用的實驗裝置如圖甲所示，小明同學采用的實驗裝置如圖乙所示。
(1)老師指出圖乙的裝置更科學，原因是選用小車，可以減小________對實驗結果的影響。
(2)實驗中判斷小車是否受平衡力作用的依據是小車能否保持________(選填“靜止”或“勻速直線運動”)狀態。
(3)左右兩盤放質量相等的砝碼，小車保持靜止。左盤中再添加一個砝碼，小車將運動，說明彼此平衡的兩個力大小________。
(4)小車處于靜止后，保持F1與F2的大小不變，把小車在水平桌面上扭轉一個角度后釋放，小車將轉動，說明彼此平衡的兩個力必須在________________上。
答案　(1)摩擦力　(2)靜止　(3)相等　(4)同一條直線
解析　(1)小明同學采用的實驗裝置如圖乙，選用了小車，這樣可以盡量減小摩擦力對實驗的影響。
(2)實驗中通過觀察小車能否靜止，確定其是否處于平衡狀態。
(3)實驗時，左右兩盤放質量相等的砝碼，小車保持靜止，在左盤中再添加一個砝碼，小車將運動，發現小車無法保持靜止狀態，這表明平衡的兩個力需要大小相等。
(4)把小車轉過一個角度，然后松手，觀察到小車轉動，最后恢復到靜止狀態，說明小車在水平方向上受到的兩個力在同一條直線上時才能平衡。
實驗三　探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關
7．(2023·遼寧改編)小智發現媽媽購買的防滑地墊的A面比B面更粗糙，為了比較A、B兩個面的防滑性，小智利用商家贈送的小塊地墊樣品和彈簧測力計進行了下列探究：
(1)小智發現完成甲、乙兩次實驗測得的滑動摩擦力都很小，比較不出A、B兩個面的防滑性，于是又找來一個鐵塊，在原水平地面上進行了如圖丙所示的實驗。通過比較甲、丙兩次實驗，發現當接觸面粗糙程度相同時，________越大，滑動摩擦力越________。
(2)為了完成探究，保持其他條件不變，在丙圖實驗的基礎上小智只將________________，測出滑動摩擦力的大小為2.2 N，通過與丙圖實驗測得的滑動摩擦力相比，選擇地墊________(選填“A”或“B”)面鋪在地面上，能更有效地防止地墊在地面上滑動。
答案　(1)壓力　大　(2)A、B兩個面對調　A
解析　(1)比較甲、丙兩次實驗，得出結論：接觸面粗糙程度相同時，丙中壓力大，彈簧測力計示數也大，即壓力越大，滑動摩擦力越大。
(2)探究滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關系，要控制壓力大小相同，故將A、B兩個面對調，可探究滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關系，地墊A面鋪在地上時，彈簧測力計的示數大，能更有效地防止地墊在地面上滑動。
8.(2021·廣東)小明在做“探究滑動摩擦力的大小與什么因素有關”的實驗，如圖所示。
(1)根據________條件，當彈簧測力計沿水平方向拉著木塊做________運動時，木塊所受滑動摩擦力的大小等于拉力的大小，如圖甲所示。
(2)小明在圖甲實驗中發現較難保持木塊勻速運動，彈簧測力計示數不穩定。于是，他與同學們一起改進實驗，如圖乙所示，固定彈簧測力計，通過拉動長木板進行實驗，實驗記錄如表，則木塊所受的滑動摩擦力大小為________ N。
實驗次數 長木板運動情況 彈簧測力計示數/N
1 勻速 2.0
2 由慢到快 2.0
3 由快到慢 2.0
(3)寫出用圖乙裝置的一條優點：___________________________________________________。
答案　(1)二力平衡　勻速直線　(2)2.0　(3)長木板不必進行勻速直線運動，摩擦力等于彈簧測力計示數，并且彈簧測力計處于靜止狀態，容易讀數
解析　(1)實驗中，應在水平方向拉著木塊做勻速直線運動，木塊在水平方向上受到平衡力的作用，根據二力平衡，滑動摩擦力大小等于拉力大小，即等于彈簧測力計示數。
(2)固定彈簧測力計，通過拉動長木板進行實驗，木塊相對于地面保持靜止狀態，木塊在水平方向上受力平衡，受到的滑動摩擦力等于彈簧測力計的示數，彈簧測力計示數為2.0 N，則滑動摩擦力為2.0 N。
(3)與直接用彈簧測力計拉動木塊測量摩擦力相比，拉動木板進行實驗具有容易操作的優點：長木板不必進行勻速直線運動，摩擦力總等于拉力，并且彈簧測力計處于靜止狀態，便于讀數。
9．(創新實驗)(2023·廣州越秀區模擬)為了探究“滑動摩擦力的大小與什么因素有關”，小柯設計了如圖甲所示的實驗裝置。小柯用水平向左的力F拉動平板小車1，鐵塊A靜止，在4秒鐘內觀察拉力傳感器的示數變化，并繪制了如圖乙所示的圖象。
(1)請你在圖丙方框內畫出t＝0.5 s時，鐵塊A的受力示意圖。
(2)當平板小車1開始運動時，鐵塊受到的摩擦力為________ N。
(3)接著，小柯用電動機水平向左拉動上表面比平板小車1光滑的平板小車2，鐵塊A保持靜止，如圖丁，并用彈簧測力計豎直向上拉鐵塊，讀出彈簧測力計和拉力傳感器的示數并記錄在表格中(拉線足夠長)。
實驗次數 鐵塊重力/N 彈簧測力計示數/N 拉力傳感器示數/N
1 4 0 1.6
2 4 0.5 1.4
3 4 1.0 1.2
表格中第1次實驗中拉力傳感器的示數比圖乙中1～4 s時的示數小，由此我們可知滑動摩擦力的大小與________________有關；通過分析表中數據，我們可以知道滑動摩擦力的大小還與________________有關。
(4)小剛認為：該實驗中小車與水平桌面之間要盡量減小粗糙程度，否則會使拉力傳感器的讀數偏大，你認為他的說法是否合理，為什么？_________________________________________。
答案　(1)如圖　(2)2.0　(3)接觸面粗糙程度　壓力大小　(4)不合理　拉力傳感器示數始終等于平板小車對鐵塊的摩擦力(大小決定于鐵塊對小車的壓力和接觸面的粗糙程度)，與小車和水平桌面之間的摩擦力無關，故該實驗中小車與水平桌面之間要盡量減小粗糙程度，否則會使拉力傳感器的讀數偏大，這一說法不合理
解析　(1)t＝0.5 s時，鐵塊A相對地面處于靜止狀態，受到拉力傳感器的拉力與受到平板小車施加的摩擦力為一對平衡力，大小相等，方向相反(0～1秒，拉力傳感器示數變大，受到摩擦力也變大)，因拉力傳感器的拉力方向為水平向右，故鐵塊A受到的摩擦力方向水平向左；在豎直方向A還受到豎直向下的重力及豎直向上的支持力的作用，t＝0.5 s時，鐵塊A的受力示意圖見答案圖。
(2)當平板小車1開始運動時，鐵塊A相對地面處于靜止狀態，鐵塊受到的摩擦力等于拉力大小，根據題圖乙可知，此時拉力為2.0 N，鐵塊受到的摩擦力為2.0 N。
(3)已知平板小車2的接觸面比平板小車1光滑，而表格中第1次實驗中拉力傳感器示數比題圖乙中1～4 s時小，即鐵塊受到的滑動摩擦力較小，故得出：壓力相同時，滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度有關；通過分析表格數據，對鐵塊而言，彈簧測力計的示數越大，鐵塊受到豎直向上的拉力越大，鐵塊對于小車的壓力越小，拉力傳感器的示數也變得越小，故可得出結論：在接觸面粗糙程度相同時，壓力越小，滑動摩擦力越小，由此可知滑動摩擦力的大小還與壓力大小有關。
(4)拉力傳感器示數始終等于平板小車對鐵塊的摩擦力(大小決定于鐵塊對小車的壓力和接觸面的粗糙程度)，與小車和水平桌面之間的摩擦力無關，故該實驗中小車與水平桌面之間要盡量減小粗糙程度，否則會使拉力傳感器的讀數偏大，這一說法不合理。

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