中考物理二轮复习必考重点实验专题04 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关（含解析）

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第一部分 新课标13类中考必考的重点实验
专题04.探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关（共道题）
1. （2022辽宁鞍山）小明在做“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验时，使用的器材有弹簧测力计、两个相同的铁块、长木板。

（1）将铁块放在长木板上，用弹簧测力计拉着铁块沿水平方向做匀速直线运动，弹簧测力计示数如图甲所示，则铁块受到滑动摩擦力的大小等于_______N；
（2）如图乙所示，将两个铁块叠放在一起，重复上面的操作。比较甲、乙两次实验，可以得出：在接触面的粗糙程度相同时，_______越大，滑动摩擦力越_______；
（3）小明又将两个铁块按照图丙所示的方式放在长木板上进行实验。比较乙、丙两次实验，可探究滑动摩擦力的大小与_______的关系；
（4）实验后小明和同学交流讨论时发现：在实验中很难使铁块做匀速直线运动。于是小明设计了丁图所示的实验装置，该装置_______（选填“需要”或“不需要”）长木板做匀速直线运动。当长木板的运动速度增大时，弹簧测力计的示数_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】 （1）1.2 （2）压力 大 （3）接触面积大小 （4）不需要 不变
【解析】（1）由图甲可知，弹簧测力计1N之间有5小格，每小格代表0.2N，故测力计分度值为0.2N，示数为1.2N；弹簧测力计水平拉动铁块进行匀速直线运动时，水平方向上铁块受到拉力和滑动摩擦力作用，这两个力是平衡力，根据二力平衡条件，滑动摩擦力大小等于拉力大小，拉力大小即为测力计的示数，故铁块受到滑动摩擦力的大小等于1.2N。
（2）比较甲、乙两次实验知接触面的粗糙程度相同，压力的大小不同，且压力越大，弹簧测力计的示数越大，滑动摩擦力越大，故可以得出：在接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
（3）比较乙、丙两次实验压力大小相同、接触面的粗糙程度相同，接触面积的大小不同，故可探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小的关系。
（4）图丁拉动长木板的过程中，铁块与木板之间是滑动摩擦力，而滑动摩擦力的大小与相对速度无关，所以不需要匀速抽动长木板，铁块所受的滑动摩擦力不变，故弹簧测力计的示数不变。
2. （2022内蒙古通辽）为了测量滑动摩擦力的大小，甲组同学设计了如图所示实验装置。实验中，小桶内装入适量的沙子，细绳水平拉动木块，使木块恰好做匀速直线运动。（轻绳与滑轮的摩擦不计）

（1）实验中定滑轮的作用是_______；
（2）为了测量木块受到的滑动摩擦力，需要测量的物理量是_______；
（3）小桶落地后，木块继续向前运动，这是由于木块具有______，此时木块受到的滑动摩擦力_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（4）把毛巾铺在木板上，想要测出图中木块在毛巾上受到的滑动摩擦力大小，下一步的操作是_______；
（5）乙组同学觉得用已知质量的钩码代替沙桶，可以简化实验操作步骤，你觉得哪组的方法更好：______（选填“甲组”或“乙组”）。
【答案】 （1）改变力的方向 （2）小桶和沙子的总质量 （3）惯性 不变 （4） 往小桶中增加沙子，使木块做匀速直线运动 （5）甲组
【解析】（1）定滑轮的实质是一个等臂杠杆，不能省力，但可以改变力的方向。所以，实验中定滑轮的作用是改变拉力的方向。
（2）小桶内装入适量的沙子，滑块恰好做匀速直线运动。此时的拉力等于小桶和沙子的总重力。所以，为了测量滑块受到的滑动摩擦力，需要测量的物理量是小桶和沙子的总质量。
（3）物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，小桶落地后，滑块由于惯性继续向前运动。
[4]继续向前运动过程中，由于压力不变，接触面的粗糙程度不变，则滑块所受滑动摩擦力大小不变。
（4）把毛巾铺在木板上，接触面粗糙程度增大，滑动摩擦力增大，应该往小桶中增加沙子，以此增大拉力，木块才会做匀速直线运动。
（5）乙组觉得用钩码代替沙桶可以简化实验操作步骤，但此想法不能达到目的，因为用钩码不能连续改变拉力的大小，难以控制滑块做匀速直线运动，故甲组的方法更好。
3. （2022四川遂宁）某兴趣小组在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时，用同一木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。

（1）甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向匀速拉动木块，根据二力平衡知识，弹簧测力计对木块的拉力大小______（选填“等于”、“大于”或“小于”）滑动摩擦力的大小；
（2）通过对比甲、乙两次实验可知：其他条件相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（3）通过对比______两次实验可知：其他条件相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（4）兴趣小组的同学利用甲图实验装置继续探究滑动摩擦力与速度的关系，改变木块的速度，进行实验，记录的实验数据如下表：
实验次数
1
2
3
4
运动速度（m/s）
0.2
0.3
0.4
0.5
测力计的示数（N）
1.2
1.2
1.2
1.2
分析实验数据可知：滑动摩擦力的大小与物体运动的速度______（选填“有关”或“无关”）；
（5）小组交流讨论时发现：在实验中很难使木块做匀速直线运动，于是小伟设计了如图丁所示实验装置，该装置的优点是_______（选填“需要”或“不需要”）长木板做匀速直线运动。

【答案】（1）等于 （3）甲、丙 （4）无关 （5）不需要
【解析】（1）实验时，用弹簧测力计水平拉动木块，使其在水平桌面上做做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡知识，可知滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。
（3）要得到其他条件相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大的结论，需要控制压力不变，接触面的粗糙程度不同，选择甲丙两图进行实验。
（4）由表中数据可知，压力和接触面的粗糙程度不变，速度大小不同，测力计的示数不变，滑动摩擦力的大小不变，可以得到滑动摩擦力的大小与物体运动的速度无关。
（5）丁图所示的实验装置，拉动长木板向左运动，木块相对于地面静止，受到摩擦力和测力计的拉力为一对平衡力，摩擦力的大小等于弹簧测力计的拉力，不需要长木板做匀速直线运动。
4. （2022四川广元）在研究滑动摩擦力大小与压力大小关系的实验中，实验小组进行了如下探究：

（1）为了测量滑动摩擦力的大小，实验小组组装了如图甲所示的装置。实验中，水平拉动弹簧测力计，使木块做匀速直线运动，弹簧测力计示数_______（选填“大于”“等于”或“小于”）木块受到滑动摩擦力的大小，其中依据的实验原理是_______。
（2）上述实验中，拉动木块做匀速直线运动时，容易出现弹簧测力计示数不稳定的现象，为了解决这个问题，实验小组设计了如图乙所示的实验装置：粗糙程度均匀的长木条放在水平桌面上，木块放在长木条上，弹簧测力计一端固定，另一端与木块相连，且保持水平状态。
①将一个重力G=2N的木块放在长木条上，一位同学水平向左拉动长木条，另一位同学在木块相对桌面_______时，记录弹簧测力计的示数F。
②再将相同的木块逐次逐个叠放在木块上，多次实验，并将数据填入下表中：
木块的重力G/N
2
4
6
8
10
弹簧测力计的示数F/N
0.8
1.6
2.4
3.2
4.0
分析实验数据可知，在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与压力大小成_______。
【答案】 （1）等于 二力平衡 （2）静止 正比
【解析】（1）如图，将长方体木块置于水平木板上，用弹簧测力计在水平方向上匀速拉动木块，读出弹簧测力计示数，根据二力平衡知识可知弹簧测力计示数等于木块受到滑动摩擦力的大小。
（2）向左拉动长木条，在木块相对桌面静止时，拉力和摩擦力是一对平衡力，记录弹簧测力计的示数F为摩擦力的大小。
水平桌面上，木块压力的大小等于木块的重力大小，根据数据分析得

因此，在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与压力大小成正比。
5. （2022辽宁铁岭）小奇用木板、棉布、木块、砝码和弹簧测力计探究影响滑动摩擦力大小因素。

（1）如图所示的三次实验中，用弹簧测力计拉动木块沿水平方向做_______运动，此时弹簧测力计对木块的拉力_______（填“大于”“小于”或“等于”）木块受到的摩擦力。丙实验中砝码受到的摩擦力为______N。
（2）①对比甲、乙实验可知：压力一定，接触面越粗糙，滑动摩擦力越_______。
②对比_______实验可知：接触面粗糙程度一定，压力越大，滑动摩擦力越大。雪后由于路面湿滑，避免学生滑倒，学校工作人员在校门口撒上沙子。这一事例可用结论_______（填“①”或“②”）来解释。
【答案】（1）匀速直线 等于 0 （2）大 甲、丙 ①
【解析】（1）实验中用弹簧测力计拉动木块沿水平方向做匀速直线运动，木块受力平衡，弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的摩擦力是一对平衡力，大小相等。
实验中砝码与木块相对静止，没有相对运动或相对运动的趋势，所受摩擦力为0。
（2）对比甲、乙实验，物体对接触面的压力相同，乙中弹簧测力计的示数大于甲，说明压力一定，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
甲、丙实验中，接触面的粗糙程度相同，丙中物体对接触面的压力大于甲，丙中弹簧测力计的示数大于甲，说明接触面粗糙程度一定，压力越大，滑动摩擦力越大。
在雪地上撒沙子，是通过增大接触面粗糙程度的方式来增大摩擦，这一事例可用结论①解释。
6. （2022辽宁抚顺）小玉观看2022年冬奥会，发现冰壶运动员在冰面上来去自如，是因为两只鞋底不同，如图甲所示。她猜想滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关。为了模拟运动员的鞋底，她选用了上下表面粗糙程度不同的木块，做了如下实验。

（1）如图乙所示，小玉用弹簧测力计，在水平桌面上，_____拉动木块，此时弹簧测力计的示数为 ______N；
（2）将乙图中的木块 ______，重复上述操作，弹簧测力计的示数为4.0N；经分析可得出：当_______一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越_______；
（3）同组的小明想进一步验证小玉的结论是否正确，于是取来了10g、50g砝码各一个，进行了丙、丁实验（如图所示）。当进行丁实验时，弹簧测力计示数达到最大值时仍无法拉动木块。为了使用现有器材就能完成此实验，可采用的操作方法是_______。
【答案】（1）匀速 2.4（2）下面的接触面换成毛巾 压力 大
（3）将丁实验的砝码换成较小质量的10g的钩码。
【解析】（1）根据二力平衡条件，可知此时应该水平匀速拉动弹簧测力计，这样测力计的示数和摩擦力大小相等。由图中可知测力计示数为2.4N。
（2）由题意知此处改变的是接触面的粗糙程度，故此时应该改变木块下方的接触面粗糙程度，此处可以将下方的木块换成毛巾，弹簧测力计的示数变大，由此可以得出压力不变，接触面粗糙程度增大，摩擦力增大。
（3）由丁图可知此时木块上方放置的是一个50g的钩码，此时弹簧测力计已经到达最大刻度，此时实验器材还有个10g的钩码，故此时可以通过减小木块对桌面的压力的方式来减小摩擦力，故可以将50g钩码换成10g的钩码。
7. （2022辽宁阜新）探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”，如图所示。

（1）小组的同学首先进行了如图甲、乙、丙三次实验，每次他们都用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做 _______运动，根据_______原理，可知此时滑动摩擦力与拉力的大小相等；
（2）分析_______两图可知：在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（3）分析甲、丙两图可知：在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越_______ ；
（4）小组的同学又用乙装置进行了图丁所示的实验，沿水平方向拉着物块做直线运动，弹簧测力计的示数为4.5N，这时物块A受到木板的摩擦力为_______N，物块A上面的砝码在水平方向上处于______（填“平衡”或“非平衡”）状态。
【答案】 （1）匀速直线 二力平衡 （2）甲、乙 （3）大 （4）3. 8 非平衡
【解析】（1）实验过程中，应使弹簧测力沿水平方向拉着物块A做匀速直线运动，物块A处于平衡状态，受平衡力作用，根据二力平衡知识可知，此时弹簧测力计的示数与滑动摩擦力的大小相等。
（2）分析甲、乙两图可知，接触面的粗糙程度相同，压力大小不同，测力计的示数不同，且压力越大，测力计是示数越大，故可得结论：在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
（3）分析甲、丙两图可知，压力相同，接触面的粗糙程度不同，且接触面越粗糙，测力计的示数越大，故可得结论：在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
（4）因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，所以图乙和图丁所示的实验中的滑动摩擦力大小相等，即图丁中物块A受到木板的摩擦力为3.8N。
由4.5N＞3.8N可知，物块A和上面的砝码做变速运动，两者均处于非平衡状态。
8.为探究影响滑动摩擦力大小的因素，实验小组的同学用如图1所示的装置和器材进行。

（1）将木块平放在水平长木板上，用弹簧测力计沿　 　方向拉动，使其做　 　运动，此时弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力的大小。
（2）在木块上加放砝码，是为了探究滑动摩擦力大小与　 　的关系；在长木板上铺上棉布或毛巾，是为了探究滑动摩擦力大小与接触面　 　的关系。
（3）实验中，大家发现弹簧测力计示数很难稳定，于是设计了如图﹣2所示的装置来进行实验。水平传送带的速度可以调节，定滑轮摩擦忽略不计。
①启动传送带，当弹簧测力计的示数稳定后，木块相对于地面　 　，此时弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力的大小，木块所受滑动摩擦力的方向沿水平向　 　。
②某次实验中，当弹簧测力计的示数稳定后，改变传送带的速度大小，大家发现弹簧测力计的示数没有改变，说明木块所受滑动摩擦力的大小与传送带的速度大小　 　。
【答案】（1）水平；匀速直线；（2）压力大小；粗糙程度；（3）静止；左；②无关
【解析】（1）将木块平放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动，使其做匀速直线运动，根据二力平衡，此时弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力的大小；[来源:学科网ZXXK]
（2）在木块上加放砝码，增大了压力，是为了探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系；在长木板上铺上棉布或毛巾，改变了接触面的粗糙程度，是为了探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系；
（3）①启动传送带，当弹簧测力计的示数稳定后，木块相对于地面静止状态，此时弹簧测力计（绳子）对木块的拉力（水面向右）与木块所受滑动摩擦力为一对平衡力，大小相等，方向相反，木块所受滑动摩擦力的方向沿水平向左；②某次实验中，当弹簧测力计的示数稳定后，改变传送带的速度大小，大家发现弹簧测力计的示数没有改变，则滑动摩擦力大小不变，说明木块所受滑动摩擦力的大小与传送带的速度大小无关。
9. 如图是探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验。

(1)实验过程中，用弹簧测力计拉动木块A，使它沿水平方向做_______运动，可得出木块A与接触面之间的滑动摩擦力大小；在图甲中，若拉力变为1.8N，则木块A所受的滑动摩擦力为_______N；
(2)比较甲、乙两次实验，可知滑动摩擦力的大小与接触面的_______有关；
(3)比较乙、丙两次实验，可知滑动摩擦力的大小与_______有关。
【答案】 (1)匀速直线 1.2N (2)粗糙程度 (3)正压力
【解析】(1)使木块在水平方向上做匀速直线运动时，根据牛顿第一定律，可知物体处于平衡状态，所受的滑动摩擦力大小等于拉力的大小。此时若增大拉力，物体会加速运动，但物体所受的滑动摩擦力不变，仍为1.2N。
(2)比较甲、乙两次实验，压力相同，只改变了接触面的粗糙程度，可知滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
(3)比较乙、丙两次实验，粗糙程度相同，只改变了正压力的大小，故可知滑动摩擦力的大小与正压力有关。
10.如图所示，小明用弹簧测力计、木块、砝码、长木板和毛巾探究影响滑动摩擦力大小因素的实验。

(1)实验过程中，应拉着木块在木板上做_______运动，弹簧测力计的示数如图所示，则木块受到的滑动摩擦力大小为______N；
(2)对比甲、乙两次实验，是为了探究滑动摩擦力的大小与_______的关系。图甲中，若拉着木块以较大的速度匀速运动，木块所受摩擦力的大小_______（填变大、变小或不变）；
(3)小明想进一步探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系，进行了图丙的实验，当测力计示数达到最大值时仍没拉动木块，为了使用现有实验器材顺利完成此实验探究，小明可采取的办法是：_______。
【答案】 （1）匀速直线 4.2 （2）压力 不变 （3）见解析
【解析】(1)探究影响滑动摩擦力大小因素的实验中，应拉着木块在木板上做匀速直线运动，拉力与摩擦力是一对平衡力，摩擦力等于拉力。
由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，读数为4.2N，滑动摩擦力大小为4.2N。
(2)对比甲、乙两次实验，接触面相同，压力不同，是为了探究滑动摩擦力的大小与压力的关系。
滑动摩擦力的大小与运动速度无关，若拉着木块以较大的速度匀速运动，木块所受摩擦力的大小不变。
(3)将砝码取下，匀速拉动木块，读出弹簧测力计的示数，然后与甲实验对比。
11.（2021山东菏泽）在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验中，选择如下器材：长木板和表面固定有棉布的长木板、长方形木块（各表面粗糙程度相同）、砝码、弹簧测力计等。
（1）实验中用弹簧测力计沿水平方向拉动放置在长木板上的物块，使其做______运动，此时弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力的大小；
（2）下图为完成本实验设计的操作方案，

得到的实验数据记录如下表：
实验情景
甲
乙
丙
丁
测力计示数/
1.50
1.50
2.10
2.50
该实验设计主要运用了______实验方法；
（3）比较甲、乙两次实验可知，滑动摩擦力大小与接触面积的大小______；比较______两次实验可知，在接触而粗糙程度相同的情况下，压力越小，滑动摩擦力越小；
（4）拔河比赛时队员要穿鞋底带有花纹的运动鞋参赛，这是应用了______两次实验得出的结论。
【答案】 （1）匀速直线（2）控制变量法（3）无关；甲、丙（4）甲、丁
【解析】（1）在实验中，应让物块做匀速直线运动，此时木块在水平方向上的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，则弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。
 （2）滑动摩擦力的大小与多个因素有关，在实验过程中，只需要让一个量变化，其它量保持不变，这是运用了控制变量法。
（3）甲乙两次实验中，木块与木板接触面的粗糙程度相同、压力相同，接触面积的大小不同，但测力计的示数相同，即木块所受的摩擦力相同，所以滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。
在甲、丙两次实验中，木块与木板的接触面相同，但压力不同，甲中木块对木板的压力比乙的小，测力计的示数甲的比丙的小，所以压力越小，滑动摩擦力越小。
（4）实验甲、丁的木块对接触面的压力相同，但丁中接触面的粗糙程度大，测力计的示数大，即木块所受的摩擦力大，而鞋底的花纹是在压力相同时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，所以是利用甲、丁两次的实验结论。