物理探究实验:影响摩擦力大小的因素
探究准备
技能准备:
弹簧测力计,长木板,棉布,毛巾,带钩长方体木块,砝码,刻度尺,秒表。
知识准备:
1. 二力平衡的条件:作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且在同一直线上,这两个力就平衡。
2. 在平衡力的作用下,静止的物体保持静止状态,运动的物体保持匀速直线运动状态。
3. 两个相互接触的物体,当它们做相对运动时或有相对运动的趋势时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫摩擦力。
4. 弹簧测力计拉着木块在水平面上做匀速直线运动时,拉力的大小就等于摩擦力的大小,拉力的数值可从弹簧测力计上读出,这样就测出了木块与水平面之间的摩擦力。
探究导引
探究指导:
关闭发动机的列车会停下来,自由摆动的秋千会停下来,踢出去的足球会停下来,运动的物体之所以会停下来,是因为受到了摩擦力。
运动物体产生摩擦力必须具备以下三个条件:1.物体间要相互接触,且挤压;2.接触面要粗糙;3.两物体间要发生相对运动或有相对运动的趋势。三个条件缺一不可。
摩擦力的作用点在接触面上,方向与物体相对运动的方向相反。由力的三要素可知:摩擦力除了有作用点、方向外,还有大小。
提出问题:摩擦力大小与什么因素有关?
猜想1:摩擦力的大小可能与接触面所受的压力有关。
猜想2:摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关。
猜想3:摩擦力的大小可能与产生摩擦力的两种物体间接触面积的大小有关。
探究方案:
用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿长木板滑动,从而测出木块与长木板之间的摩擦力;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;把棉布铺在长木板上,从而改变接触面的粗糙程度;改变木块与长木板的接触面,从而改变接触面积。
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探究过程:
1. 用弹簧测力计匀速拉动木块,测出此时木块与长木板之间的摩擦力:0.7N
2. 在木块上加50g的砝码,测出此时木块与长木板之间的摩擦力:0.8N
3. 在木块上加200g的砝码,测出此时木块与长木板之间的摩擦力:1.2N
4. 在木板上铺上棉布,测出此时木块与长木板之间的摩擦力:1.1N
5. 加快匀速拉动木块的速度,测出此时木块与长木板之间的摩擦力:0.7N
6. 将木块翻转,使另一个面积更小的面与长木板接触,测出此时木块与长木板之间的摩擦力:0.7N
探究结论:
1. 摩擦力的大小跟作用在物体表面的压力有关,表面受到的压力越大,摩擦力就越大。
2. 摩擦力的大小跟接触面粗糙程度有关,接触面越粗糙,摩擦力就越大。
3. 摩擦力的大小跟物体间接触面的面积大小无关。
4. 摩擦力的大小跟相对运动的速度无关。
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