三、摩擦力教案和课堂实录

与摩擦力相关的实验探究

与摩擦力相关的实验探究

●自主预习

在探究影响摩擦力大小的因素实验中，要用弹簧测力计

水平匀速

拉动木块，我们从弹簧测力计上读出的是

拉力

的大小，此时木块受到的水平拉力与摩擦力是

平衡力

，这两个力的大小

相等

，方向

相反

，所以弹簧测力计示数大小也等于

摩擦力

的大小，这是一种间接测量法. ●小组讨论

1.摩擦力的大小与接触面的面积是否有关？如何设计实验验证？

实验器材：

；

设计实验：

. 2.如何利用摩擦力判断物体表面的粗糙程度？

如图，同一水平桌面上放有形状完全相同的长方体木块和铁块各一个。现想探究木块和铁块的下表面谁更粗糙，请你只利用一个量程满足实验要求的弹簧测力计，设计一个实验来验证你的猜想。写出实验的步骤并分析实验的结果.

实验步骤：

(1)将铁块放在木块上，用弹簧测力计

水平匀速

拉动木块，记下测力计示数F1。

(2)将

木块

放在

铁块

上，用弹簧测力计

水平匀速

拉动铁块，记下测力计示数F2。

实验结果：

若F1>F2，则木块下表面粗糙；若F1

铁块

下表面更粗糙.

3.（1）在采用如图所示的实验装置测量木块与长木板之间的摩擦力时，发现很难保持弹簧测力计示数的稳定，很难读数。原因是很难保持木块做匀速直线运动。

（2）为解决上述问题，可对实验装置进行了改进，如下图所示。

使用时，只需拉动长木板，木块就始终处于静止状态，根据二力平衡的条件，弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。该改进装置的好处是不需要匀速拉动长木板，只需要拉动长木板即可。

●教师点拨

1.前节课已得出影响摩擦力大小的因素是接触面的粗糙程度和物体与接触面之间的压力，此环节探究摩擦力的大小是否与接触面积的大小有关，需在压力和接触面粗糙程度一定的条件下进行，再次运用到控制变量法。

2.当拉动物体很难做匀速直线运动时，可对实验装置进行改进，使物体不需做匀速直线运动。

●跟踪训练

1.小明在探究“摩擦力的大小与什么因素有关”的实验时，提出了如下四个猜想。根据你对本实验的探究，发现其中与实验结论不相符合的是（

C ）

．．．．Ａ．摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关

Ｂ．把滑动变为滚动，摩擦力变小

Ｃ．摩擦力的大小可能与物体间接触面积的大小有关

Ｄ．摩擦力的大小可能与接触面上压力的大小有关

2. 在研究摩擦力时，小明同学用一块各侧面光滑程度完全相同的木块，在同一水平桌面上进行了三次实验。如图所示，当用弹簧测力计水平拉木块做匀速直线运动时，弹簧测力计三次示数F1、F2、F3的大小关系为（

A ）

A. F1 = F2＞F3 B. F1＞F2＞F3 C. F2＞F1＞F3 D. F1＜F2 = F3

3.某兴趣小组的同学在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关系”时，提出了以下几种猜想：

A.与物体接触面积的大小有关

B.与物体受到的压力大小有关

C.与物体运动速度有关

D.与物体间接触面的粗糙程度有关

为了验证以上猜想是否正确，小组利用如图所示装置进行了实验.实验中所用的木块完全相同，操作方法正确，实验过程及实验数据如下表所示. 不同表面

木块表面

实验次数

1 2 3 4 木块上

铺毛巾

5 6 木块的放置方式

木块的运动速度

弹簧秤读数/N 一个平放

一个平放

一个侧放

两个平叠放

一个平放

两个平叠放

v 1.5v v v 1.5v v 1.8 1.8 1.8 3.6 2.4 4.8

(1)由第1、2次实验，可验证猜想

C 是错误的. (2)由第1、3次实验，可得出的结论是：滑动摩擦力的大小与

物体间接触面积大小无关

。

(3)由第1、4次实验，可得出的结论是：

接触面的粗糙程度一定，压力越大，摩擦力越大

。

(4)除第2、5次实验可以验证猜想D外，还有实验也可验证猜想D，请你写出两组，两组实验分别是

4 和

6 、

1 和

5 (只填实验次数)。

4.在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关的实验中，某同学提出下列猜想：

Ⅰ、与物体速度的大小有关

Ⅱ、与接触面的粗糙程度（表面状况）有关

Ⅲ、与压力的大小有关

（1）、为了验证上述猜想是否正确，他采用了图甲所示的装置进行实验。实验中应拉着弹簧测力计使木块沿水平方向做

匀速直线运动。

（2）实验时他发现弹簧测力计的示数不稳定，便对实验装置进行改进，如图乙所示，他用双面胶将弹簧测力计固定在长方体木块的上表面，用细线连接弹簧测力计的挂钩和电动机。在木块上放置不同的砝码，当电动机以不同的转速工作时，通过细线水平拉动木块以不同的速度做匀速直线运动。实验记录如下

实验次数

1 2 3 4 表面状况

木块----木板

同上

同上

木块----砂纸

压力/N 2.0 4.0 4.0 2.0 摩擦力/N 0.6 1.2 1.2 1.0 木块的速度/m/s 0.1 0.1 0.2 0.1 ①分析3、4两次的实验记录，

不能

（填“能”或“不能”）验证猜想Ⅰ。

②分析 1、4 两次的实验记录，可初步验证猜想Ⅱ

③分析 1、2 两次的实验记录，可初步验证猜想Ⅲ

5.小明看见农民伯伯在用铁锹挖土时，不时地往手上吐口水，询问后得知是为了防止打滑。但为什么许多场合写着“地板湿滑小心慢走”？于是他找来弹簧测力计、滴管、一块油漆过的木块和一杯水进行探究．如图，在水平玻璃桌面上滴不同滴数的水并涂匀，立即让木块在玻璃桌面上做匀速直线运动，测出摩擦力，记录数据如表：

实验次数

水滴数/滴

摩擦力/牛

1

5

1.3 2

10 1.5

3

15

1.8 4

20 1.4

5

25

1.2

（1）该实验基于的假设是 摩擦力大小可能与水滴多少有关

。

（2）第五次实验中弹簧测力计的读数如图，为 1.2牛．

（3）随着水滴的增加，摩擦力的大小变化趋势更接近以下四幅图中的

B 图．