2024年中考物理實(shí)驗(yàn)(全國(guó)版)：探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素（原卷版）

實(shí)驗(yàn)9探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素

基礎(chǔ)考點(diǎn)梳理

【設(shè)計(jì)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】

1.實(shí)驗(yàn)原理：二力平衡;

2.實(shí)驗(yàn)裝置

3.【分析與論證】

次數(shù)壓力的大小程度接觸面粗糙程度摩擦力(N)

1小光滑2

2大光滑3

3大粗糙4

(1)在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，在第1、2次實(shí)驗(yàn)中變量是______控制的變量是。得到的結(jié)論是：。

(2)在研究接觸面的粗糙程度對(duì)摩擦力大小的影響時(shí)，可采用第次的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到的結(jié)論

是：。滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】

滑動(dòng)摩擦力的大小跟接觸面所受的壓力大小有關(guān)，接觸面受到的壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大；滑動(dòng)摩擦力

大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大。

【實(shí)驗(yàn)方法】

(1)控制變量法：

①探究滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力的關(guān)系，控制接觸面的粗糙程度不變，改變物塊對(duì)接觸面的壓力，比

較壓力不同時(shí)滑動(dòng)摩擦力的大小關(guān)系；

②探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系，控制壓力不變，改變接觸面粗糙程度，比較接觸

面粗糙程度不同時(shí)滑動(dòng)摩擦力的大小關(guān)系。

(2)轉(zhuǎn)換法：通過讀取彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)來間接測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小。

【交流與討論】

(1)實(shí)驗(yàn)中要—拉動(dòng)木塊，使木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，重力和支持力平衡，才能保證拉力大小等于滑動(dòng)摩擦

力。

⑵滑動(dòng)摩擦力的大小與運(yùn)動(dòng)、的大小無關(guān)。

【實(shí)驗(yàn)評(píng)估】

實(shí)驗(yàn)中很難控制水平勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，所以會(huì)導(dǎo)致彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不穩(wěn)定。因此，將實(shí)驗(yàn)方案改進(jìn)

如下，對(duì)比甲圖，乙圖優(yōu)點(diǎn)：.

甲圖乙圖

典型例題賞析

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：滑動(dòng)摩擦力的大小跟接觸面所受的壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān).

(1)接觸面受到的壓力大小一定時(shí)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大.

(2)接觸面的粗糙程度一定時(shí)，接觸面受到的壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大.

1.實(shí)驗(yàn)小組在“探究滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中.

猜想1：滑動(dòng)摩擦力的大小可能與接觸面受到的壓力有關(guān)

猜想2：滑動(dòng)摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)

根據(jù)猜想，實(shí)驗(yàn)小組按下圖所示的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn).

(1)實(shí)驗(yàn)過程中，水平拉動(dòng)木塊在較光滑的木板上做運(yùn)動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖甲所示，木

塊所受滑動(dòng)摩擦力為N.所探究的摩擦力是指與木塊之間的滑動(dòng)摩擦力.

要點(diǎn)1.測(cè)量原理：木塊在水平方向受拉力與滑動(dòng)摩擦力作用，處于平衡狀態(tài)，二力大小相等

易錯(cuò)：木塊處于平衡狀態(tài)時(shí)要判斷兩個(gè)力的大小是否相等，需要考慮是否滿足二力平衡的條件

(2)為了驗(yàn)證猜想1,應(yīng)選擇________兩圖的實(shí)驗(yàn)步驟，分析現(xiàn)象和數(shù)據(jù)可知，在一

定時(shí)，接觸面受到的壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越.

要點(diǎn)2.探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面所受壓力的關(guān)系：控制接觸面粗糙程度相同，只改變接觸面所受壓

力大小

(3)通過分析步驟乙、丙，小明得出“接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力就越大”的結(jié)論，小亮認(rèn)為他的結(jié)論缺少

前提條件

（4）（與速度的關(guān)系）（2022黃石）木塊的速度會(huì)影響滑動(dòng)摩擦力嗎？組內(nèi)小明想用測(cè)力計(jì)加速拉動(dòng)木塊,

測(cè)得不同速度時(shí)的測(cè)力計(jì)示數(shù)，比較摩擦力.你認(rèn)為是否可行？,理由是測(cè)力計(jì)的示數(shù)_______木

塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大?。ㄟx填或“=.

要點(diǎn)3.關(guān)鍵點(diǎn)解讀：“加速”拉動(dòng)木塊時(shí)，木塊沒有處于平衡狀態(tài)

（5）（與受力面積的關(guān)系）（人教八下習(xí)題改編）有同學(xué)提出接觸面積的大小會(huì)影響滑動(dòng)摩擦力嗎？小

明想通過豎直切割木塊來改變接觸面積如圖丁所示，組內(nèi)其他人認(rèn)為他的操作是錯(cuò)誤的，理由是

,改進(jìn)方法是.

要點(diǎn)4.探究滑動(dòng)摩擦力與接觸面積的關(guān)系：需要控制其他條件相同，只改變接觸面積大小

（6）（裝置改進(jìn)）（教參素材改編）實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)較難保持木塊勻速運(yùn)動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不

穩(wěn)定，于是改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置如圖戊所示，固定彈簧測(cè)力計(jì)，通過拉動(dòng)長(zhǎng)木板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)記錄如下表，則

木塊所受滑動(dòng)摩擦力大小為N,由表中數(shù)據(jù)可以得出：滑動(dòng)摩擦力大小與速度大?。ㄟx填“有

關(guān)”或“無關(guān)”），請(qǐng)寫出該裝置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)：.

實(shí)驗(yàn)次數(shù)長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)情況彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)/N

1

勻速2.0

2由慢到快2.0

3由快到慢2.0

（7）（創(chuàng)新裝置）完成實(shí)驗(yàn)后老師又利用壓力傳感器、滑輪、沙桶（配細(xì)沙若干）與小組同學(xué)一起探究

滑動(dòng)摩擦力與壓力的定量關(guān)系，裝置如圖己所示（白紙質(zhì)量忽略不計(jì)），實(shí)驗(yàn)中是通過來改變

白紙所受壓力的大小，水平向左拉動(dòng)白紙，計(jì)算機(jī)通過傳感器采集的數(shù)據(jù)繪制的拉力與壓力的關(guān)系如圖庚

所示，由圖可知：接觸面粗糙程度一定時(shí)，.

要點(diǎn)5.創(chuàng)新裝置解讀：

①定滑輪：改變力的方向

②沙桶：通過改變沙桶的重力從而改變鐵塊對(duì)白紙的壓力.

③傳感器：可以實(shí)時(shí)、精確地采集力的大小.

2.在生活中?？吹酱诖a頭停泊時(shí)把纜繩繞在碼頭的船樁上幾圈，即使不打結(jié)也能固定住船。生活經(jīng)驗(yàn)告

訴我們：繩子纏繞之后，會(huì)增大摩擦力。那摩擦力的大小與纏繞的圈數(shù)之間存在怎樣的關(guān)系呢？帶著這

一問題小明設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)器材：課桌、鐵架臺(tái)、彈簧測(cè)力計(jì)、粗棉線、圓柱形鐵棒、重物。

請(qǐng)回答下列問題：

(1)將鐵架臺(tái)置于水平桌面上，彈簧測(cè)力計(jì)掛在鐵架臺(tái)細(xì)桿上，并且在方向上對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)

校零。將棉線的一端系在彈簧測(cè)力計(jì)掛鉤上，另一端與重物相連，測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后為7.6N。

(2)把鐵棒固定在鐵架臺(tái)的底座上，將棉線在鐵棒上繞1圈如圖甲所示，此時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3N,則

棉線與鐵棒之間的摩擦力為No

(3)逐次增加棉線繞在鐵棒上的圈數(shù)，直至彈簧測(cè)力的示數(shù)接近于零，將相關(guān)數(shù)據(jù)記錄并畫出拉力的大

小隨繞繩圈數(shù)變化的大致圖像，如圖1乙所示。通過分析圖像可以得出摩擦力隨繞繩圈數(shù)變化的關(guān)系

是O

(4)結(jié)合影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素分析：增加繞繩圈數(shù)后摩擦力增大的原因是由于增大，

這一物理量增大的原因是O

3.在“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小因素”的實(shí)驗(yàn)中，小明利用1個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)、1個(gè)木塊、1條毛巾、1個(gè)祛

碼、1塊長(zhǎng)木板，做了如圖所示的3次實(shí)驗(yàn)。

(1)比較圖中甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)，是為了探究滑動(dòng)摩擦力大小與的關(guān)系。

(2)小明做圖甲中第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)，拉力隨時(shí)間變化的圖象如圖A所示，木塊的速度隨時(shí)間變化的圖象

如圖B所示，則第7s時(shí)木塊所受的摩擦力為No

(3)小芳將實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行了改進(jìn)，如圖C所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)變速拖動(dòng)長(zhǎng)木板，(選填“能”或“不

能”)測(cè)量出木塊所受滑動(dòng)摩擦力的大小。若此時(shí)木板勻速直線運(yùn)動(dòng)，畫出地面對(duì)木板的摩擦力的示意

圖(標(biāo)出摩擦力的大小)。

4.某興趣小組在探究“滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，提出了以下幾種猜想：

A.與壓力的大小有關(guān)

B.與接觸面積的大小有關(guān)

C.與接觸面的粗糙程度有關(guān)

為了驗(yàn)證以上猜想是否正確，該小組利用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下

序號(hào)實(shí)驗(yàn)條件摩擦力

木板的放置表面情況壓力/N/N

1平放木板表面40.8

2平放木板表面61.2

3平放木板表面81.6

4側(cè)放木板表面81.6

5豎放木板表面81.6

6平放木板上鋪棉布41.2

7平放木板上鋪毛巾42.0

(1)本實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)摩擦力的大小是由彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)得出的，要使水平拉力大小與滑動(dòng)摩擦力的大小

相等，木塊必須保持狀態(tài)；

(2)由序號(hào)1、2、3的實(shí)驗(yàn)，可驗(yàn)證猜想(填字母)o要驗(yàn)證猜想C,應(yīng)選擇序號(hào)是的

三組實(shí)驗(yàn)；要驗(yàn)證猜想B應(yīng)選擇序號(hào)是的三組實(shí)驗(yàn)；

(3)根據(jù)表格數(shù)據(jù)判斷，圖中a圖線表示滑動(dòng)摩擦力f的大小隨變化的關(guān)系。b圖線表示滑

動(dòng)摩擦力f的大小隨變化關(guān)系。

5.在探究“影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)中，裝置如圖所示，鋁塊和木塊的外形相同，一端帶有定

滑輪的長(zhǎng)木板固定不動(dòng)，鋁塊通過細(xì)線與彈簧測(cè)力計(jì)相連。(忽略滑輪的摩擦)

(1)圖甲中，將鋁塊放在水平木板上，豎直向上拉測(cè)力計(jì)，當(dāng)鋁塊沿水平方向做(選填“加

速”“減速”或“勻速”)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋁塊所受滑動(dòng)摩擦力大小等于測(cè)力計(jì)的示數(shù)Fi,則Fi=N；

(2)在圖乙實(shí)驗(yàn)完成的基礎(chǔ)上，將木塊和鋁塊位置互換(即木塊在下，鋁塊在上)后再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則

可以進(jìn)一步探究滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面的的關(guān)系；

(3)請(qǐng)你判斷：圖丙中，鋁塊水平運(yùn)動(dòng)時(shí)所受滑動(dòng)摩擦力(選填“大于”“等于”或“小于”)

圖甲中鋁塊所受的滑動(dòng)摩擦力；

(4)實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)很難穩(wěn)定，于是設(shè)計(jì)了如圖丁所示的裝置來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。水平

傳送帶的速度可以調(diào)節(jié)，定滑輪摩擦忽略不計(jì)。

①傳送帶主要是靠電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，電動(dòng)機(jī)的原理是通電導(dǎo)線在中受到力的作用；

②啟動(dòng)傳送帶，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定后，木塊相對(duì)于地面是(選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”)

的，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)等于木塊所受滑動(dòng)摩擦力的大小，木塊所受滑動(dòng)摩擦力的方向?yàn)樗?/p>

向;

③某次實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定后，改變傳送帶的速度大小，大家發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)沒有

改變，此現(xiàn)象說明滑動(dòng)摩擦力與速度(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。

6.如圖所示，是某物理小組探究“滑動(dòng)摩擦力大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)。

F2

7/7777777777777777777/7777777777777

甲（木板表面）乙（木板表面）丙(毛巾表面)

(1)實(shí)驗(yàn)過程中,必須用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉著木塊做運(yùn)動(dòng)，這樣做利用知

識(shí)便于測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大

(2)觀察圖甲、乙，發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)FI<F2,由此可知：在接觸面粗糙程度相同時(shí)，越

大，滑動(dòng)摩擦力越大。

(3)觀察圖甲、丙，發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)FI<F3,說明：壓力一定時(shí)，接觸面粗糙程度

，滑動(dòng)摩擦力越大。(選填“越大”或“越小”)

(4)在實(shí)驗(yàn)后交流的過程中，小華發(fā)現(xiàn)有同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)，在托盤中放入適量的

祛碼，使木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)回答下列問題：

①為了測(cè)量木塊的滑動(dòng)摩擦力，需要測(cè)量的物理量是(填選項(xiàng)目前的編號(hào))。

A.木板的質(zhì)量miB.木塊的質(zhì)量m2

C.祛碼的質(zhì)量mjD.托盤和祛碼的總質(zhì)量m4

②木塊的滑動(dòng)摩擦力表達(dá)式為f=(用已知和測(cè)量的物理量符號(hào)表示)。

③小華猜想：摩擦力的大小可能跟接觸面的面積有關(guān)。于是，他在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將木塊沿豎直方

向切去一部分后。用剩下的部分繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的滑動(dòng)摩擦力變小。由此得出：滑動(dòng)摩擦力的大小

隨接觸面積的減小而減小。你認(rèn)為她的探究過程存在的問題是O

7.小紅和小明在探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素時(shí)，小紅設(shè)計(jì)了如圖所示的三次實(shí)驗(yàn)。

(1)實(shí)驗(yàn)要求用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊沿水平方向_________直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)原理，可知此時(shí)

摩擦力與拉力大小相等，否則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不等于摩擦力。

(2)在甲圖實(shí)驗(yàn)中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為No

(3)比較甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)，可以得出結(jié)論：當(dāng)接觸面粗糙程度一定時(shí)，,滑動(dòng)摩擦力越大。

(4)比較兩次實(shí)驗(yàn),可以得出結(jié)論：當(dāng)壓力大小一定時(shí)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大。

(5)甲圖中物體運(yùn)動(dòng)的速度大小為VI,乙圖中物體運(yùn)動(dòng)的速度大小為V2.實(shí)驗(yàn)過程中，關(guān)于VI和V2的

大小，下列說法正確的是(選填字母)。

A.VI一定大于V2B.VI一定小于V2

C.VI一定