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同学们观看冬奥会冰壶比赛时,发现冰壶运动员在冰面上来去自如,同学们上网查了一下冰壶运动员用的鞋,发现两只鞋底不同,如图所示。同学们对此产生了疑问,鞋底不同对摩擦力有什么影响?于是对滑动摩擦力的影响因素进行了探究。

【问题】

同学们对滑动摩擦力的影响因素提出如下猜想:

①滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小有关;

②滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。

【证据】

(1)同学们准备了如下器材:长木板、棉布、木块、砝码、弹簧测力计等。设计了表格如下;

实验次数

桌面上所垫材料

木块上所放砝码质量/g

弹簧测力计示数/N

木板

0

2.2

木板

50

3.6

棉布

0

3.0

(2)根据知识,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动时,木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力的大小;

(3)如图所示,同学们分别改变压力大小和接触面的粗糙程度进行了探究,实验数据记录在表格中。

【解释】

(1)比较图中甲乙两次实验可知,当接触面粗糙程度相同时,越大,滑动摩擦力越大;

(2)比较图中甲丙两次实验可知,当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;

(3)通过实验探究分析可知,冰壶运动员用的鞋两只鞋底不同,是利用滑动摩擦力大小与有关。

【交流】

(1)同学们在实验中发现该实验存在一些不足之处。于是他们经过讨论重新设计实验,如图戊所示,固定弹簧测力计,拉动长木板进行实验。这种设计的优点是:

(2)同学们完成实验后,有人提出滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关,于是小明同学对这个实验进行设计,将木块沿竖直方向切掉一半后进行实验,如图丁所示,测得木块所受摩擦力与图甲测得的摩擦力进行比较,可得出滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关的结论。请分析评估该设计是否可行:

知识点
参考答案
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