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C
B
4.0
4.0
40
8.0
①、②
当接触面的粗糙程度相同时,
压力越大,滑动摩擦力越大
【分析】
要确定木块与水平桌面间的滑动摩擦力,需利用二力平衡的原理。当木块在水平桌面上做匀速直线运动时,水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,二者大小相等。因此,我们需要从实验数据中找到木块做匀速直线运动时弹簧测力计的示数,该示数即为滑动摩擦力的大小。
【解析】
根据二力平衡条件,当物体做匀速直线运动时,水平方向的拉力与滑动摩擦力大小相等。结合实验数据可知,当木块做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数为3.0N,因此木块与水平桌面间的滑动摩擦力等于此时的拉力,即3.0N。故答案选C。
【答案】
C
【知识点】
二力平衡的应用、滑动摩擦力的测量
【点评】
本题主要考查二力平衡条件在滑动摩擦力测量中的应用,核心是理解匀速直线运动状态下受力平衡的特点,题目注重基础知识点的应用,有助于学生加深对二力平衡和滑动摩擦力的理解。
【难度系数】
0.7
【分析】
首先明确题目中用滚木移动巨石的原理:将滑动摩擦转化为滚动摩擦,以此减小摩擦力。接下来需要逐一分析各选项改变摩擦力的方法,找出与题目原理一致的选项。
【解析】
题目中滚木移动巨石是通过变滑动为滚动来减小摩擦力,对各选项分析如下:
A选项:在拉链上涂蜡,是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力,与题目方法不同;
B选项:自行车转轴处装滚珠轴承,是通过变滑动为滚动来减小摩擦力,和题目中的方法一致;
C选项:用力压住橡皮擦字,是通过增大压力来增大摩擦力,与题目方法不同;
D选项:车轮缠绕铁链,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,与题目方法不同。
【答案】
B
【知识点】
摩擦力的改变方法;滚动与滑动摩擦转换
【点评】
本题考查改变摩擦力的常见方法,需准确区分“变滑动为滚动”“改变压力”“改变接触面粗糙程度”这几种方式的应用场景,核心是理解不同方法的原理差异。
【难度系数】
0.7
【分析】
1. 问题(1)分析:首先根据重力公式$G=mg$计算单个木块的重力,单个木块重力为$2kg×10N/kg=20N$。当木块做匀速直线运动时,根据二力平衡,滑动摩擦力等于弹簧测力计的拉力。第一次实验中,木块匀速运动,滑动摩擦力为4.0N;第二次实验仅改变接触面积,压力和接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力仍为4.0N;第三次两个木块叠放,压力为$2×20N=40N$,滑动摩擦力为8.0N。
2. 问题(2)分析:探究滑动摩擦力与接触面积的关系,需控制压力大小和接触面粗糙程度相同,改变接触面积,①、②两组实验满足该控制条件,因此选这两组。
3. 问题(3)分析:①、③两组实验中,接触面粗糙程度相同,第三次压力更大,滑动摩擦力也更大,由此可得出对应结论。
【解析】
(1) 单个木块的重力:$ G = mg = 2kg×10N/kg = 20N $
第一次实验:木块匀速直线运动,滑动摩擦力等于拉力,为$4.0N$,压力等于重力为$20N$;
第二次实验:接触面积改变,压力和接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力仍为$4.0N$,压力为$20N$;
第三次实验:两个木块叠放,压力$ F = 2G = 2×20N = 40N $,滑动摩擦力为$8.0N$;
因此补充的表格数据依次为$4.0$、$4.0$、$40$、$8.0$。
(2) 要探究滑动摩擦力与接触面积的关系,需控制压力和接触面粗糙程度相同,改变接触面积,①、②两组实验符合要求,故填①、②。
(3) 对比①、③两组实验,接触面粗糙程度相同,压力越大,滑动摩擦力越大,因此结论为:当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
【答案】
(1) $4.0$、$4.0$、$40$、$8.0$
(2) ①、②
(3) 当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素、控制变量法、二力平衡
【点评】
本题通过控制变量法探究滑动摩擦力的影响因素,核心考查控制变量法的应用及二力平衡原理的实验运用,需明确探究不同因素时的变量控制逻辑,理解匀速直线运动状态下滑块受力平衡的关系。
【难度系数】
0.6