最难掌握的一个“力”!最巧妙的一个物理实验!中考常考题之一!
初二、初三的同学们应该深有体会,在学习力学前几节课时,会遇到一个非常特殊的“力”!这个力在三种性质的力中产生的条件最为苛刻,相关的习题也最难,多数初中生甚至高中的学生们再遇到此类题时也必须小心翼翼,否则一不留神就极其容易出错!
初中物理关于“力”,只描述了三种性质的力,包括重力、弹力、摩擦力!
而关于摩擦力,又着重强调了滑动摩擦力,关于静摩擦力和滚动摩擦力基本没有提及,但是静摩擦力却在以后的习题中经常出现,成为不得不注意的知识点。而滑动摩擦力则作为重中之重,成为期中期末必考,中考常考内容之一!
在研究滑动摩擦力时,教材中一般提供的是一种最为常见的探究方法,为了“探究滑动摩擦力与哪些因素有关”,教材中提供的实验设计方案是,用弹簧测力计沿弹簧轴线方向水平匀速拉动木块,使之在长木板上相对运动,此过程中,改变压力、接触面粗糙程度,然后测量出弹力大小,从而间接地得出滑动摩擦力大小,最终探究出滑动摩擦力大小与压力、接触面的粗糙程度有关!
教材中的这个实验最为普遍,但是也同时有一个比较大的缺点,这个缺点来自于手动操作的过程中,由于本实验是通过“转换法”把看不见的滑动摩擦力转变成了可以看得见的弹簧的弹力,因此,操作过程中,必须采用匀速拉动木块的方式!但是,由于我们都是采用手动拉弹簧测力计的方式,匀速这种严格的要求其实是很难达到的!
所以,有没有一种办法,不用匀速拉动弹簧测力计,而是,不管用什么样的速度拉动都能探究出来结果呢?
于是在各种资料中以及考题中都开始出现了一种解决这种缺点的实验方法,其中最为常见的一种好方法就是如下面这道中考物理题中所说的方法,我们来研究一下这道中考物理题吧:
看出来了么?此时的木块被弹簧测力计拉着,我们只需要拉动木块下面的长木板,就能够测出二者之间的滑动摩擦力大小!我们拉动木块时根本不再需要匀速拉动了,此时不管我们加速亦或是减速拉动长木板,木块与长木板之间的滑动摩擦力大小都不会发生改变!对于木块来说,会一直处于静止状态,也就是保持平衡,其所受到的向左的滑动摩擦力大小一直等于向右的弹簧测力计的拉力大小!
为什么此时滑动摩擦力大小不会发生改变呢?
这就正是我们最终探究出来的滑动摩擦力的两个影响因素起到了作用!滑动摩擦力的大小只取决于这两个物理量!与其他任何物理量都没有关系!也就是说我们以后想到了滑动摩擦力,就一定要想到这两个决定因素!
压力!和接触面的粗糙程度!
在拉动长木板的过程中,这两个决定滑动摩擦力大小的量一直都没有改变,因此滑动摩擦力大小就不变!表现在弹簧测力计示数上就是其示数大小也一直不变!
也就是说,这种方案就是把教材上的方案给反过来了而已啊!
可是就在这一正一反之间,操作的难易程度就发生了质的改变!
实验方案有多么重要,由此可见一斑!
好了,上面这道题的答案可以公布了。
本题的具体答案是:(1)D(2)压力(3)滑动摩擦力大小与运动快慢无关!
中学生朋友们,实验是物理的灵魂和基础,离开了实验的物理无异于行尸走肉!养成勤于动手动脑的习惯吧,从生活中的物理现象入手,从身边的小实验小制作入手,从实验课堂深入规范化研究!为了美好的未来,加油!
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