例题:
小明在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验时,猜想滑动摩擦力的大小可能与接触面的大小有关,于是他设计了如下实验方案:
步骤一:用弹簧测力计水平拉着木块A在水平木板上做匀速直线运动,并记录下弹簧测力计的示数F1;
步骤二:将木板一端微微抬起一些,用弹簧测力计水平拉着木块A在木板上做匀速直线运动,并记录下弹簧测力计的示数F2;
步骤三:将木板一端向前或向后移动一些,用弹簧测力计水平拉着木块A在木板上做匀速直线运动,并记录下弹簧测力计的示数F3。
实验现象:三次实验中弹簧测力计的示数都相同。
请回答以下问题:
(1)实验中用弹簧测力计水平拉着木块A在木板上做匀速直线运动,根据二力平衡知识可知,木块A受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数;
(2)小明猜想滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关,为了验证这一猜想是否正确,请你设计一个实验方案:
①将木板换成棉布,重复上述实验;
②比较三次弹簧测力计的示数,得出结论。
(3)实验中应使木块做匀速直线运动,这样做的目的是为了使物体受到的力是平衡力,由平衡条件可知摩擦力等于拉力。
(4)小明在实验时发现很难使木块处于匀速直线运动状态,总是晃动或者滑动,他应该采取什么措施?答:____________。
【分析】
(1)根据二力平衡的知识可知,当物体处于静止或匀速直线运动状态时,物体受到的是平衡力的作用;
(2)要探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关,需要控制压力大小相同、接触面的粗糙程度不同;为了探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关,需要多次改变接触面的材料进行实验;
(3)实验中应使木块做匀速直线运动,这样做的目的是为了使物体受到的力是平衡力;由平衡条件可知摩擦力等于拉力;
(4)为了使木块处于匀速直线运动状态,可以增大弹簧测力计的拉力来平衡摩擦力。
【解答】
(1)相等;(2)①将木板换成棉布;②比较三次弹簧测力计的示数;(3)使物体做匀速直线运动;(4)增大弹簧测力计的拉力。
【点评】本题考查了探究滑动摩擦力的影响因素实验的设计和操作细节的理解等知识。在探究滑动摩擦力的影响因素时,要采用控制变量法控制压力和接触面的粗糙程度不变。在操作过程中要注意控制变量法的应用和匀速直线运动的实现等细节问题。
例题:
小明在操场上踢足球,足球从静止开始沿着水平草坪做直线运动。已知足球的质量为m,草坪对足球的支持力为F,足球与草坪的作用时间为t,求足球在水平草坪上受到的合力。
根据牛顿第二定律,足球受到的合力为:
F合 = F - mg
其中,F为草坪对足球的支持力,方向竖直向上;mg为足球的重力,方向竖直向下。由于足球在草坪上做直线运动,因此合力方向与运动方向相同。所以,足球受到的合力方向水平向正方向。
因此,足球在水平草坪上受到的合力为F合 = F - mg。
这道题目考察了学生对牛顿第二定律的理解和应用,需要学生能够根据题目中的条件,选择合适的公式进行计算。同时,题目也涉及到初中物理中的力学知识,需要学生有一定的力学基础。
初中力学应用题是物理学习中常见的一种题型,主要考察学生对力学知识的理解和应用。以下是一个常见的力学应用题及解答:
例题:小明家有一个质量为5kg的门,他想知道这个门的重量是多少。他用手托住门,用秤称出这个门的重量,结果为30N。请问这个门的重量是多少?
解答:根据牛顿第二定律,物体的加速度等于作用力除以质量。门的质量为5kg,所以它受到的力等于它的重量。已知称出的重量为30N,所以门的重量为:
G = F = 30N
因此,这个门的重量为30N。
常见问题:
1. 什么是力学?
力学是物理学的一个分支,研究物体的机械运动和受力情况。它包括牛顿运动定律的应用、动量守恒、能量守恒等基本原理。
2. 什么是重力?
重力是地球对物体产生的引力,方向竖直向下,大小与物体质量成正比。它是力学中最基本的作用力之一。
3. 如何应用牛顿第二定律解题?
牛顿第二定律是力学中的一个重要原理,它表示物体的加速度与其所受的作用力成正比,与其质量成反比。解题时,需要先根据题目中的条件确定物体的受力情况,再根据牛顿第二定律求解加速度或位移等其他物理量。
4. 动量和能量守恒有什么关系?
动量和能量都是描述物体运动状态的概念,但它们之间有密切的联系。动量是物体质量和速度的乘积,守恒意味着物体在相互碰撞或相互作用时,动量的变化量为零。能量包括动能和势能,能量守恒是指物体在相互转化或传递过程中,能量的总值保持不变。
以上问题都是初中力学应用题中常见的问题,通过学习和理解力学的基本概念和原理,可以更好地解决这类问题。