辽宁省丹东市2023-2024学年八年级下学期7月期末物理试题

【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；

（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：。

（1）压强计使用前需检查气密性，当用手压探头上的橡皮膜时，若U形管左右两侧的水面没有明显的高度差，则证明压强计；

（2）在使用压强计前发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差，如图甲所示，其调节的方法是 ， 使U形管两侧液面相平；

（3）调整好器材后，测量的结果如图所示，比较乙图和丙图可以得到液体的压强与有关；

（4）在探究液体的压强与液体的密度关系时，应控制探头不变，改变液体的密度，可得到液体的压强与液体密度的关系；

（5）已知图丁中U形管左右两侧水面的高度差$h=10\text{cm}$ ， 则软管内气体的压强与大气压强之差为Pa（${\rho }_{\mathrm{水}}=1.0\times {10}^3\text{kg}/{\text{m}}^3$ ， ${\rho }_{\mathrm{盐}\mathrm{水}}=1.1\times {10}^3\text{kg}/{\text{m}}^3$ ， g取$10\text{N}/\text{kg}$）。

（1）金属块浸没在水中时，受到的浮力是$\text{N}$。

（2）分析丙丁两图可知，浮力大小跟物体浸没在水中的深度（选填“有关”或“无关”）。

（3）分析两图可知，浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。戊图中盐水的密度是$\text{kg}/{\text{m}}^3$ ， 如果在实验中不小心使戊图中的金属块接触了容器底，且与容器底有力的作用，此时测量出的盐水密度值将（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

（1）实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，为了便于 ， 应使杠杆在水平位置平衡。为此，应将平衡螺母向调节；

（2）实验时，他多次在杠杆两端加挂钩码，并调节钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，并记录多组数据，这样做的目的是；

（3）实验时三次实验获得的数据如下表所示。分析可得杠杆的平衡条件是；

（4）小明用弹簧测力计替代钩码，在B点竖直向下拉，然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一小段至如图丙所示位置。在旋转过程中，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐变大，原因是。

（1）丹东舰满载静止时受到的浮力和舰船底受到水的压强；

（2）丹东舰在这段水面匀速直线航行时所受的牵引力大小；

（3）丹东舰在这段水面匀速直线航行时牵引力做的功和功率。

（1）绳子自由端移动的速度；

（2）滑轮组的机械效率；

（3）若物体改为重120N时，绳自由端的拉力。

【任务一】自行车上的摩擦力研究：

（1）自行车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车块处均刻有一些花纹，并且使用摩擦大的材料，是为了增大摩擦力；

（2）车轴处经常上一些润滑油，以减小接触面粗糙程度，来减小摩擦力；

（3）所有车轴处均有滚珠，是利用 ， 来减小摩擦；

（4）刹车时，用力捏紧车闸，以增大刹车块与车圈之间的压力，从而增大摩擦力；

（5）紧蹬自行车前进时，后轮受到的摩擦力方向向 ， 是自行车前进的动力，前轮受到的摩擦力方向向后，是自行车前进的阻力；自行车靠惯性前进时，前后轮受到的摩擦力方向均向后，这两个力均是自行车前进的阻力。

【任务二】自行车上简单机械研究

（1）自行车上的杠杆

A．控制前轮转向的杠杆：自行车的车把（如图甲），是省力杠杆，人们用很小的力就能转动自行车前轮，来控制自行车的运动方向和自行车的平衡：

B．控制刹车闸的杠杆：车把上的闸把（如图乙），是个省力杠杆，人们用较小的力就能使车闸以较大的压力压到车轮的钢圈上。若图中阻力$F_2$大小为450N，阻力臂$l_2$为3cm，动力臂$l_1$为7.5cm，则人需用N的力可使车闸压到车轮的钢圈上。

（2）自行车上的轮轴

A．自行车手把与前叉轴（如图丙）：组成省力轮轴，手把转动的半径大于前叉轴的半径；

B．中轴上的脚蹬和花盘齿轮（如图丁）：组成省力轮轴，脚蹬半径大于花盘齿轮半径；

C．后轴上的齿轮和后轮：组成费力轮轴，齿轮半径小于后轮半径。

（3）自行车上坡走S形路线，相当于增加了斜面的长，可以 ， 使上坡更容易。

【任务三】自行车上压强研究

（1）自行车的车座较宽大，可以增大人与车座的 ， 减小对人的压强，人骑座时感到舒服；

（2）在车轴拧螺母处要加一个垫圈，来增大受力面积，以减小压强；

（3）自行车的脚踏板做得扁而平，来增大受力面积，以减小它对脚的压强；

（4）一般情况下，自行车重力为250N，充足气的自行车前、后轮胎着地总面积大约为$100{\text{cm}}^2$ ， 当一体重为600N的成年人骑自行车水平匀速前进时，可以计算出自行车对地面的压强为Pa。