《2025年湘岳假期暑假作业八年级物理人教版》

4. 增大摩擦力的方法通常有两种,即增大压力、使接触面粗糙,那么,还有没有别的方法呢？小明在生活中观察到：船靠岸时,会将缆绳在缆柱上绕几圈；相连两段导线时,两段电线会拧在一起相互缠绕,于是他猜想摩擦力的大小还与缠绕圈数有关。现有如下器材：棉线、带孔重物、圆木棍、弹簧测力计等。请你设计并进行实验,观察现象,归纳分析,得出结论。

答案： 【解析】：
1. 实验步骤设计：
首先明确实验的目的是探究摩擦力大小与缠绕圈数的关系，所以要控制其他可能影响摩擦力大小的因素，如压力和接触面粗糙程度等不变，只改变缠绕圈数。
第一步，将棉线一端系在弹簧测力计挂钩上，另一端绕过圆木棍后系上带孔重物，此时缠绕圈数记为$1$圈。缓慢匀速拉动弹簧测力计，使重物在水平方向上做匀速直线运动，因为物体做匀速直线运动时，拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以此时弹簧测力计的示数就等于摩擦力的大小，记录下弹簧测力计的示数$F_1$。
第二步，增加棉线在圆木棍上的缠绕圈数为$2$圈，其他条件保持不变，同样缓慢匀速拉动弹簧测力计，使重物做匀速直线运动，记录此时弹簧测力计的示数$F_2$。
第三步，继续增加棉线在圆木棍上的缠绕圈数为$3$圈，重复上述操作，记录弹簧测力计的示数$F_3$。
2. 实验现象分析：
比较$F_1$、$F_2$、$F_3$的大小。
如果$F_1＜F_2＜F_3$，说明随着缠绕圈数的增加，弹簧测力计的示数增大，也就是摩擦力增大，那么可以得出结论：在压力和接触面粗糙程度一定时，缠绕圈数越多，摩擦力越大。
如果$F_1 = F_2 = F_3$，说明弹簧测力计的示数不随缠绕圈数的变化而变化，即摩擦力大小与缠绕圈数无关。
如果出现其他情况，再根据具体数据进行分析。
【答案】：
实验步骤：
①将棉线一端系在弹簧测力计挂钩上，另一端绕过圆木棍后系上带孔重物，缠绕$1$圈，缓慢匀速拉动弹簧测力计，使重物在水平方向上做匀速直线运动，记录弹簧测力计示数$F_1$；
②增加棉线在圆木棍上的缠绕圈数为$2$圈，其他条件不变，重复上述操作，记录弹簧测力计示数$F_2$；
③增加棉线在圆木棍上的缠绕圈数为$3$圈，其他条件不变，重复上述操作，记录弹簧测力计示数$F_3$。
实验现象及结论：
若$F_1＜F_2＜F_3$，则在压力和接触面粗糙程度一定时，缠绕圈数越多，摩擦力越大；
若$F_1 = F_2 = F_3$，则摩擦力大小与缠绕圈数无关。

空心锤子
在生产、生活和科学实验中,我们常常要使用锤子。如在墙上钉钉子时,我们用锤子反复击打钉子,钉子便进入墙里。但是,在宇宙空间,当宇航员用锤子敲击物体时,锤子给物体一个作用力,物体受力运动的同时,人和锤子也会向背离物体的方向运动,并且敲击时的作用力越大,人和锤子就会被弹得越远,根本无法进行再次敲击。怎样解决这一问题呢？
科学家把宇航员用的锤子设计成空心的,并在里面装入一定量的钢砂,当手握锤子敲击物体时,锤子会把受到的反作用力传给钢砂,使原来处于相对静止的钢砂运动起来。钢砂运动产生的相互摩擦克服了此状态下的反作用力,同时产生热量,减慢了锤子的运动,使锤子不会反跳起来。由此攻克了在宇宙空间不能用锤子反复敲打物体的难题。
(1)文中叙述到物体受力运动的同时,人和锤子也会反向运动,这说明 力的作用是相互的。
(2)敲击时的作用力越大,人和锤子就会被弹飞得越远,是因为 力的大小(填力的三要素之一)影响了力的作用效果。
(3)宇航员与飞船一起绕地球匀速转动过程中,受到的力是 不平衡(选填“平衡”或“不平衡”)的。

答案：
(1)力的作用是相互的
(2)力的大小
(3)不平衡