内容正文:
专题06 摩擦力大小与什么有关(知识点串讲)
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重难点突破
知识点一、滑动摩擦力
1.定义:一个物体在另一个物体表面上相对滑动时产生阻碍相对滑动的力,这种力就叫做滑动摩擦力。
2.方向:与相对运动的方向相反。
3.测量:利用弹簧测力计可以粗略测量滑动摩擦力的大小。
【要点】:
1.摩擦力的实际作用点是在两个物体的接触面上。
2.滑动摩擦力产生的条件:(1)接触面粗糙;(2)接触并挤压;(3)相对运动。
3.测量滑动摩擦力时,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动。根据二力平衡的知识,可知弹簧测力计对木块的拉力(即弹簧测力计的示数)与木块受到的滑动摩擦力大小相等。
4.滑动摩擦与滚动摩擦的区别:一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦叫做滑动摩擦。一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦叫做滚动摩擦。在相同条件下,滚动摩擦往往比滑动摩擦小得多。
典例1.(2020·全国初三专题练习)如图所示,穿久了的运动鞋鞋底磨损得厉害,原因是鞋底受到( )
A.重力 B.摩擦力 C.压力 D.支持力
典例2.(2020·全国初三专题练习)下列各种现象中,属于滑动摩擦的是
A.车辆启动时,车轮与地面间的摩擦
B.开门时,门轴与轴套间的摩擦
C.手握瓶子时,手与瓶子间的摩擦
D.推滚油桶时,油桶与地面间的摩擦
知识点二、静摩擦
1.定义:物体在有相对运动趋势时,接触面阻碍物体相对运动趋势的力叫做静摩擦力
2.方向:静摩擦力的方向,与相对运动趋势相反,但与运动方向可以相反(阻力)也可以相同(动力),还可以成任意角度。如:皮带传送机就是静摩擦力方向与运动方向相同的,是静摩擦力作为动力的实例。
3.静摩擦力的大小:静摩擦力可以在0到最大静摩擦力之间变化,其大小由外界条件决定,因此它是被动力。
【要点】:
1.“假设法”判断静摩擦力的有无和方向。静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反,但有些情况相对运动趋势很难判断。我们可以用假设法判断相对运动趋势的方向:假设接触面光滑,物体若会相对滑动,则说明原来有静摩擦力,且相对滑动的方向就是相对滑动趋势的方向。
2.静摩擦力是被动力,即它的大小和方向都是由其它力决定,可用“假设法”和“运动和力的关系”判断。
3.静摩擦力产生的条件:(1)接触面粗糙;(2)接触并挤压;(3)相对运动趋势。
典例3.(2019·临沂第十二中学初二月考)下列摩擦事例中,属于静摩擦的是
A.拿在手中的瓶子保持静止不动 B.滑冰时冰刀与地面间的摩擦
C.滑旱冰时旱冰鞋与地面间的摩擦 D.用铅笔写字时,笔尖与纸的摩擦
典例4.(2019·上海初三)黄老师用10牛的水平力将重为3牛的直尺压在竖直的墙面上,静止时直尺受到的摩擦力为
A.13牛 B.10牛
C.7牛 D.3牛
知识点三、研究影响滑动摩擦力大小的因素
1.实验方法:控制变量法。在本实验中,影响滑动摩擦力的因素有多个,所以实验探究过程中我们要用控制变量法,在研究滑动摩擦力与压力之间的关系时,要保持接触面的粗糙程度等因素不变,而在研究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系时,要保持压力等因素不变。
2.提出猜想:影响滑动摩擦力的因素可能有,接触面所受的压力、接触面的粗糙程度。
3.实验器材:木块、弹簧测力计、表面粗糙程度不同的长木板两块、砝码。
4.实验步骤:
(1)用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿水平长木板匀速滑动,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。
(2)在木块上面放一个重物,改变木块对长木板的压力,测出此种情况下的摩擦力。
(3)换用材料相同,但表面粗糙的长木板,保持木块上的重物不变,测出此种情况下的摩擦力。
5.实验结论:滑动摩擦力的大小与相互接触的两个物体间的压力和接触面的粗糙程度有关,接触面越粗糙,压力越大,滑动摩擦力越大。
【要点】:
1. 因为弹簧测力计本身有重量,为了保证水平拉力,牵引木块时,要握住弹簧测力计的外壳;使木块在水平面上做匀速直线运动的关键是拉力要均匀,集中注意力盯住弹簧测力计的指针,一直拉到底,在指针不颤动时读数。
2.实验拓展:验证“滑动摩擦力的大小还可能与接触面积有关”。方法:把木块侧放,改变和木板的接触面积,保持对木板的压力不变、接触面的粗糙程度不变,测出此时木块与长木板之间的摩擦力。决定摩擦力大小的因素中没有“接触面积”,物体间摩擦力的大小跟接触面的“大小”无关,而是跟接触面的“粗糙程度”有关。
3.实验改良:可以把弹簧测力计固定如图所示,水平连续拉动木板(不需要木板匀速直线运动),这样木块相对于地面是静止的,受到平衡力的作用,弹簧测力计的示数还是木块与木板间的滑动摩擦力。
典例5.(2019·山东省初三)探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”实验过程如下图所示,下列说法中错误的是( )
A.测量摩擦力