内容正文:
物理
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命题点6 摩擦力(必考)
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课标要求:了解摩擦力.探究并了解滑动摩擦力大小与哪些因素有关.
1.摩擦力
(1)定义:如图,两个相互接触的物体,当它们有相对运动的趋势或相
对运动时,在接触面间会产生一种①______相对运动的趋势或相对运动的
力,这种力叫做摩擦力.常用字母 表示.
阻碍
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(2)产生摩擦力需同时满足的三个条件
.两个物体相互接触、相互挤压;
.有相对运动或相对运动的趋势;
.接触面粗糙(若题目中出现“光滑”,则没有摩擦力).
(3)摩擦力的方向:与物体相对运动(或相对运动趋势)的方向②______.
相反
4
2.摩擦力的分类及其大小的影响因素;
(1)静摩擦力:相互接触的两个物体,当它们有相对运动的趋势时,阻
碍相对运动的力为静摩擦力.静摩擦力的大小和方向只跟使它们产生相对
运动趋势的外力有关,根据二力平衡知识可知,静摩擦力跟这个外力大小
③______、方向④______,不受其他因素影响.
相等
相反
5
(2)滑动摩擦力:相互接触的两个物体,当它们相对运动时所受的摩擦
力为滑动摩擦力.滑动摩擦力的大小只跟接触面的⑤__________和所受的
⑥__________有关,接触面越粗糙、压力越大,滑动摩擦力越⑦____.
粗糙程度
压力大小
大
滑动摩擦力的大小与物体的速度、接触面积的大小均无关.
(注意:物体做匀速直线运动时,根据二力平衡知识可知,滑动摩擦力跟
其平衡的力大小相等、方向相反)
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(3)滚动摩擦力:当一个物体在另一个物体上滚动时,物体受到的摩擦
力叫做滚动摩擦力.
(注意:一般情况下,滚动摩擦比滑动摩擦小得多,所以在搬动笨重物
体时,常在物体下边垫上圆木,移动起来会省力)
3.增大或减小摩擦力的方法(10年4考)
目的 方法 生活举例
增大
摩擦 增大
⑧________ 防止皮带打滑,把皮带张紧些;用力握住球拍;刹车
时用力捏闸;拿黑板擦用力擦黑板等
使接触面变
⑨______ 塑料瓶盖上有一些竖纹;地板防滑脚垫上有许多凹凸
点;结冰的路面撒煤渣;车轮装防滑链;鞋底、车
胎、篮球表面上有凹凸不平的花纹等
变滚动
为滑动 急刹车时车轮只滑不滚,车会很快停止运动等
压力
粗糙
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目的 方法 生活举例
减小
摩擦 减小
⑩________ 体操运动员在单杠上做动作时,手握单杠不能太紧;
打气筒的活塞杆和外壁间不能接触太紧等
使接触面变
⑪______ 冰壶运动员用刷子刷冰面;利用光滑表面运输货物;
机床零部件表面光滑等
变滑动
为滚动 移动重物时,在它下面垫上圆木;行李箱底部加滚
轮;滑旱冰时穿的旱冰鞋;使用滚动轴承等
使接触
面分离 气垫船;磁悬浮列车;门轴、自行车的轴承加润滑油
等
压力
光滑
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1.教材素材题如图所示,我们的祖先曾用圆木巧妙地移动巨石.下列措施
中,改变摩擦力大小的方法与此相同的是( )
A. 在衣服的拉链上涂些蜡
B. 自行车转轴处装有滚珠轴承
C. 用力压住橡皮,来回擦去写错的铅笔字
D. 汽车在冰雪路面行驶,车轮上缠绕有铁链
B
10
2.教材素材题[2023内江改编]如图所示,重力为
的木箱放置在水平地面上,某同学用 的
力水平向右推木箱,没有推动,木箱受到地面的摩
擦力为____ ,方向__________.
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水平向左
拓展设问(1)若用 的水平推力推木箱,木箱恰能做匀速直线运动,
则当用的水平推力推木箱时,木箱受到水平方向的摩擦力为_____ .
(2)该同学觉得如果给木箱装上轮子,推起来会更省力,他这样思考的
依据是:在一般情况下,滚动摩擦______滑动摩擦.
100
小于
11
3.如图所示,用的力握住总重为 的水杯,使水杯在
竖直方向上保持静止,水杯所受摩擦力为___ ,方向为
__________.
5
竖直向上
拓展设问(1)若喝掉杯中一部分水后,仍按如图方式保持静止,则杯子
所受摩擦力大小将______(选填“变大”“变小”或“不变”).
(2)如果手的握力增大到,水杯的总重保持 不变、且始终在竖直
方向上保持静止,则此时水杯所受到的摩擦力为___ .
变小
5
12
4.[2024新疆]运动员从雪坡上加速滑下时,雪坡对运动员的摩擦力的方向
和大小分别为( )
A. 与运动方向相同,小于重力
B. 与运动方向相反,小于重力
C. 与运动方向相同,大于重力
D. 与运动方向相反,大于重力
B
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探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关
(2022版课标要求必做实验)
1.实验装置: 在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,某小组
用同一长方体木块按照图1甲、乙、丙、丁进行了四次实验.
图1
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2.设计与进行实验
(1)转换法的应用:通过弹簧测力计示数的大小来反映木块所受滑动摩
擦力的大小.
(2)滑动摩擦力的测量:用弹簧测力计水平拉着木块做__________运动,
根据__________知识可知,此时弹簧测力计的示数等于木块所受滑动摩擦
力的大小.
匀速直线
二力平衡
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(3)控制变量法的应用
.探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系时,如图1甲、乙所示,控制
__________________、接触面积、木块的速度均相同,只改变压力大小,
比较滑动摩擦力的大小;
接触面的粗糙程度
图1
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.探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系时,如图1乙、丙所示,
控制__________、接触面积、木块的速度均相同,只改变______________
_____,比较滑动摩擦力的大小;
压力大小
接触面的粗糙程度
图1
17
.探究滑动摩擦力大小与物体运动速度大小的关系时,控制接触面的粗糙
程度、压力大小和接触面积均相同,只改变木块__________的大小,比较
滑动摩擦力的大小;
运动速度
图1
18
.探究滑动摩擦力大小与接触面积大小的关系时,控制接触面的粗糙程度、
压力大小和木块速度均相同,只改变__________,比较滑动摩擦力的大小.
如图1甲、丁所示,探究滑动摩擦力与接触面积大小的关系时,操作的错
误之处是______________________.
接触面积
没有控制压力大小相等
图1
19
3.实验结论
物体所受滑动摩擦力的大小只跟__________________和__________有关,
接触面的粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越____;压力一定时,
接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;滑动摩擦力的大小跟物体运动的速度和
接触面积的大小均______(选填“有关”或“无关”).
接触面的粗糙程度
压力大小
大
无关
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(1)同学们利用图1的甲、乙、丙装置进行实验,得出的数据如下表所示:
实验
序号 长木板表面
是否铺毛巾 木块放
置方式 木块上是
否放砝码 弹簧测力计
的示数/
① 是 平放 否 1.5
② 是 平放 是 3.0
③ 否 平放 是 1.6
④ 否 竖放 是 1.6
由实验序号______可以探究滑动摩擦力的大小和接触面的面积是否有关,
结论是滑动摩擦力的大小与__________________.
③④
接触面的面积无关
(2)如图1的实验过程中,弹簧测力计的示数不稳定来回变化,可能的原因
是___________________________________________________(合理即可).
没有拉着木块做匀速直线运动(或接触面粗糙程度不均匀)
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(3)如图2所示是小明根据实验数据绘制的 图像,图中两次实验的
图线、 的倾角不相等的原因是两次实验中__________________不相同,
图线 反映的是在______(选填“长木板”或“毛巾”)表面进行的实验.由图
可知,当木块对长木板的压力为时,木块受到的滑动摩擦力为____ .
接触面的粗糙程度
毛巾
1.2
图2
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(4)批判质疑小亮利用图3装置进行实验:先用弹簧测力计水平拉动木块
做匀速直线运动,此时木块所受的滑动摩擦力为____ ;紧接着他增大拉
力使木块加速运动,此时弹簧测力计的示数变大.于是小亮得到了结论:在
压力和接触面粗糙程度一定时,物体运动的速度越大,滑动摩擦力越大.你
认为小亮的结论是否可靠?答:________,原
因是____________________________________
___________________________.
5.4
不可靠
木块做加速运动时,在水平方向受非平
衡力的作用,拉力大于摩擦力
图3
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(5)某次实验中拉动木块由静止到匀速直线运动的过程中,弹簧测力计
对木块的拉力随时间的变化图像如图4所示,其中 木块处于_____
(选填“运动”或“静止”)状态,分析图像可知:要使木块由静止开始运动,
至少要用____ 的水平拉力拉木块;木块开始运动时所受的滑动摩擦力为
____;如果实验时木块所受的拉力是 ,下列对木块所处状态的判断,
其中正确的是___(填选项字母).
A.始终静止
B.始终做匀速直线运动
C.静止或做匀速直线运动
D.条件不足,无法判断
静止
2.0
1.8
C
图4
24
(6)装置改进用图1的方法测量滑动摩擦力的缺点是:拉动弹簧测力计的
过程中很难保证物体做匀速直线运动,而且读数时弹簧测力计是运动的,
读数不准确,测量误差较大.如图5所示是改进后的一些实验装置,它们的
优点是:
图5
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.测量滑动摩擦力时________(选填“需要”或“不需要”)匀速拉动长木板
(或平板小车或白纸),使实验操作更简单;
.读数时,弹簧测力计是静止的,使____________.图丙装置相比其他装置
的优点是__________________.
不需要
读数更准确
能读出压力的大小
图5
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【例1】 小玉观看冬奥会时,发现冰壶运动员在冰面上来去自如,是因为
两只鞋的鞋底不同,如图6甲所示.由此她猜想滑动摩擦力的大小可能与接
触面的粗糙程度有关.为了模拟运动员的鞋底,她选用了上下表面粗糙程度
不同的木块,做了如下实验.
图6
27
(1)如图6乙所示,小玉用弹簧测力计在水平桌面上匀速直线拉动木块,
此时木块受到的滑动摩擦力为____ .
2.4
(2)将图6乙中的木块__________,重复上述操作,弹簧测力计的示数变
为 ;经分析可得出:当压力大小一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力
越____.
上下颠倒
大
图6
28
(3)同组的小明想进一步验证小玉的结论是否正确,于是取来了 、
的砝码各一个,进行了丙、丁实验(如图6所示).当进行丁实验时,
弹簧测力计示数达到最大值时仍无法拉动木块.为了使用现有器材就能完成
此实验,可采用的操作方法是______________________________________.
将砝码取下换成砝码,重新实验
图6
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图7
【例2】 顺顺与利利同学在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”时,
考虑到在实际操作中很难控制弹簧测力计和滑块一起做匀速直线运动,于
是对实验方案进行了改进:
(1)如图7甲,在小桶内装入适量的沙子,使滑块恰好在水平木板上做匀
速直线运动,为了测出滑块受到的滑动摩擦力大小,应测量____________
_________.
小桶和沙子的总重力
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(2)如图7乙,在滑块上加砝码,发现需要在小桶中装入更多的沙子,滑
块才能做匀速直线运动.比较甲、乙两次实验,说明了滑动摩擦力大小与
__________有关.
压力大小
(3)科学论证利利同学觉得用钩码代替小桶和沙子可以简化实验操作步
骤,你认为她这么做______(选填“能”或“不能”)达到目的,你判断的理
由是____________________________________________________.
不能
钩码不能连续改变拉力大小,很难使滑块做匀速直线运动
图7
31
$$