课时7.6 摩擦力-【帮课堂】2024-2025学年八年级物理下册同步学与练[北师大版(北京) (2024)]
2025-01-14
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2份
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30页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理北师大版(北京)八年级全一册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第六节 摩擦力 |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | 摩擦力 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 9.39 MB |
| 发布时间 | 2025-01-14 |
| 更新时间 | 2025-01-15 |
| 作者 | Lisa7 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-01-14 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49990917.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第七章 物体间的相互作用
课时7.6摩擦力
2022年课程标准
物理素养
2.2.4 通过常见事例或实验,了解摩擦力,认识力的作用效果。探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
物理观念:通过观察日常生活中的现象,认识摩擦力,培养学生初步的观察能力。
科学思维:通过对物体二力平衡的分析,知道可以用弹簧测力计粗测水平运动物体所受滑动摩擦力。
科学探究:通过实验探究,了解影响滑动摩擦力大小的因素,培养学生实验探究能力。
科学态度与责任:.通过生活实例,认识摩擦在实际生活中的意义,能明确摩擦在生产和生活中的利用和防止。
1、两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动的力,这种力就叫做摩擦力。
摩擦力产生条件:
①两物体相接触且接触面不光滑;
②两物体间有压力;
③两物体间有相对运动的趋势或者相对运动。
2、摩擦力的作用点:两个互相接触物体的接触面上
摩擦力的方向:跟物体相对运动或相对运动趋势的方向相反
3、测量滑动摩擦力:
①测量原理:二力平衡条件
②测量方法:把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉木块,使木块匀速运动,读出这时的拉力就等于滑动摩擦力的大小。
③ 主要实验方法:控制变量法 转换法
4、结论:
1 滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关。接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
2 滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关。压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
3 摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,而与接触面积的大小和运动速度无关。
5、增大有益摩擦的方法:
①增大压力;②增大接触面粗糙程度。
6、减小有害摩擦的方法:
①减小压力;②减小接触面粗糙程度;③用滚动代替滑动;④使两个相互接触的表面隔开(加润滑油 、气垫船 、磁悬浮)。
问题一:实验
【角度1】探究影响摩擦力的因素
【典例1】小延家的旧沙发垫容易滑落,为此妈妈更换了一块背面有防滑颗粒的同材质新沙发垫。小延把背面朝上的新、旧沙发垫固定在水平面上,再分别在其上面放上完全相同的木块,用已调零的弹簧测力计水平匀速拉动木块,如图所示。用此方法探究滑动摩擦力大小的影响因素,下列说法错误的是( )
A.木块在新沙发垫上受到的滑动摩擦力为4.8N
B.加速拉动弹簧测力计,木块在沙发垫上受到的滑动摩擦力会增大
C.实验结果说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关
D.把两木块叠放在一起,再做图甲所示的实验,可以探究滑动摩擦力的大小与压力的大小是否有关
【答案】B
【详解】A.由图乙可知,木块在新沙发垫上受到弹簧测力计的拉力为4.8N,由于木块做匀速直线运动,受到的摩擦力和拉力是平衡力,所以木块在新沙发垫上受到的滑动摩擦力为4.8N,故A正确,不符合题意;
B.加速拉动弹簧测力计,接触面的粗糙程度及压力大小都不变,木块在沙发垫上受到的滑动摩擦力不变,故B错误,符合题意;
C.比较甲、乙两次实验数据,沙发垫受到的压力相同,新旧沙发垫的粗糙程度不同,拉力大小不同,滑动摩擦力不同,说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,故C正确,不符合题意;
D.把两木块叠放在一起,木块对沙发垫的压力变大,再做图甲所示的实验,接触面的粗糙程度不变,可以探究滑动摩擦力的大小与压力的大小是否有关,故D正确,不符合题意。
故选B。
【变式1-1】
如图所示,在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验中,用弹簧测力计拉一木块沿水平方向做匀速直线运动,下列说法中正确的是( )
A.木块受到的拉力与摩擦力是一对平衡力
B.如图所示,木块受到的摩擦力为2.8N
C.若增大拉力使木块加速运动,木块受到的摩擦力将变大
D.在木块上增加一个砝码,仍保持木块水平匀速直线运动,测力计的示数将变大
【答案】AD
【详解】A.用弹簧测力计拉一木块沿水平方向做匀速直线运动,木块处于平衡状态,受平衡力,在水平方向上受到了拉力与摩擦力,拉力与摩擦力是平衡力,故A正确;
B.如图所示,分度值为0.2N,木块受到的摩擦力为1.2N,故B错误;
C.若增大拉力使木块加速运动,木块受到的摩擦力是滑动摩擦力,与速度无关,只与接触面的粗糙程度和压力有关,故摩擦力的大小将不变,故C错误;
D.在木块上增加一个砝码,仍保持木块水平匀速直线运动,摩擦力变大,摩擦力与拉力是平衡力,则测力计的示数将变大,故D正确。
故选AD。
【变式1-2】
某同学用同一木块、木板及砝码等器材探究影响滑动摩擦力大小的因素,弹簧测力计水平拉动使木块做匀速直线运动。如图甲、乙、丙是其中三次实验,下列说法正确的是( )
A.甲、乙实验可得出滑动摩擦力大小与物体的重力大小有关的结论
B.乙、丙实验可探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系
C.乙实验时在匀速拉动木块的过程中砝码不受摩擦力
D.甲、乙、丙三实验中弹簧测力计的拉力大小相等
【答案】C
【详解】A.甲、乙实验在接触面粗糙程度相同的情况下,对接触面的压力不同,因此可以得出的结论是:滑动摩擦力大小与所受压力大小有关的结论。故A错误;
B.要研究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系,就需要控制压力大小相同。乙、丙两图没有控制压力大小相同,因此,不能得出实验结论。故B错误;
C.乙图中砝码与木块一起向右做匀速运动,没有相对运动或相对运动趋势,故砝码不受摩擦力。故C正确;
D.甲乙丙三图中由于物体所受摩擦力大小不相等,物体匀速运动时,根据二力平衡原理可知,拉力大小等于摩擦力大小,所以,三个图中弹簧测力计的拉力大小不相等。故D错误。
故选C。
问题二:实验改进
【角度1】改进探究摩擦力的影响因素实验
【典例1】
在探究影响滑动摩擦力大小因素的活动中,实验装置如图甲所示,固定弹簧测力计,拉动木板,测出木块受到的滑动摩擦力。小明又进行测量木板受到木块的滑动摩擦力的尝试。如图乙所示,水平拉动木板,使木板和木块一起做匀速直线运动,测量木板受到桌面的摩擦力;如图丙所示,固定木块,再拉动木板,当木板相对于木块滑动时,读出弹簧测力计的示数。则测量的木板受到木块的滑动摩擦力( )
A.方向水平向左,拉木板需要匀速运动 B.方向水平向右,拉木板不需要匀速运动
C.方向水平向右,拉木板需要匀速运动 D.方向水平向左,拉木板不需要匀速运动
【答案】A
【详解】图甲中,拉动木板,保持木块处于静止状态,合力为0,木块受到弹簧测力计水平方左的拉力F和木板对它水平向右的滑动摩擦力f是一对平衡力,弹簧测力计的示数等于木块受到滑动摩擦力大小,即
f=F
又根据力的作用是相互的,且相互作用的两个力大小相等,方向相反,则木块对木板水平向左的滑动摩擦力fˊ等于木板对木块水平向右的滑动摩擦力f,即
fˊ=f
故测量的木板受到木块的滑动摩擦力方向水平向左,拉木板需要匀速运动。
图乙中,水平拉动木板,使木板和木块一起做匀速直线运动,合力为0,木板和木块受到弹簧测力计水平方右的拉力F和桌面对它水平向左的滑动摩擦力f是一对平衡力,即
f=F
故弹簧测力计测量的是木板受到桌面的摩擦力。
图丙中,固定木块,若匀速拉动木板,当木板相对于木块滑动时,木板受到木块对它水平向左的滑动摩擦力、桌面对它水平向左的滑动摩擦力与弹簧测力计对它向右的拉力相等,结合图甲和乙测得的结果,可知道木板受到木块的滑动摩擦力,
若变速拉动木板,当木板相对于木块滑动时,木板受到木块对它水平向左的滑动摩擦力和桌面对它水平向左的滑动摩擦力与弹簧测力计 对它向右的拉力不相等,B弹簧测力计示数会变化,无法测出拉力大小,不能测量的木板受到木块的滑动摩擦力,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式1-1】
如图,在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中,小南将弹簧测力计圆环固定在墙上,挂钩拉着木块A,木块A下面是一长木板B,实验时用F=5N的拉力拉着长木板B在粗糙水平面上向左做匀速直线运动,则( )
A.实验时必须匀速拉动长木板 B.若增大拉力F,测力计的示数会变
C.物块A受到的摩擦力为5N D.砝码受到物体A的摩擦力为0N
【答案】D
【详解】A.滑动摩擦力大小与物体运动速度大小无关,所以实验时不一定要匀速拉动长木板,故A不符合题意;
B.A相对于地面静止,受力平衡,拉力等于滑动摩擦力,增大拉力F,并没有改变A与B之间接触面的粗糙程度以及压力大小,A受到的滑动摩擦力不变,所以拉力不变,故B不符合题意;
C.由图可知,A受到的拉力为2.4N,A静止,受力平衡,所以A受到的摩擦力为2.4N,故C不符合题意;
D.砝码与A相对静止,没有相对运动或相对运动的趋势,所以砝码受到物体A的摩擦力为0N,故D符合题意。
故选D。
【变式1-2】
如图所示,将木块A放置于水平木板B上,A 上加载一个砝码,把一支测力计系在A上,测力计的另外一端固定在墙上。水平向左匀速拉动B时,A 相对于地面静止,测力计示数保持不变。下列说法中( )
①此装置可研究滑动摩擦力大小与压力的关系
②A对B的摩擦力大小为3.6N,方向向右
③B对A的摩擦力大小为2.4 N,方向向左
④若增大B的速度,测力计的示数会变大
A.只有③正确 B.只有②④正确
C.只有①②正确 D.只有①③正确
【答案】D
【详解】①由题意知,木块与木板间接触面的粗糙程度不变,在木块A上加减钩码可以改变物体间的压力大小,因此该实验装置可以探究滑动摩擦力大小与压力的关系,故①正确;
②③由图示弹簧测力计可知,其分度值为0.2N,示数为2.4N,A处于平衡状态,由平衡条件可知,A受到的滑动摩擦力
f=F=2.4N
A相对于B向右运动,A受到的滑动摩擦力方向水平向左,则B受到A的摩擦力的大小也为2.4N,方向水平向右,故②错误,③正确;
④A、B间的摩擦力是滑动摩擦力,滑动摩擦力与物体间接触面的粗糙程度和物体间的压力有关,与物体的运动速度无关,如果增大拉动B的速度,A、B间接触面的粗糙程度、物体间的压力保持不变,物体间的滑动摩擦力不变,由平衡条件可知,测力计的示数不变,故④错误。
故选D。
问题三:影响摩擦力的因素
【角度1】改变摩擦力大小
【典例1】
如图所示为甲、乙两队正在进行拔河比赛的情景,下列有关说法正确的是( )
A.比赛时穿钉鞋背书包可以减小对地面的摩擦力
B.获胜方对地面的摩擦力大于失败方对地面的摩擦力
C.获胜方对绳子的拉力大于失败方对绳子的拉力
D.为了取胜,常选用体重较大的运动员,主要是因为他们力气大
【答案】B
【详解】A.比赛时穿钉鞋背书包,通过增加压力和接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A错误;
BC.两个队伍对对方的拉力大小相同,获胜方的拉力等于获胜方所受摩擦力,失败方的拉力大于失败方所受摩擦力,因此获胜方摩擦力大于失败方摩擦力,故B正确,C错误;
D.为了取胜,常选用体重较大的运动员,主要是因为他们对地面的压力大,受到地面的摩擦力大,故D错误。
故选B。
【变式1-1】
下列做法能增大摩擦力的是( )
A.用力握紧球拍 B.滚动轴承
C.行李箱底部装轮子 D.给机器加润滑油
【答案】A
【详解】A.用力握紧球拍,是在接触面粗糙程度相同的情况下,通过增大压力的方法增大摩擦力,故A符合题意;
BC.滚动轴承和行李箱底部装轮子,把滑动摩擦改为滚动摩擦,属于减小摩擦,故BC不符合题意;
D.车轴加润滑油是通过使接触面分离的方法减小摩擦,故D不符合题意。
故选A。
【变式1-2】
为了节能环保,城市的街道上出现了很多骑共享自行车上班的人;如图所示的是共享自行车上的几个零件,其中减小了有害摩擦的是( )
A.车把 B.车闸
C.车轴 D.车胎
【答案】C
【详解】A.车把上刻有花纹,是为了通过增大接触面粗糙程度来增大有益摩擦,故A不符合题意;
B.车闸的橡皮块表面粗糙,是为了通过增大接触面粗糙程度来增大有益摩擦,故B不符合题意;
C.车轴中装有轴承和钢珠,是利用滚动摩擦代替滑动摩擦来减小有害摩擦,故C符合题意;
D.车胎上刻有花纹,是为了通过增大接触面粗糙程度来增大有益摩擦,故D不符合题意。
故选C。
【基础强化】
一、单选题
1.2020年是一个不平凡的一年,深圳市长跑协会根据防疫要求,长跑竞赛回归室内场地,采取适当的减少人数,采取精英赛制,第29届长跑竞赛活动将于2020年11月22日(星期日)在深圳体育场举行。如图所示,以下说法正确的是( )
A.某选手冲线后没有立即停下来,是因为受到惯性力的作用
B.运动员鞋底面刻有凹凸不平的花纹,主要是为了增大压力
C.奔跑中的运动员看到路旁的树向后退去,是以自己为参照物的
D.运动员通过弯道时,他的运动状态不改变
【答案】C
【详解】A.选手冲线后没有立即停下来,是因为运动员具有惯性,还要保持原来的运动状态向前运动,惯性不是力,不能说受到惯性力的作用,故A错误;
B.运动员鞋底面刻有凹凸不平的花纹,在压力大小一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故B错误;
C.奔跑中的运动员看到路旁的树向后退去,是以运动员自己为参照物,故C正确;
D.运动员通过弯道时,运动方向发生变化,其运动状态发生变化,故D错误。
故选C。
2.如图的四个实例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】给车轴加润滑油,可以减小车轴与车轮之间的摩擦,A不符合题意;脚踏板上的花纹,增加了接触面的粗糙程度,增大了脚与脚踏板之间的摩擦, B符合题意;木箱下装上轮子,变滑动摩擦为滚动摩擦,可以减小摩擦力,C不符合题意;磁悬浮列车,通过磁极间的相互作用,减小了列车与车轨之间的压力,从而可以减小列车受到的摩擦力,D不符合题意,故选B.
3.一只重1000N的木箱,放在水平地面上,用120N的力沿水平方向推它,木箱仍没动,这时木箱受到的摩擦力是:( )
A.120N B.440N C.1000N D.1120N
【答案】A
【详解】当木箱受到120N水平推力时,木箱仍没动,此时物体受到的推力与摩擦力是一对平衡力.所以此时f=F=120N.故选A.
4.如图所示,昆明公共自行车绿色标志由人、自行车和道路三个元素组成,寓意绿色出行,以下关于摩擦力的说法正确的是( )
A.骑行过程中,人受到了路面的摩擦力
B.摩擦力大小不受路面粗糙程度的影响
C.轮胎的表面做得凹凸不平是为了减小摩擦力
D.刹车时用力捏闸柄,通过增大闸皮对车圈的压力来增大摩擦力
【答案】D
【详解】A.在骑行过程中,人与路面不接触,不产生摩擦力,故A不正确;
B.车胎与路面之间的摩擦力受路面粗糙程度的影响,故B不正确;
C.轮胎的表面做得凹凸不平是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力,故C不正确;
D.刹车时用力捏闸柄,增大了闸皮对车圈的压力从而增大了摩擦力,故D正确。
故选D。
5.随着人们生活水平的不断提高,小汽车已成为家庭中的主要交通工具。下列与小汽车有关的说法中正确的是( )
A.沿水平方向推水平路面上的小车没推动,推力小于汽车受到的阻力
B.车轮与地面间的摩擦力在汽车前进时是有害的,而在刹车时是有益的
C.水面匀速行驶且忽略空气阻力时,高速状态牵引力等于低速时的牵引力
D.前排人员必须系安全带,是为了减小刹车时的惯性
【答案】C
【详解】A.用水平力推汽车,在水平方向上,汽车受推力F、阻力f作用,在汽车不动,处于平衡状态,所以这两个力是一对平衡力,大小相等F=f,故A错误;
B.机动车启动和行驶时,机车的车轮相对于地面向后转动,钢轨给车轮向前的摩擦力,从而向前运动,所以此摩擦力是有益摩擦,故B错误;
C.小汽车在平直的公路上行驶,小汽车做匀速直线运动,小汽车在水平方向受到阻力和牵引力是一对平衡力,大小相等,故C正确;
C.汽车前排人员必须系安全带,是为了减小刹车时惯性带来的危害,并不能减小人的惯性,故D错误。
故选D。
6.如果有一天,你移居月球(月球表面的值约为地球的六分之一),下列现象合理的是( )
A.人在月球上的质量和重力都比地球上小
B.在月球上用直升机可以运输更重的货物
C.在月球上,人可以举起更大质量的物体
D.在月球上行走,不会受到摩擦力的作用
【答案】C
【详解】A.物体的质量不随位置的变化而变化,所以人在月球和地球上的质量是一样的,故A不符合题意;
B.月球上没有空气,直升机不能工作,故B不符合题意;
C.月球对其表面的物体的引力只有地球的六分之一,在月球上,人可以举起更大质量的物体,故C符合题意;
D.在月球上行走时,对月球有压力,接触面粗糙,所以会受到摩擦力的作用,故D不符合题意。
故选C。
7.下列实例中,可以增大摩擦的是( )
A.合页加润滑油 B.气垫船船体与水面分离
C.用力捏自行车车闸 D.运动员不断地擦冰
【答案】C
【详解】A.给合页加润滑油,是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力,故A不符合题意;
B.气垫船行驶时船体与水面脱离,是通过使接触面脱离减小摩擦力,故B不符合题意;
C.刹车时用力捏自行车的手闸,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故C符合题意;
D.运动员不断地擦冰,因摩擦生热,部分冰面熔化成水,使接触面相分离来减小摩擦力,故D不符合题意。
故选C。
8.用手握住酱油瓶,瓶子没有下滑,是因为( )
A.手对酱油瓶的摩擦力和酱油瓶的重力平衡
B.手对酱油瓶的压力和酱油瓶的重力平衡
C.手对酱油瓶的压力和手对酱油瓶的摩擦力平衡
D.以上三种说法均不对
【答案】A
【详解】A.用手握住酱油瓶,瓶子没有下滑,则说明瓶子处于静止状态;在竖直方向,瓶子受重力和手对瓶子的摩擦力作用,重力方向竖直向下,摩擦力方向竖直向上,这两个力相互平衡,故A符合题意;
B.手对酱油瓶的压力在水平方向,酱油瓶的重力方向竖直向下,二力不在同一条直线上,所以这两个力不是平衡力,故B不符合题意;
CD.手对酱油瓶的压力在水平方向,手对酱油瓶的摩擦力在竖直方向上,二力不在同一条直线上,所以这两个力不是平衡力。故CD不符合题意。
故选A。
9.书放在水平桌面上涉及到很多力学知识,下列有关力的描述正确的是( )
A.书放到水平桌面上,没与地面接触,所以书不受重力作用
B.书放在桌面上,桌面看不出形变,所以支持力不是弹力
C.书给桌面压力,桌面给书支持力,说明力的作用是相互的
D.书能够静止在水平桌面上,是因为书受到一个水平方向的摩擦力
【答案】C
【详解】A.在地球表面及其附近的所有物体都受到重力作用,不管是不是与地面接触。故A错误;
B.桌面发生了微小的形变,对书产生了向上的弹力,即书受到的支持力。故B错误;
C.书给桌面压力的同时,桌面也对书施加了大小相等方向相反的作用力,说明力的作用是相互的。故C正确;
D.书静止在水平桌面上,既没有运动,也没有运动的趋势,故不受摩擦力。故D错误。
故选C。
10.如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示,以下说法不正确的是( )
A.0~2秒,物体没有推动,是因为推力小于摩擦力
B.2~4秒物体受到的摩擦力是2N
C.4~6秒物体受到的摩擦力是2N
D.4~6秒,物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力
【答案】A
【详解】A.由图知,0~2秒时,F=1N,物体的运动速度为0,即处于静止状态,则推力F与摩擦力形成一对平衡力,大小相等,故A错误,符合题意;
CD.由图知,4~6秒时,推力F=2N,物体的速度始终等于4m/s,做匀速直线运动,即处于平衡状态,故物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力,大小相等,则受到的摩擦力为2N。故CD正确,不符合题意;
B.由图知,2~4秒时,推力F=3N,物体运动的速度逐渐增加,不是匀速直线运动,但物体和地面之间的摩擦属于滑动摩擦,因此在压力和接触面的粗糙程度不变时,摩擦力不变,仍与匀速运动时摩擦力相同,故摩擦力是2N,故B正确,不符合题意。
故选A。
【素养提升】
二、填空题
11.浴室中的防滑垫上有很多凸起或凹陷,当人赤脚走在上面时,不易滑倒。但体重不同的大人、小孩他们站在同一防滑垫上,防滑垫与地面之间的摩擦力是不同的,可见防滑垫与地面之间的滑动摩擦力大小与 有关。
【答案】压力的大小
【详解】体重不同的大人、小孩,分别站在同一防滑垫上,防滑垫与地面之间的接触面粗糙程度相同,压力大小不同,防滑垫与地面之间的摩擦力不同。由控制变量法可知,此现象说明防滑垫与地面之间的滑动摩擦力大小与压力的大小有关。
12.如题图所示,小月用不计重力的弹簧测力计拉着一物块A以1m/s的速度在水平地面上匀速前进,则物块受到的滑动摩擦力的大小为 N;当物块以2m/s速度在水平地面上匀速前进时,物块受到的滑动摩擦力 N;若弹簧测力计用3.2N的力拉物块A在水平地面上前进时,物块受到的滑动摩擦力 N.
【答案】 2.8 2.8 2.8
【详解】读图可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,其示数为2.8N,当拉着一物块以1m/s的速度在水平地面上匀速前进时,此时弹簧秤的读数为2.8N;物块受到的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力,所以摩擦力为2.8N;当速度增加到2m/s时,弹簧测力计用3.2N的力拉物块A在水平地面上前进时,压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以物块受到的滑动摩擦力的大小不变,物块受到的滑动摩擦力2.8N.
13.如图所示,水平桌面上放置的木块向右做匀速直线运动,其中F1=8N,F2=2N,此时在水平方向受到的合力大小为 N;若撤去力F1,当木块还向右运动过程中,此时木块在水平方向受到的合力大小为 N。
【答案】 0 8
【详解】[1]木块向右做匀速直线运动,处于平衡状态,此时在水平方向受到的合力大小为0N。
[2]对物体进行受力分析可知,木块开始在水平方向受F1、F2和摩擦力f 三个力而平衡(做匀速直线运动),则木块受到的摩擦力
f=F1-F2=8N-2N=6N
其方向水平向左;撤去F1后,当木块还向右运动过程中,木块在水平方向受到水平向左的F2和f的作用,由于压力和接触面的粗糙程度没有改变,木块在水平方向上受到的滑动摩擦力的大小不变,这两个力的合力
F合=F2+f=2N+6N=8N
14.在12N的水平拉力F作用下,木板A在水平地面上匀速向右运动的过程中,物体B相对于地面静止,此时弹簧测力计的示数为4N,则B所受滑动摩擦力大小为 N,方向水平向 (“左”或“右”),地面受到A的摩擦力大小为 N,方向水平向 (“左”或“右”)。
【答案】 4 右 8 右
【详解】[1][2]弹簧测力计的示数为4N,则弹簧测力计对B的拉力为4N,方向向左;B水平方向上受拉力和摩擦力,由二力平衡可得,摩擦力与拉力应大小相等,方向相反,故摩擦力大小为4N,摩擦力水平向右。
[3][4]以A为研究对象,它受到向右的拉力为12N,同时受到地面对它的摩擦力和物体B对它的摩擦力,二者之和为12N,由[1][2]可知,物体B对A的摩擦力方向水平向左,大小为4N,所以地面对物体A的摩擦力为
方向水平向左,根据力的作用是相互的,地面受到A的摩擦力大小是8N,方向是水平向右。
三、科普阅读题
15.阅读短文,回答问题。
溜旱冰
开展溜旱冰运动,既可以锻炼身体,又可以帮助我们理解其中的许多物理知识。进行这项运动需要有双旱冰鞋,有条件的可以到专门的早冰场上进行,没有条件的在较光滑的水泥地面也可以进行,但不能在车辆来往的道路上进行。
在一般路面上穿普通鞋行走时,鞋底与路面的摩擦是滑动摩擦,人与地面的摩擦较大。人穿上旱冰鞋后,旱冰鞋下安装了滚动轴承,轴承上套上了可滚动的轮子,将人与地面的静摩擦通过旱冰鞋变为滚动摩擦,使人与地面的摩擦大大减小。
在人起动或加速时,一只脚在前,一只脚在后,在前的一只脚脚尖指向运动方向,在后的一只脚与运动方向垂直,这样是为了将滚动摩擦变成滑动摩擦,以增大与地面的摩擦,用力向后蹬就可增大地面对人向前的推力,以达到起动和加速的目的。
根据你的阅读,请回答:
(1)旱冰鞋是通过 的方法,减小滑行时地面对鞋的摩擦力;
(2)溜冰时,脚用力向后蹬就能向前加速,这是因为 ;
(3)正在滑行时,要想很快停下来,应让放在后面的脚与运动方向垂直,同时用力向下压,以增大摩擦力,使自己很快停下来。前一种做法是通过 的方法增大摩擦,后一种做法是通过 的方法来增大摩擦的。
【答案】 变滑动为滚动 物体间力的作用是相互的 变滚动为滑动 增大压力
【详解】(1)[1]人穿上旱冰鞋后,旱冰鞋下安装了滚动轴承,轴承上套上了可滚动的轮子,将人与地面的静摩擦通过旱冰鞋变为滚动摩擦,使人与地面的摩擦大大减小。
(2)[2]用力向后蹬,地面给人一个向前的滑动摩擦并增大地面对人向前的推力,以达到起动和加速的目的,是因为物体间力的作用是相互的。
(3)[3]正在滑行时,要想很快停下来,应让放在后面的脚与运动方向垂直,通过变滚动为滑动的方法以增大摩擦力。
[4]同时用力向下压,是通过增加对地面的压力来增大摩擦的。
【能力培优】
四、计算题
16.甲、乙两车水平向右运动,它们的s-t图像为如图所示,其质量均为2000kg,所受阻力f大小恒为车重的0.2倍,方向始终与运动方向相反。求:
(1)甲车运动的速度;
(2)乙车的重力大小及方向;
(3)乙车的牵引力大小及方向。
【答案】(1)90km/h;(2)1.96×104 N,竖直向下;(3)3.92×103 N,水平向右
【详解】解:(1)由题图可知,当甲用时2h时,所走的路程为180km,根据可得,甲车运动的速度为
(2)根据可得,乙车的重力为
重力的方向为竖直向下。
(3)由题意可知,乙车所受的阻力为
因为乙在做匀速直线运动,因此乙车在水平方向上受到平衡力的作用,则乙车的牵引力大小为
由于乙车向右运动,则牵引力的方向为水平向右。
答:(1)甲车运动的速度为90km/h;
(2)乙车的重力大小为1.96×104 N,方向为竖直向下;
(3)乙车的牵引力大小为3.92×103 N,方向为水平向右。
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第七章 物体间的相互作用
课时7.6摩擦力
2022年课程标准
物理素养
2.2.4 通过常见事例或实验,了解摩擦力,认识力的作用效果。探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
物理观念:通过观察日常生活中的现象,认识摩擦力,培养学生初步的观察能力。
科学思维:通过对物体二力平衡的分析,知道可以用弹簧测力计粗测水平运动物体所受滑动摩擦力。
科学探究:通过实验探究,了解影响滑动摩擦力大小的因素,培养学生实验探究能力。
科学态度与责任:.通过生活实例,认识摩擦在实际生活中的意义,能明确摩擦在生产和生活中的利用和防止。
1、两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动的力,这种力就叫做摩擦力。
摩擦力产生条件:
①两物体相接触且接触面不光滑;
②两物体间有压力;
③两物体间有相对运动的趋势或者相对运动。
2、摩擦力的作用点:两个互相接触物体的接触面上
摩擦力的方向:跟物体相对运动或相对运动趋势的方向相反
3、测量滑动摩擦力:
①测量原理:二力平衡条件
②测量方法:把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉木块,使木块匀速运动,读出这时的拉力就等于滑动摩擦力的大小。
③ 主要实验方法:控制变量法 转换法
4、结论:
1 滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关。接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
2 滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关。压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
3 摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,而与接触面积的大小和运动速度无关。
5、增大有益摩擦的方法:
①增大压力;②增大接触面粗糙程度。
6、减小有害摩擦的方法:
①减小压力;②减小接触面粗糙程度;③用滚动代替滑动;④使两个相互接触的表面隔开(加润滑油 、气垫船 、磁悬浮)。
问题一:实验
【角度1】探究影响摩擦力的因素
【典例1】小延家的旧沙发垫容易滑落,为此妈妈更换了一块背面有防滑颗粒的同材质新沙发垫。小延把背面朝上的新、旧沙发垫固定在水平面上,再分别在其上面放上完全相同的木块,用已调零的弹簧测力计水平匀速拉动木块,如图所示。用此方法探究滑动摩擦力大小的影响因素,下列说法错误的是( )
A.木块在新沙发垫上受到的滑动摩擦力为4.8N
B.加速拉动弹簧测力计,木块在沙发垫上受到的滑动摩擦力会增大
C.实验结果说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关
D.把两木块叠放在一起,再做图甲所示的实验,可以探究滑动摩擦力的大小与压力的大小是否有关
【变式1-1】
如图所示,在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验中,用弹簧测力计拉一木块沿水平方向做匀速直线运动,下列说法中正确的是( )
A.木块受到的拉力与摩擦力是一对平衡力
B.如图所示,木块受到的摩擦力为2.8N
C.若增大拉力使木块加速运动,木块受到的摩擦力将变大
D.在木块上增加一个砝码,仍保持木块水平匀速直线运动,测力计的示数将变大
【变式1-2】
某同学用同一木块、木板及砝码等器材探究影响滑动摩擦力大小的因素,弹簧测力计水平拉动使木块做匀速直线运动。如图甲、乙、丙是其中三次实验,下列说法正确的是( )
A.甲、乙实验可得出滑动摩擦力大小与物体的重力大小有关的结论
B.乙、丙实验可探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系
C.乙实验时在匀速拉动木块的过程中砝码不受摩擦力
D.甲、乙、丙三实验中弹簧测力计的拉力大小相等
问题二:实验改进
【角度1】改进探究摩擦力的影响因素实验
【典例1】
在探究影响滑动摩擦力大小因素的活动中,实验装置如图甲所示,固定弹簧测力计,拉动木板,测出木块受到的滑动摩擦力。小明又进行测量木板受到木块的滑动摩擦力的尝试。如图乙所示,水平拉动木板,使木板和木块一起做匀速直线运动,测量木板受到桌面的摩擦力;如图丙所示,固定木块,再拉动木板,当木板相对于木块滑动时,读出弹簧测力计的示数。则测量的木板受到木块的滑动摩擦力( )
A.方向水平向左,拉木板需要匀速运动 B.方向水平向右,拉木板不需要匀速运动
C.方向水平向右,拉木板需要匀速运动 D.方向水平向左,拉木板不需要匀速运动
【变式1-1】
如图,在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中,小南将弹簧测力计圆环固定在墙上,挂钩拉着木块A,木块A下面是一长木板B,实验时用F=5N的拉力拉着长木板B在粗糙水平面上向左做匀速直线运动,则( )
A.实验时必须匀速拉动长木板 B.若增大拉力F,测力计的示数会变
C.物块A受到的摩擦力为5N D.砝码受到物体A的摩擦力为0N
【变式1-2】
如图所示,将木块A放置于水平木板B上,A 上加载一个砝码,把一支测力计系在A上,测力计的另外一端固定在墙上。水平向左匀速拉动B时,A 相对于地面静止,测力计示数保持不变。下列说法中( )
①此装置可研究滑动摩擦力大小与压力的关系
②A对B的摩擦力大小为3.6N,方向向右
③B对A的摩擦力大小为2.4 N,方向向左
④若增大B的速度,测力计的示数会变大
A.只有③正确 B.只有②④正确
C.只有①②正确 D.只有①③正确
问题三:影响摩擦力的因素
【角度1】改变摩擦力大小
【典例1】
如图所示为甲、乙两队正在进行拔河比赛的情景,下列有关说法正确的是( )
A.比赛时穿钉鞋背书包可以减小对地面的摩擦力
B.获胜方对地面的摩擦力大于失败方对地面的摩擦力
C.获胜方对绳子的拉力大于失败方对绳子的拉力
D.为了取胜,常选用体重较大的运动员,主要是因为他们力气大
【变式1-1】
下列做法能增大摩擦力的是( )
A.用力握紧球拍 B.滚动轴承
C.行李箱底部装轮子 D.给机器加润滑油
【变式1-2】
为了节能环保,城市的街道上出现了很多骑共享自行车上班的人;如图所示的是共享自行车上的几个零件,其中减小了有害摩擦的是( )
A.车把 B.车闸
C.车轴 D.车胎
【基础强化】
一、单选题
1.2020年是一个不平凡的一年,深圳市长跑协会根据防疫要求,长跑竞赛回归室内场地,采取适当的减少人数,采取精英赛制,第29届长跑竞赛活动将于2020年11月22日(星期日)在深圳体育场举行。如图所示,以下说法正确的是( )
A.某选手冲线后没有立即停下来,是因为受到惯性力的作用
B.运动员鞋底面刻有凹凸不平的花纹,主要是为了增大压力
C.奔跑中的运动员看到路旁的树向后退去,是以自己为参照物的
D.运动员通过弯道时,他的运动状态不改变
2.如图的四个实例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A.
B.
C.
D.
3.一只重1000N的木箱,放在水平地面上,用120N的力沿水平方向推它,木箱仍没动,这时木箱受到的摩擦力是:( )
A.120N B.440N C.1000N D.1120N
4.如图所示,昆明公共自行车绿色标志由人、自行车和道路三个元素组成,寓意绿色出行,以下关于摩擦力的说法正确的是( )
A.骑行过程中,人受到了路面的摩擦力
B.摩擦力大小不受路面粗糙程度的影响
C.轮胎的表面做得凹凸不平是为了减小摩擦力
D.刹车时用力捏闸柄,通过增大闸皮对车圈的压力来增大摩擦力
5.随着人们生活水平的不断提高,小汽车已成为家庭中的主要交通工具。下列与小汽车有关的说法中正确的是( )
A.沿水平方向推水平路面上的小车没推动,推力小于汽车受到的阻力
B.车轮与地面间的摩擦力在汽车前进时是有害的,而在刹车时是有益的
C.水面匀速行驶且忽略空气阻力时,高速状态牵引力等于低速时的牵引力
D.前排人员必须系安全带,是为了减小刹车时的惯性
6.如果有一天,你移居月球(月球表面的值约为地球的六分之一),下列现象合理的是( )
A.人在月球上的质量和重力都比地球上小
B.在月球上用直升机可以运输更重的货物
C.在月球上,人可以举起更大质量的物体
D.在月球上行走,不会受到摩擦力的作用
7.下列实例中,可以增大摩擦的是( )
A.合页加润滑油 B.气垫船船体与水面分离
C.用力捏自行车车闸 D.运动员不断地擦冰
8.用手握住酱油瓶,瓶子没有下滑,是因为( )
A.手对酱油瓶的摩擦力和酱油瓶的重力平衡
B.手对酱油瓶的压力和酱油瓶的重力平衡
C.手对酱油瓶的压力和手对酱油瓶的摩擦力平衡
D.以上三种说法均不对
9.书放在水平桌面上涉及到很多力学知识,下列有关力的描述正确的是( )
A.书放到水平桌面上,没与地面接触,所以书不受重力作用
B.书放在桌面上,桌面看不出形变,所以支持力不是弹力
C.书给桌面压力,桌面给书支持力,说明力的作用是相互的
D.书能够静止在水平桌面上,是因为书受到一个水平方向的摩擦力
10.如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示,以下说法不正确的是( )
A.0~2秒,物体没有推动,是因为推力小于摩擦力
B.2~4秒物体受到的摩擦力是2N
C.4~6秒物体受到的摩擦力是2N
D.4~6秒,物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力
【能力培优】
二、填空题
11.浴室中的防滑垫上有很多凸起或凹陷,当人赤脚走在上面时,不易滑倒。但体重不同的大人、小孩他们站在同一防滑垫上,防滑垫与地面之间的摩擦力是不同的,可见防滑垫与地面之间的滑动摩擦力大小与 有关。
12.如题图所示,小月用不计重力的弹簧测力计拉着一物块A以1m/s的速度在水平地面上匀速前进,则物块受到的滑动摩擦力的大小为 N;当物块以2m/s速度在水平地面上匀速前进时,物块受到的滑动摩擦力 N;若弹簧测力计用3.2N的力拉物块A在水平地面上前进时,物块受到的滑动摩擦力 N.
13.如图所示,水平桌面上放置的木块向右做匀速直线运动,其中F1=8N,F2=2N,此时在水平方向受到的合力大小为 N;若撤去力F1,当木块还向右运动过程中,此时木块在水平方向受到的合力大小为 N。
14.在12N的水平拉力F作用下,木板A在水平地面上匀速向右运动的过程中,物体B相对于地面静止,此时弹簧测力计的示数为4N,则B所受滑动摩擦力大小为 N,方向水平向 (“左”或“右”),地面受到A的摩擦力大小为 N,方向水平向 (“左”或“右”)。
三、科普阅读题
15.阅读短文,回答问题。
溜旱冰
开展溜旱冰运动,既可以锻炼身体,又可以帮助我们理解其中的许多物理知识。进行这项运动需要有双旱冰鞋,有条件的可以到专门的早冰场上进行,没有条件的在较光滑的水泥地面也可以进行,但不能在车辆来往的道路上进行。
在一般路面上穿普通鞋行走时,鞋底与路面的摩擦是滑动摩擦,人与地面的摩擦较大。人穿上旱冰鞋后,旱冰鞋下安装了滚动轴承,轴承上套上了可滚动的轮子,将人与地面的静摩擦通过旱冰鞋变为滚动摩擦,使人与地面的摩擦大大减小。
在人起动或加速时,一只脚在前,一只脚在后,在前的一只脚脚尖指向运动方向,在后的一只脚与运动方向垂直,这样是为了将滚动摩擦变成滑动摩擦,以增大与地面的摩擦,用力向后蹬就可增大地面对人向前的推力,以达到起动和加速的目的。
根据你的阅读,请回答:
(1)旱冰鞋是通过 的方法,减小滑行时地面对鞋的摩擦力;
(2)溜冰时,脚用力向后蹬就能向前加速,这是因为 ;
(3)正在滑行时,要想很快停下来,应让放在后面的脚与运动方向垂直,同时用力向下压,以增大摩擦力,使自己很快停下来。前一种做法是通过 的方法增大摩擦,后一种做法是通过 的方法来增大摩擦的。
【能力培优】
四、计算题
16.甲、乙两车水平向右运动,它们的s-t图像为如图所示,其质量均为2000kg,所受阻力f大小恒为车重的0.2倍,方向始终与运动方向相反。求:
(1)甲车运动的速度;
(2)乙车的重力大小及方向;
(3)乙车的牵引力大小及方向。
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