课时6.4 摩擦力-【帮课堂】2024-2025学年八年级物理下册同步学与练（沪粤版2024）

第六章 力和机械 课时6.4 摩擦力 2022年课程标准 物理素养 2.2.3 探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。 4.2.2 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关。 物理观念：学生能够理解摩擦力的基本概念，包括摩擦力的产生条件、类型（静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力）、影响因素（如接触面的粗糙程度、物体间的压力）以及摩擦力在日常生活中的应用和重要性。 科学思维：培养学生运用科学方法分析摩擦力问题的能力，如通过观察、实验和推理来探究摩擦力与不同因素之间的关系，以及如何通过改变条件来增减摩擦力。 科学探究：鼓励学生通过实验探究摩擦力的影响因素，如设计实验来测量不同材料、不同压力下的摩擦力，以及摩擦力在不同运动状态下的表现。 科学态度与责任：引导学生认识摩擦力在技术应用和环境保护中的作用，如在设计机械时考虑减少不必要的摩擦以提高效率，同时在日常生活中注意减少摩擦对环境的不良影响，培养学生的社会责任感和可持续发展意识。 知识点一、生活中的摩擦 1．摩擦的分类 （1）滑动摩擦：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。 （2）滚动摩擦：一物体在另一物体表面作无滑动的滚动或有滚动的趋势时，由于两物体在接触部分受压发生形变而产生的对滚动的阻碍作用，叫“滚动摩擦”。 （3）静摩擦：静摩擦是一个物体在另一个物体表面上具有相对运动趋势时，但并没有发生相对运动时，所受到的阻碍物体相对运动趋势的力。 2．滑动摩擦力 滑动摩擦中，在接触面上产生阻碍物体相对运动的力，叫做滑动摩擦力。滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关；方向与物体相对运动的方向相反；作用点在物体的接触面上。 生活现象 产生摩擦力的条件 （1）相对运动；（2）粗糙；（3）挤压 结论 一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦 实验操作 课桌不动，毛刷向右运动 课桌向左运动，毛刷不动 现象分析 刷毛向左弯 刷毛向左弯 滑动摩擦力的方向 与相对运动方向相反（不一定是物体的运动方向） 3．生活中的滑动摩擦 用橡皮擦错字 用毛刷刷油漆 用砂纸去铁锈 用钢丝球去污垢 特别提醒 “相对”指的是研究对象相对于与其接触的物体而言，即指物体之间的相对静止或相对运动，都是以施力物体为参照物的，而不一定是物体相对地的运动，相对地面静止的物体可能受滑动摩擦力。 用手压在桌面上拖动，感受一下拖动时桌面作用在手上的阻力(摩擦力)。手对桌面压得越紧(接触面之间的压力越大)，手拖动就越困难(受到的摩擦力越大)。然后在桌面上铺上毛巾(毛巾要固定在桌面上),手再压在毛巾上拖动，就比手在平滑的桌面上拖动更难些(说明手所受的摩擦力更大)。 典例01 如图所示，在比较光滑的桌面上放两辆能自由移动的小车，把一个小玩具车，在开动马达后，拿在手上，然后慢慢的往下放（如图甲所示），当玩具车与下面两辆小车刚刚接触时，发现下面的小车运动情况如图乙所示，下列判断正确的是（    ）    A．这个玩具车的前轮受到的摩擦力方向向后，后轮受到的摩擦力方向向前 B．这个玩具车的前轮受到的摩擦力方向向前，后轮受到的摩擦力方向向后 C．这个玩具车的前轮和后轮受到的摩擦力方向均向前 D．这个玩具车的前轮和后轮受到的摩擦力方向均向后 【答案】A 【解析】从小车的运动情况可看出，小车受到玩具车车轮施加的力的作用，从而改变了两个小车的运动状态；玩具车前轮下面的小车向前运动，说明玩具车前轮给它施加了向前的摩擦力作用，根据物体间力的作用是相互的，小车同时给玩具车前轮施加了向后的摩擦力作用，即玩具车前轮受到的摩擦力方向向后；同理：玩具车后轮下面的小车向后运动，说明玩具车后轮给它施加了向后的摩擦力作用，根据物体间力的作用是相互的，小车同样给玩具车后轮施加了向前的摩擦力作用，即玩具车后轮受到的摩擦力的方向向前，故A正确；故BCD错误。 故选A。 知识点二、探究滑动摩擦力 1．常规方法测量滑动摩擦力 实验 测量滑动摩擦力大小 原理 二力平衡 器材 弹簧测力计、木块、长木板 方法 用弹簧测力计水平拉动木块在长木板上做匀速直线运动 分析论证 木块做匀速直线运动，在水平方向上所受的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力, 大小相等。 2．更准确地测量滑动摩擦力 实验 操作 操作 对比 1. 很难让木块保持匀速直线运动状态 2. 弹簧测力计在运动，很难读数 1. 不需要木块保持匀速直线运动 2. 弹簧测力计静止容易读数 3．探究影响滑动摩擦力的大小的因素 实验目的： 探究影响滑动摩擦力的大小的因素。 实验器材：弹簧测力计、带挂钩的木块、砝码、毛巾。 如何改变压力大小 如何改变接触面的粗糙程度 如何做到木块在水平面上做匀速直线运动呢 改变放在木块上的砝码，从而改变木块对长木板的压力 在长木板上放毛巾 ①沿直线水平拉动木块；②观察弹簧测力计的示数保持不变 实验名称 探究滑动摩擦力与压力的关系 探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系 实验操作 第一步把木块平放在木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动，记下此时的滑动摩擦力大小；第二步再在木块上加一砝码，用弹簧测力计水平匀速拉动，记下此时的滑动摩擦力大小。 第一步把木块平放在木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动，记下此时的滑动摩擦力大小；第二步把木块平放在毛巾上，用弹簧测力计水平匀速拉动，记下此时的滑动摩擦力大小。 现象分析 实验序号 粗糙程度情况 压力情况 摩擦力大小 1 木块与木板 木块 0.4 N 2 木块+1个砝码 0.8 N 实验序号 粗糙程度情况 压力情况 摩擦力大小 3 木块与木板 木块 0.4 N 4 木块与毛巾 木块 0.6 N 结论 接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力也越大 压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力也越大 总结归纳: 滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度和压力的大小有关。接触面越粗糙，压力越大，滑动摩擦力越大。 特别提醒 滑动摩擦力的大小无法直接测出，当用弹簧测力计水平拉着木块匀速滑动时，弹簧测力计示数的大小就反映了滑动摩擦力的大小，在这里将滑动摩擦力的大小转换为拉力的大小 利用控制变量法探究影响滑动摩擦力大小的因素。 滑动摩擦力是产生在发生相对运动的两个接触面上，可能与接触面的粗糙程度，接触面之间的压力大小，接触面积大小有关。在探究某一个因素的变化怎样影响滑动摩擦力时，必须保持其他因素不变，否则，你就无法知道滑动摩擦力的大小变化是由哪个因素的变化引起的，这就是在探究多因素问题时必须注意的控制变量法。 拓展延伸 实验表明：滑动摩擦力的大小跟压力成正比，则有F=μFN 。μ由接触面的粗糙程度决定，FN表示压力。 注：μ是比例常数(它是两个力的比值，没有单位)，叫动摩擦因数，反映接触面本身特性，它的数值跟接触面材料及接触面情况(粗糙程度) 有关，它与接触面积的大小无关。 典例02 为探究影响滑动摩擦力大小的因素，创新小组设计了如图的装置（水平传送带的速度可以调节）。当弹簧测力计的示数稳定时，其示数反映了滑动摩擦力的大小。 （1）启动传送带后，当弹簧测力计的示数稳定时，图中的示数为 N，木块受到摩擦力方向水平 ； （2）如果在木块上加放一个重物，弹簧测力计的示数将 （选填“变大”“变小”或“不变”）； （3）改变传送带的速度，发现弹簧测力计的示数没有改变，说明木块所受滑动摩擦力的大小与传送带的速度 （选填“有关”或“无关”）。 【答案】 2.8 向左 变大 无关 【解析】（1）[1]弹簧测力计的分度值为0.2N，其示数大小为2.8N。 [2]摩擦力方向与相对运动方向相反，木块相对于传送带向右运动，故受到的摩擦力方向水平向左。 （2）[3]如果在木块上加放一个重物，木块对传送带的压力变大，滑动摩擦力变大，故弹簧测力计的示数将变大。 （3）[4]当弹簧测力计的示数稳定后，改变传送带的速度大小，发现弹簧测力计的示数没有改变，则滑动摩擦力大小不变，说明木块所受滑动摩擦力的大小与传送带的速度大小无关。 知识点三、增大和减小摩擦的方法 增大摩擦的方法包括增加接触面的粗糙度、增加压力。减小摩擦的方法则有减少接触面的粗糙度、减少压力、使用润滑剂、用滚动摩擦代替滑动摩擦、利用气垫或磁悬浮技术以及使用特氟龙等低摩擦系数材料。这些方法在日常生活和工业应用中都非常重要。 1．增大有益摩擦的方法 瓶盖上有花纹 运动鞋底有很深的花纹 刹车时，要用力捏闸 皮带打滑时要拉紧皮带 增大接触面的粗糙程度 增大压力 2．减小有害摩擦的方法 改变接触面的粗糙程度 用滚动代替滑动 使接触面分离 特别提醒 事物的两面性：任何事物都有其两面性，既有其有利的一面，也有其有害的一面。我们在选择利用时要学会比较分析，发扬其优点避开其缺点；或者学习其长处避开其短处。例如：摩擦既有有益的摩擦也有有害的摩擦，对于有益的摩擦我们要想办法去增大；对于有害的摩擦我们要想办法去减小。 典例03 小明和爸爸自驾游，汽车行至多沙山坡时，车轮打滑，不能前行。爸爸让小明下车，便于爬坡，小明否定了爸爸的提议，邀请路边的行人上车，车果然不再打滑，开上山坡。下列做法与小明的做法蕴含相同原理的是（　　） A．自行车刹车时，用力捏车闸 B．给自行车链条上加润滑剂 C．自行车车胎表面有花纹 D．给自行车上安装滚动轴 【答案】A 【解析】邀请路边的行人上车，车果然不再打滑，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力的方法来增大摩擦的； A．自行车刹车时用力捏车闸，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大滑动摩擦力，故A符合题意； B．给自行车链条上加润滑剂，是通过使接触面脱离来减小摩擦，故B不符合题意； C．自行车车胎表面有花纹，这是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故C不符合题意； D．给自行车上安装滚动轴承，是变滑动为滚动，减小摩擦，故D不符合题意。 故选A。 问题一：探究影响滑动摩擦力大小的因素 【典例1】汽车在通过起伏路段的凸起路面时，经验丰富的司机往往慢速平稳通过。若快速通过会让乘客有“腾飞”的感觉，且安全隐患很大，这一现象是因为凸起路面与车之间竖直方向的相互作用力发生了变化。那么，凸起路面与车之间竖直方向的相互作用力大小与什么因素有关呢？实验小组的同学讨论后提出了如下猜想：（g取10N/kg） 猜想一：路面与车之间的相互作用力大小可能与车通过凸起路面时的速度大小有关； 猜想二：路面与车之间的相互作用力大小可能与凸起路面的弯曲程度有关。 为了探究这一问题他们选用小球（模拟小车）、轨道、弧面支架I、Ⅱ、Ⅲ（模拟凸起路面，用最高点处弧线半径R大小来表示弯曲程度，且RⅠ>RⅡ>RⅢ、电子秤等器材进行了如图所示的实验。 （1）先测小球静止时对电子秤的压力来反映小球与弧面顶部相互作用力F的大小。他们将小球置于水平放置的电子秤上时，示数为0.270kg，则力F= N； （2）在秤上安放弧面支架并调零，将小球从轨道的A点由静止释放，沿轨道经弧面运动到右侧轨道，记录小球通过弧面顶部O点时电子秤的示数m，再依次将小球从高于A点的B、C点由静止释放，目的是逐次增大小球通过O点时的 ，各次实验m的大小记录如表； 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 弧面支架 支架I 支架Ⅱ 支架Ⅲ 释放位置 A B C A B C A B C m/kg 0.256 0.251 0.247 0.236 0.228 0.213 0.214 0.206 0.194 （3）分析1、4、7（或2、5、8，或3、6、9）三次实验数据可得：其他条件一定时， ，路面与车之间的相互作用力F越小； （4）分析 三次实验数据，可得猜想一是 （选填“正确”或“错误”）的； （5）根据上述实验现象推理：若小球速度足够大，通过弧面顶部时，电子秤的示数将显示 kg。进一步推理：当汽车通过凸起路面顶部的速度足够大，若路面前方突发状况，结合本实验判断是否可以紧急刹车避让并说明理由： 。 【答案】 2.7 速度 凸起路面的弯曲程度越大（R越小） 1、2、3（或4、5、6，或7、8、9） 正确 0 见解析 【解析】（1）[1]小球置于水平放置的电子秤上时，示数为0.270kg，则小球与弧面顶部相互作用力 F=G=mg=0.270kg×10N/kg=2.7N （2）[2]将小球从不同高度的A、B、C点静止释放，则小球到达水平面时的速度不同，通过O点时的速度不同。 （3）[3]实验1、4、7中，小球从相同高度的A点静止释放，到达O点的速度相同，支架的弯曲程度不同，且支架的弯曲程度越来越小，F也越来越小，所以可得：其他条件一定时，凸起路面的弯曲程度越大，m越小，即路面与车之间的相互作用力F越小。 （4）[4]猜想一，探究的是路面与车之间的相互作用力大小与车通过凸起路面时的速度的关系，则应保持支架的弯曲程度相同，所以选择1、2、3（或4、5、6或7、8、9）次实验数据来验证。 [5]由1、2、3次实验数据知，经过O点的速度越大，m越小，即路面与车之间的相互作用力F越小。可知猜想一是正确的。 （5）[6]因为通过弧面顶部时的速度越大，F越小，当通过的速度足够大，则F为0，即m为0。 [7]不可以，压力减小为0，摩擦力减小为0，不能改变汽车的运动状态（合理即可）。 推理：若小球速度足够大，通过弧面顶部时，电子秤的示数将显示0kg，即小球与弧面顶部的相互作用力为0。 紧急刹车：当汽车通过凸起路面顶部的速度足够大时，若路面前方突发状况，不能紧急刹车避让。因为此时汽车与路面的相互作用力很小，紧急刹车可能导致汽车失去抓地力，发生侧滑或翻车，非常危险。 【变式1-1】小华使用图1装置来探究影响滑动摩擦力大小的因素。 （1）实验中，应沿 方向拉动弹簧测力计，使木块在水平木板上做 运动； （2）某次正确实验中，弹簧测力计的指针位置如图2所示，木块受到的滑动摩擦力大小为 N，方向为 ； （3）小华利用图3中场景①和②来探究滑动摩擦力与压力的关系，请指出她在实验中明显的不当之处： 。改正后，得到的结论是 ； （4）在某次实验中，小华拉动木块在木板上运动，木块运动的图像如图4所示。若用和分别表示和时间内弹簧测力计的示数，则可判断 （填“>”、“<”或“=”）。 【答案】 水平 匀速直线 3.4 水平向左 没有控制接触面相同 当接触面相同时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大 = 【解析】（1）[1][2]木块受到的滑动摩擦力无法直接测量，为方便测量当用弹簧测力计水平拉着木块做匀速直线运动时，弹簧测力计的拉力与滑动摩擦力为平衡力，根据二力平衡条件拉力大小等于滑动摩擦力的大小。 （2）[3]由图2可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，其示数大小为3.4N。 [4]弹簧测力计的拉力与滑动摩擦力为平衡力，弹簧测力计的拉力的方向水平向右，则滑动摩擦力的方向水平向左。 （3）[5]由图3中场景①和②可知，实验中没有控制接触面相同，不是单一变量无法进行探究。 [6]改正后，保持接触面不变只改变接触面压力的大小，可得到的实验结论是：当接触面相同时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大。 （4）[7]由图4可知，木块在0~t1和t1~t2内运动的路程和时间均成正比，说明木块均做匀速直线运动，同一木块在同一水平面上运动，压力不变，所以木块受到的滑动摩擦力相同，木块做匀速直线运动，拉力等于滑动摩擦力，所以拉力也相等，即F1=F2。 【变式1-2】小成同学探究“滑动摩擦力大小与什么有关”，实验器材如下：长木板（上下表面粗糙程度不同）、长方体木块（每个面粗糙程度都相同，长宽高不等）、弹簧测力计． 长木板不同表面 弹簧测力计/N 一个木块 两个木块重叠 光滑表面 粗糙表面 (1)实验过程中，将木块放在水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向缓缓匀速拉动木块，如图所示，目的是让弹簧测力计示数与木块所受滑动摩擦力大小 ； (2)小成在实验探究时利用上表收集数据，你认为她探究的是滑动摩擦力大小与 的关系； (3)小成利用同一个木块探究了滑动摩擦力大小与接触面积是否有关，她改变接触面积的操作是 ； (4)小成发现匀速拉动木块时，不好控制且不方便读数，于是爱思考的她利用木块静止时二力平衡的特点，设计了改进方案（如下表所示），你认为应该采用哪个方案？答： ； 方案一：用绳子将木块连接到墙上后，通过弹簧测力计拉动下面的长木板 方案二：用绳子将木块连接到墙上后，通过弹簧测力计拉动底部加了轮子的长木板 方案三：通过弹簧测力计将木块连接到墙上后，直接拉动下面的长木板 补充设问 (5)在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，小明选取了几种表面粗糙程度不同的长木板进行实验，而小红用同一长木板进行实验，采取给长木板上铺棉布的方法改变粗糙程度．两位同学经过讨论一致认为小明的方案更科学，原因是： ； [实验拓展] (6)控制其他条件相同，用弹簧测力计以不同的速度匀速拉动木块，发现弹簧测力计的示数不变，说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小 （选填“有关”或“无关”）。 【答案】(1)相等　　(2)接触面粗糙程度和压力　　(3)换用木块面积不同的侧面置于水平木板上　　(4)方案三　　(5)小明控制材料的种类相同而粗糙程度不同　　(6)无关 【解析】（1）木块水平方向上受拉力和滑动摩擦力，并保持匀速直线运动状态（即二力平衡状态），因此所受拉力和滑动摩擦力相等。 （2）表格中既有不同的粗糙程度，也有不同的压力（一个木块和两个木块叠放），因此她探究的是滑动摩擦力与压力、滑动摩擦力和接触面粗糙程度，这两个因素的关系。 （3）根据题意知道，长方体木块的每个面粗糙程度都相同，而长、宽、高不等，要探究滑动摩擦力大小与接触面积是否有关，需控制压力大小相等、接触面的粗糙程度相同，仅改变接触面积，则改变接触面积的操作是换用该木块面积不同的侧面置于水平木板上。 （4）题中说到用的是二力平衡的特点，因此测力计应该测量木块受到的拉力，然后拉动木板，木块处于静止状态，从而得出木块所受摩擦力的大小。方案一和方案二，所测拉力均为木板的拉力，而木板受到的力除了拉力以外，还有上下表面两个摩擦力，所以拉力与摩擦力不符合二力平衡条件。综上所述，选择方案三。 （5）小明的方案更科学是因为小明控制材料的种类相同而粗糙程度不同。 （6）在同一次实验中，小华发现，当用不同的速度匀速拉动木块，弹簧测力计的示数不变，摩擦力不变，说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小无关。 问题二：摩擦力在生活中的应用 【典例1】生活中处处有物理，利用一瓶矿泉水，我们可以探究很多物理问题： （1）如图（a）所示，没有启封的矿泉水瓶里所装水的重为 N； （2）小明将矿泉水瓶按如图（b）A、B两种方式放置，用手推A的上部，瓶会倾倒，而推A的下部，瓶会滑动，这表明力的作用效果跟力的 有关。分别沿箭头方向吹A和B，发现B很容易被吹动，这说明在相同条件下， ； （3）如图（c）所示，小明用力捏矿泉水瓶，瓶身变瘪了，这说明力能使物体发生 ； （4）小明用20N的力竖直握住一瓶重为6N的矿泉水瓶静止不动，如图（d）所示，则矿泉水瓶受到的摩擦力为 N，他喝掉一半后竖直握着不动，瓶子受到的摩擦力 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 5.5 作用点 见解析 形变 6 变小 【解析】（1）[1]由题意可知，没有启封的矿泉水瓶里所装水的体积为 V=550mL=550cm3 则水的质量为 m=ρV=1g/cm3×550cm3=550g=0.55kg 水的重力为 G=mg=0.55kg×10N/kg=5.5N （2）[2]对比两次实验可知，当力的作用点不同时，力对水瓶产生的作用效果也不同，说明力的作用效果与力的作用点有关。 [3]A的放置方式是平面跟水平面接触，受到的摩擦力为滑动摩擦力，B方式是圆柱面于水平面接触，受到的摩擦力是滚动摩擦力，同样吹动水瓶，B方式更容易被吹动，说明在相同条件下，滚动摩擦力小于滑动摩擦力。 （3）[4]用力捏矿泉水瓶，水瓶在力的作用下形状发生了改变，说明力能使物体发生形变。 （4）[5]如图所示，矿泉水瓶处于静止状态，在竖直方向上只受到重力和手对它的静摩擦力，因为是静止状态，所以受力平衡，重力和静摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以矿泉水瓶受到的摩擦力为6N。 [6]喝掉一半后竖直握着不动，矿泉水瓶还是处于静止状态，竖直方向上依然是受力平衡，只受到重力和静摩擦力，大小相等，因为喝掉了一半水，重力减小，所以受到的摩擦力也减小。 矿泉水的重力为 5 N。力的作用效果与力的作用点有关。力能使物体发生形变。矿泉水瓶静止时，摩擦力等于重力，喝掉一半后，摩擦力变小。 【变式2-1】物理是一门以实验研究为基础的学科，在实验研究的过程中涉及很多的物理研究方法。在研究物体受到几个力作用时，引入“合力”概念，用到了 研究方法。探究滑动摩擦力与哪些因素有关时，用到的研究方法是 。为了测定滑动摩擦力的大小，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块使其在水平桌面上做匀速直线运动，可测量滑动摩擦力的大小，如图甲乙所示的实验情景，分析可得滑动摩擦力与 有关。如图丙是在机械制造工业上广泛应用滚动轴承，是利用了滚动摩擦力 滑动摩擦力（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 【答案】 等效替代 控制变量法 接触面的粗糙程度 小于 【解析】[1]在研究物体受到几个力作用时，引入“合力”概念，用到了等效替代法，同一个力代替几个力，且效果相同。 [2]滑动摩擦力的大小与压力大小及接触面的粗糙程度有关，所以在探究滑动摩擦力与哪些因素有关时，用到的研究方法是控制变量法。 [3]由图可知，两图中弹簧测力计示数大小不同，拉力与摩擦力为平衡力，说明摩擦力大小不同，两图中压力大小相等而接触面粗糙程度不同，所以分析可得滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关。 [4]为了减小摩擦，在机械制造工业上广泛应用滚动轴承，以滚动代替滑动，即滚动摩擦小于滑动摩擦。 【变式2-2】小金用20N的水平推力把图甲中纸箱匀速推往桌面中央，桌子始终保持静止；小金再用120N的水平推力将桌子沿水平方向匀速推动，纸箱在桌面上没有发生滑动，如图乙所示．完成下列问题． (1)图甲中地面对桌子的摩擦力方向是 ． (2)图乙中纸箱受到的摩擦力大小是 N． 【答案】(1)水平向左　　(2)0 【解析】（1）小金用20N的水平推力把图甲中纸箱匀速推往桌面中央，故纸箱会受到桌子对它水平向左的摩擦力，由根据力的作用是相互的，故桌子受到纸箱对它的水平向右的摩擦力，由于桌子始终保持静止，根据二力平衡，故地面对桌子的摩擦力应水平向左 （2）小金用120N的水平推力将桌子沿水平方向匀速推动，由于图乙中纸箱在桌面上没有发生滑动，也没有相对运动趋势，不受到摩擦力的作用，故摩擦力大小为0。 【基础强化】 1．学习摩擦力时，老师做了以下实验：如图1，将牙刷放在木板上，向左拉动牙刷，观察到刷毛向右弯曲：如图2，保持牙刷不动，向右拉动木板，观察到刷毛还是向右弯曲．刷毛弯曲，说明力能使物体发生 ，图1中木板相对于刷毛向 运动，图2中刷毛受到的摩擦力方向为 。 【答案】 形变 右 向右 【解析】【小题1】[1]当有力作用在刷毛上时，刷毛弯曲，刷毛的形状发生改变，由此可知力可以使物体发生形变。 [2]以毛刷为参照物，可把木板看成向右运动。 [3]当向右拉木板时，若以木板为参照物，也可把牙刷看成向左运动，滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，所以滑动摩擦力的方向是向右的。 2．9月22日是世界“无车日”，倡导绿色环保，低碳出行。小茗骑上自行车后，车轮发生一些凹陷，说明力可以改变物体的 （选填“形状”或“运动状态”）：车轮上刻有花纹，这是为了 （选填“增大”或“减小”）摩擦力。 【答案】 形状 增大 【解析】[1]车轮发生一些凹陷，形状发生改变，说明力可以改变物体的形状。 [2]自行车的轮胎上刻有凹凸的花纹，这是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。 3．一个足球在学校的操场上向右滚动，请在图中画出足球所受力的示意图。 【答案】 【解析】由题意可知，足球受到竖直向下的重力，垂直于地面向上的支持力，与其运动方向相反的摩擦力，球心即为重心，如图所示： 4．如图所示，是我国少数民族的“押加”体育项目比赛时的情景。运动员穿着鞋底花纹很深的运动鞋，主要是为了 摩擦力；运动员用力向后蹬地就能获得向前的力，这是因为物体间力的作用是 的。 【答案】 增大 相互 【解析】[1]运动员穿着鞋底花纹很深的运动鞋，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的。 [2]运动员用力向后蹬地面，就能获得向前的力，原因是物体间力的作用是相互的。 5．如图所示，放在水平面上的小车在水平向右的拉力F的作用下向右运动，物体A处于静止状态。拉力F的大小为6N，弹簧测力计（自重不计）的示数为4N，则物体A所受摩擦力的方向为 ，其大小为 N。 【答案】 水平向右 4 【解析】[1][2]物体A静止不动，所以A受到弹簧测力计水平向左的拉力与A受到水平向右的摩擦力是一对平衡力，则 f＝F＝4N 其方向水平向右。 6．下列实例中，属于减小摩擦的是（　　） A．汽车轮胎上刻有花纹 B．轴承中装有滚珠 C．运动鞋底有凹凸不平的花纹 D．打球时用力握紧球拍 【答案】B 【解析】A．汽车轮胎上刻有花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故A不符合题意； B．轴承中装有滚珠，是用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力，故B符合题意； C．运动鞋底有凹凸不平的花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故C不符合题意； D．打球时用力握紧球拍，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D不符合题题意。 故选B。 7．如图所示为探究“影响滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验装置。 （1）实验过程中，应该用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做 运动； （2）小华刚开始拉木块时（如图甲），他的水平拉力逐渐增大，但木块仍静止，木块所受的摩擦力 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； （3）比较甲、乙两次实验可知：滑动摩擦力的大小与接触面受到的 有关；比较甲、丙两次实验可得结论： ； （4）如图丁所示，将木块沿竖直方向切掉一半再次实验时，与图甲实验相比，弹簧测力计示数减小，小华认为不能说明滑动摩擦力的大小与接触面积有关，原因是 。 【答案】 匀速直线 变大 压力 压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大 没有控制压力相同 【解析】（1）[1]实验过程中，应该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，木块在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡的条件，弹簧测力计的示数才等于摩擦力的大小。 （2）[2]如图甲，木块仍静止，即处于静止状态，木块在水平方向上受到平衡力的作用，测力计拉力等于摩擦力大小，故木块所受的摩擦力变大。 （3）[3]比较甲、乙两次实验可知：接触面粗糙程度相同，乙中压力大，测力计示数大，所以得出：滑动摩擦力的大小与接触面受到的压力有关。 [4]比较甲、丙两次实验知，压力相同，丙中接触面粗糙，测力计示数大，所以可得结论：压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 （4）[5]研究滑动摩擦力的大小与接触面积有关，要控制压力大小和接触面的粗糙程度相同，如图丁所示，将木块沿竖直方向切掉一半再次实验时，压力变小，没有控制压力相同，所以结论错误。 8．在同一水平地面上，小明沿水平方向用10N的力推课桌，使它做匀速直线运动；当他将推力增大到11N时，地面对课桌的滑动摩擦力为 N；如果在推此课桌的过程中某同学将该课桌上的书拿走了，则地面对该课桌的滑动摩擦力 10N。 【答案】 10 小于 【解析】[1]因为课桌做匀速直线运动，受的推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以，课桌受到地面对它的摩擦力大小为 f＝F＝10N 当他将推力增大到11N时，压力与接触面粗糙程度不变，地面对课桌的滑动摩擦力为10N。 [2]同学将该课桌内的书包拿走后，课桌对地面的压力减小，把课桌沿原路用水平力推回的过程中，接触面的粗糙程度不变，压力减小，所以，课桌受到地面对它的摩擦力会小于10N。 9．如图所示，一物体沿斜面向下运动，请作出该物体所受重力和摩擦力的示意图。    【答案】   【解析】如图，物体受到的重力方向是竖直向下，从物体的重心引竖直向下的带箭头的线段，并在旁边标上重力符号G；物体沿斜面向下运动，其所受摩擦力的方向与运动方向相反，为平行于斜面并沿斜面向上，摩擦力的作用点也在重心的位置；力的示意图如下图所示：    【素养提升】 10．仔细观察图甲，说明力的作用效果跟力的 有关；观察图乙发现，将滑动变为 的方式可以 摩擦。 【答案】 作用点 滚动 减小 【解析】[1]图甲大人和小孩在门上的作用点不同，使得大人虽然力气大却推不过小孩，说明力的作用效果不仅跟力的大小和方向有关，还跟力的作用点有关。 [2][3]在图乙中小轮子可以滚动，将滑动变为滚动，可以大大减小了与地面间的摩擦。 11．如图所示用手握住矿泉水瓶静止不动，此时矿泉水瓶受到摩擦力的方向为 （选填“竖直向上”或“竖直向下”），某同学通过甩动装水的矿泉水瓶来制造“龙卷风”。在甩动矿泉水瓶过程中，矿泉水瓶由于受到 不易转动，而水由于 在甩动玻璃瓶过后依旧转动从而形成“龙卷风”。 【答案】 竖直向上 阻力 惯性 【解析】[1]水瓶在空中静止不动，此时水瓶受到的重力和手对瓶子的摩擦力是一对平衡力，一对平衡力的大小相等、方向相反，则摩擦力的方向竖直向上。 [2][3]在甩动矿泉水瓶过程中，矿泉水瓶受到阻力（摩擦力）的作用不易转动，由于水具有惯性，会保持原来的运动状态，在甩动玻璃瓶过后水依旧转动，所以形成“龙卷风”。 12．用手边的铅笔可以做一些物理小实验。 (1)如图甲，手指压着铅笔竖直静止在桌面上，铅笔受到 个弹力；此时铅笔 （选填“受”或“不受”）摩擦力；手指压铅笔的力越大，手指感到越疼，说明力的作用效果与力的 有关。 (2)把一本书放在水平桌面上，用一根橡皮筋拉动它匀速前进。然后在书和桌面间垫几支圆柱形的铅笔，再拉动它匀速前进，如图乙所示。根据橡皮筋伸长长度的变化，得出的结论是：在其他条件相同时，滚动摩擦 （选填“大于”、“等于”或“小于”）滑动摩擦。 【答案】(1)两 不受 大小　　(2)小于 【解析】（1）[1][2]手指压着铅笔竖直静止在桌面上时，铅笔受到的弹力有两个，一个弹力是手对铅笔的压力，另一个弹力是桌面对铅笔的支持力。此时铅笔在水平方向上与桌面没有发生相对运动，也没有相对运动趋势，不受摩擦力。 [3]力的大小、方向和作用力都能影响力的作用效果，手指压铅笔的力越大，手指感到越疼，说明力的作用效果与力的大小有关。 （2）用一根橡皮筋拉动它匀速前进。然后在书和桌面间垫几支圆柱形的铅笔，再拉动它匀速前进，橡皮筋长度会变短，说明在其他条件相同时，滚动摩擦小于滑动摩擦。 13．如图是“竹筷提米”实验，玻璃杯和米被慢慢提起后，整体静止，则米对筷子的摩擦力的方向是（　　） A．竖直向下 B．垂直向上 C．竖直向上 D．向上、向下都可能 【答案】A 【解析】玻璃杯和米被慢慢提起后，整体静止，玻璃杯和米整体受到竖直向下的重力作用，由于玻璃杯和米有向下运动的趋势，所以会受到筷子对米竖直向上的摩擦力的作用，根据物体间力的作用是相互的，则米对筷子的摩擦力的方向竖直向下。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 14．小成同学探究“滑动摩擦力大小与什么有关”，实验器材如下：长木板（上下表面粗糙程度不同）、长方体木块（每个面粗糙程度都相同，长宽高不等）、弹簧测力计． 长木板不同表面 弹簧测力计/N 一个木块 两个木块重叠 光滑表面 粗糙表面 (1)实验过程中，将木块放在水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向缓缓匀速拉动木块，如图所示，目的是让弹簧测力计示数与木块所受滑动摩擦力大小 ； (2)小成在实验探究时利用上表收集数据，你认为她探究的是滑动摩擦力大小与 的关系； (3)小成利用同一个木块探究了滑动摩擦力大小与接触面积是否有关，她改变接触面积的操作是 ； (4)小成发现匀速拉动木块时，不好控制且不方便读数，于是爱思考的她利用木块静止时二力平衡的特点，设计了改进方案（如下表所示），你认为应该采用哪个方案？答： ； 方案一：用绳子将木块连接到墙上后，通过弹簧测力计拉动下面的长木板 方案二：用绳子将木块连接到墙上后，通过弹簧测力计拉动底部加了轮子的长木板 方案三：通过弹簧测力计将木块连接到墙上后，直接拉动下面的长木板 补充设问 (5)在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，小明选取了几种表面粗糙程度不同的长木板进行实验，而小红用同一长木板进行实验，采取给长木板上铺棉布的方法改变粗糙程度．两位同学经过讨论一致认为小明的方案更科学，原因是： ； [实验拓展] (6)控制其他条件相同，用弹簧测力计以不同的速度匀速拉动木块，发现弹簧测力计的示数不变，说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小 （选填“有关”或“无关”）。 【答案】(1)相等　　(2)接触面粗糙程度和压力　　(3)换用木块面积不同的侧面置于水平木板上　　(4)方案三　　(5)小明控制材料的种类相同而粗糙程度不同　　(6)无关 【解析】（1）木块水平方向上受拉力和滑动摩擦力，并保持匀速直线运动状态（即二力平衡状态），因此所受拉力和滑动摩擦力相等。 （2）表格中既有不同的粗糙程度，也有不同的压力（一个木块和两个木块叠放），因此她探究的是滑动摩擦力与压力、滑动摩擦力和接触面粗糙程度，这两个因素的关系。 （3）根据题意知道，长方体木块的每个面粗糙程度都相同，而长、宽、高不等，要探究滑动摩擦力大小与接触面积是否有关，需控制压力大小相等、接触面的粗糙程度相同，仅改变接触面积，则改变接触面积的操作是换用该木块面积不同的侧面置于水平木板上。 （4）题中说到用的是二力平衡的特点，因此测力计应该测量木块受到的拉力，然后拉动木板，木块处于静止状态，从而得出木块所受摩擦力的大小。方案一和方案二，所测拉力均为木板的拉力，而木板受到的力除了拉力以外，还有上下表面两个摩擦力，所以拉力与摩擦力不符合二力平衡条件。综上所述，选择方案三。 （5）小明的方案更科学是因为小明控制材料的种类相同而粗糙程度不同。 （6）在同一次实验中，小华发现，当用不同的速度匀速拉动木块，弹簧测力计的示数不变，摩擦力不变，说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小无关。 15．如图所示用杯子接水时，水杯静止在手中，在接水过程中杯子受到的摩擦力将 （选填“变大”“变小”或“不变”）；当杯子在手中开始向下滑时，可以通过 的方式来增大摩擦力使其在手中保持静止，为了欣赏茶叶的颜色和形状，用玻璃杯泡茶，这是利用了玻璃 好的属性。 【答案】 变大 增大压力 透明度（透光性） 【解析】[1]用杯子接水时，水杯静止在手中，在竖直方向上，杯子受到的重力和摩擦力是一对平衡力，在接水过程中，杯子和水的总重力变大，所以杯子受到的摩擦力将会变大。 [2]摩擦力大小的影响因素是压力大小和接触面的粗糙程度，当杯子在手中开始向下滑时，接触面的粗糙程度是一定的，因此可以紧握杯子，通过增大压力的方式来增大摩擦力使其在手中静止。 [3]为了欣赏茶叶的颜色和形状，我们选择用玻璃杯来泡茶。这是因为玻璃具有透光性好的属性，能够让我们清晰地看到茶叶在水中的形态和颜色变化。 【能力培优】 16．为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”，小明设计了如图所示的实验。 (1)实验中，弹簧测力计 （选填“必须”或“不必”）沿水平方向拉着物块做匀速直线运动，此时，滑动摩擦力大小 （选填“大于”、“等于”或“小于”）弹簧测力计的示数； (2)在①②③④四次实验中，滑动摩擦力最小的是 （填序号）； (3)比较①②实验，是为了研究滑动摩擦力大小与 的关系；比较实验②③，是为了研究滑动摩擦力大小与 的关系；该实验的研究方法是 。 (4)比较①④实验，发现①实验弹簧测力计的示数大于④实验弹簧测力计的示数，小明得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关，你认为他的结论是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是 ； (5)实验中图②，砝码 （选填“不受”或“受”）摩擦力的作用； (6)小明要对实验装置进行改动，如图⑤所示，重复实验，发现效果更好，实验中，小明 （选填“必须”或“不一定”）要匀速拉动长木板。 【答案】(1)必须 等于　　(2)④　　(3)压力 接触面粗糙程度 控制变量法 (4)错误 没有控制单一变量　　(5)不受　　(6)不一定 【解析】（1）[1][2]物体处于平衡状态时会受到平衡力的作用，为测量物块的滑动摩擦力，实验过程中，弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动，由二力平衡可知，此时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数，把摩擦力的大小转换为弹簧测力计的示数以便直接读出，这种研究方法叫转换法。 （2）滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关，接触面越粗糙，压力越大，滑动摩擦力越大。比较①②③三次实验可知，②与①相比，接触面粗糙程度相同，但压力变大，故②中滑动摩擦力大于①；③与②相比，压力相同，但接触面更粗糙，因此③中滑动摩擦力大于②。由此可知，①中滑动摩擦力较小。④与①相比较，接触面粗糙程度相同，但④中物块A被切去一半，因此压力减小一半，故④的滑动摩擦力小于①，综上可知，滑动摩擦力最小的是④。 （3）[1][2]比较①②实验，实验中控制接触面粗糙程度相同，改变压力大小，故可探究滑动摩擦力的大小与压力的关系。比较实验②③实验，实验中控制压力大小相同，改变接触面的粗糙程度，故可探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度之间的关系。 [3]探究滑动摩擦力的大小与压力的关系时，控制了接触面粗糙程度相同，只改变压力大小，探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度之间的关系时，控制压力大小相同，只改变接触面的粗糙程度。实验中控制了单一变量，研究方法是控制变量法。 （4）[1][2]①④两次实验中，接触面积和压力都不同，没有控制单一变量，故小明的结论是错误的。 （5）因为物体A与砝码做匀速直线运动，砝码与物体A保持相对静止，它们之间没有发生相对运动，也没有相对运动的趋势，因此砝码不受摩擦力的作用。 （6）由图可知，只要拉动长木板，物块与木板之间的摩擦力就为滑动摩擦力，物块相对于地面静止，处于平衡状态，根据二力平衡可知，弹簧测力计的示数就等于物块受到的滑动摩擦力，所以实验中，小明不一定要匀速拉动长木板。 17．阅读并回答问题 第一艘国产航母——山东舰 2019年12月17日，中国首艘国产航母山东舰正式列装服役，标志着我国海军正式迈入了双航母时代。 （1）下列说法正确的是 。 A．舰载机在航母上着落时，舰钩对拦阻索的拉力小于拦阻索对舰钩的拉力 B．航母航行时，使航母前进的力的施力物体是空气 C．舰载机着落在航母甲板上，航母甲板不发生形变 D．航母沿直线匀速航行，停在水平甲板上的舰载机不受甲板对它的摩擦力 （2）航母的舰体呈流线型，目的是 。 （3）为庆祝“山东舰”列装服役，各种焰火缤纷绽放。有一种质量为100g“高声”焰火，其特点是不会爆炸，能持续向下喷射火焰，产生大小为自重6倍的恒定推力，因其速度快产生啸叫声，所以称为“高声”。经实验测量，这种焰火在运动时，受到的阻力与速度的关系如图乙所示，则焰火受到的最大阻力为 N，焰火能够达到的最大速度为 。（火药质量不计，g取10N/kg）。 【答案】 D 减小水的阻力 5 11m/s 【解析】（1）[1]A．舰载机在航母上着落时，舰钩对拦阻索的拉力和拦阻索对舰钩的拉力是一对相互作用力，大小相同，故A错误； B．航母航行时，螺旋桨给水一个向后的力，由于物体间力的作用是相互的，水会给螺旋桨一个向前的力，故使航母前进的力的施力物体是水，故B错误； C．舰载机着落在航母甲板上，舰载机对甲板产生了压力，航母甲板会发生形变，故C错误； D．航母沿直线匀速航行，停在水平甲板上的舰载机与甲板之间没有发生相对运动，也没有发生相对运动的趋势，所以不受甲板对它的摩擦力，故D正确。 故选D。 （2）[2]航母的舰体呈流线型，目的是减小水的阻力。 （3）[4]焰火的重力为 恒定的推力为 当焰火上升时，焰火受到竖直向下的重力和阻力、竖直向上的推力，当推力等于重力及阻力的和时，阻力达到最大值，所以最大阻力为 [5]由图乙可知，焰火受到的阻力随着速度的增大而增大，当阻力达到最大值5N时，焰火的速度达到最大，即 18．请阅读（嫦娥四号的月背之旅）并回答题。 嫦娥四号的月背之旅 月球是地球的天然卫星，同一个物体在月球上所受的“重力”大小只有其在地球上的。由于月球的自转周期与其绕地球公转的周期相同，所以人们在地球上只能观察到月球朝向地球的一面，探索“月球背面”的奥秘一直是人类的梦想。我国的嫦娥四号于2018年12月8日发射升空，经历地月转移、近月制动、环月飞行和落月过程，于2019年1月3日在月球背面预选区软着陆，成为人类史上首个着陆于月球背面的无人探测器。 为了实现嫦娥四号在月球背面的软着陆，科技人员利用超级计算机模拟计算了各种数据，设计了反推发动机向下喷出燃气，使嫦娥四号可以减速并缓慢竖直下降，最终平稳地停在月球表面上，如图乙所示。嫦娥四号由着陆器与巡视器（即月球车，又称“玉兔二号”）组成，嫦娥四号在月球背面平稳着陆后，巡视器与着陆器成功分离进入巡视状态，如图丙所示。“玉兔二号”总质量仅135kg，是世界上质量最小的月球车。在“玉兔二号”的腿部有六个较宽的、轮状的移动装置，其表面刻有凹凸的“花纹”。 阅读上述材料，回答下列问题： （1）如图乙所示，反推发动机向下喷出燃气，使“嫦娥四号”减速、缓慢竖直下降，最终平稳地停在月球表面，是因为力可以改变物体的 ； （2）“玉兔二号”月球车的轮状移动装置表面刻有凹凸的“花纹”，其目的是为了 ； （3）物体在地球上所受重力与其质量的比值g约为10N/kg，则“玉兔二号”在月球上所受的“重力”约为 N。 【答案】 运动状态 增大摩擦 225 【解析】（1）[1]图乙中，“嫦娥四号”减速、缓慢竖直下降，最终平稳地停在月球表面，这些都说明力可以改变物体的运动状态。 （2）[2]“玉兔二号”月球车的轮状移动装置表面刻有凹凸的“花纹”，其目的是为了在压力一定时，增大接触面的粗糙程度，来增大摩擦。 （3）[3]“玉兔二号”在地球上受到的重力 G=mg=135kg×10N/kg=1350N “玉兔二号”在月球上所受的“重力”约为 19．阅读材料回答问题。 “天问一号”火星探测器2021年5月15日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区着陆，在火星上首次留下中国印迹，迈出了我国星际探测征程的重要一步。 “天问一号”由环绕器和巡视器两部分组成，巡视器也叫着陆运载器，搭载着陆器和火星车，当探测器做好准备后，就会释放运载器进入火星大气层，运载器的耐高温特殊隔热外壳能保护火星车和着陆器不受高温损坏。当距离火星地面一定高度时，运载器释放降落伞进行第一次减速，下降到预定高度后抛出着陆器，着陆器随后启动缓冲火箭和姿态控制火箭进行二次减速，并在一定高度实现悬停，同时其底部的传感器对着陆场不间断进行扫描侦察并选定着陆点，最后在缓冲火箭的帮助下着陆器缓慢着陆，释放火星车。 （1）着陆器利用缓冲火箭进行二次减速，这说明力可以改变物体的 ； （2）已知火星表面的引力约是地球的38%，火星车登陆火星后其质量 ，所受到的重力与地球相比 （均选填“变大”、“变小”或“不变”）； （3）火星车的车轮做成圆的，目的是 ，其表面刻有很多花纹是为了 。    【答案】 运动状态 不变 变小 减小摩擦 增大摩擦 【解析】（1）[1]着陆器受到火箭的力而二次减速，速度减小即运动状态发生了改变，这说明力可以改变物体的运动状态。 （2）[2]火星车登陆火星后，其所含物质的多少不变，所以质量不变。 [3]由于火星表面的引力约是地球的38%，由G=mg可知，火星车所受到的重力与地球相比变小。 （3）[4]火星车的车轮做成圆的，目的是用滚动代替滑动，可减小摩擦。 [5]火星车的车轮的表面刻有很多花纹，是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度，为了增大摩擦。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第六章 力和机械 课时6.4 摩擦力 2022年课程标准 物理素养 2.2.3 探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。 4.2.2 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关。 物理观念：学生能够理解摩擦力的基本概念，包括摩擦力的产生条件、类型（静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力）、影响因素（如接触面的粗糙程度、物体间的压力）以及摩擦力在日常生活中的应用和重要性。 科学思维：培养学生运用科学方法分析摩擦力问题的能力，如通过观察、实验和推理来探究摩擦力与不同因素之间的关系，以及如何通过改变条件来增减摩擦力。 科学探究：鼓励学生通过实验探究摩擦力的影响因素，如设计实验来测量不同材料、不同压力下的摩擦力，以及摩擦力在不同运动状态下的表现。 科学态度与责任：引导学生认识摩擦力在技术应用和环境保护中的作用，如在设计机械时考虑减少不必要的摩擦以提高效率，同时在日常生活中注意减少摩擦对环境的不良影响，培养学生的社会责任感和可持续发展意识。 知识点一、生活中的摩擦 1．摩擦的分类 （1）滑动摩擦：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。 （2）滚动摩擦：一物体在另一物体表面作无滑动的滚动或有滚动的趋势时，由于两物体在接触部分受压发生形变而产生的对滚动的阻碍作用，叫“滚动摩擦”。 （3）静摩擦：静摩擦是一个物体在另一个物体表面上具有相对运动趋势时，但并没有发生相对运动时，所受到的阻碍物体相对运动趋势的力。 2．滑动摩擦力 滑动摩擦中，在接触面上产生阻碍物体相对运动的力，叫做滑动摩擦力。滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关；方向与物体相对运动的方向相反；作用点在物体的接触面上。 生活现象 产生摩擦力的条件 （1）相对运动；（2）粗糙；（3）挤压 结论 一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦 实验操作 课桌不动，毛刷向右运动 课桌向左运动，毛刷不动 现象分析 刷毛向左弯 刷毛向左弯 滑动摩擦力的方向 与相对运动方向相反（不一定是物体的运动方向） 3．生活中的滑动摩擦 用橡皮擦错字 用毛刷刷油漆 用砂纸去铁锈 用钢丝球去污垢 特别提醒 “相对”指的是研究对象相对于与其接触的物体而言，即指物体之间的相对静止或相对运动，都是以施力物体为参照物的，而不一定是物体相对地的运动，相对地面静止的物体可能受滑动摩擦力。 用手压在桌面上拖动，感受一下拖动时桌面作用在手上的阻力(摩擦力)。手对桌面压得越紧(接触面之间的压力越大)，手拖动就越困难(受到的摩擦力越大)。然后在桌面上铺上毛巾(毛巾要固定在桌面上),手再压在毛巾上拖动，就比手在平滑的桌面上拖动更难些(说明手所受的摩擦力更大)。 典例01 如图所示，在比较光滑的桌面上放两辆能自由移动的小车，把一个小玩具车，在开动马达后，拿在手上，然后慢慢的往下放（如图甲所示），当玩具车与下面两辆小车刚刚接触时，发现下面的小车运动情况如图乙所示，下列判断正确的是（    ）    A．这个玩具车的前轮受到的摩擦力方向向后，后轮受到的摩擦力方向向前 B．这个玩具车的前轮受到的摩擦力方向向前，后轮受到的摩擦力方向向后 C．这个玩具车的前轮和后轮受到的摩擦力方向均向前 D．这个玩具车的前轮和后轮受到的摩擦力方向均向后 知识点二、探究滑动摩擦力 1．常规方法测量滑动摩擦力 实验 测量滑动摩擦力大小 原理 二力平衡 器材 弹簧测力计、木块、长木板 方法 用弹簧测力计水平拉动木块在长木板上做匀速直线运动 分析论证 木块做匀速直线运动，在水平方向上所受的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力, 大小相等。 2．更准确地测量滑动摩擦力 实验 操作 操作 对比 1. 很难让木块保持匀速直线运动状态 2. 弹簧测力计在运动，很难读数 1. 不需要木块保持匀速直线运动 2. 弹簧测力计静止容易读数 3．探究影响滑动摩擦力的大小的因素 实验目的： 探究影响滑动摩擦力的大小的因素。 实验器材：弹簧测力计、带挂钩的木块、砝码、毛巾。 如何改变压力大小 如何改变接触面的粗糙程度 如何做到木块在水平面上做匀速直线运动呢 改变放在木块上的砝码，从而改变木块对长木板的压力 在长木板上放毛巾 ①沿直线水平拉动木块；②观察弹簧测力计的示数保持不变 实验名称 探究滑动摩擦力与压力的关系 探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系 实验操作 第一步把木块平放在木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动，记下此时的滑动摩擦力大小；第二步再在木块上加一砝码，用弹簧测力计水平匀速拉动，记下此时的滑动摩擦力大小。 第一步把木块平放在木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动，记下此时的滑动摩擦力大小；第二步把木块平放在毛巾上，用弹簧测力计水平匀速拉动，记下此时的滑动摩擦力大小。 现象分析 实验序号 粗糙程度情况 压力情况 摩擦力大小 1 木块与木板 木块 0.4 N 2 木块+1个砝码 0.8 N 实验序号 粗糙程度情况 压力情况 摩擦力大小 3 木块与木板 木块 0.4 N 4 木块与毛巾 木块 0.6 N 结论 接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力也越大 压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力也越大 总结归纳: 滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度和压力的大小有关。接触面越粗糙，压力越大，滑动摩擦力越大。 特别提醒 滑动摩擦力的大小无法直接测出，当用弹簧测力计水平拉着木块匀速滑动时，弹簧测力计示数的大小就反映了滑动摩擦力的大小，在这里将滑动摩擦力的大小转换为拉力的大小 利用控制变量法探究影响滑动摩擦力大小的因素。 滑动摩擦力是产生在发生相对运动的两个接触面上，可能与接触面的粗糙程度，接触面之间的压力大小，接触面积大小有关。在探究某一个因素的变化怎样影响滑动摩擦力时，必须保持其他因素不变，否则，你就无法知道滑动摩擦力的大小变化是由哪个因素的变化引起的，这就是在探究多因素问题时必须注意的控制变量法。 拓展延伸 实验表明：滑动摩擦力的大小跟压力成正比，则有F=μFN 。μ由接触面的粗糙程度决定，FN表示压力。 注：μ是比例常数(它是两个力的比值，没有单位)，叫动摩擦因数，反映接触面本身特性，它的数值跟接触面材料及接触面情况(粗糙程度) 有关，它与接触面积的大小无关。 典例02 为探究影响滑动摩擦力大小的因素，创新小组设计了如图的装置（水平传送带的速度可以调节）。当弹簧测力计的示数稳定时，其示数反映了滑动摩擦力的大小。 （1）启动传送带后，当弹簧测力计的示数稳定时，图中的示数为 N，木块受到摩擦力方向水平 ； （2）如果在木块上加放一个重物，弹簧测力计的示数将 （选填“变大”“变小”或“不变”）； （3）改变传送带的速度，发现弹簧测力计的示数没有改变，说明木块所受滑动摩擦力的大小与传送带的速度 （选填“有关”或“无关”）。 知识点三、增大和减小摩擦的方法 增大摩擦的方法包括增加接触面的粗糙度、增加压力。减小摩擦的方法则有减少接触面的粗糙度、减少压力、使用润滑剂、用滚动摩擦代替滑动摩擦、利用气垫或磁悬浮技术以及使用特氟龙等低摩擦系数材料。这些方法在日常生活和工业应用中都非常重要。 1．增大有益摩擦的方法 瓶盖上有花纹 运动鞋底有很深的花纹 刹车时，要用力捏闸 皮带打滑时要拉紧皮带 增大接触面的粗糙程度 增大压力 2．减小有害摩擦的方法 改变接触面的粗糙程度 用滚动代替滑动 使接触面分离 特别提醒 事物的两面性：任何事物都有其两面性，既有其有利的一面，也有其有害的一面。我们在选择利用时要学会比较分析，发扬其优点避开其缺点；或者学习其长处避开其短处。例如：摩擦既有有益的摩擦也有有害的摩擦，对于有益的摩擦我们要想办法去增大；对于有害的摩擦我们要想办法去减小。 典例03 小明和爸爸自驾游，汽车行至多沙山坡时，车轮打滑，不能前行。爸爸让小明下车，便于爬坡，小明否定了爸爸的提议，邀请路边的行人上车，车果然不再打滑，开上山坡。下列做法与小明的做法蕴含相同原理的是（　　） A．自行车刹车时，用力捏车闸 B．给自行车链条上加润滑剂 C．自行车车胎表面有花纹 D．给自行车上安装滚动轴 问题一：探究影响滑动摩擦力大小的因素 【典例1】汽车在通过起伏路段的凸起路面时，经验丰富的司机往往慢速平稳通过。若快速通过会让乘客有“腾飞”的感觉，且安全隐患很大，这一现象是因为凸起路面与车之间竖直方向的相互作用力发生了变化。那么，凸起路面与车之间竖直方向的相互作用力大小与什么因素有关呢？实验小组的同学讨论后提出了如下猜想：（g取10N/kg） 猜想一：路面与车之间的相互作用力大小可能与车通过凸起路面时的速度大小有关； 猜想二：路面与车之间的相互作用力大小可能与凸起路面的弯曲程度有关。 为了探究这一问题他们选用小球（模拟小车）、轨道、弧面支架I、Ⅱ、Ⅲ（模拟凸起路面，用最高点处弧线半径R大小来表示弯曲程度，且RⅠ>RⅡ>RⅢ、电子秤等器材进行了如图所示的实验。 （1）先测小球静止时对电子秤的压力来反映小球与弧面顶部相互作用力F的大小。他们将小球置于水平放置的电子秤上时，示数为0.270kg，则力F= N； （2）在秤上安放弧面支架并调零，将小球从轨道的A点由静止释放，沿轨道经弧面运动到右侧轨道，记录小球通过弧面顶部O点时电子秤的示数m，再依次将小球从高于A点的B、C点由静止释放，目的是逐次增大小球通过O点时的 ，各次实验m的大小记录如表； 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 弧面支架 支架I 支架Ⅱ 支架Ⅲ 释放位置 A B C A B C A B C m/kg 0.256 0.251 0.247 0.236 0.228 0.213 0.214 0.206 0.194 （3）分析1、4、7（或2、5、8，或3、6、9）三次实验数据可得：其他条件一定时， ，路面与车之间的相互作用力F越小； （4）分析 三次实验数据，可得猜想一是 （选填“正确”或“错误”）的； （5）根据上述实验现象推理：若小球速度足够大，通过弧面顶部时，电子秤的示数将显示 kg。进一步推理：当汽车通过凸起路面顶部的速度足够大，若路面前方突发状况，结合本实验判断是否可以紧急刹车避让并说明理由： 。 推理：若小球速度足够大，通过弧面顶部时，电子秤的示数将显示0kg，即小球与弧面顶部的相互作用力为0。 紧急刹车：当汽车通过凸起路面顶部的速度足够大时，若路面前方突发状况，不能紧急刹车避让。因为此时汽车与路面的相互作用力很小，紧急刹车可能导致汽车失去抓地力，发生侧滑或翻车，非常危险。 【变式1-1】小华使用图1装置来探究影响滑动摩擦力大小的因素。 （1）实验中，应沿 方向拉动弹簧测力计，使木块在水平木板上做 运动； （2）某次正确实验中，弹簧测力计的指针位置如图2所示，木块受到的滑动摩擦力大小为 N，方向为 ； （3）小华利用图3中场景①和②来探究滑动摩擦力与压力的关系，请指出她在实验中明显的不当之处： 。改正后，得到的结论是 ； （4）在某次实验中，小华拉动木块在木板上运动，木块运动的图像如图4所示。若用和分别表示和时间内弹簧测力计的示数，则可判断 （填“>”、“<”或“=”）。 【变式1-2】小成同学探究“滑动摩擦力大小与什么有关”，实验器材如下：长木板（上下表面粗糙程度不同）、长方体木块（每个面粗糙程度都相同，长宽高不等）、弹簧测力计． 长木板不同表面 弹簧测力计/N 一个木块 两个木块重叠 光滑表面 粗糙表面 (1)实验过程中，将木块放在水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向缓缓匀速拉动木块，如图所示，目的是让弹簧测力计示数与木块所受滑动摩擦力大小 ； (2)小成在实验探究时利用上表收集数据，你认为她探究的是滑动摩擦力大小与 的关系； (3)小成利用同一个木块探究了滑动摩擦力大小与接触面积是否有关，她改变接触面积的操作是 ； (4)小成发现匀速拉动木块时，不好控制且不方便读数，于是爱思考的她利用木块静止时二力平衡的特点，设计了改进方案（如下表所示），你认为应该采用哪个方案？答： ； 方案一：用绳子将木块连接到墙上后，通过弹簧测力计拉动下面的长木板 方案二：用绳子将木块连接到墙上后，通过弹簧测力计拉动底部加了轮子的长木板 方案三：通过弹簧测力计将木块连接到墙上后，直接拉动下面的长木板 补充设问 (5)在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，小明选取了几种表面粗糙程度不同的长木板进行实验，而小红用同一长木板进行实验，采取给长木板上铺棉布的方法改变粗糙程度．两位同学经过讨论一致认为小明的方案更科学，原因是： ； [实验拓展] (6)控制其他条件相同，用弹簧测力计以不同的速度匀速拉动木块，发现弹簧测力计的示数不变，说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小 （选填“有关”或“无关”）。 问题二：摩擦力在生活中的应用 【典例1】生活中处处有物理，利用一瓶矿泉水，我们可以探究很多物理问题： （1）如图（a）所示，没有启封的矿泉水瓶里所装水的重为 N； （2）小明将矿泉水瓶按如图（b）A、B两种方式放置，用手推A的上部，瓶会倾倒，而推A的下部，瓶会滑动，这表明力的作用效果跟力的 有关。分别沿箭头方向吹A和B，发现B很容易被吹动，这说明在相同条件下， ； （3）如图（c）所示，小明用力捏矿泉水瓶，瓶身变瘪了，这说明力能使物体发生 ； （4）小明用20N的力竖直握住一瓶重为6N的矿泉水瓶静止不动，如图（d）所示，则矿泉水瓶受到的摩擦力为 N，他喝掉一半后竖直握着不动，瓶子受到的摩擦力 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 矿泉水的重力为 5 N。力的作用效果与力的作用点有关。力能使物体发生形变。矿泉水瓶静止时，摩擦力等于重力，喝掉一半后，摩擦力变小。 【变式2-1】物理是一门以实验研究为基础的学科，在实验研究的过程中涉及很多的物理研究方法。在研究物体受到几个力作用时，引入“合力”概念，用到了 研究方法。探究滑动摩擦力与哪些因素有关时，用到的研究方法是 。为了测定滑动摩擦力的大小，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块使其在水平桌面上做匀速直线运动，可测量滑动摩擦力的大小，如图甲乙所示的实验情景，分析可得滑动摩擦力与 有关。如图丙是在机械制造工业上广泛应用滚动轴承，是利用了滚动摩擦力 滑动摩擦力（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 【变式2-2】小金用20N的水平推力把图甲中纸箱匀速推往桌面中央，桌子始终保持静止；小金再用120N的水平推力将桌子沿水平方向匀速推动，纸箱在桌面上没有发生滑动，如图乙所示．完成下列问题． (1)图甲中地面对桌子的摩擦力方向是 ． (2)图乙中纸箱受到的摩擦力大小是 N． 【基础强化】 1．学习摩擦力时，老师做了以下实验：如图1，将牙刷放在木板上，向左拉动牙刷，观察到刷毛向右弯曲：如图2，保持牙刷不动，向右拉动木板，观察到刷毛还是向右弯曲．刷毛弯曲，说明力能使物体发生 ，图1中木板相对于刷毛向 运动，图2中刷毛受到的摩擦力方向为 。 2．9月22日是世界“无车日”，倡导绿色环保，低碳出行。小茗骑上自行车后，车轮发生一些凹陷，说明力可以改变物体的 （选填“形状”或“运动状态”）：车轮上刻有花纹，这是为了 （选填“增大”或“减小”）摩擦力。 3．一个足球在学校的操场上向右滚动，请在图中画出足球所受力的示意图。 4．如图所示，是我国少数民族的“押加”体育项目比赛时的情景。运动员穿着鞋底花纹很深的运动鞋，主要是为了 摩擦力；运动员用力向后蹬地就能获得向前的力，这是因为物体间力的作用是 的。 5．如图所示，放在水平面上的小车在水平向右的拉力F的作用下向右运动，物体A处于静止状态。拉力F的大小为6N，弹簧测力计（自重不计）的示数为4N，则物体A所受摩擦力的方向为 ，其大小为 N。 6．下列实例中，属于减小摩擦的是（　　） A．汽车轮胎上刻有花纹 B．轴承中装有滚珠 C．运动鞋底有凹凸不平的花纹 D．打球时用力握紧球拍 7．如图所示为探究“影响滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验装置。 （1）实验过程中，应该用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做 运动； （2）小华刚开始拉木块时（如图甲），他的水平拉力逐渐增大，但木块仍静止，木块所受的摩擦力 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； （3）比较甲、乙两次实验可知：滑动摩擦力的大小与接触面受到的 有关；比较甲、丙两次实验可得结论： ； （4）如图丁所示，将木块沿竖直方向切掉一半再次实验时，与图甲实验相比，弹簧测力计示数减小，小华认为不能说明滑动摩擦力的大小与接触面积有关，原因是 。 8．在同一水平地面上，小明沿水平方向用10N的力推课桌，使它做匀速直线运动；当他将推力增大到11N时，地面对课桌的滑动摩擦力为 N；如果在推此课桌的过程中某同学将该课桌上的书拿走了，则地面对该课桌的滑动摩擦力 10N。 【素养提升】 10．仔细观察图甲，说明力的作用效果跟力的 有关；观察图乙发现，将滑动变为 的方式可以 摩擦。 11．如图所示用手握住矿泉水瓶静止不动，此时矿泉水瓶受到摩擦力的方向为 （选填“竖直向上”或“竖直向下”），某同学通过甩动装水的矿泉水瓶来制造“龙卷风”。在甩动矿泉水瓶过程中，矿泉水瓶由于受到 不易转动，而水由于 在甩动玻璃瓶过后依旧转动从而形成“龙卷风”。 12．用手边的铅笔可以做一些物理小实验。 (1)如图甲，手指压着铅笔竖直静止在桌面上，铅笔受到 个弹力；此时铅笔 （选填“受”或“不受”）摩擦力；手指压铅笔的力越大，手指感到越疼，说明力的作用效果与力的 有关。 (2)把一本书放在水平桌面上，用一根橡皮筋拉动它匀速前进。然后在书和桌面间垫几支圆柱形的铅笔，再拉动它匀速前进，如图乙所示。根据橡皮筋伸长长度的变化，得出的结论是：在其他条件相同时，滚动摩擦 （选填“大于”、“等于”或“小于”）滑动摩擦。 13．如图是“竹筷提米”实验，玻璃杯和米被慢慢提起后，整体静止，则米对筷子的摩擦力的方向是（　　） A．竖直向下 B．垂直向上 C．竖直向上 D．向上、向下都可能 14．小成同学探究“滑动摩擦力大小与什么有关”，实验器材如下：长木板（上下表面粗糙程度不同）、长方体木块（每个面粗糙程度都相同，长宽高不等）、弹簧测力计． 长木板不同表面 弹簧测力计/N 一个木块 两个木块重叠 光滑表面 粗糙表面 (1)实验过程中，将木块放在水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向缓缓匀速拉动木块，如图所示，目的是让弹簧测力计示数与木块所受滑动摩擦力大小 ； (2)小成在实验探究时利用上表收集数据，你认为她探究的是滑动摩擦力大小与 的关系； (3)小成利用同一个木块探究了滑动摩擦力大小与接触面积是否有关，她改变接触面积的操作是 ； (4)小成发现匀速拉动木块时，不好控制且不方便读数，于是爱思考的她利用木块静止时二力平衡的特点，设计了改进方案（如下表所示），你认为应该采用哪个方案？答： ； 方案一：用绳子将木块连接到墙上后，通过弹簧测力计拉动下面的长木板 方案二：用绳子将木块连接到墙上后，通过弹簧测力计拉动底部加了轮子的长木板 方案三：通过弹簧测力计将木块连接到墙上后，直接拉动下面的长木板 补充设问 (5)在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，小明选取了几种表面粗糙程度不同的长木板进行实验，而小红用同一长木板进行实验，采取给长木板上铺棉布的方法改变粗糙程度．两位同学经过讨论一致认为小明的方案更科学，原因是： ； [实验拓展] (6)控制其他条件相同，用弹簧测力计以不同的速度匀速拉动木块，发现弹簧测力计的示数不变，说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小 （选填“有关”或“无关”）。 15．如图所示用杯子接水时，水杯静止在手中，在接水过程中杯子受到的摩擦力将 （选填“变大”“变小”或“不变”）；当杯子在手中开始向下滑时，可以通过 的方式来增大摩擦力使其在手中保持静止，为了欣赏茶叶的颜色和形状，用玻璃杯泡茶，这是利用了玻璃 好的属性。 【能力培优】 16．为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”，小明设计了如图所示的实验。 (1)实验中，弹簧测力计 （选填“必须”或“不必”）沿水平方向拉着物块做匀速直线运动，此时，滑动摩擦力大小 （选填“大于”、“等于”或“小于”）弹簧测力计的示数； (2)在①②③④四次实验中，滑动摩擦力最小的是 （填序号）； (3)比较①②实验，是为了研究滑动摩擦力大小与 的关系；比较实验②③，是为了研究滑动摩擦力大小与 的关系；该实验的研究方法是 。 (4)比较①④实验，发现①实验弹簧测力计的示数大于④实验弹簧测力计的示数，小明得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关，你认为他的结论是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是 ； (5)实验中图②，砝码 （选填“不受”或“受”）摩擦力的作用； (6)小明要对实验装置进行改动，如图⑤所示，重复实验，发现效果更好，实验中，小明 （选填“必须”或“不一定”）要匀速拉动长木板。 17．阅读并回答问题 第一艘国产航母——山东舰 2019年12月17日，中国首艘国产航母山东舰正式列装服役，标志着我国海军正式迈入了双航母时代。 （1）下列说法正确的是 。 A．舰载机在航母上着落时，舰钩对拦阻索的拉力小于拦阻索对舰钩的拉力 B．航母航行时，使航母前进的力的施力物体是空气 C．舰载机着落在航母甲板上，航母甲板不发生形变 D．航母沿直线匀速航行，停在水平甲板上的舰载机不受甲板对它的摩擦力 （2）航母的舰体呈流线型，目的是 。 （3）为庆祝“山东舰”列装服役，各种焰火缤纷绽放。有一种质量为100g“高声”焰火，其特点是不会爆炸，能持续向下喷射火焰，产生大小为自重6倍的恒定推力，因其速度快产生啸叫声，所以称为“高声”。经实验测量，这种焰火在运动时，受到的阻力与速度的关系如图乙所示，则焰火受到的最大阻力为 N，焰火能够达到的最大速度为 。（火药质量不计，g取10N/kg）。 18．请阅读（嫦娥四号的月背之旅）并回答题。 嫦娥四号的月背之旅 月球是地球的天然卫星，同一个物体在月球上所受的“重力”大小只有其在地球上的。由于月球的自转周期与其绕地球公转的周期相同，所以人们在地球上只能观察到月球朝向地球的一面，探索“月球背面”的奥秘一直是人类的梦想。我国的嫦娥四号于2018年12月8日发射升空，经历地月转移、近月制动、环月飞行和落月过程，于2019年1月3日在月球背面预选区软着陆，成为人类史上首个着陆于月球背面的无人探测器。 为了实现嫦娥四号在月球背面的软着陆，科技人员利用超级计算机模拟计算了各种数据，设计了反推发动机向下喷出燃气，使嫦娥四号可以减速并缓慢竖直下降，最终平稳地停在月球表面上，如图乙所示。嫦娥四号由着陆器与巡视器（即月球车，又称“玉兔二号”）组成，嫦娥四号在月球背面平稳着陆后，巡视器与着陆器成功分离进入巡视状态，如图丙所示。“玉兔二号”总质量仅135kg，是世界上质量最小的月球车。在“玉兔二号”的腿部有六个较宽的、轮状的移动装置，其表面刻有凹凸的“花纹”。 阅读上述材料，回答下列问题： （1）如图乙所示，反推发动机向下喷出燃气，使“嫦娥四号”减速、缓慢竖直下降，最终平稳地停在月球表面，是因为力可以改变物体的 ； （2）“玉兔二号”月球车的轮状移动装置表面刻有凹凸的“花纹”，其目的是为了 ； （3）物体在地球上所受重力与其质量的比值g约为10N/kg，则“玉兔二号”在月球上所受的“重力”约为 N。 19．阅读材料回答问题。 “天问一号”火星探测器2021年5月15日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区着陆，在火星上首次留下中国印迹，迈出了我国星际探测征程的重要一步。 “天问一号”由环绕器和巡视器两部分组成，巡视器也叫着陆运载器，搭载着陆器和火星车，当探测器做好准备后，就会释放运载器进入火星大气层，运载器的耐高温特殊隔热外壳能保护火星车和着陆器不受高温损坏。当距离火星地面一定高度时，运载器释放降落伞进行第一次减速，下降到预定高度后抛出着陆器，着陆器随后启动缓冲火箭和姿态控制火箭进行二次减速，并在一定高度实现悬停，同时其底部的传感器对着陆场不间断进行扫描侦察并选定着陆点，最后在缓冲火箭的帮助下着陆器缓慢着陆，释放火星车。 （1）着陆器利用缓冲火箭进行二次减速，这说明力可以改变物体的 ； （2）已知火星表面的引力约是地球的38%，火星车登陆火星后其质量 ，所受到的重力与地球相比 （均选填“变大”、“变小”或“不变”）； （3）火星车的车轮做成圆的，目的是 ，其表面刻有很多花纹是为了 。    / 学科网（北京）股份有限公司 $$