8.3 摩擦力（讲义）--【大单元教学】2024-2025学年八年级物理下册同步备课系列（人教版2024）

【八年级物理大单元设计】 8.3 摩擦力 【内容预览】 【学习目标】 1 【思维导图】 1 【知识梳理】 2 知识点1：摩擦力 2 知识点2：影响滑动摩擦力大小的因素 5 知识点3：摩擦力的利用与防止 8 【课堂练习】 10 1. 能借助生活体验,了解摩擦力； 2. 知道测量水平运动的物体所受滑动摩擦力大小的方法； 3. 探究并了解滑动摩擦力大小与哪些因素有关； 4. 认识摩擦在生产生活中的利用和防止,并能正确说出增大、减小摩擦的方法。 知识点1：摩擦力 1. 现象探究：阻碍物体相对运动的力 实例 手掌压在桌面向后拉动 在桌面上用力拉动毛刷 草坪上滚动的足球 静止在斜面上的物体 图像 感知和原因 感觉桌面对手的前进有一种阻碍作用 发现刷毛弯曲的方向与牙刷运动的方向相反，说明桌面对刷毛的运动有一种阻碍作用 草坪上滚动的足球会慢慢停下来，说明草坪对足球的运动有一种阻碍作用 物体能静止在斜面上没有下滑，说明斜面对物体的下滑有一种阻碍作用 探究归纳 两个相互接触的物体，当它们有相对运动(或有相对运动趋势)时，在接触面上会产生一种阻碍物体相对运动(或相对运动趋势)的力，这种力叫做摩擦力 2. 滑动摩擦力 （1）定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做滑动摩擦力。 相对运动趋势 “相对运动方向”与“实际运动方向”不同。如人走路时，脚用力向后理地，脚相对于地有向后运动的趋势，摩擦力阻碍脚向后运动，而成为人向前运动的动力，因此地面给鞋底的摩擦力方向与人的运动方向是相同的。摩擦力有时阻碍运动，有时有利于运动，但总与相对运动或相对运动趋势的方向相反。 （2）产生的原因：相互接触的两个物体表面总是凹凸不平的，在压力作用下这些凹凸不平的部位会相互啮合(如图所示)。当两个物体做相对滑动时啮合部位就会产生阻碍相对运动的作用，产生滑动摩擦力。 （3）产生的四个条件：①两个物体相互接触；②两个物体相互挤压；③两个物体发生相对运动；④两个接触面不光滑。四个条件缺一不可。 (4)作用效果：阻碍物体间的相对运动。 3. 摩擦力的作用点：实际上摩擦力是作用在整个接触面上的，但为了研究方便可把摩擦力的作用等效到一个点上，可以把这个等效点取在接触面上，也可以取在物体的重心上 4. 摩擦力的方向：与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。 5. 摩擦力的大小：物体做匀速直线运动或保持静止时受到的摩擦力大小利用二力平衡条件求解。 6. 三种摩擦力 项目 静摩擦力 滑动摩擦力 滚动摩擦力 定义 两个相互接触的物体，当它们要发生而未发生相对运动时，在它们的接触面上产生一种阻碍相对运动趋势的力 一个物体在另一个物体上面滑动时产生的摩擦力 一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力 图示 简介 推而不动 在粗糙表面上推物体运动 带轮小车在力的作用下运动 生活实例 手握瓶子静止时，手与瓶子之间的摩擦 用黑板擦才黑板是，黑板擦与黑板间的摩擦 正常行驶的自行车，钢珠轴承内圈与外圈之间的摩擦 7. 判断摩擦力的三种方法 (1)由摩擦力的概念判断： 首先明确研究对象(一般受力物体)和参照物(一般选施力物体)，再明确研究对象相对参阳物的运动方向，最后由摩擦力的悟念可判断出研究对象所受摩擦力的方向。 例如：如下图所示，物体A相对于地面向右运动，受到向左的摩擦力。 例如：物体A相对于小车向左运动，受到向右的摩擦力。 (2)用假设的方法来判断 此法通常用来判断相对静止的物体间所受静摩擦力的方向。首先假设物体不受摩擦力会怎样，再确定研究对象与参照物之间将会出现的相对运动的情况最后判定研究对象所受静摩擦力的方向。 (3)由二力平衡的条件来判断由“静止”或“匀速直线运动”的已知条件，利用二力平衡方向相反，可通过与摩擦力互相平衡的另一个力的方向来判断摩擦力的方向，这也是判断各种摩擦力情况行之有效的方法。 摩擦力的作用效果 摩擦力不全是阻力，有时也是动力，如传送带传送货物时，货物刚开始由静止变为运动时受的摩擦力就是动力。 【典例1】如图所示，完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上，在12 N的水平拉力F1作用下，A、B一起做匀速直线运动，此时木块B所受的摩擦力为 N。    【答案】0 【详解】如图所示，完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上，在12N的水平拉力F1作用下，A、B一起做匀速直线运动，因此，相对于木块A，在水平方向木块B的位置没有发生变化，木块B没有发生相对运动、也没有相对运动的趋势，所以此时木块B没有受到摩擦力，即木块B所受的摩擦力为0N。 【典例2】滚铁环是一种古老的传统儿童游戏，在二十世纪六七十年代风靡全国（如图所示），在推动铁环向前运动的过程中，铁钩与铁环之间的摩擦属于 摩擦（选填“静”、“滑动”或“滚动”）。    【答案】滑动 【详解】在推动铁环向前运动的过程中，铁钩与铁环之间发生相对滑动，所以它们之间的摩擦属于滑动摩擦。 【典例3】如图所示，一个重为5牛的磁铁在的水平磁力作用下，吸在竖直铁板上保持静止状态，则铁板受到的摩擦力是（　　） A．5牛，方向竖直向上 B．5牛，方向竖直向下 C．8牛，方向竖直向上 D．13牛，方向竖直向下 【答案】A 【详解】因为物体在竖直方向上静止，具有向下的运动趋势，产生向上的摩擦力，重力与摩擦力是一对平衡力大小相等，即摩擦力为5N，方向竖直向上，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【典例4】如图甲所示，水平地面上的物体，受到方向不变的推力F的作用，其F-t和v-t的图像分别如图乙、丙所示。由图像可知    （1）t=5s时，物体受到的摩擦力是 N； （2）6～9s内，推力 （填“大于”、“等于”或“小干”）摩擦力； （3）9～12s内，物体受到的摩擦力是 N。 【答案】 60 小于 60 【详解】（1）[1]由v-t图知：9～12s时，物体匀速直线运动，由F-t图知：9～12s时，F=60N；由于摩擦力与推力F是一对平衡力，因此摩擦力的大小为60N，由v-t图知：3～6s时物体的速度增大，物体做加速运动，受到的拉力和摩擦力不是平衡力，拉力大于摩擦力，压力大小和接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力大小不变，物体受到的摩擦力是60N，即t=5s时，受到的滑动摩擦力也为60N。 （2）[2]由v-t图知，6～9s之间，物体减速运动，受力不平衡，推力小于摩擦力。 （3）[3]由v-t图知：9～12s时，物体匀速直线运动，由F-t图知：9～12s时，F=60N；由于摩擦力与推力F是一对平衡力，因此摩擦力的大小为60N。 知识点2：影响滑动摩擦力大小的因素 1. 测量滑动摩擦力 （1）原理：二力平衡 （2）步骤： ①把弹簧测力计在水平方向上调零。 ②如图下图所示，用管测力计水平拉动木块使它沿长木板做匀速直线运动，此时读出弹簧测力计的示数，即为滑动摩擦力的大小。 （3）原理分析：由于木块在长木板上做速直线运动，受到的力为平衡力，在水平方向上木块受到滑动摩擦力和弹簧测力计的拉力是一对平衡力。由二力平衡知识可知，木块受到的拉力和滑动摩擦力大小相等，所以读出弹簧测力计的示数，即为滑动摩擦力的大小。 2. 实验探究：研究影响滑动摩擦力大小的因素力的概念 提出问题 滑动摩擦力大小与哪些因素有关？ 猜想与假设 （1）滑动摩擦力的大小可能与接触面所受压力有关； （2）滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关 实验原理 用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动，此时木块在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力为一对平衡力，这样读出弹簧测力计的示数，就可以知道滑动摩擦力的大小（滑动摩擦力大小不能直接测量，是根据二力平衡知识间接测量出的） 制订计划与设计实验 影响滑动摩擦力大小的因素有多个，因此在探究过程中要应用控制变量法，如探究压力对滑动摩擦力大小的影响时，要保持接触面的粗糙程度不变；在探究接触面粗糙程度对滑动摩擦力大小影响时，应控制压力不变 实验步骤 （1）如图甲所示，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，使其在较光滑的长木板上匀速滑动，记下此时弹簧测力计的示数，其示数大小等于滑动摩擦力的大小。 （2）如图乙所示，在木块上放砝码，从而改变木块对长木板的压力，测出此时匀速拉动木块时的滑动摩擦力的大小； （3）如图丙所示，在长木板上铺上较粗糙的毛巾，保持木块上砝码不变，测出此时匀速拉动木块时的滑动摩擦力大小。 实验数据 实验序号 实验条件 摩擦力f/N 压力情况 接触面情况 1 等于木块的重力 木板表面较光滑 0.9 2 等于木块和砝码的总重力 木板表面较光滑 1.6 3 等于木块和砝码的总重力 表面较粗糙 2.1 分析与论证 （1）由实验1、2可知，接触面粗糙程度相同，压力越大，弹簧测力计的示数越大，即滑动摩擦力越大； （2）由实验2、3可知，压力大小相同，接触面越粗糙，弹簧测力计示数越大，即滑动摩擦力越大。 实验结论 滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。当接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 3. 探究滑动摩擦力的大小与物体运动速度的关系用弹簧测力计分别以不同的速度水平匀速拉动木块，观察弹簧测力计的示数是否相同。若示数相同，说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小无关；若示数不同，说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小有关。 探究归纳：滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小无关 4. 探究滑动摩擦力的大小与物体接触面积的关系如图所示，分别将木块平放、竖放在长木板上，用弹簧测力计水平勾速拉动木块，观察弹簧测力计示数是否相同。若示数相同，说明滑动摩擦力的大小与物体的接触面积无关；若示数不同，说明滑动摩擦力的大小与物体的接触面积有关。 探究归纳：滑动摩擦力的大小与物体的接触面积无关。 【典例5】如图所示，木板B在的水平拉力作用下向右沿水平方向做匀速直线运动，此时弹簧测力的示数是，则木块A受到的摩擦力是 N，方向是水平向 （选填“左”或“右”）；地面对木板B的摩擦力是 N。 【答案】 3 右 4 【详解】[1][2]木块A在弹簧测力计的拉力和B对A的摩擦力的作用下保持静止状态，这两个力是一对平衡力，大小相等，方向相反，此时弹簧测力计示数是3N，则木块B对木板A的摩擦力为3N，方向是水平向右。 [3]由于物体间力的作用是相互的，所以A对B的摩擦力大小为3N，方向水平向左；B处于匀速直线运动状态，水平方向上受力平衡，受到水平向右的拉力、水平向左的A对B的摩擦力、地面对B的摩擦力，则地面对B的摩擦力大小为 【典例6】用如图所示的器材探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”，物块A、B材料相同，进行了甲、乙、丙、丁四次实验，弹簧测力计的示数大小关系为。 (1)小组的同学每次都用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做 运动，根据 知识，可知物块A所受滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数； (2)分析 两次实验可知：在接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大； (3)分析甲、丙两次实验可知：在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越 ； (4)为了探究滑动摩擦力和接触面积的关系，该小组进行了乙、丁两次实验，可知：其他条件相同时，滑动摩擦力的大小与接触面积 ； (5)甲实验中，使物块A分别以0.1m/s和0.2m/s的速度做匀速直线运动，前后两次操作中物块A受到的滑动摩擦力大小分别为F1和F2，则F1 F2。 【答案】(1) 匀速直线 二力平衡；(2)甲乙；(3)大；(4)无关；(5)= 【详解】（1）[1][2]小组的同学每次都用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做匀速直线运动，此时，物块A处于平衡状态，在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡知识，此时滑动摩擦力与拉力的大小相等，即物块A所受滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。 （2）甲、乙两次实验中，接触面粗糙程度相同，压力不同，弹簧测力计示数不同，乙中压力较大，弹簧测力计示数更大，即乙中滑动摩擦力更大，故能得出：在接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。 （3）甲、丙两次实验中，压力相同，接触面粗糙程度不同，弹簧测力计示数不同，丙中接触面更粗糙，弹簧测力计示数更大，即丙中滑动摩擦力更大，故能得出：在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 （4）乙、丁两次实验中，压力相同，接触面粗糙程度也相同，接触面积不同，弹簧测力计的示数相同，故能得出：其他条件相同时，滑动摩擦力的大小与接触面积无关。 （5）甲实验中物块A分别以0.1m/s和0.2m/s的速度做匀速直线运动，影响滑动摩擦力大小的两个因素压力和接触面的粗糙程度不变，物块A受到的滑动摩擦力大小不变，即F1=F2。 知识点3：摩擦力的利用与防止 1.有益摩擦和有害摩擦 （1）摩擦有时是有益的。如用手拿物体时，手与物体间的摩擦；人行走时，鞋底与地面间的摩擦；刹车时，刹车装置的摩擦以及车轮与地面间的摩擦等。 （2）摩擦有时是有害的。如机器运转时各部件之间的摩擦会使机器磨损，进而使机器丧失原有的精度和功能等。 2.增大或减小摩擦的方法 类别 方法 应用举例 增大有益摩擦 增大接触面间的压力 自行车车闸 增大接触面的粗糙程度 汽车、拖拉机、自行车车轮上有凹凸不平的花纹，运动员往手上涂防滑粉 变滚动摩擦为滑动摩擦 火车、汽车在紧急刹车时，制动系统使车轮变滚动为滑动 减小有害摩擦 减小接触面的压力 推动熄火的汽车使其再次启动时，让车内乘客都下车以减小车重 减小接触面的粗糙程度 冰壶比赛中用冰壶刷擦冰 变滑动摩擦为滚动摩擦 轮滑鞋 使接触面分离 给机械部件加润滑油，气垫船、磁悬浮列车 【典例7】以下实例中，目的是为了减小摩擦的是（　　） A．瓶盖上的纹路 B．雪天给轮胎绕链条 C．车轴里有滚珠 D．擦黑板时用力压黑板擦 【答案】C 【详解】A．瓶盖上的纹路，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．雪天给轮胎绕链条，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B不符合题意； C．车轴里有滚球，是用滚动代替滑动来减小摩擦力，故C符合题意； D．擦黑板时用力压图板，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不符合题意。 故选C。 【典例8】如图所示的四个实例中，目的是增大摩擦的是（　　） A．给自行车轴加润滑油 B．气垫船底和水面间的空气垫 C．车轴里有滚珠 D．防滑垫表面做得凹凸不平 【答案】D 【详解】A．给自行车轴加润滑油使接触面分离，以减小摩擦力，故A不符合题意； B．气垫船利用气体将船和水面分离，是使接触面脱离，减小船和水之间的摩擦力，故B不符合题意； C．车轴里有滚珠是将滑动摩擦转换为滚动摩擦，以减小摩擦，故C不符合题意； D．防滑垫表面做的凹凸不平，是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度增大摩擦力，故D符合题意。 故选D。 1．下图描述的情景中，人不受摩擦力的是（　　） A．站在匀速上升的电梯上 B．静止在竹竿上 C．静坐在斜坡上 D．正在拔河 【答案】A 【详解】A．电梯匀速向上运动，人和电梯相对静止，无相对运动，所以没有受到电梯的摩擦力。相对电梯静止的人处于平衡状态，受到的作用力有重力和支持力，故A符合题意； B．人停止在竹竿上，所受的摩擦力的方向是向上的，与重力平衡，故B不符合题意； C．人静坐在斜坡上，相对斜面有向下运动的趋势，会受到沿斜面向上的静摩擦力作用；故C不符合题意； D．拔河比赛时，手与绳子之间有摩擦，故D不符合题意。 故选A。 2．人走路时两只脚的前后位置会交替变化，后脚离开地面前要蹬地，这时，地面对它会产生一个摩擦力；而前脚踩到地面时，地面对它会产生一个摩擦力。这两个摩擦力的方向应是（　　） A．向前，向后 B．向后，向前 C．都向前 D．都向后 【答案】A 【详解】人走路时后脚向后蹬地，后脚有相对于地面向后运动的趋势，地面对它会产生一个向前的摩擦力，正是这个力，人才得以向前运动；而前脚相对于地面向前运动，会受到地面向后的摩擦力，正是这个力，才使脚停止向前运动，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．（23-24八年级下·四川遂宁·期末）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。 4．如图所示的四个实例中，为了减小摩擦的是（　　） A．汽车轮胎上刻有花纹 B．瓶盖上刻有竖条纹 C．自行车脚蹬面做得凹凸不平 D．储物箱下装有滚轮 【答案】D 【详解】A．汽车轮胎上刻有花纹，是在压力一定时，通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦，故A不符合题意； B．瓶盖上刻有竖条纹，是在压力一定时，通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦，故B不符合题意； C．自行车脚蹬面做得凹凸不平，是在压力一定时，通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦，故C不符合题意， D．储物箱下装有滚轮，是在压力一定时，变滑动为滚动，是为了减小摩擦，故D符合题意。 故选D。 5．(多选)为了探究滑动摩擦力，小超同学利用牙刷做实验，当用力匀速拖动牙刷时，刷毛发生了如图所示的弯曲。下列对这一实验的分析中正确的是（　　） A．刷毛弯曲越厉害说明牙刷受到的力越小 B．从刷毛弯曲的方向可以判断牙刷受到摩擦力的方向向左 C．牙刷受到的摩擦力作用在刷毛上 D．从刷毛弯曲的方向可以判断牙刷受到摩擦力的方向向右 【答案】BC 【详解】A．当摩擦力越大时，力的效果越明显，刷毛发生的形变（即刷毛的弯曲程度）也越明显，故A错误； BD．在摩擦作用效果下，较软的刷毛向左弯曲，说明了摩擦力的方向向左，故B正确，D错误； C．研究牙刷受到的摩擦力，牙刷一定是受力物体，而且是和接触面接触的部分，所以摩擦在刷毛上，故C正确。 故选BC。 6．（23-24八年级下·新疆吐鲁番·期中）将重力为30N的物体A置于水平桌面上，在的拉力的作用下向右做匀速直线运动，则此时物体A受到的摩擦力为 N，若将物体A用50N的水平压力F2压在竖直墙壁上保持静止，此时物体A受到的摩擦力为 N，方向为 （选填“竖直向上”或“竖直向下”） 【答案】 20 30 竖直向上 【详解】[1]物体在水平面上做匀速直线运动时处于平衡状态，受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，所以，此时物体受到的摩擦力 f1=F1=20N [2][3]因物体被压在竖直墙壁上保持静止（处于平衡状态），竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力，所以物体受到的摩擦力 f2=G=30N 方向与重力方向相反，为竖直向上。 7．（23-24八年级下·山东菏泽·期中）用15N的力握住重为6N的矿泉水瓶，使矿泉水瓶在竖直方向上保持静止，矿泉水瓶受到的摩擦力为 N，将握力增大至20N，矿泉水瓶在竖直方向上仍保持静止，此时矿泉水瓶受到的摩擦力大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 6 不变 【详解】[1]用15N的力握住重为6N的矿泉水瓶，使矿泉水瓶在竖直方向上保持静止。此时，矿泉水瓶在竖直方向上受到两个力的作用：一是竖直向下的重力，大小为6N；二是竖直向上的摩擦力。由于矿泉水瓶保持静止，根据二力平衡条件，这两个力必须大小相等、方向相反。因此，矿泉水瓶受到的摩擦力大小也为6N，方向与重力方向相反，即竖直向上。 [2]将握力增大至20N，但矿泉水瓶在竖直方向上仍然保持静止。此时，虽然握力增大了，但矿泉水瓶的重力并没有改变，仍然是6N。由于矿泉水瓶仍然保持静止，根据二力平衡条件，矿泉水瓶受到的摩擦力大小仍然需要与重力大小相等，即6N。因此，将握力增大至20N后，矿泉水瓶受到的摩擦力大小将不变。 8．（23-24八年级下·广东揭阳·阶段练习）水平桌子上放着一个静止的物体，当用大小为10N的水平推力推这个物体时，没有推动，物体受到的摩擦力为 N；若用12N的力水平匀速推动物体，则物体受到的滑动摩擦力大小为 N；若用15N的力水平推动物体，则物体受到的滑动摩擦力大小为 N。 【答案】 10 12 12 【详解】[1]用大小为10N的水平推力推桌子，桌子未动，处于静止状态，所以桌子在水平方向受到的推力与摩擦力平衡，所以 f=F=10N 方向与推力方向相反。 [2]若用12N的力水平匀速推动桌面上的物体，所以物体处于平衡状态，物体受到的滑动摩擦力大小与推力的方向相反大小相等，即为12N。 [3]若用15N的力水平推动物体，物体对桌面的压力和接触面的粗糙程度都没有改变，所以摩擦力保持12N不变。 9．（23-24八年级下·江苏·期中）小刚发现汽车在柏油马路上容易停下来，而在冰雪路面上不容易停下来。 (1)由此小刚猜想：滑动摩擦力的大小可能与 有关。于是他利用长木板、毛巾、装有沙子的纸盒A、长方体物块B及弹簧测力计设计了如下图所示的探究实验； (2)甲、乙、丙三图中，用弹簧测力计水平拉动物体时，应使其做 运动，根据 的知识，得出滑动摩擦力与拉力大小相等； (3)通过比较 两图的弹簧测力计示数，可验证猜想； (4)实验中发现弹簧测力计的示数不易控制稳定，于是设计了如图丁所示的装置。水平传送带的速度可以调节，定滑轮摩擦忽略不计； ①启动传送带，当弹簧测力计的示数稳定后，木块相对于地面是 （运动/静止）的，此时木块所受滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计示数，方向水平向 ； ②某次实验中，当弹簧测力计的示数稳定后，改变传送带的速度大小，发现测力计的示数不改变，说明滑动摩擦力大小与速度 （有关/无关）。 【答案】(1)接触面的粗糙程度 (2) 匀速直线 二力平衡 (3)甲乙 (4) 静止 左 无关 【详解】（1）柏油马路与冰雪路面的粗糙程度不同，所以可以猜想滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关。 （2）[1][2]实验中用弹簧测力计水平拉动物体做匀速直线运动，此时物体处于平衡状态，由二力平衡知识可知，此时物体受到的滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力，大小相等。 （3）探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度之间的关系，需要控制压力大小相同，仅改变接触面的粗糙程度，图甲乙符合要求，故通过比较甲乙两图的弹簧测力计示数，可验证猜想。 （4）[1][2]当弹簧测力计的示数稳定后，木块受到的拉力不变，木块对传送带的压力及接触面的粗糙程度也不变，木块受到的滑动摩擦力也不变，此时，木块处于平衡状态，即木块相对于地面处于静止状态，木块在水平方向上受到弹簧测力计的拉力、水平向左的摩擦力作用，这两个力是一对平衡力，大小相等。 [3]当弹簧测力计的示数稳定后，改变传送带的速度大小，测力计的示数不变，即木块受到的滑动摩擦力也不变，说明滑动摩擦力大小与速度无关。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 【八年级物理大单元设计】 8.3 摩擦力 【内容预览】 【学习目标】 1 【思维导图】 1 【知识梳理】 2 知识点1：摩擦力 2 知识点2：影响滑动摩擦力大小的因素 5 知识点3：摩擦力的利用与防止 7 【课堂练习】 8 1. 能借助生活体验,了解摩擦力； 2. 知道测量水平运动的物体所受滑动摩擦力大小的方法； 3. 探究并了解滑动摩擦力大小与哪些因素有关； 4. 认识摩擦在生产生活中的利用和防止,并能正确说出增大、减小摩擦的方法。 知识点1：摩擦力 1. 现象探究：阻碍物体相对运动的力 实例 手掌压在桌面向后拉动 在桌面上用力拉动毛刷 草坪上滚动的足球 静止在斜面上的物体 图像 感知和原因 感觉桌面对手的前进有一种阻碍作用 发现刷毛弯曲的方向与牙刷运动的方向相反，说明桌面对刷毛的运动有一种阻碍作用 草坪上滚动的足球会慢慢停下来，说明草坪对足球的运动有一种阻碍作用 物体能静止在斜面上没有下滑，说明斜面对物体的下滑有一种阻碍作用 探究归纳 两个相互接触的物体，当它们有相对运动(或有相对运动趋势)时，在接触面上会产生一种阻碍物体相对运动(或相对运动趋势)的力，这种力叫做摩擦力 2. 滑动摩擦力 （1）定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做滑动摩擦力。 相对运动趋势 “相对运动方向”与“实际运动方向”不同。如人走路时，脚用力向后理地，脚相对于地有向后运动的趋势，摩擦力阻碍脚向后运动，而成为人向前运动的动力，因此地面给鞋底的摩擦力方向与人的运动方向是相同的。摩擦力有时阻碍运动，有时有利于运动，但总与相对运动或相对运动趋势的方向相反。 （2）产生的原因：相互接触的两个物体表面总是凹凸不平的，在压力作用下这些凹凸不平的部位会相互啮合(如图所示)。当两个物体做相对滑动时啮合部位就会产生阻碍相对运动的作用，产生滑动摩擦力。 （3）产生的四个条件：①两个物体相互接触；②两个物体相互挤压；③两个物体发生相对运动；④两个接触面不光滑。四个条件缺一不可。 (4)作用效果：阻碍物体间的相对运动。 3. 摩擦力的作用点：实际上摩擦力是作用在整个接触面上的，但为了研究方便可把摩擦力的作用等效到一个点上，可以把这个等效点取在接触面上，也可以取在物体的重心上 4. 摩擦力的方向：与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。 5. 摩擦力的大小：物体做匀速直线运动或保持静止时受到的摩擦力大小利用二力平衡条件求解。 6. 三种摩擦力 项目 静摩擦力 滑动摩擦力 滚动摩擦力 定义 两个相互接触的物体，当它们要发生而未发生相对运动时，在它们的接触面上产生一种阻碍相对运动趋势的力 一个物体在另一个物体上面滑动时产生的摩擦力 一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力 图示 简介 推而不动 在粗糙表面上推物体运动 带轮小车在力的作用下运动 生活实例 手握瓶子静止时，手与瓶子之间的摩擦 用黑板擦才黑板是，黑板擦与黑板间的摩擦 正常行驶的自行车，钢珠轴承内圈与外圈之间的摩擦 7. 判断摩擦力的三种方法 (1)由摩擦力的概念判断： 首先明确研究对象(一般受力物体)和参照物(一般选施力物体)，再明确研究对象相对参阳物的运动方向，最后由摩擦力的悟念可判断出研究对象所受摩擦力的方向。 例如：如下图所示，物体A相对于地面向右运动，受到向左的摩擦力。 例如：物体A相对于小车向左运动，受到向右的摩擦力。 (2)用假设的方法来判断 此法通常用来判断相对静止的物体间所受静摩擦力的方向。首先假设物体不受摩擦力会怎样，再确定研究对象与参照物之间将会出现的相对运动的情况最后判定研究对象所受静摩擦力的方向。 (3)由二力平衡的条件来判断由“静止”或“匀速直线运动”的已知条件，利用二力平衡方向相反，可通过与摩擦力互相平衡的另一个力的方向来判断摩擦力的方向，这也是判断各种摩擦力情况行之有效的方法。 摩擦力的作用效果 摩擦力不全是阻力，有时也是动力，如传送带传送货物时，货物刚开始由静止变为运动时受的摩擦力就是动力。 【典例1】如图所示，完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上，在12 N的水平拉力F1作用下，A、B一起做匀速直线运动，此时木块B所受的摩擦力为 N。    【典例2】滚铁环是一种古老的传统儿童游戏，在二十世纪六七十年代风靡全国（如图所示），在推动铁环向前运动的过程中，铁钩与铁环之间的摩擦属于 摩擦（选填“静”、“滑动”或“滚动”）。    【典例3】如图所示，一个重为5牛的磁铁在的水平磁力作用下，吸在竖直铁板上保持静止状态，则铁板受到的摩擦力是（　　） A．5牛，方向竖直向上 B．5牛，方向竖直向下 C．8牛，方向竖直向上 D．13牛，方向竖直向下 【典例4】如图甲所示，水平地面上的物体，受到方向不变的推力F的作用，其F-t和v-t的图像分别如图乙、丙所示。由图像可知    （1）t=5s时，物体受到的摩擦力是 N； （2）6～9s内，推力 （填“大于”、“等于”或“小干”）摩擦力； （3）9～12s内，物体受到的摩擦力是 N。 知识点2：影响滑动摩擦力大小的因素 1. 测量滑动摩擦力 （1）原理：二力平衡 （2）步骤： ①把弹簧测力计在水平方向上调零。 ②如图下图所示，用管测力计水平拉动木块使它沿长木板做匀速直线运动，此时读出弹簧测力计的示数，即为滑动摩擦力的大小。 （3）原理分析：由于木块在长木板上做速直线运动，受到的力为平衡力，在水平方向上木块受到滑动摩擦力和弹簧测力计的拉力是一对平衡力。由二力平衡知识可知，木块受到的拉力和滑动摩擦力大小相等，所以读出弹簧测力计的示数，即为滑动摩擦力的大小。 2. 实验探究：研究影响滑动摩擦力大小的因素力的概念 提出问题 滑动摩擦力大小与哪些因素有关？ 猜想与假设 （1）滑动摩擦力的大小可能与接触面所受压力有关； （2）滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关 实验原理 用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动，此时木块在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力为一对平衡力，这样读出弹簧测力计的示数，就可以知道滑动摩擦力的大小（滑动摩擦力大小不能直接测量，是根据二力平衡知识间接测量出的） 制订计划与设计实验 影响滑动摩擦力大小的因素有多个，因此在探究过程中要应用控制变量法，如探究压力对滑动摩擦力大小的影响时，要保持接触面的粗糙程度不变；在探究接触面粗糙程度对滑动摩擦力大小影响时，应控制压力不变 实验步骤 （1）如图甲所示，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，使其在较光滑的长木板上匀速滑动，记下此时弹簧测力计的示数，其示数大小等于滑动摩擦力的大小。 （2）如图乙所示，在木块上放砝码，从而改变木块对长木板的压力，测出此时匀速拉动木块时的滑动摩擦力的大小； （3）如图丙所示，在长木板上铺上较粗糙的毛巾，保持木块上砝码不变，测出此时匀速拉动木块时的滑动摩擦力大小。 实验数据 实验序号 实验条件 摩擦力f/N 压力情况 接触面情况 1 等于木块的重力 木板表面较光滑 0.9 2 等于木块和砝码的总重力 木板表面较光滑 1.6 3 等于木块和砝码的总重力 表面较粗糙 2.1 分析与论证 （1）由实验1、2可知，接触面粗糙程度相同，压力越大，弹簧测力计的示数越大，即滑动摩擦力越大； （2）由实验2、3可知，压力大小相同，接触面越粗糙，弹簧测力计示数越大，即滑动摩擦力越大。 实验结论 滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。当接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 3. 探究滑动摩擦力的大小与物体运动速度的关系用弹簧测力计分别以不同的速度水平匀速拉动木块，观察弹簧测力计的示数是否相同。若示数相同，说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小无关；若示数不同，说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小有关。 探究归纳：滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小无关 4. 探究滑动摩擦力的大小与物体接触面积的关系如图所示，分别将木块平放、竖放在长木板上，用弹簧测力计水平勾速拉动木块，观察弹簧测力计示数是否相同。若示数相同，说明滑动摩擦力的大小与物体的接触面积无关；若示数不同，说明滑动摩擦力的大小与物体的接触面积有关。 探究归纳：滑动摩擦力的大小与物体的接触面积无关。 【典例5】如图所示，木板B在的水平拉力作用下向右沿水平方向做匀速直线运动，此时弹簧测力的示数是，则木块A受到的摩擦力是 N，方向是水平向 （选填“左”或“右”）；地面对木板B的摩擦力是 N。 【典例6】用如图所示的器材探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”，物块A、B材料相同，进行了甲、乙、丙、丁四次实验，弹簧测力计的示数大小关系为。 (1)小组的同学每次都用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做 运动，根据 知识，可知物块A所受滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数； (2)分析 两次实验可知：在接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大； (3)分析甲、丙两次实验可知：在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越 ； (4)为了探究滑动摩擦力和接触面积的关系，该小组进行了乙、丁两次实验，可知：其他条件相同时，滑动摩擦力的大小与接触面积 ； (5)甲实验中，使物块A分别以0.1m/s和0.2m/s的速度做匀速直线运动，前后两次操作中物块A受到的滑动摩擦力大小分别为F1和F2，则F1 F2。 知识点3：摩擦力的利用与防止 1.有益摩擦和有害摩擦 （1）摩擦有时是有益的。如用手拿物体时，手与物体间的摩擦；人行走时，鞋底与地面间的摩擦；刹车时，刹车装置的摩擦以及车轮与地面间的摩擦等。 （2）摩擦有时是有害的。如机器运转时各部件之间的摩擦会使机器磨损，进而使机器丧失原有的精度和功能等。 2.增大或减小摩擦的方法 类别 方法 应用举例 增大有益摩擦 增大接触面间的压力 自行车车闸 增大接触面的粗糙程度 汽车、拖拉机、自行车车轮上有凹凸不平的花纹，运动员往手上涂防滑粉 变滚动摩擦为滑动摩擦 火车、汽车在紧急刹车时，制动系统使车轮变滚动为滑动 减小有害摩擦 减小接触面的压力 推动熄火的汽车使其再次启动时，让车内乘客都下车以减小车重 减小接触面的粗糙程度 冰壶比赛中用冰壶刷擦冰 变滑动摩擦为滚动摩擦 轮滑鞋 使接触面分离 给机械部件加润滑油，气垫船、磁悬浮列车 【典例7】以下实例中，目的是为了减小摩擦的是（　　） A．瓶盖上的纹路 B．雪天给轮胎绕链条 C．车轴里有滚珠 D．擦黑板时用力压黑板擦 【典例8】如图所示的四个实例中，目的是增大摩擦的是（　　） A．给自行车轴加润滑油 B．气垫船底和水面间的空气垫 C．车轴里有滚珠 D．防滑垫表面做得凹凸不平 1．下图描述的情景中，人不受摩擦力的是（　　） A．站在匀速上升的电梯上 B．静止在竹竿上 C．静坐在斜坡上 D．正在拔河 2．人走路时两只脚的前后位置会交替变化，后脚离开地面前要蹬地，这时，地面对它会产生一个摩擦力；而前脚踩到地面时，地面对它会产生一个摩擦力。这两个摩擦力的方向应是（　　） A．向前，向后 B．向后，向前 C．都向前 D．都向后 3．（23-24八年级下·四川遂宁·期末）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 4．如图所示的四个实例中，为了减小摩擦的是（　　） A．汽车轮胎上刻有花纹 B．瓶盖上刻有竖条纹 C．自行车脚蹬面做得凹凸不平 D．储物箱下装有滚轮 5．(多选)为了探究滑动摩擦力，小超同学利用牙刷做实验，当用力匀速拖动牙刷时，刷毛发生了如图所示的弯曲。下列对这一实验的分析中正确的是（　　） A．刷毛弯曲越厉害说明牙刷受到的力越小 B．从刷毛弯曲的方向可以判断牙刷受到摩擦力的方向向左 C．牙刷受到的摩擦力作用在刷毛上 D．从刷毛弯曲的方向可以判断牙刷受到摩擦力的方向向右 6．（23-24八年级下·新疆吐鲁番·期中）将重力为30N的物体A置于水平桌面上，在的拉力的作用下向右做匀速直线运动，则此时物体A受到的摩擦力为 N，若将物体A用50N的水平压力F2压在竖直墙壁上保持静止，此时物体A受到的摩擦力为 N，方向为 （选填“竖直向上”或“竖直向下”） 7．（23-24八年级下·山东菏泽·期中）用15N的力握住重为6N的矿泉水瓶，使矿泉水瓶在竖直方向上保持静止，矿泉水瓶受到的摩擦力为 N，将握力增大至20N，矿泉水瓶在竖直方向上仍保持静止，此时矿泉水瓶受到的摩擦力大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 8．（23-24八年级下·广东揭阳·阶段练习）水平桌子上放着一个静止的物体，当用大小为10N的水平推力推这个物体时，没有推动，物体受到的摩擦力为 N；若用12N的力水平匀速推动物体，则物体受到的滑动摩擦力大小为 N；若用15N的力水平推动物体，则物体受到的滑动摩擦力大小为 N。 9．（23-24八年级下·江苏·期中）小刚发现汽车在柏油马路上容易停下来，而在冰雪路面上不容易停下来。 (1)由此小刚猜想：滑动摩擦力的大小可能与 有关。于是他利用长木板、毛巾、装有沙子的纸盒A、长方体物块B及弹簧测力计设计了如下图所示的探究实验； (2)甲、乙、丙三图中，用弹簧测力计水平拉动物体时，应使其做 运动，根据 的知识，得出滑动摩擦力与拉力大小相等； (3)通过比较 两图的弹簧测力计示数，可验证猜想； (4)实验中发现弹簧测力计的示数不易控制稳定，于是设计了如图丁所示的装置。水平传送带的速度可以调节，定滑轮摩擦忽略不计； ①启动传送带，当弹簧测力计的示数稳定后，木块相对于地面是 （运动/静止）的，此时木块所受滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计示数，方向水平向 ； ②某次实验中，当弹簧测力计的示数稳定后，改变传送带的速度大小，发现测力计的示数不改变，说明滑动摩擦力大小与速度 （有关/无关）。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $$