7.3 摩擦力 复习 2024-2025学年苏科版物理八年级下册
2025-02-15
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内容正文:
7.3 摩擦力 复习
复习目标:
1. 了解滑动摩擦,知道摩擦力的分类
2. 知道生活中的摩擦现象,知道增大和减小摩擦的方法.
知识梳理
1.摩擦力分为_________、_________和__________.
2. 一个物体在另一物体表面上________时,会受到________它运动的力,这种力叫作滑动摩擦力.
3.探究影响滑动摩擦力大小的因素时,测量滑动摩擦力的方法是:用弹簧测力计沿___________拉动___________上的物体做_______________时,_____________的示数就等于物体所受摩擦力的大小。
4. 滑动摩擦力的大小与接触面________、压力的大小有关.
5. 增大有益摩擦的方法:
(1) ________压力. (2) 使接触面变________.
6. 减小有害摩擦的方法:
(1) ________压力, (2) ________接触面的粗糙程度.
(3)使接触面_________ (例如在接触面间加________) (4) 变滑动为________.
提升训练
1.下列关于自行车的事例中,目的是减小摩擦的是( )
A.刹车用力捏车闸 B.脚踏板刻有花纹
C.车胎表面有花纹 D.给车轴加润滑油
2.如图所示,在同一水平面上,有表面粗糙程度相同、质量不同(mP<mQ)的两个木块,按照甲、乙、丙、丁四种方式放置,分别在水平力F1、F2、F3和F4的作用下,做匀速直线运动,则下列关系式正确的是( )
A.F1>F2 B.F2>F3 C.F3>F4 D.F3=F4
3.如图所示,用F=10N的水平推力将重为5N的物体压在竖直墙上并保持静止,在逐步减小压力的过程中,下列可能正确表示物体所受到的摩擦力f与推力F关系的物理图像是( )
A. B. C. D.
4.在做“研究滑动摩擦力大小”的实验时,将木块A放置水平木板B上,加载一个钩码,把一支测力计系在A上,如图所示。当向左拉动B时,测力计指针稳定。下列讨论中错误的是( )
A.此装置可研究滑动摩擦力大小与压力的关系
B.A受B的摩擦力与测力计拉力是一对平衡力
C.A受到B的摩擦力的大小为2.4N,方向向左
D.若增大拉动B的速度,测力计的示数会变大
5.2022年3月23日下午,神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行第二次太空授课,如图所示。下列说法正确的是( )
A.航天员不可以写字记录,因为在太空中摩擦力不存在
B.飘在空中不动的航天员轻推对方,就会向相反的方向运动
C.物体在太空中的质量比在地球上的质量小
D.在天宫一号的实验舱内不可以用弹簧测力计测量拉力
6.如图甲所示,物体沿竖直墙壁下滑,t1时刻开始,在物体表面施加一个如图乙所示水平压力F,F的大小变化如图丙所示,假设墙壁足够高,则下列四幅关于物体受到摩擦力f大小变化的图像中正确的是( )
A. B. C. D.
7.如图所示,质量为10kg的物体在水平力F的作用下,静止在竖直的墙上,再竖直向上对物体施加一个从0开始逐渐增大的力F1,力F大小不变,物体静止一段时间后,向上匀速运动,则在这个过程中,摩擦力f与时间t的关系图象正确的是( )
A. B. C. D.
8.校运动会爬杆比赛,小明第一个爬到杆顶。如图所示,小明紧紧握住杆子保持静止,此时他受到的摩擦力为f1;片刻后,小明适度减小握杆子的力量使自己匀速滑下,此时他受到摩擦力为f2,则( )
A.f1、f2均竖直向上,且f1>f2
B.f1、f2均竖直向上,且f1=f2
C.f1竖直向上,f2竖直向下,且f1>f2
D.f1竖直向上,f2竖直向下,且f1=f2
9.将弹簧测力计右端固定,左端与木块相连,木块放在上表面水平的小车上,弹簧测力计保持水平,现拉动小车沿水平向左运动,稳定时弹簧测力计的示数如图所示。则木块所受摩擦力的方向与大小分别是( )
A.水平向右,3.6 N B.水平向左,3.6 N
C.水平向左,2.6N D.水平向右,2.4 N
10.下列事例中,为了减小有害摩擦的是( )
A.给绕在传送带上的皮带内表面打蜡
B.在自行车的轴承中加润滑油
C.刚竣工的水泥路面留着一道道的细槽
D.拔河比赛时,用力蹬着地面
11.后轮驱动的汽车在平直路面上向前加速行驶时,地面对后轮的摩擦力方向是 ,对前轮的摩擦力方向是 。
12.如图所示,用手握住重5N的瓶子,手与瓶子间的摩擦是静摩擦,此时瓶子受到的静摩擦力大小为 N,方向为 (选填“竖直向下”或“竖直向上”)。增大手对瓶子的握力,瓶子受到的静摩擦力将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
13.如图所示,木板B在F=5N的水平拉力作用下沿水平方向做匀速直线运动,此时弹簧测力计示数是2N,则木块A受到的摩擦力为 N,方向是 ,当F增大到7N时,弹簧测力计的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”),在实际操作中拉着木板运动时发现弹簧测力计示数不稳定,可能原因是 。
14.饭店里有一种转盘桌,在大桌面和活动桌面间装有转盘,转盘的主要结构就是一个滚动轴承,从物理学的角度来看,这是用 方法来减小两桌面之间的摩擦,有一个小孩想玩转盘桌,就用水平方向的力推转盘,转盘的转动速度明显加快。说明 ,此时转盘和大桌面之间的摩擦力 (变大/变小/不变),随着餐桌上菜的增加,餐桌的转动灵敏度减小,其原因是 。
15.如图小宇用F=50N的水平力把重G=15N的木块压在竖直的墙面上,木块恰能匀速下滑。此时木块受到的摩擦力大小是 N;若减小水平压力。木块受到的摩擦力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)
16.画出图中沿斜面向上运动物体受到的摩擦力f,和它受斜面弹力F的示意图。
17.如图所示,木块A沿斜面匀速下滑,画出其重力和斜面对它的滑动摩擦力的示意图。
第15题图 第16题图 第17题图
18.如图探究影响滑动摩擦力大小的因素,物体A的重为12N。
(1)探究A的摩擦力 (填“保证”或“无需保证”)匀速直线拉动木板。
(2)由图甲、乙两次实验,可以探究滑动摩擦力与 的关系。
(3)由甲、丙两图的实验得出结论: ,由此可知丁图中氢气球对A向上的拉力为 N。
(4)在实验后交流的过程中,小华发现有同学设计的实验装置如图戊所示,实验时,在托盘中放入适量的砝码,使木块相对木板做匀速直线运动。请回答下列问题:
①为了测量木块的滑动摩擦力,需要测量的物理量是 (填选项)。
A.木块的质量m1
B.砝码的质量m2
C.托盘和砝码的总质量m3
②木块的滑动摩擦力表达式为f= (用已知和测量的物理量符号表示)。
③小华猜想:摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关。于是,他在上述实验的基础上,将木块沿竖直方向切去一部分后。用剩下的部分继续进行实验,测得的滑动摩擦力变小。由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为她的探究过程存在的问题是 。正确的做法是:小华将木块沿竖直方向切去一部分后, ,进行实验。
19.小明用如图所示的实验探究“影响滑动摩擦力大小的因素”。
(1)实验时用弹簧测力计沿水平方向拉着物块做 运动。
(2)图甲中铝块所受滑动摩擦力是 N。
(3)由乙、丙两图可知, (选填“铝块”或“木块”)的下表面更粗糙;对比甲、丙两图, (选填“能”或“不能”)比较出木块和铝块下表面的粗糙程度。
7.3 摩擦力 复习
参考答案与试题解析
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
C
D
B
D
A
B
C
B
一.选择题(共10小题)
1.下列关于自行车的事例中,目的是减小摩擦的是( )
A.刹车用力捏车闸 B.脚踏板刻有花纹
C.车胎表面有花纹 D.给车轴加润滑油
【分析】(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
(2)减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过减小压力来减小摩擦力;在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力;使接触面脱离;用滚动摩擦代替滑动摩擦。
【解答】解:A、刹车时用力捏闸,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦,故A错误;
B、车胎上刻有花纹,是在压力一定时,增大接触面粗糙程度来增大摩擦,故B错误;
C、给车轮的轴加润滑油,是在压力一定时,通过使接触面脱离来减小摩擦,手柄上制有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故C错误;
D、给车轮的轴加润滑油,是在压力一定时,通过使接触面脱离来减小摩擦,故D正确。
故选:D。
【点评】本题在考查影响滑动摩擦力大小的两个因素的同时,也考查了学生运用所学知识分析实际问题的能力,要求学生在生活中多注意观察,并学会应用。
2.如图所示,在同一水平面上,有表面粗糙程度相同、质量不同(mP<mQ)的两个木块,按照甲、乙、丙、丁四种方式放置,分别在水平力F1、F2、F3和F4的作用下,做匀速直线运动,则下列关系式正确的是( )
A.F1>F2 B.F2>F3 C.F3>F4 D.F3=F4
【分析】物体与地面间的滑动摩擦力与接触面的材料、粗糙程度及物体间的压力有关,在接触面相同的情况下,物体间的压力越大,物体间的滑动摩擦力越大
【解答】解:摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关,两个影响因素不变,摩擦力不变。
(1)表面粗糙程度相同、质量不同甲、乙两图中,
∵(mp<mQ),
∴Gp<GQ,
∴F1<F2,故A错误;
(2)乙、丙比较,表面粗糙程度相同,F3>F2,故B错误;
(3)丙、丁实验在压力大小和接触面的粗糙程度不变时,改变了接触面积的大小,摩擦力不变,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查了二力平衡条件和影响摩擦力的因素,需要清楚的是:滑动摩擦力只与压力和接触面的粗糙程度有关,与物体运动的速度无关。
3.如图所示,用F=10N的水平推力将重为5N的物体压在竖直墙上并保持静止,在逐步减小压力的过程中,下列可能正确表示物体所受到的摩擦力f与推力F关系的物理图像是( )
A. B.
C. D.
【分析】物体一开始静止在竖直的墙上,处于静止状态,受平衡力;滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,据此分析回答。
【解答】解:当压力F逐渐减小时,物体先静止,处于平衡状态,摩擦力等于重力不变;
一段时间后,开始向下加速运动,此时由于压力减小、接触面的粗糙程度不变,物体受到的摩擦力减小,重力大于摩擦力使物体加速运动,即摩擦力先不变后减小,所以符合实际的是C图(注意:压力减小时,向左边看图像)。
故选:C。
【点评】本题关键是对物体进行正确的受力分析,同时记住影响滑动摩擦力大小的因素。
4.在做“研究滑动摩擦力大小”的实验时,将木块A放置水平木板B上,加载一个钩码,把一支测力计系在A上,如图所示。当向左拉动B时,测力计指针稳定。下列讨论中错误的是( )
A.此装置可研究滑动摩擦力大小与压力的关系
B.A受B的摩擦力与测力计拉力是一对平衡力
C.A受到B的摩擦力的大小为2.4N,方向向左
D.若增大拉动B的速度,测力计的示数会变大
【分析】物体静止和做匀速直线运动时,此时物体处平衡状态,受到的力是平衡力,二者大小相等、方向相反、作用在同一直线上,可根据一个力的大小、方向,确定另一个力的大小和方向;滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,若两者都不发生变化,则滑动摩擦力不变;滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。
【解答】解:A、两物体间接触面的粗糙程度不变,在A上加减钩码可以改变物体间的压力大小,该实验装置可以探究滑动摩擦力大小与压力的关系,故A正确;
B、A受到B对它的滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力作用而静止,处于平衡状态,则A受B的摩擦力与测力计拉力是一对平衡力,故B正确;
C、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,故C正确;
D、A、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D错误。
故选:D。
【点评】此题考查学生对于物体处于静止或匀速直线运动状态时,受到平衡力的作用和相互平衡的两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上的理解与运用。
5.2022年3月23日下午,神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行第二次太空授课,如图所示。下列说法正确的是( )
A.航天员不可以写字记录,因为在太空中摩擦力不存在
B.飘在空中不动的航天员轻推对方,就会向相反的方向运动
C.物体在太空中的质量比在地球上的质量小
D.在天宫一号的实验舱内不可以用弹簧测力计测量拉力
【分析】(1)摩擦力与失重状态无关;
(2)物体间力的作用是相互的;
(3)质量是物质的一种特性,与位置无关;
(4)在空间站中,弹簧测力计不能测量物体的重力,但可以测量拉力的大小。
【解答】解:
A.在太空中物体处于失重状态,但是压力是存在的,摩擦力也仍然存在,他们可以写字,故A错误;
B.由于物体间力的作用是相互的,而且物体处于失重状态,所以飘在空中不动的航天员轻推对方,就会向相反的方向运动,故B正确;
C.物体的质量与位置无关,物体在太空中的质量和在地球上的质量相同,故C错误;
D.在天宫一号的实验舱内,物体处于失重状态,弹簧测力计无法测量重力,但弹力不会消失,可以用弹簧测力计测量拉力,故D错误。
故选:B。
【点评】本题是一道综合题目,主要考查摩擦力、力的相互作用、弹簧测力计的应用、物体的质量等知识,难度不大。
6.如图甲所示,物体沿竖直墙壁下滑,t1时刻开始,在物体表面施加一个如图乙所示水平压力F,F的大小变化如图丙所示,假设墙壁足够高,则下列四幅关于物体受到摩擦力f大小变化的图像中正确的是( )
A. B.
C. D.
【分析】滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关;根据物块的运动状态判定其受到滑动摩擦力的大小;根据二力平衡条件分析最终摩擦力的大小。
【解答】解:物体沿竖直墙壁下滑,由于没有压力,所以滑动摩擦力为0;t1时刻开始,在物体表面施加一个水平压力F,由图可知,压力F是逐渐增大的;由于接触面的粗糙程度不变,压力变大,则滑动摩擦力从t1时刻开始变大,由于开始时,滑动摩擦力小于重力,随着压力的增大,滑动摩擦力会等于重力,然后大于重力,所以物体先做加速运动,后做减速运动;会存在一个时间当t=t2时物体在墙上静止,此时物体在竖直方向上受到竖直向下的重力、竖直向上的静摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,此时的静摩擦力要小于最大滑动摩擦力,由以上分析可知,D图符合题意。
故选:D。
【点评】此题考查了学生对图象问题的分析能力及二力平衡的知识、同一直线上的力的合成,确定物体运动时受到的滑动摩擦力的大小是关键。
7.如图所示,质量为10kg的物体在水平力F的作用下,静止在竖直的墙上,再竖直向上对物体施加一个从0开始逐渐增大的力F1,力F大小不变,物体静止一段时间后,向上匀速运动,则在这个过程中,摩擦力f与时间t的关系图象正确的是( )
A. B.
C. D.
【分析】①物体一开始是静止状态所受的力是平衡力;受到的是静摩擦力;
②影响摩擦力大小的因素:压力和接触面的粗糙程度。
【解答】解:质量为10kg的物体在水平力F的作用下,静止在竖直的墙上,此时摩擦力与重力平衡,方向竖直向上,大小等于重力,再竖直向上对物体施加一个从0开始逐渐增大的力F1,力F大小不变,物体静止一段时间,此时向上的拉力与摩擦力的合力与重力平衡,由于拉力变大,则向上的摩擦力逐渐减小,当拉力大于重力时,物体由向上运动的趋势,静摩擦力向下,且逐渐增大,当物体开始滑动时,是滑动摩擦力,滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关,压力和接触面的粗糙程度相同,滑动摩擦力不变,摩擦力向上为正反向,则向下为负方向,故A符合题意,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查摩擦力的大小和方向分析,属于中档题。
8.校运动会爬杆比赛,小明第一个爬到杆顶。如图所示,小明紧紧握住杆子保持静止,此时他受到的摩擦力为f1;片刻后,小明适度减小握杆子的力量使自己匀速滑下,此时他受到摩擦力为f2,则( )
A.f1、f2均竖直向上,且f1>f2
B.f1、f2均竖直向上,且f1=f2
C.f1竖直向上,f2竖直向下,且f1>f2
D.f1竖直向上,f2竖直向下,且f1=f2
【分析】小明同学静止和匀速滑下的过程中,受力均平衡。静止时,其重力与静摩擦力平衡;匀速下滑时,其重力与滑动摩擦力平衡。
【解答】解:
小明紧紧握住杆子保持静止时,其重力与静摩擦力平衡,由二力平衡条件可知:fl的方向竖直向上,且f1=G;
匀速下滑时,其重力与滑动摩擦力平衡,则f2的方向竖直向上,且f2=G,所以f1=f2.故B正确。
故选:B。
【点评】本题运用平衡条件分析生活中的摩擦问题,关键是分析物体的受力情况,根据平衡条件求解摩擦力的大小。
9.将弹簧测力计右端固定,左端与木块相连,木块放在上表面水平的小车上,弹簧测力计保持水平,现拉动小车沿水平向左运动,稳定时弹簧测力计的示数如图所示。则木块所受摩擦力的方向与大小分别是( )
A.水平向右,3.6 N B.水平向左,3.6 N
C.水平向左,2.6N D.水平向右,2.4 N
【分析】(1)确定弹簧测力计的分度值,由图示弹簧测力计读出测力计的示数;
(2)滑动摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反,据此判断摩擦力方向,对木块受力分析,由平衡条件求出滑动摩擦力的大小。
【解答】解:
由图知,弹簧测力计的分度值是0.2N,弹簧测力计的示数为2.6N,即弹簧测力计对木块的拉力F=2.6N;
木块相对于小车向右运动,则木块受的滑动摩擦力方向与木块的相对运动方向相反,水平向左;
由于木块静止,处于平衡状态,所以,由二力平衡条件可知滑动摩擦力的大小f=F=2.6N。
由上分析知,ABD错误,C正确。
故选:C。
【点评】本题考查了求滑动摩擦力的大小与方向,知道滑动摩擦力与物体相对运动方向相反是正确解题的前提条件,正确对弹簧测力计读数、灵活应用平衡条件是解题的关键。
10.下列事例中,为了减小有害摩擦的是( )
A.给绕在传送带上的皮带内表面打蜡
B.在自行车的轴承中加润滑油
C.刚竣工的水泥路面留着一道道的细槽
D.拔河比赛时,用力蹬着地面
【分析】题目要求减小摩擦,因此要从减小摩擦的方法:减小压力、减小接触面的粗糙程度、变滑动摩擦为滚动摩擦、使接触面脱离等几个方面入手去考虑,这些方法与选择项中提到的措施去对应,从而得到答案。
【解答】解:A、给绕在传送带上的皮带内表面打蜡,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不合题意。
B、在自行车的轴承中加润滑油,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B符合题意;
C、刚竣工的水泥路面留着一道道的细槽,是压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C不合题意。
D、拔河比赛时,用力蹬着地面,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力。故D不合题意。
故选:B。
【点评】联系日常生活中的实际情况,来考查关于增大或减小摩擦的办法,是当今试题考查的方向,体现了物理来源于生活的理念。人们对于摩擦力的认识,经常有错误的认识:它是一个阻力,它阻碍运动。实际上,在很多情况下它是动力,人们对于摩擦的应用随处可见。设想一下,生活中假如没有了摩擦,将会出现什么现象。
二.填空题(共5小题)
11.后轮驱动的汽车在平直路面上向前加速行驶时,地面对后轮的摩擦力方向是 向前 ,对前轮的摩擦力方向是 向后 。
【分析】汽车之所以能够前进 直接原因是地面给它的摩擦力,因为是后轮驱动,所以后轮受到地面对它向前的摩擦力,而前轮不是驱动轮,被后轮推着前进,相对地面向前运动,受到地面对它向后的摩擦力。
【解答】解:因为汽车的后轮是驱动轮,前轮是从动轮。汽车加速时,后轮对地面有一个水平向后的摩擦力,由于物体间力的作用是相互的,所以地面也同时给后轮一个水平向前的摩擦力,这个摩擦力驱动汽车向前运动。
当前轮向前运动时,地面的摩擦力将阻碍它向前运动,故地面对前轮的摩擦力方向是水平向后。
故答案为:向前,向后。
【点评】正确的进行受力分析和知道物体间力的作用是相互的是解答本题的关键。
12.如图所示,用手握住重5N的瓶子,手与瓶子间的摩擦是静摩擦,此时瓶子受到的静摩擦力大小为 5 N,方向为 竖直向上 (选填“竖直向下”或“竖直向上”)。增大手对瓶子的握力,瓶子受到的静摩擦力将 不变 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【分析】瓶子静止悬在空中处于平衡状态,符合二力平衡条件:大小相等,方向相反,作用在同一直线上。所以,瓶子受到手竖直向上的摩擦力始终等于瓶子的重力。
【解答】解:
瓶子处于静止状态,属于平衡状态,所以受到的是平衡力。摩擦力与重力是一对平衡力,瓶子的重力的大小为5N,所以摩擦力也是5N,方向与重力方向相反,竖直向上;
当压力增大时,瓶子受到手竖直向上的摩擦力始终等于瓶子的重力不会随握力的增大而增大。
故答案为:5;竖直向上;不变。
【点评】本题首先判断物体处于哪种状态,并对物体进行受力分析,静止和匀速直线运动的物体都受到平衡力的作用,根据平衡力的特点进行判断。
13.如图所示,木板B在F=5N的水平拉力作用下沿水平方向做匀速直线运动,此时弹簧测力计示数是2N,则木块A受到的摩擦力为 2 N,方向是 水平向右 ,当F增大到7N时,弹簧测力计的示数 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”),在实际操作中拉着木板运动时发现弹簧测力计示数不稳定,可能原因是 接触面粗糙程度不均匀 。
【分析】摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与物体运动状态无关。滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,据此做出判断。
【解答】解:(1)由题意知,用5N的水平力F,拉着长木板B沿水平地面上做匀速直线运动,木块A始终静止不动,此时弹簧测力计对木块A的拉力与木块A和木板B间的摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反,故木块A受到的摩擦力是2N;方向是水平向右;
(2)逐渐增大F,B与A间的压力大小和接触面的粗糙程度仍不变,所以A受到的摩擦力不变,在实际操作中拉着木板运动时发现弹簧测力计示数不稳定,可能原因是木板的接触面粗糙程度不均匀。
故答案为:2;水平向右;不变;接触面粗糙程度不均匀。
【点评】本题考查了有关摩擦力大小和方向的判断,关键掌握影响摩擦力大小的因素,注意摩擦力方向总是与物体相对运动趋势或相对运动方向相反。
14.饭店里有一种转盘桌,在大桌面和活动桌面间装有转盘,转盘的主要结构就是一个滚动轴承,从物理学的角度来看,这是用 滚动代替滑动 方法来减小两桌面之间的摩擦,有一个小孩想玩转盘桌,就用水平方向的力推转盘,转盘的转动速度明显加快。说明 力改变了物体的运动状态 ,此时转盘和大桌面之间的摩擦力 不变 (变大/变小/不变),随着餐桌上菜的增加,餐桌的转动灵敏度减小,其原因是 压力增大,摩擦力增大 。
【分析】解答此题从以下知识点入手:
(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力增大摩擦;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度增大摩擦。
(2)减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力减小摩擦;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度减小摩擦;使接触面脱离;用滚动代替滑动摩擦。
(3)静止在水平面上的物体对水平面的压力等于重力。
【解答】解:
(1)在转盘内安装滚珠轴承,是用滚动摩擦代替滑动摩擦来减小两桌面之间的摩擦;
(2)小孩想玩转盘桌,就用水平方向的力推转盘,转盘的转动速度明显加快,说明力改变了物体的运动状态;静止在水平面上的物体对水平面的压力等于重力,压力大小不变,则转盘和大桌面之间的摩擦力不变;
(3)随着放在活动桌上的菜的增加,桌面上的质量不断增大,从而可知其重力也不断增大,静止在水平面上的物体对水平面的压力等于重力。由此可知其压力不断增大,在接触面粗糙程度一定时,增大压力可以增大摩擦,所以随着放在活动桌上的菜的增加,活动桌面转动的灵敏度明显减小。
故答案为:滚动代替滑动;力改变了物体的运动状态;不变;压力增大,摩擦力增大。
【点评】摩擦在我们的生活中处处可见,并且与我们的实际生活联系密切,应注意理解和掌握其分析的方法。本题主要考查学生对物理知识在实际生活的应用。
15.如图小宇用F=50N的水平力把重G=15N的木块压在竖直的墙面上,木块恰能匀速下滑。此时木块受到的摩擦力大小是 15 N;若减小水平压力。木块受到的摩擦力将 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)
【分析】木块匀速下滑,处于平衡状态,所以竖直方向上受到的力是一对平衡力,针对其竖直方向进行受力分析结合二力平衡的条件即可得到摩擦力的大小。
根据滑动摩擦力大小的决定因素可以确定当压力减小时摩擦力大小的变化。
【解答】解:木块沿竖直墙壁匀速下滑时,在竖直方向上处于平衡状态,受到平衡力的作用:竖直向下的是重力;墙壁对它有一个竖直向上的摩擦力。根据二力平衡的条件可知:摩擦力等于重力等于15N。
原来木块恰能匀速下滑,受滑动摩擦力的作用;若减小水平压力,木块与墙壁间的粗糙程度不改变,则木块受到的滑动摩擦力将减小,此时滑动摩擦力小于重力,木块会向下加速运动。
故答案为:15;变小。
【点评】明确压在墙壁上匀速下滑的物体处于平衡状态是解决此题的入手点。
三.作图题(共2小题)
16.画出图中沿斜面向上运动物体受到的摩擦力f,和它受斜面弹力F的示意图。
【分析】摩擦力的方向不一定跟物体运动的方向相反,但一定跟物体相对运动的方向或趋势相反。
斜面弹力F就是斜面对物体的支持力,方向是垂直斜面并且指向斜面外部;根据力的示意图画法画图。
【解答】解:物体在斜面上沿斜面向上运动,所以受沿斜面向下的摩擦力,作用点可以画在物体的重心上。
斜面弹力F就是斜面对物体的支持力,方向是垂直斜面并且指向斜面外部;如图所示:
【点评】画力的示意图的一般步骤为:一画简图二定点,三画线,四画尖,五把力的符号标尖边。按照这个作图步骤,很容易能够画出指定力的示意图。
17.如图所示,木块A沿斜面匀速下滑,画出其重力和斜面对它的滑动摩擦力的示意图。
【分析】在斜面上物体受竖直向下的重力,平行于斜面向上的滑动摩擦力。根据力的示意图的画法作图。
【解答】解:物体所受重力竖直向下,滑动摩擦力平行于斜面向上,作用点都可以画在物体重心上;重力与滑动摩擦力的示意图如图示:
【点评】作图时一定要注意重力的方向是竖直向下,不是垂直向下;滑动摩擦力平行于斜面向上。
四.实验探究题(共2小题)
18.如图探究影响滑动摩擦力大小的因素,物体A的重为12N。
(1)探究A的摩擦力 无需保证 (填“保证”或“无需保证”)匀速直线拉动木板。
(2)由图甲、乙两次实验,可以探究滑动摩擦力与 接触面粗糙程度 的关系。
(3)由甲、丙两图的实验得出结论: 在接触面粗糙程度相同的条件下,压力越大,滑动摩擦力越大 ,由此可知丁图中氢气球对A向上的拉力为 2 N。
(4)在实验后交流的过程中,小华发现有同学设计的实验装置如图戊所示,实验时,在托盘中放入适量的砝码,使木块相对木板做匀速直线运动。请回答下列问题:
①为了测量木块的滑动摩擦力,需要测量的物理量是 C (填选项)。
A.木块的质量m1
B.砝码的质量m2
C.托盘和砝码的总质量m3
②木块的滑动摩擦力表达式为f= m3g (用已知和测量的物理量符号表示)。
③小华猜想:摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关。于是,他在上述实验的基础上,将木块沿竖直方向切去一部分后。用剩下的部分继续进行实验,测得的滑动摩擦力变小。由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为她的探究过程存在的问题是 没有控制压力相同 。正确的做法是:小华将木块沿竖直方向切去一部分后, 将切去部分叠放在剩余部分之上 ,进行实验。
【分析】(1)A相对地面处于静止状态,根据二力平衡的条件分析;
(2)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,据此分析回答;
(3)根据(2)分析;在接触面粗糙程度相同时,因滑动摩擦力大小与压力大小成正比,甲丁图列方程求解;
(4)①②根据二力平衡的条件结合G=mg分析;
③研究摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,要控制压力大小和接触面的粗糙程度相同,据此分析。
【解答】解:(1)A相对地面处于静止状态,A受到测力计的拉力与受到长木板施加的滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,故探究A的摩擦力无需保证匀速直线拉动木板;
(2)由图甲、乙两次实验知,压力相同,甲中接触面粗糙,测力计示数也大,故可以探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
(3)由甲、丙两图的实验得出结论:在接触面粗糙程度相同的条件下,压力越大,滑动摩擦力越大,
在接触面粗糙程度相同时,因滑动摩擦力大小与压力大小成正比,设丁中氢气球对A向上的拉力为F,则A对支持面的压力为12N﹣F,由甲丁图有:
;
F=2N;
即丁图中氢气球对A向上的拉力为2N。
(4)①实验时,在托盘中放入适量的砝码,使木块相对木板做匀速直线运动,根据二力平衡的条件,木块受到的的滑动摩擦力等于托盘和砝码的重力,根据G=mg,故选:C;
②木块的滑动摩擦力表达式为f=m3g;
③研究摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,要控制压力大小和接触面的粗糙程度相同。于是,他在上述实验的基础上,将木块沿竖直方向切去一部分后。用剩下的部分继续进行实验,则压力变小了,她的探究过程存在的问题是:没有控制压力相同;正确的做法是:将切去部分叠放在剩余部分之上。
故答案为:(1)无需保证;(2)接触面粗糙程度;(3)在接触面粗糙程度相同的条件下,压力越大,滑动摩擦力越大;2;(4)①C;②m3g;③没有控制压力相同;将切去部分叠放在剩余部分之上。
【点评】本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,考查实验原理及控制变量法的运用和对实验方案的改进,体现了对过程和方法的考查。
19.小明用如图所示的实验探究“影响滑动摩擦力大小的因素”。
(1)实验时用弹簧测力计沿水平方向拉着物块做 匀速直线 运动。
(2)图甲中铝块所受滑动摩擦力是 2.2 N。
(3)由乙、丙两图可知, 铝块 (选填“铝块”或“木块”)的下表面更粗糙;对比甲、丙两图, 能 (选填“能”或“不能”)比较出木块和铝块下表面的粗糙程度。
【分析】(1)根据二力平衡的条件分析;
(2)根据测力计分度值读数;
(3)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,根据图中现象得出结论;
比较甲、丙两图压力大小与受到的摩擦力大小关系,据此回答。
【解答】解:(1)实验时用弹簧测力计沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,拉力大小才等于摩擦力的大小;
(2)图甲中测力计分度值为0.2N,铝块所受滑动摩擦力是2.2N;
(3)乙、丙两图中压力相同,接触面粗糙程度不同,因乙中测力计示数更大,故可知铝块的下表面更粗糙;
对比甲、丙两图可知,甲中压力小,而甲图中的示数大于丙中的示数,即甲图中木块受到的摩擦力大于丙中木块受到的摩擦力,故可知铝块下表面的粗糙程度比木块大,即能比较出木块和铝块下表面的粗糙程度。
故答案为:(1)匀速直线;
(2)2.2;
(3)铝块 ; 能 。
【点评】本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,考查实验原理及控制变量法的运用,体现了对过程和方法的考查。最后一问为易错题。
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