内容正文:
初中物理新教材知识导航与微点作业
第八章《运动和力》 8.3摩擦力
知识导航与规律点拨
1.摩擦力
两个相互 的物体,当它们发生 或有 时在接触面间产生的一种阻碍 的力,叫摩擦力。
2.摩擦力产生的条件
(1)两物 挤压;(2)接触面间有 ;(3)接触面 。(3)发生 或有 。
3.摩擦力的分类
(1)静摩擦力:两物体将要发生相对运动时产生的摩擦力是静摩擦力。
(2)滑动摩擦力:两物体相对运动属于滑动,则产生的摩擦力是滑动摩擦力。
(3)滚动摩擦力:相对运动属于滚动,则产生的摩擦力是滚动摩擦力。
4.滑动摩擦力
(1)决定因素:物体间的 大小、接触面的 。
(2)方向:与 方向相反。(3)探究方法: 。
(3)大小:用二力平衡条件求解。
5.增大与减小摩擦的方法
(1)增大摩擦的主要方法:①增大 ;②增大 ;③
(2)减小摩擦的主要方法:①减小 ;②使接触面 ;③ ;④使接触面 (如:使用润滑油、气垫船、磁悬浮列车)。
【 接触 相对运动 相对运动趋势 相对运动 相互接触 压力 粗糙 相对运 相对运动趋势动 压力 粗糙程度 相对运动 控制变量法 压力 接触面的粗糙程度 变滚动为滑动 压力 变光滑 用 滚动代替滑动 分离】
微点作业
一、单选题
1.关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.相对运动的两个物体之间一定存在摩擦力
B.摩擦力总是阻碍物体运动的
C.在任何情况下,摩擦力总是有害的
D.相对静止的两个物体之间,也可能存在摩擦力
2.如图是“竹筷提米”实验,将竹筷插入玻璃杯的米中,米中倒入少量的水,一段时间后,提起筷子时玻璃杯和米会被慢慢提起。使玻璃杯不掉下的力是( )
A.米对竹筷产生的压力 B.手对竹筷向上的提力
C.竹筷对米的摩擦力 D.米对玻璃杯的摩擦力
3.如图所示实例中,可以增大摩擦的是( )
A.给自行车轴承加润滑油 B.浴室的防滑垫凹凸不平
C.磁悬浮列车车身被抬起 D.轴承中装有滚珠
4.如果上课时教室内的摩擦力突然消失10s,我们身边的情境不可能发生的是( )
A.教师和学生可以更轻松地在教室内行走
B.轻轻一吹,书桌上的课本便可飞出去
C.黑板上的粉笔字消失不见了
D.天花板上的吸顶灯会下落
5.如图,小明用4N的力把重2N的粉笔擦压在竖直黑板上静止,压力方向沿水平向左。此过程粉笔擦羊毛面和黑板接触,羊毛面比背面外壳粗糙。下列说法正确的是( )
A.黑板对粉笔擦的摩擦力为4N
B.黑板对粉笔擦的摩擦力为2N
C.改用黑板刷的外壳与黑板接触,其他条件不变,则黑板对粉笔擦的摩擦力将减小
D.若压力增大到6N,黑板对粉笔擦的摩擦力变大
6.2022年北京冬奥会圆满结束,如图为冰壶比赛中的情境,比赛中运动员右脚穿着“蹬冰鞋”,摩擦力大,利于起步加速:左脚穿着“滑行鞋”,摩擦力小,利于滑行。在其他条件相同的情况下,橡胶比塑料能提供更大的摩擦力,以下最适合掷球冰壶运动员比赛穿的鞋子是( )
A.左鞋底为光面橡胶,右鞋底为花纹橡胶 B.左鞋底为光面橡胶,右鞋底为花纹塑料
C.左鞋底为光面塑料,右鞋底为花纹橡胶 D.左鞋底为花纹塑料,右鞋底为光面橡胶
7.如图所示,A、B两物体叠放在水平桌面上受到两个水平拉力而保持静止,已知F1=8N,F2=6N,那么物体B受到物体A和水平桌面的摩擦力大小应分别为( )
A.8N、3N B.8N、2N C.2N、3N D.3N、5N
8.关于重力、弹力和摩擦力,下列说法中正确的是( )
A.物体本身就有重力,所以重力没有施力物体 B.物体间有相互作用的弹力,就一定存在摩擦力
C.摩擦力的方向一定与物体运动的方向相反 D.物体所受重力的大小与它的质量成正比
9.小明参加学校的百米赛跑。跑步过程中,下列受力情况的说法正确的是( )
A.小明跑步的过程中时刻受到重力和地面的支持力
B.图中,小明对地面的压力与地面对小明的支持力是一对平衡力
C.图中,地面对小明的摩擦力与小明对地面的摩擦力是一对相互作用力
D.图中,地面对小明的摩擦是有害摩擦
10.下列做法中,属于增大摩擦的是( )
A.锁生锈不好打开时,将少量油注入锁孔后,就容易打开了
B.下雪天汽车行驶时,轮胎上缠上铁链
C.搬运笨重货箱时,可在地上铺几根圆木,就容易推动了
D.磁悬浮列车高速行驶在导轨上
二、填空题
11.如图所示,杂技艺术中,重500N的表演人员爬杆过程,用600N的力握住杆子保持静止,此时他受到的摩擦力大小为 N,摩擦力方向为 ;若该杂技演员由于紧张,此时加大手对杆子的握力,则此时摩擦力大小为 N,片刻后,表演人员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 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
12.如图所示,物体A在水平推力F的作用下向右运动到乙图位置。在此过程中,物体受摩擦力f大小将 ,(填“变大”、“不变”或“变小”),理由是 。
13.如图甲所示,完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,在F1=10N的水平拉力作用下A、B一起以2m/s的速度做匀速直线运动,此时木块A受桌面的摩擦力大小为 N,木块B受桌面的摩擦力大小为 N,若将A、B紧靠着放在水平桌面上,用水平力F2推动它们一起以1m/s的速度做匀速直线运动,如图乙,此时木块B所受的摩擦力大小为 N。
14.如图所示,在水平地面上用甲、乙两个弹簧测力计分别向左、右两边拉物体M,使M匀速向右运动。此时甲的示数为,乙的示数为,M受力 (选填“平衡”或“不平衡”);M受到的摩擦力方向是 (选填“水平向左”或“水平向右”)。
15.如图所示,把重100N的一袋米静止放到水平传送带上,米袋先在传送带上滑动,稍后与传送带一起匀速运动。若米袋滑动时受到的滑动摩擦力大小是重力的0.6倍,则米袋在滑动过程中受到的滑动摩擦力方向为 (选填“向右”或“向左”),随传送带一起匀速运动时米袋受到的摩擦力大小为 N。
16.一个重40N的物体放在水平桌面上,在10N的水平向右的推力作用下静止不动,则物体受到的摩擦力为 N,方向 ;当推力为18N时,物体做匀速直线运动,则摩擦力为 N;当推力为30N时,物体受到的摩擦力为 N。
17.如图所示,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的关系如图所示,则秒物体受到的摩擦力是 N。
三、作图题
18.如图物体A在斜面上匀速下滑,请作出物体A所受斜面摩擦力的示意图。
四、实验题
19.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)实验过程中,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,滑动摩擦力的大小 (选填“大于”、“等于”或“小于”)弹簧测力计的示数;
(2)在四次实验中,滑动摩擦力最小的是 (选填“甲”、“乙”“丙”或“丁”);
(3)比较甲、乙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与 有关;比较乙、丙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与 有关;
(4)比较甲、丁实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁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;
(5)小明要对实验装置进行改动,如图戊所示,重复实验,发现效果更好。实验中,小明 (选填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板。
20.某兴趣小组在“探究影响滑动摩擦力大小因素”时的改进实验装置如图所示。
实验
接触面
压力情况
弹簧测力计示数/N
1
木板面
木块
3.1
2
木板面
木块+砝码
4.3
3
毛巾面
木块
5.2
(1)该实验装置优点在于:不需要匀速拉动木板也能测量滑动摩擦力的大小,原因是木块B相对桌面始终处于静止状态,弹簧测力计的示数等于物体B受到的 的大小,该实验的原理是 (选填“二力平衡”或“受力不平衡”);
(2)实验数据如表所示:
①对比实验1和2:在接触面粗糙程度相同时,压力 (选填“越大”或“越小”),滑动摩擦力越大;
②对比实验 :在接触面所受的压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力 (选填“越大”或“越小”);
③本实验除了转换法,还使用的物理实验方法是 ;
(3)同学们还想探究滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关,于是将木块B沿竖直方向切去一半,这种做法不合理。请说明理由: 。
21.在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,实验装置如图所示,选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上,其中甲、乙两图的接触面是相同的木板,丙图的接触面是棉布。
(1)实验中,用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做 运动,根据二力平衡原理可知,弹簧测力计的拉力等于木块所受的滑动摩擦力的大小。如图乙所示,木块受到木板的滑动摩擦力为 N;
(2)实验中,测得F甲=2.4N,F丙=3.2N,由实验结果可得出结论:滑动摩擦力的大小与 和 有关;
(3)如图甲所示的实验中,木块在运动过程中水平拉力突然变大,滑动摩擦力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)为了探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关,在如图甲实验的基础上,小梦同学竖直向下切去一半木块后进行实验,测得滑动摩擦力变小了,于是得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积大小有关。你认为此结论是否正确 ?并说明其原因 ;
(5)小丽同学对实验装置进行改进,如图丁所示,重复实验,发现效果较好。图丁中当长木板的运动速度不断增大时,木块和木板间的摩擦力将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
B
A
B
C
B
D
C
B
1.D
【详解】A.相对运动的两个物体之间没有压力或接触面光滑,则不存在摩擦力,故A错误;
B.摩擦力总是阻碍物体的相对运动,摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同,比如人向前走路时,受到的摩擦力的方向是向前的,故B错误;
C.摩擦力并不总是有害的,比如人向前走路时,人们是靠摩擦来完成工作的,故C错误;
D.静止的物体有可能受到摩擦力,例如粗糙斜面上静止的物体有向下滑动的趋势,受到摩擦力的作用,故D正确。
故选D。
2.D
【详解】将竹筷插入玻璃杯的米中,米中倒入少量的水,等候一段时间,米膨胀,米和玻璃杯之间产生压力,产生了摩擦力,玻璃杯静止在空中,受到重力和米对玻璃杯的摩擦力,两个力是平衡力,所以使玻璃杯不掉下的力是米对玻璃杯的摩擦力,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
3.B
【详解】AC.给自行车加润滑油、磁悬浮列车车身被抬起是通过使接触面分离的方法减小摩擦力。故AC不符合题意;
B.浴室的防滑垫凹凸不平是通过增加接触面的粗糙程度的方法来增大摩擦力。故B符合题意;
D.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D不符合题意。
故选B。
4.A
【详解】A.人能够行走就是靠地面给人向前的摩擦力,没有摩擦力,人无法行走,故A符合题意;
B.由于没有了摩擦力,书上的课本只在水平方向上受到力,就会运动,故B不符合题意;
C.在黑板上写字,就是由于粉笔与黑板之间有摩擦力,如果摩擦力消失,故C不符合题意;
D.吸顶灯固定在天花板上,和天花板之间有摩擦力,如果摩擦力消失,则吸顶灯会下落,故D不符合题意。
故选A。
5.B
【详解】AB.黑板对粉笔擦的摩擦力克服粉笔擦的重力,所以摩擦力等于重力等于2N,故A错误,B正确;
C.改用黑板刷的外壳与黑板接触,其他条件不变,摩擦力仍克服粉笔擦的重力,所以摩擦力不变,故C错误;
D.若压力增大到6N,摩擦力仍克服粉笔擦的重力,所以摩擦力不变,故D错误。
故选B。
6.C
【详解】掷球运动员右脚穿着“蹬冰鞋”摩擦力大,利于起步加速,左脚穿着“滑行鞋”摩擦力小,有利于滑行,在其他条件相同的情况下,橡胶比塑料能提供更大的摩擦力;对于同种材料的鞋底,在压力相同时,花纹面粗糙程度较大,摩擦较大;光面粗糙程度较小,摩擦较小;所以右鞋底为花纹橡胶,左鞋底为光面塑料,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.B
【详解】A在水平向受拉力F1及摩擦力而处于静止状态,故由二力平衡可得
FA=F1=8N
由于物体间力的作用是相互的,则B受A的摩擦力为8N,对整体进行分析,则整体在水平方向上受F1、F2及地面对B的摩擦力而处于静止状态,故三力的合力应为零,则摩擦力
FB=F1-F2=8N-6N=2N
故选B。
8.D
【详解】A.重力是由于地球的吸引而产生的力,施力物体是地球,故A错误;
B.物体间有相互作用的弹力,且要有相对运动或者相对运动的趋势,才会有摩擦力,故B错误;
C.摩擦力的方向与相对运动方向相反,可能物体运动的方向相反,可能与物体运动的方向相同,故C错误;
D.由得,物体所受重力的大小与它的质量成正比,故D正确。
故选D。
9.C
【详解】A.小明跑步的过程中时刻都要受到重力作用,在脱离地面时不受支持力,故A错误;
B.小明对地面的压力与地面对小明的支持力是作用在不同物体上的两个力,所以不是一对平衡力,故B错误;
C.地面对小明的摩擦力与小明对地面的摩擦力,同时分别作用在和地面上,符合相互作用力的条件,所以是一对相互作用力,故C正确;
D.跑步时,人依靠鞋底与地面之间的摩擦运动,此时摩擦属于有益摩擦,故D错误。
故选C。
10.B
【详解】A.锁生锈不好开时,可将少量食用油注入锁孔就容易打开,这是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦,故A不符合题意;
B.下雪天汽车行驶时,轮胎上缠上铁链增加了接触面的粗糙程度,属于增大摩擦,故B符合题意;
C.搬运笨重货箱时,可在地上铺几根圆木,就容易推动了,这是用滚动摩擦代替滑动摩擦,减小摩擦力,故C不符合题意;
D.磁悬浮列车高速行驶在导轨上,磁悬浮列车和导轨是分开的,属于使接触面分开减小摩擦力,故D不符合题意。
故选B。
11. 500 竖直向上 500 不变
【详解】[1][2]对表演人员受力分析可知,他在竖直方向上他受到摩擦力和重力,因表演人员处于受力平衡状态,故摩擦力和重力是一对平衡力,二力的大小相等、方向相反,所以此时他受到的摩擦力大小为
f=G=500N
方向竖直向上。
[3]加大手对杆子的握力时,表演人员仍然处于平衡状态,则此时摩擦力大小仍为500N。
[4]表演人员适度减小握杆子的力量使自己匀速滑下,在竖直方向上摩擦力和重力仍然平衡,摩擦力和重力的大小仍然相等,故他受到的摩擦力大小不变。
12. 不变 压力和接触面粗超程度不变,滑动摩擦力不变
【详解】[1][2]物体在水平推力F作用下在水平桌面上做匀速直线运动,所以摩擦力与水平推力F是一对平衡力,故物体A受到的摩擦力等于水平推力F在匀速运动的过程中,接触面的粗糙程度不变、压力大小不变,所以摩擦力的大小也不变。
13. 10 0 5
【详解】[1]在甲图中,物体A、B在10N的水平拉力F1作用下,一起做匀速直线运动,因此,AB是一个整体,即受到平衡力作用,故此时木块A受到的摩擦力为10N。
[2]A、B一起向右做匀速直线运动,所以A、B没有相对运动的趋势,A、B没有摩擦力,则木块B受到的摩擦力大小为0N。
[3]从甲图到乙图,改变A和B的放置情况,压力大小不变,接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力不变,所以乙图的滑动摩擦力大小还是10N。所以乙图中推力F2大小是10N。
在乙图中,若将A、B紧靠着放在水平桌面上,接触的粗糙程度不变,压力也不变,因比摩擦力也不变,使它们一起速运动,因此推力与此时的摩擦力为一对平衡力,推力的大小也为10N,其中A、B所受的摩擦力各为10N的一半,则木块B受到的摩擦力为5N。
14. 平衡 水平向左
【详解】[1][2]因为物体M做匀速直线运动,则物体处于平衡状态,所以物体M受力平衡;物体M受到两个拉力的合力
F=F2-F1=13N-12N=1N
方向水平向右,根据力的平衡条件可知,物体M受到的摩擦力水平向左,大小也为1N。
15. 向右 0
【详解】[1]传送带顺时针转动,米袋在传送带上滑动时,相对于顺时针转动的传送带,米袋在向左运动;摩擦力的方向是与物体相对运动的方向相反,米袋相当于传送带向左运动,则米袋受到的摩擦力方向向右。
[2]当米袋随传送带一起匀速运动时,米袋相当于传送带静止,故米袋不受摩擦力作用,所以,摩擦力的大小为0N。
16. 10 水平向左 18 18
【详解】[1][2]用10N的力没有推动物体,所以物体处于静止状态,因此推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,即
方向与推力方向相反,即水平向左。
[3][4]水平推力增加到18N,物体做匀速直线运动,所以推力和摩擦力是一对平衡力,则
当推力增加为30N时,压力和接触面的粗糙程度都没变,所以摩擦力为18N。
17.2
【详解】由F﹣t图像可知,物体受到的推力
由v﹣t图像可知,物体做匀速直线运动,处于平衡状态,因此物体受到的滑动摩擦力等于推力,即
18.
【详解】物体A所受滑动摩擦力平行于斜面向上,滑动摩擦力的示意图如图所示
19. 必须 等于 丁 压力 接触面粗糙程度 错误 不一定
【详解】(1)[1][2]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,此时物块处于平衡状态,由二力平衡条件可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)[3]由图示四次实验可知,在实验丁中,物体间的压力最小,接触面粗糙程度最小(木板表面的粗糙程度小于棉布),因此滑动摩擦力最小的是丁图。
(3)[4]由图甲、乙所示实验可知,接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,可以应用甲、乙所示实验探究滑动摩擦力大小与压力的关系。
[2]比较乙、丙实验可知,物体间的压力相等而接触面的粗糙程度不同,所以乙、丙所示实验可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
(4)[5]由图甲、丁所示实验可知,接触面积不同,接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,由于没有控制物体间的压力相同,所以他的结论是错误的。
(5)[6]由图戊所示实验可知,拉动长木板时物块保持不动,物块处于平衡状态,滑动摩擦力等于测力计的拉力,实验时不需要匀速拉动长木板。
20. 滑动摩擦力 二力平衡 越大 1和3 越大 控制变量法 没有控制压力大小相同
【详解】(1)[1][2]当拉动长木板运动的过程中,木块B保持静止状态,木块受到测力计的拉力和滑动摩擦力,根据二力平衡的条件知,此时弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。
(2)①[3]实验1和2接触面粗糙程度相同,增加砝码使得压力增大,压力越大,弹簧测力计示数越大,滑动摩擦力越大,所以实验1和2探究滑动摩擦力大小跟压力大小的关系,在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
②[4][5]对比实验1、3可知,接触面受到的压力相同,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,所以实验1、3探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度的关系,在接触面所受的压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
③[6]本实验保持压力,探究摩擦力和接触面粗糙程度的关系,保持接触面粗糙程度不变探究摩擦力与压力的关系,用的是控制变量法。
(3)[7]想探究滑动摩擦力与接触面积的关系,要控制压力大小和接触面粗糙程度相同,他将木块 B竖直方向切去一部分,压力大小也发生了改变,没有控制压力大小相同,故他的探究过程不合理。
21. 匀速直线 3.6 压力 接触面粗糙程度 不变 不正确 实验过程中,没有保持木块对木板表面的压力不变 不变
【详解】(1)[1]实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做匀速直线运动,此时拉力与摩擦力平衡,根据二力平衡条件可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
[2]若乙装置中,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3.6N,则滑动摩擦力为3.6N。
(2)[3][4]在甲、乙、丙所示图中,分别用F甲=2.4N,F乙=3.6N,F丙=3.2N的拉力,拉着木块匀速前进。通过甲、乙两次实验,受力面粗糙度相同,压力不同,所验证的猜想是滑动摩擦力大小与压力有关;通过甲、丙两次实验,压力相同但接触面粗糙度不同,且随着粗糙度增加摩擦力也增大,故得出的结论是:当压力一定,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。由实验结果可得出结论:滑动摩擦力的大小与压力和接触面粗糙程度有关。
(3)[5]由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,即使拉力增大,滑动摩擦力也不变。
(4)[6][7]因为滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,在研究滑动摩擦力大小跟接触面面积的关系时,应保持压力大小和接触面的粗糙程度不变,将木块沿竖直方向截去一半后,虽然接触面的粗糙程度没变,但木块对接触面的压力减小了一半,所以得出了错误的结论。
(5)[8]图丁中,当木板的运动速度增大时,因压力和接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力不变,故弹簧测力计的示数不变。
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