内容正文:
7.3摩擦力 练习
一、单选题
1.以下常见的措施中,为了增大摩擦的是( )
A.给机器加润滑油 B.行李箱底部装轮子
C.自行车刹车时捏紧刹车闸 D.气垫船向下喷气
2.下列关于摩擦力的说法正确的是( )
A.攀岩运动员在攀爬前要在手上涂镁粉是为了减小摩擦
B.用力捏自行车的刹车闸,是通过增大接触面积来增大摩擦
C.气垫船通过向船底下喷气,使接触面彼此分离,可以减小摩擦
D.冬天冰雪封路时,汽车车轮装上防滑链主要是通过增大压力来增大摩擦
3.如图甲所示,同一水平地面上,一铁块在一个方向不变的水平拉力作用下做直线运动。6s后,在铁块上方用胶带纸粘放一木块(如图乙)。0~10s铁块运动的速度随时间变化的图像如图丙所示。0~2s拉力随时间变化的图像如图丁所示,以下说法正确的是( )
A.当拉力等于1.2N时,铁块受到的摩擦力为,当拉力等于1.5N时,铁块受到的摩擦力为,则
B.4~6s,铁块受到的拉力等于8~10s时受到的拉力
C.7~9s,铁块所受的摩擦力不变
D.3~5s,铁块所受的摩擦力先变大后不变
4.为了探究滑动摩擦力大小是否与接触面粗糙程度有关,小华用体积和形状均相同、粗糙程度不同的铁块( )和木块( )等器材设计了如下四种对照实验方案,其中合理的是( )
A. B.
C. D.
5.如图所示,小娜想将一本书抽出,发现越往下的书抽取越困难,原因是被抽取的书所受摩擦力不同。下列事例中改变摩擦力的方法与此有关的是( )
A.自行车把套上有花纹 B.给自行车车轴加润滑油
C.自行车转轴上安装钢珠 D.用力捏紧刹车闸让自行车刹车
6.细心的同学会发现商场里安装的供顾客上下楼的电动扶梯主要有两种。当顾客站在如图甲所示的斜坡式扶梯上匀速上行时受到的摩擦力为f1;当顾客站在如图乙所示的台阶式扶梯上匀速上行时受到的摩擦力为f2。下列说法正确的是( )
A.f1=0,f2≠0 B.f1≠0,f2=0
C.f1=0,f2=0 D.f1≠0,f2≠0
7.如图所示的实例中,目的是为了减小摩擦的是( )
A.乒乓球拍贴有橡皮胶 B.行李箱下安装滚轮
C.车轮装有防滑链 D.皮带转动时将皮带绷紧
8.如图所示,传统石磨通过旋转磨盘来碾压谷物。下列操作中,主要目的是为增大摩擦的是( )
A.定期凿刻保持磨盘表面凹凸纹路清晰
B.减轻磨盘上方的负重以减少压力
C.向磨盘转轴处滴加菜籽油润滑
D.在磨盘底部加装滚珠轴承替代滑动摩擦
二、填空题
9.如图所示,物体重,当时,物体在墙上静止不动,这时物体受到的摩擦力是 N;当时,物体能沿竖直墙壁匀速下滑,此时物体受到的摩擦力是 N;若,木块受到的摩擦力大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
10.小明用水平推力F推着木箱在水平地面上做匀速直线运动。若小明的推力F增大,则木箱受到的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”),请说明理由: 。
11.如图所示,成都熊猫基地的大熊猫花花向上爬树时,它所受摩擦力的方向是向 的。当它玩累了,沿树干向下滑动时,突然将手松开一点,此时它所受摩擦力大小将 。
12.如图甲所示,用水平力F推水平地面上的物块,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系分别如图乙、丙所示。当t=3s时,由图中的信息可知物体受到的摩擦力是 N。
13.如图所示、物块A与长木板B叠放在水平桌面上,水平轻质弹簧一端与物块A连接,另一端固定于竖直墙壁,长木板B用水平轻绳跨过定滑轮与沙桶相连,当沙桶与沙子的总重力为G时,物块A处于静止状态,长木板B向左做匀速直线运动,则物块A受到的滑动摩擦力的方向为水平 ;若向沙桶中再加入沙子,沙桶未接触地面且物块 A未从长木板B的右端滑下,则桌面对长木板B的滑动摩擦力 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
三、简答题
14.观察自行车的各个部分,分析它在哪些地方、采用何种方法增大了有益摩擦,在哪些地方、采用何种方法减小了有害摩擦。
15.北方城市在下大雪后,因为路滑,容易发生交通事故。过去,居民使用的燃料主要是煤,下大雪后,有些居民将煤渣撒在结冰的路面上,你知道这是为什么吗?
四、实验题
16.关于滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,一些同学作出如下猜想:
猜想A:滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关;
猜想B:滑动摩擦力的大小可能与接触面间的压力有关;
猜想C:滑动摩擦力的大小可能与产生摩擦力的两个物体间的接触面积有关;
为了检验上述猜想是否正确,某同学选用了一块底面和各个侧面粗糙程度都相同的长方体木块设计了以下实验方案;
步骤1:如图(a)所示,把长方体木块平放在水平的长木板上,用弹簧测力计拉着木块,使之沿直线匀速滑动,读出此时弹簧测力计的示数;
步骤2:如图(b)所示,在长方体木块上放上砝码,用弹簧测力计水平拉着木块,使砝码与木块一起沿直线匀速运动,比较“步骤2”与“步骤1”中弹簧测力计示数的大小;
步骤3:如图(c)所示,在水平的长木板上铺上一层棉布,把木块平放在棉布上(不加砝码),用弹簧测力计水平拉木块,使之沿直线匀速滑动,比较“步骤3”与“步骤1”中弹簧测力计示数的大小;
(1)当用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动时,滑动摩擦力的大小就等于弹簧测力计的示数,理论依据是 ;
(2)设计“步骤2”的目的是检验猜想 是否正确;
(3)为了检验“猜想C”是否正确,可在上述实验基础上再增加一个步骤,写出你所设计的这一实验步骤: ;
(4)考虑到影响摩擦力的因素较多,在上述探究过程中总要控制某些因素,使它们保持不变,进而寻找摩擦力的大小与另外一个因素的关系,这种研究问题的方法叫作“控制变量法”。在过去的物理学习中研究哪些问题时用到过这种方法?请举一例: 。
17.如图所示是探究影响滑动摩擦力大小因素的实验装置,三次实验中木块都在材质相同的木板上做匀速直线运动,其中,图(a)、(b)所示的两次实验中木板的粗糙程度相同,图(c)所示的实验中木板的粗糙程度更大一些。
(1)图(a)中木块受到的滑动摩擦力大小为 N;
(2)选择图 所示的两次实验,可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系;
(3)雨天,车辆在泥泞的道路上行驶时,车轮容易打滑,在车上适当增加重物后,车轮就不再打滑了,这是应用了图 所示的两次实验得出的结论。
18.如图是“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验装置。
(1)如图甲所示,将木块A平放在木板上,用弹簧测力计沿水平方向 拉动木块A,读出弹簧测力计示数,记入表格。改变木块A对木板的压力、在木板铺上毛巾、改变接触面积,重复上述步骤,如图乙、丙、丁所示。
实验图示
水平面材料
木块对水平面压力
弹簧测力计示数
甲
木块—木板
一个木块
1.5N
乙
木块—木板
两个木块
1.8N
丙
木块—毛巾
一个木块
2N
丁
木块—木板
两个木块
1.8N
(2)通过比较图 ,可以发现:滑动摩擦力大小与接触面积无关;
(3)如图乙所示,用弹簧测力计水平向右拉动木块A,使木块A、B一起匀速运动,此时木块A与木块B间 (选填“存在”或“不存在”)摩擦力;
(4)如果想进一步探究滑动摩擦力大小与物体的运动速度是否有关,在此实验的基础上,请提出你的实验方案: 。
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
C
C
C
B
D
B
B
A
1.C
【详解】A.给机器加润滑油,是通过使接触面脱离的方法减小摩擦力,故A不符合题意;
B.行李箱底部装轮子,是用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力,故B不符合题意;
C.自行车刹车时捏紧刹车闸,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.气垫船向下喷气,是通过使接触面脱离的方法减小摩擦力,故D不符合题意。
故选C。
2.C
【详解】A.攀岩运动员在攀爬前要在手上涂镁粉是为了通过增大接触面粗糙程度,增大摩擦,故A错误;
B.用力捏自行车的刹车闸,是通过增大压力来增大摩擦,故B错误;
C.气垫船通过向船底下喷气,使接触面彼此分离,从而减小摩擦,故C正确;
D.冬天冰雪封路时,汽车车轮装上防滑链主要是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦,故D错误。
故选C。
3.C
【详解】A.根据图乙可知,物体在前2s的运动速度为0,保持静止状态,在水平方向上受到水平向右的拉力、水平向左的静摩擦力的作用,拉力和静摩擦力是一对平衡力,大小相等,因此拉力等于1.2N时,铁块受到的摩擦力为f1=1.2N,当拉力等于1.5N时,铁块受到的摩擦力为f2=1.5N(两种情况下都是静止),这个时候受到的都是静摩擦力,静摩擦力应该等于拉力,所以f1<f2,故A错误;
B.物体在4~6s时的速度为4m/s,做匀速直线运动,此时的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,8~10s这两个时间段内物体对水平面的压力不相同、接触面的粗糙程度相同,受到的滑动摩擦力不相同,因为6s后,在铁块上方用胶带纸粘放一木块(如图乙),压力增大,所以8~10s内的拉力要大于4~6s内的拉力,故B错误;
C.6s后物体上方用胶带纸粘放一重物,7~9s内,物体对水平面的压力不变、接触面的粗糙程度不变,所以物体受到的摩擦力不变。故C正确;
D.由图乙可知3~5s内木块先加速、再匀速,但压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,故D错误。
故选C。
4.B
【详解】小华用体积和形状均相同、粗糙程度不同的铁块和木块,由于铁和木密度不同,它们的质量不同,则重力不同,对水平地面的压力也就不同。要探究滑动摩擦力大小是否与接触面粗糙程度有关,根据控制变量法,应该控制接触面受到的压力相同,改变接触面的粗糙程度。
A.该方案中没有控制接触面受到的压力相同,不能完成实验,故A不符合题意;
B.该方案中接触面受到的压力相同,接触面粗糙程度不同,可以完成实验,故B符合题意;
C.该方案中没有控制接触面受到的压力相同,不能完成实验,故C不符合题意;
D.该方案中没有控制接触面受到的压力相同,不能完成实验,故D不符合题意。
故选B。
5.D
【详解】小娜想将一本书抽出,发现越往下的书抽取越困难,原因是被抽取的书所受摩擦力不同,越往下,书受到的压力越大,是通过增大压力来增大摩擦力。
A.自行车把套上有花纹,是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦,故A不符合题意;
B.给自行车车轴加润滑油,是通过使接触面分离来减小摩擦,故B不符合题意;
C.自行车转轴上安装钢珠,是通过变滑动摩擦为滚动摩擦来减小摩擦,故C不符合题意;
D.用力捏紧刹车闸让自行车刹车,是通过增大压力来增大摩擦,故D符合题意。
故选 D。
6.B
【详解】 当顾客站在如图甲所示类似斜坡的电梯上匀速上升时,电梯表面是倾斜的,人站在上面,有向下滑的趋势,因此受到沿斜坡向上的摩擦力的作用,即f1≠0。当顾客站在如图乙所示的台阶式扶梯上匀速上行时,鞋底和电梯台阶面之间既没有发生相对运动,也没有相对运动的趋势,因此不受摩擦力,即f2=0。故ACD错误,B正确。
故选B。
7.B
【详解】A.乒乓球拍贴有橡胶皮,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A不符合题意;
B.行李箱下安装滚轮,是变滑动摩擦为滚动摩擦,从而大大减小摩擦,故B符合题意;
C.车轮上装有防滑链,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不符合题意;
D.皮带传动时将皮带绷紧,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦,故D不符合题意。
故选B。
8.A
【详解】A.定期凿刻保持磨盘表面凹凸纹路清晰,可在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故A符合题意;
B.减轻磨盘上方的负重而减小压力,可在接触面的粗糙程度一定时,通过减小压力来减小摩擦力,故B不符合题意;
C.向磨盘转轴处滴加菜籽油润滑,让接触面分离而减小摩擦,故C不符合题意;
D.加装滚珠轴承,可将滑动摩擦变为滚动摩擦来减小摩擦力,故D不符合题意。
故选A。
9. 5 5 变小
【详解】[1]物体在墙上静止不动,摩擦力与重力平衡,这时物体受到的摩擦力f=G=5N。
[2]匀速下滑时,竖直方向受重力和向上的摩擦力,摩擦力与重力平衡,二力应大小相等方向相反,摩擦力f=G=5N。
[3]滑动摩擦力与压力大小、接触面粗糙程度有关,F=5N时,对物体的压力减小,物体所受摩擦力变小。
10. 不变 见解析
【详解】[1][2]摩擦力与压力大小和接触面的粗糙程度有关,由于木箱对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以滑动摩擦力大小不变。
11. 上 变小
【详解】[1]大熊猫花花向上爬树时,它相对于树有向下滑动的趋势,所受摩擦力的方向是向上的。
[2]当它玩累了,沿树干向下滑动时,突然将手松开一点,此时它对树干的压力变小,接触面粗糙程度不变,它所受摩擦力大小将变小。
12.4
【详解】由图丙知在4到6s间,物体做匀速直线运动,所以此时推力和摩擦力平衡,由F﹣t图象知,此时推力为4N,所以摩擦力也等于4N;当t=3s时,物体做加速运动,运动状态发生变化,但与匀速时相比,由于压力大小和接触面的粗糙程度、材料都不变,所以此时的滑动摩擦力与匀速时相等,也为4N。
13. 向左 不变
【详解】[1]当沙桶与沙子的总重力为G时,物块A处于静止状态,长木板B向左做匀速直线运动,如果AB之间的表面是粗糙的,则物块A受到4个力的作用:重力和支持力,弹簧对A向右的拉力和B对A向左的滑动摩擦力。
[2]沙桶未接触地面且物块A未从长木板B的右端滑下,则桌面对长木板B的滑动摩擦力不变,因为压力和接触面的粗糙程度均不变。
14.见解析
【详解】增大有益摩擦:轮胎上的花纹、车把手的手柄上的花纹、凹凸不平的脚踏板等是通过增大接触面的粗糙程度,增大摩擦。刹车时,用力捏刹把是通过增大压力来增大摩擦。减小有害摩擦:车轴四周的小钢珠是通过变滑动为滚动减小摩擦;大小齿轮与链条加润滑油是通过使接触面脱离来减小摩擦。
15.见解析
【详解】下大雪后,人们常常将煤渣撒在结冰的路面上,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,从而防止交通事故的发生。
16.(1)二力平衡条件
(2)B
(3)见解析
(4)见解析
【详解】(1)用弹簧测力计匀速直线拉动木块时,拉力和木块受到的摩擦力是一对平衡力,由二力平衡可知,这两个力大小相等。所以滑动摩擦力的大小就等于弹簧测力计的示数,理论依据是二力平衡的条件。
(2)“步骤2”与“步骤1”对比,接触面的粗糙程度、材料相同,加砝码后增大了压力的大小,所以是为了探究摩擦力大小与压力大小的关系,即猜想B是否正确。
(3)为了检验“猜想C”是否正确,应使压力大小和接触面的粗糙程度、材料相同,改变接触面的面积,可将长方体木块侧放在水平木板上,用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动,读出这时弹簧测力计的示数,与步骤1示数比较。
(4)运用控制变量法的实验有:探究压力作用效果与哪些因素有关等。
17.(1)1.8
(2)a、c
(3)a、b
【详解】(1)木块沿长木板做匀速直线运动,根据二力平衡知识可知,木块受到的滑动摩擦力等于拉力,由图(a)可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计示数为1.8N,所以木块受到的滑动摩擦力为1.8N。
(2)要探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,由控制变量法可知,需要控制压力相同,改变接触面的粗糙程度,所以选择图a、c所示的两次实验。
(3)车辆在泥泞的道路上行驶时,车轮容易打滑,在车上适当增加重物后,车轮与道路之间的压力增大,车轮就不再打滑,说明摩擦力增大,所以应用了滑动摩擦力的大小与压力大小的关系,由控制变量法可知,需要控制接触面的粗糙程度相同,改变压力大小,所以选择图a、b所示的两次实验得出的结论。
18.(1)匀速
(2)乙、丁
(3)不存在
(4)见解析
【详解】(1)实验时为了测出滑动摩擦力的大小,应使弹簧测力计拉着木块在水平方向做匀速直线运动,此时摩擦力和拉力是一对平衡力,根据二力平衡原理可知此时滑动摩擦力与拉力大小相等。
(2)由表中乙、丁两次实验数据可知,在接触面粗糙程度相同、物体间压力相同时,虽然接触面的面积不同,但物体间的滑动摩擦力相同,由此可知,滑动摩擦力的大小与接触面积无关。
(3)图乙中木块A、B一起做匀速直线运动时,B相对A没有相对运动的趋势,则木块B受到的摩擦力为0N,此时木块A与木块B间不存在摩擦力。
(4)要探究摩擦力大小与物体运动的速度的关系,应控制压力大小和接触面的粗糙程度相同,改变物体的运动速度,方案如下:
①用米尺测量木块A匀速运动的路程,用秒表测量对应的时间,求出速度,并读出弹簧测力计示数,记入表格;
②改变木块A匀速运动的速度,再重复步骤①测量多次,记入表格;
③比较滑动摩擦力大小与运动速度是否有关。
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