第3节 摩擦力(举一反三讲义)物理人教版八年级下册
2025-12-08
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2份
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29页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第3节 摩擦力 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 摩擦力 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.54 MB |
| 发布时间 | 2025-12-08 |
| 更新时间 | 2025-12-08 |
| 作者 | 初中物理志强工作室 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2025-12-08 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55323978.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义系统梳理摩擦力的核心知识点,从概念(定义、产生条件及静摩擦、滑动摩擦、滚动摩擦分类)到影响滑动摩擦力大小的因素(实验探究压力与接触面粗糙程度的关系),再到利用与防止(增大和减小摩擦的方法及实例),形成“概念建构-实验探究-实际应用”的学习支架,配合思维导图和知识梳理助力系统掌握。
资料突出科学探究与科学思维,通过“影响滑动摩擦力因素”实验设计(控制变量法、数据表格分析)培养探究能力,“三步骤”判断摩擦力方向等方法技巧提升思维严谨性,结合鞋底花纹、轴承滚珠等实例深化物理观念。典例变式题融合中考真题,巩固训练分层设计,课中辅助实验教学与概念辨析,课后帮助学生查漏补缺,强化应用能力。
内容正文:
第3节 摩擦力
目录
【学习目标】 1
【思维导图】 2
【知识梳理】 2
知识点1:摩擦力的概念与分类 2
知识点2:影响滑动摩擦力大小的因素 4
知识点3:摩擦力的利用与防止 6
【方法技巧】 8
方法技巧 1滑动摩擦力大小的实验探究方法 8
方法技巧 2摩擦力方向的判断方法 8
【巩固训练】 8
【学习目标】
学习目标
具体要求
核心概念
1. 理解摩擦力的定义、产生条件及分类(静摩擦、滑动摩擦、滚动摩擦);
2. 掌握影响滑动摩擦力大小的因素,能准确表述实验结论;
3. 知道摩擦力的方向特点,了解摩擦力在生活中的作用(有利与有害)。
能力素养
1. 能设计并完成 “影响滑动摩擦力大小的因素” 实验,运用控制变量法分析实验数据;
2. 能结合实例判断摩擦力的类型、方向,区分有益摩擦与有害摩擦;
3. 能提出增大或减小摩擦力的具体方法,培养科学应用能力。
重点
1. 摩擦力的产生条件与分类;
2. 影响滑动摩擦力大小的因素及实验探究;
3. 增大和减小摩擦力的方法及实例。
难点
1. 静摩擦力的理解与方向判断;
2. 控制变量法在滑动摩擦力实验中的规范应用;
3. 结合实际场景选择增大或减小摩擦力的合理方法。
【思维导图】
【知识梳理】
知识点 1:摩擦力的概念与分类
1.摩擦力的定义
两个相互接触的物体,当它们发生相对运动(或有相对运动的趋势)时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动(或相对运动趋势)的力,这种力叫做摩擦力(用符号f表示)。
2.摩擦力的产生条件(缺一不可)
接触面必须是粗糙的(光滑接触面无摩擦力);
两个物体必须相互挤压(存在弹力,如压力、支持力);
物体间有相对运动(或相对运动的趋势)
3.摩擦力的分类及特点
对比维度
静摩擦力
滑动摩擦力
滚动摩擦力
相对运动状态
有趋势,无滑动
有实际滑动
有相对滚动
大小特点
随外力变化,有最大值
与压力、粗糙程度相关,稳定
最小,远小于滑动摩擦
方向依据
相对运动趋势方向
相对滑动方向
相对滚动方向
典型实例
握水杯、斜面上静止的物体
擦黑板、滑冰
推滚轮、骑自行车
实际应用
维持静止、推动前进(走路)
刹车制动、摩擦生热
减小阻力(轴承、滚轮)
关键补充说明:
(1)三者本质区别:核心在于物体间的相对运动状态(趋势、滑动、滚动),且滚动摩擦力的本质是 “滚动时接触面的弹性形变产生的阻碍作用”,并非单纯的摩擦;
(2)实际应用优先级:需要减小摩擦时,优先 “变滑动为滚动”(如轴承),效果优于单纯减小接触面粗糙程度;
(3)易错点:
① 静摩擦力≠静止物体的摩擦力(运动物体也可能受静摩擦,如传送带上随传送带加速的货物);② 滑动摩擦力的 “相对滑动” 是指两接触物体间的位置变化,而非物体相对于地面的运动。
【典例 1】(2024・江苏南京・中考真题)关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.相互接触的物体间一定存在摩擦力
B.摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
C.静止的物体可能受到滑动摩擦力
D.滚动摩擦力远小于滑动摩擦力
【典例 2】(24-25・浙江温州・期末)用手握住装满水的水杯静止在空中,下列说法正确的是( )
A.水杯受到的重力与手对水杯的压力是一对平衡力
B.水杯受到的静摩擦力方向竖直向上
C.增大手握水杯的力,静摩擦力会变大
D.松手后水杯下落,是因为不受摩擦力
【变式 1】(2024・山东潍坊・期中)下列实例中,属于静摩擦力的是( )
A.擦桌子时,抹布与桌面间的摩擦力
B.用圆珠笔写字时,笔尖与纸面间的摩擦力
C.推箱子未推动时,箱子与地面间的摩擦力
D.滑冰时,冰刀与冰面间的摩擦力
【变式 2】(多选)关于摩擦力的方向,下列说法正确的是( )
A.放在斜面上的物体静止时,静摩擦力方向沿斜面向上
B.在水平地面上向右滑动的木块,滑动摩擦力方向向左
C.人骑自行车前进时,后轮受到的摩擦力方向向后
D.传送带上向右运动的货物,若传送带加速运动,货物受到的静摩擦力方向向右
【变式 3】(24-25 八下・广东深圳・期末) 如图所示,用水平力 F 推放在水平地面上的箱子,箱子未被推动,下列说法正确的是( )
A.箱子受到的推力 F 小于摩擦力
B.箱子受到的推力 F 与摩擦力是一对平衡力
C.箱子对地面的压力与地面对箱子的支持力是一对平衡力
D.箱子受到的摩擦力方向与推力方向相同
知识点 2:影响滑动摩擦力大小的因素
1.实验探究:影响滑动摩擦力大小的因素
(1)实验目的:探究滑动摩擦力大小与压力大小、接触面粗糙程度的关系
(2)实验器材:弹簧测力计、长方体木块、砝码、粗糙木板、光滑木板(或毛巾)
(3)实验原理:二力平衡(水平方向拉动木块做匀速直线运动时,拉力与滑动摩擦力大小相等,弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力大小)
(4)实验方法:控制变量法
①控制接触面粗糙程度不变,改变压力大小(在木块上添加砝码),探究压力对滑动摩擦力的影响;
②控制压力大小不变(同一木块),改变接触面粗糙程度(毛巾、粗糙木板、光滑木板),探究接触
面粗糙程度对滑动摩擦力的影响。
(5)实验现象与结论
实验次数
接触面材料
压力大小(木块 + 砝码)
弹簧测力计示数(N)
滑动摩擦力大小(N)
结论
1
毛巾
木块(5N)
2.0
2.0
当压力大小相同时,接触面的粗糙程度越大,滑动摩擦力的大小越大
2
粗糙木板
木块(5N)
1.2
1.2
(与实验 1、3 对比,验证接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响)
3
光滑木板
木块(5N)
0.6
0.6
(与实验 1、2 对比,进一步验证接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响)
4
粗糙木板
木块 + 1 个砝码(7N)
1.68
1.68
当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力的大小越大
5
粗糙木板
木块 + 2 个砝码(9N)
2.16
2.16
(与实验 2、4 对比,进一步验证压力大小对滑动摩擦力的影响)
(6)实验注意事项
必须让木块做匀速直线运动,确保拉力与滑动摩擦力平衡;
弹簧测力计需水平拉动,避免竖直方向力的干扰;
接触面需保持平整,避免因接触面积不均匀影响实验结果(注:滑动摩擦力大小与接触面积大小无
关)。
2.滑动摩擦力的大小规律
滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关:
(1)接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(2)压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)与物体的运动速度、接触面积大小无关。
【典例 3】(2024・湖北武汉・中考真题)在探究 “影响滑动摩擦力大小的因素” 实验中,下列说法正确的是( )
A.实验时需用弹簧测力计拉动木块做加速直线运动
B.滑动摩擦力的大小与接触面的面积大小有关
C.增加木块上的砝码,可增大压力,从而增大滑动摩擦力
D.接触面越光滑,滑动摩擦力越大
【典例 4】(24-25・山东济南・期末)某同学用如图所示的装置探究滑动摩擦力大小,下列操作错误的是( )
A.实验时应使木块在水平木板上做匀速直线运动
B.为探究压力对摩擦力的影响,需更换不同粗糙程度的木板
C.弹簧测力计的拉力方向应与木板表面平行
D.每次实验前需将弹簧测力计调零
【变式 1】(2024・安徽合肥・期末)在 “探究滑动摩擦力大小” 的实验中,用弹簧测力计水平拉动木块在水平木板上做______运动,此时弹簧测力计的示数为 3N,则滑动摩擦力的大小为______N。若在木块上添加一个砝码,滑动摩擦力将______(选填 “变大”“变小” 或 “不变”)。
【变式 2】(多选)为了探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关,某同学设计了如下实验方案,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两图对比,可探究压力对滑动摩擦力的影响
B.甲、丙两图对比,可探究接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响
C.乙图中,若拉动木板向右运动,木块静止,弹簧测力计示数仍等于滑动摩擦力
D.实验中应保证木块的运动速度相同
【变式 3】(24-25 八下・四川成都・期末) 某实验小组用弹簧测力计测量木块在水平桌面上的滑动摩擦力,实验数据如下表:
实验次数
接触面
压力 F/N
弹簧测力计示数 f/N
1
木板
2.0
0.6
2
木板
3.0
0.9
3
木板
4.0
1.2
4
毛巾
2.0
1.0
(1) 实验中,应让木块在水平面上做______运动,此时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2) 分析实验次数 1、2、3 的数据,可得出结论: ;
(3) 分析实验次数 1、4 的数据,可得出结论: ;
(4) 若在实验次数 1 中,木块以更快的速度做匀速直线运动,弹簧测力计的示数将______(选填 “大于”“小于” 或 “等于”)0.6N。
知识点 3:摩擦力的利用与防止
1.摩擦力的双重性
(1)有益摩擦:对人类有益、需要利用的摩擦(如走路、刹车、握物体);
(2)有害摩擦:对人类有害、需要减小的摩擦(如机器运转时的摩擦、滑动摩擦造成的磨损)。
2.增大有益摩擦的方法
(1)增大压力(如用力握水杯、刹车时用力踩刹车踏板、拧紧螺丝);
(2)增大接触面的粗糙程度(如鞋底刻花纹、轮胎刻花纹、黑板擦表面做粗糙处理);
(3)变滚动为滑动(如紧急刹车时,车轮抱死变滚动为滑动,增大刹车效果)。
3.减小有害摩擦的方法
(1)减小压力(如给书包减重,减小书包与肩膀的摩擦);
(2)减小接触面的粗糙程度(如给机器零件涂润滑油、冰面撒沙子后融化变光滑);
(3)变滑动为滚动(如给重物装轮子、轴承内装滚珠);
(4)使接触面分离(如气垫船利用气垫使船与水面分离、磁悬浮列车利用磁力使车身与轨道分离
(5)摩擦力的利用与防止 —— 常见实例分类表
类别
具体实例
采用的核心方法
原理说明
增大有益摩擦
1. 运动鞋 / 轮胎表面的花纹;
2. 自行车刹车时捏紧刹车闸;
3. 拔河比赛时手涂防滑粉;
4. 黑板擦擦黑板;
5. 手握水杯时用力;
6. 螺丝拧紧后加防松垫圈;
7. 爬山时穿防滑鞋
1. 增大接触面粗糙程度;
2. 增大压力;
3. 增大接触面粗糙程度;
4. 增大接触面粗糙程度;
5. 增大压力;
6. 增大接触面粗糙程度(垫圈表面粗糙);
7. 增大接触面粗糙程度
通过增大接触面粗糙程度或压力,提升摩擦力的 “阻碍效果”,满足实际需求(如防滑、制动、固定)
减小有害摩擦
1. 机器齿轮间加润滑油;
2. 行李箱底部装滚轮;
3. 磁悬浮列车悬浮行驶;
4. 滑冰鞋的冰刀;
5. 轴承内安装滚珠;
6. 气垫船的气垫装置;
7. 门锁生锈后涂铅笔芯粉末
1. 减小接触面粗糙程度(润滑油分离接触面);
2. 变滑动为滚动;
3. 接触面完全分离(磁力悬浮);
4. 减小接触面粗糙程度(冰刀使冰面熔化形成水膜);
5. 变滑动为滚动;
6. 接触面分离(气垫隔离);
7. 减小接触面粗糙程度(铅笔芯粉末为润滑剂)
通过分离接触面、变滑动为滚动或减小粗糙程度,降低摩擦力的 “阻碍效果”,减少磨损、节省能量
【方法技巧】
方法技巧 1:滑动摩擦力大小的实验探究方法
1.实验核心思路:利用二力平衡将滑动摩擦力的测量转化为拉力的测量(间接测量法);
2.控制变量法的规范应用:
3.探究压力的影响:控制接触面粗糙程度、接触面积、运动速度不变,改变压力(加砝码);
4.探究接触面粗糙程度的影响:控制压力、接触面积、运动速度不变,改变接触面材料(毛巾、木板等);
5.实验误差分析:
(1)若木块做加速运动,拉力大于滑动摩擦力,示数偏大;
(2)若木块做减速运动,拉力小于滑动摩擦力,示数偏小;
(3)弹簧测力计未水平拉动,拉力在竖直方向有分力,导致示数与摩擦力不相等。
方法技巧 2:摩擦力方向的判断方法
1.“三步骤” 判断法:
(1)确定研究对象和参照物(通常以与研究对象接触的物体为参照物);
(2)分析研究对象相对于参照物的 “相对运动方向”(滑动摩擦)或 “相对运动趋势方向”(静摩擦);
(3)摩擦力方向与上述相对运动(或趋势)方向相反。
2.示例:判断斜面上静止物体的静摩擦力方向
研究对象:斜面上的物体;参照物:斜面;
物体相对于斜面有沿斜面向下的运动趋势;
静摩擦力方向与该趋势相反,即沿斜面向上。
【巩固训练】
1.(24-25八上·山东青岛黄岛区·期末)关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.只要接触面粗糙,就一定产生摩擦力
B.两个物体只要发生相对运动,它们之间就一定产生摩擦力
C.在二胡的琴弓上涂松香是为了减小摩擦
D.如果没有摩擦,停在路面上的汽车在车轮转动时将不能行驶
2. (24-25八下·重庆·期末) 如图,手拉着木块在粗糙程度不变的水平面上做加速运动,则木块受到的摩擦力( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.保持不变 D.总是等于拉力的大小
3.如图所示的实例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A B C D
A.手推车装上车轮 B.自行车轴承有滚珠
C.车轮装有防滑链 D.磁悬浮列车与轨道分离
4.如图甲所示,一块长木板放在水平桌面上现用一水平力F,向右缓慢地推木板,使其一部分露出桌面如图乙所示,在推木板的过程中木板对桌面的压力F、压强p和摩擦力f的变化情况是( )
A.F、p不变,f变大 B.F、f不变,p变大
C.F变小,p、f变大 D.F、f不变,p变小
5.(24-25八下·广东深圳·期末)如图所示,用大小为F的力将一长方体物块压在竖直墙面上保持静止,物块受到的摩擦力为f1;减小压力,使物块沿竖直墙面匀速下滑,物块受到的摩擦力为f2,关于f1和f2的大小和方向说法正确的是( )
A.f1>f2,两个摩擦力的方向都竖直向上
B.f1=f2,两个摩擦力的方向都竖直向上
C.f1=f2,f1竖直向下,f2竖直向上
D.f1>f2,f1竖直向下,f2竖直向上
6. (24-25·广东省汕头市·期末)跑步是大众的锻炼方式,人沿水平跑道跑步,左脚后蹬时,如图所示左脚受到的摩擦力方向正确的是( )
A B C D
7. (2024·甘肃省兰州市·期末)如图所示,小木块A与长木板B叠放在水平台面上,对长木板B施加一个水平向右的拉力F,当时,弹簧测力计的示数为2N,小木块A保持静止,长木板B恰好向右做匀速直线运动,下列说法中不正确的是( )
A.B对A产生的滑动摩擦力大小为2N,方向水平向右
B.地面对B产生的滑动摩擦力大小为3N,方向水平向左
C.当时,弹簧测力计的示数为5N
D.若对A施加一个竖直向上的拉力,则地面对B产生的滑动摩擦力会减小
8.(24-25八下·内蒙古呼伦贝尔·期末)如图,重为500N的小强沿着竖直的直杆匀速上爬时,他受到的摩擦力为:当小强停在A处稍作休息时,他受到的摩擦力为;当小强沿杆匀速下滑时,他受到的摩擦力为,下列说法正确的是( )
A.,方向竖直向下 B.,方向竖直向上
C.,方向竖直向下 D.,方向都竖直向下
9. (24-25·四川省广安市·期末)如图所示,用6N的水平拉力F拉动物体A在水平地面上向右匀速运动,物体B静止不动,弹簧测力计示数为2N,下列说法正确的是( )
A.A对B的摩擦力大小为4N,方向水平向右
B.B对A的摩擦力大小为2N,方向水平向右
C.地面对A的摩擦力大小为4N,方向水平向左
D.地面对A的摩擦力大小为6N,方向水平向左
10. (24-25八·江苏常州·期末)小雨用弹簧测力计水平拉木块(如图甲),图乙是他拉动木块得到的路程随时间变化的图像。则在拉动过程中摩擦力随时间变化的图像正确的是( )
A B C D
11. (24-25八下·安徽马鞍山·期末)小明用如图所示的扫帚在水平地面扫地,请画出扫帚上M点受到的摩擦力的方向。
12. (24-25八下·广东佛山·期末)如图,在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中。
(1)小龙在水平的长木板上,用弹簧测力计水平向左拉动木块A,并使其做 运动,此时弹簧 测力计读数是 N,如果拉力增大到3.5N时,摩擦力为 N。
(2)他测得的实验数据如表。
序号
接触面
压力/N
滑动摩擦力/N
1
木块与木板
4.0
0.8
2
木块与木板
5.0
1.0
3
木块与砂纸
4.0
1.2
若要探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,应该比较第 两次实验数据;比较第1、2次实验数据,可初步得出结论: 。
(3)小华将木块沿竖直方向截去一半后,测得木块所受的滑动摩擦力为变为原来的一半。她由此得出: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什么问题: 。
(4)小勇想到改进这个实验方法,将弹簧测力计圆环固定在墙上,挂钩挂着木块,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平向左运动,这样长木板 (“一定”或“不一定”或“一定不”)要做匀速运动,此时木块受到的摩擦力方向是水平向 。(填“左”或“右”)
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第3节 摩擦力
目录
【学习目标】 1
【思维导图】 2
【知识梳理】 2
知识点1:摩擦力的概念与分类 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
【方法技巧】 9
方法技巧 1滑动摩擦力大小的实验探究方法 9
方法技巧 2摩擦力方向的判断方法 10
【巩固训练】 10
【学习目标】
学习目标
具体要求
核心概念
1. 理解摩擦力的定义、产生条件及分类(静摩擦、滑动摩擦、滚动摩擦);
2. 掌握影响滑动摩擦力大小的因素,能准确表述实验结论;
3. 知道摩擦力的方向特点,了解摩擦力在生活中的作用(有利与有害)。
能力素养
1. 能设计并完成 “影响滑动摩擦力大小的因素” 实验,运用控制变量法分析实验数据;
2. 能结合实例判断摩擦力的类型、方向,区分有益摩擦与有害摩擦;
3. 能提出增大或减小摩擦力的具体方法,培养科学应用能力。
重点
1. 摩擦力的产生条件与分类;
2. 影响滑动摩擦力大小的因素及实验探究;
3. 增大和减小摩擦力的方法及实例。
难点
1. 静摩擦力的理解与方向判断;
2. 控制变量法在滑动摩擦力实验中的规范应用;
3. 结合实际场景选择增大或减小摩擦力的合理方法。
【思维导图】
【知识梳理】
知识点 1:摩擦力的概念与分类
1.摩擦力的定义
两个相互接触的物体,当它们发生相对运动(或有相对运动的趋势)时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动(或相对运动趋势)的力,这种力叫做摩擦力(用符号f表示)。
2.摩擦力的产生条件(缺一不可)
接触面必须是粗糙的(光滑接触面无摩擦力);
两个物体必须相互挤压(存在弹力,如压力、支持力);
物体间有相对运动(或相对运动的趋势)
3.摩擦力的分类及特点
对比维度
静摩擦力
滑动摩擦力
滚动摩擦力
相对运动状态
有趋势,无滑动
有实际滑动
有相对滚动
大小特点
随外力变化,有最大值
与压力、粗糙程度相关,稳定
最小,远小于滑动摩擦
方向依据
相对运动趋势方向
相对滑动方向
相对滚动方向
典型实例
握水杯、斜面上静止的物体
擦黑板、滑冰
推滚轮、骑自行车
实际应用
维持静止、推动前进(走路)
刹车制动、摩擦生热
减小阻力(轴承、滚轮)
关键补充说明:
(1)三者本质区别:核心在于物体间的相对运动状态(趋势、滑动、滚动),且滚动摩擦力的本质是 “滚动时接触面的弹性形变产生的阻碍作用”,并非单纯的摩擦;
(2)实际应用优先级:需要减小摩擦时,优先 “变滑动为滚动”(如轴承),效果优于单纯减小接触面粗糙程度;
(3)易错点:
① 静摩擦力≠静止物体的摩擦力(运动物体也可能受静摩擦,如传送带上随传送带加速的货物);② 滑动摩擦力的 “相对滑动” 是指两接触物体间的位置变化,而非物体相对于地面的运动。
【典例 1】(2024・江苏南京・中考真题)关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.相互接触的物体间一定存在摩擦力
B.摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
C.静止的物体可能受到滑动摩擦力
D.滚动摩擦力远小于滑动摩擦力
【答案】D
【详解】A.相互接触的物体若接触面光滑、没有相对运动(或趋势),则无摩擦力,故 A 错误;B.摩擦力方向与相对运动(或趋势)方向相反,可能与运动方向相同(如走路时的静摩擦),故 B 错误;C.静止的物体只能受到静摩擦力(有趋势)或不受摩擦力,滑动摩擦力发生在相对滑动的物体间,故 C 错误;D.滚动摩擦是接触面点接触,阻力远小于滑动摩擦的面接触,故 D 正确。故选 D。
【典例 2】(24-25・浙江温州・期末)用手握住装满水的水杯静止在空中,下列说法正确的是( )
A.水杯受到的重力与手对水杯的压力是一对平衡力
B.水杯受到的静摩擦力方向竖直向上
C.增大手握水杯的力,静摩擦力会变大
D.松手后水杯下落,是因为不受摩擦力
【答案】B
【详解】A.重力竖直向下,手对水杯的压力水平向内,二力方向不相反,不是平衡力,故 A 错误;B.水杯有向下下落的趋势,静摩擦力阻碍该趋势,方向竖直向上,故 B 正确;C.静止时静摩擦力等于重力,增大握力但重力不变,静摩擦力不变,故 C 错误;D.松手后水杯下落,与空气存在相对运动,受到空气阻力(滑动摩擦力),故 D 错误。故选 B。
【变式 1】(2024・山东潍坊・期中)下列实例中,属于静摩擦力的是( )
A.擦桌子时,抹布与桌面间的摩擦力
B.用圆珠笔写字时,笔尖与纸面间的摩擦力
C.推箱子未推动时,箱子与地面间的摩擦力
D.滑冰时,冰刀与冰面间的摩擦力
【答案】C
【详解】A.抹布与桌面相对滑动,是滑动摩擦力,故 A 错误;B.笔尖滚动,是滚动摩擦力,故 B 错误;C.箱子有运动趋势但未滑动,是静摩擦力,故 C 正确;D.冰刀与冰面相对滑动,是滑动摩擦力,故 D 错误。故选 C。
【变式 2】(多选)关于摩擦力的方向,下列说法正确的是( )
A.放在斜面上的物体静止时,静摩擦力方向沿斜面向上
B.在水平地面上向右滑动的木块,滑动摩擦力方向向左
C.人骑自行车前进时,后轮受到的摩擦力方向向后
D.传送带上向右运动的货物,若传送带加速运动,货物受到的静摩擦力方向向右
【答案】ABD
【详解】A.物体有沿斜面向下的趋势,静摩擦力阻碍该趋势,方向沿斜面向上,故 A 正确;B.木块向右滑动,滑动摩擦力与相对运动方向相反,向左,故 B 正确;C.后轮是主动轮,相对地面有向后的运动趋势,摩擦力向前(推动自行车前进),故 C 错误;D.传送带加速向右,货物有相对传送带向左的趋势,静摩擦力向右(带动货物加速),故 D 正确。故选 ABD。
【变式 3】(24-25 八下・广东深圳・期末) 如图所示,用水平力 F 推放在水平地面上的箱子,箱子未被推动,下列说法正确的是( )
A.箱子受到的推力 F 小于摩擦力
B.箱子受到的推力 F 与摩擦力是一对平衡力
C.箱子对地面的压力与地面对箱子的支持力是一对平衡力
D.箱子受到的摩擦力方向与推力方向相同
【答案】B
【详解】AB.箱子静止,处于平衡状态,水平方向推力 F 与静摩擦力大小相等、方向相反,是一对平衡力,故 A 错误,B 正确;C.压力作用在地面,支持力作用在箱子,二力作用在不同物体上,不是平衡力,故 C 错误;D.摩擦力阻碍相对运动趋势,箱子有向右运动的趋势,摩擦力方向向左,与推力方向相反,故 D 错误。故选 B。
知识点 2:影响滑动摩擦力大小的因素
1.实验探究:影响滑动摩擦力大小的因素
(1)实验目的:探究滑动摩擦力大小与压力大小、接触面粗糙程度的关系
(2)实验器材:弹簧测力计、长方体木块、砝码、粗糙木板、光滑木板(或毛巾)
(3)实验原理:二力平衡(水平方向拉动木块做匀速直线运动时,拉力与滑动摩擦力大小相等,弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力大小)
(4)实验方法:控制变量法
①控制接触面粗糙程度不变,改变压力大小(在木块上添加砝码),探究压力对滑动摩擦力的影响;
②控制压力大小不变(同一木块),改变接触面粗糙程度(毛巾、粗糙木板、光滑木板),探究接触
面粗糙程度对滑动摩擦力的影响。
(5)实验现象与结论
实验次数
接触面材料
压力大小(木块 + 砝码)
弹簧测力计示数(N)
滑动摩擦力大小(N)
结论
1
毛巾
木块(5N)
2.0
2.0
当压力大小相同时,接触面的粗糙程度越大,滑动摩擦力的大小越大
2
粗糙木板
木块(5N)
1.2
1.2
(与实验 1、3 对比,验证接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响)
3
光滑木板
木块(5N)
0.6
0.6
(与实验 1、2 对比,进一步验证接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响)
4
粗糙木板
木块 + 1 个砝码(7N)
1.68
1.68
当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力的大小越大
5
粗糙木板
木块 + 2 个砝码(9N)
2.16
2.16
(与实验 2、4 对比,进一步验证压力大小对滑动摩擦力的影响)
(6)实验注意事项
必须让木块做匀速直线运动,确保拉力与滑动摩擦力平衡;
弹簧测力计需水平拉动,避免竖直方向力的干扰;
接触面需保持平整,避免因接触面积不均匀影响实验结果(注:滑动摩擦力大小与接触面积大小无
关)。
2.滑动摩擦力的大小规律
滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关:
(1)接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(2)压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)与物体的运动速度、接触面积大小无关。
【典例 3】(2024・湖北武汉・中考真题)在探究 “影响滑动摩擦力大小的因素” 实验中,下列说法正确的是( )
A.实验时需用弹簧测力计拉动木块做加速直线运动
B.滑动摩擦力的大小与接触面的面积大小有关
C.增加木块上的砝码,可增大压力,从而增大滑动摩擦力
D.接触面越光滑,滑动摩擦力越大
【答案】C
【详解】A.需拉动木块做匀速直线运动,此时拉力与滑动摩擦力平衡,示数才等于摩擦力,故 A 错误;B.实验表明滑动摩擦力与接触面积无关,故 B 错误;C.增加砝码增大压力,接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力增大,故 C 正确;D.接触面越光滑,滑动摩擦力越小,故 D 错误。故选 C。
【典例 4】(24-25・山东济南・期末)某同学用如图所示的装置探究滑动摩擦力大小,下列操作错误的是( )
A.实验时应使木块在水平木板上做匀速直线运动
B.为探究压力对摩擦力的影响,需更换不同粗糙程度的木板
C.弹簧测力计的拉力方向应与木板表面平行
D.每次实验前需将弹簧测力计调零
【答案】B
【详解】A.匀速直线运动时拉力与摩擦力平衡,是实验的关键,故 A 正确;B.探究压力的影响时,应控制接触面粗糙程度不变,通过添加砝码改变压力,更换木板是探究接触面的影响,故 B 错误;C.拉力方向平行于木板,避免竖直分力影响,故 C 正确;D.弹簧测力计使用前调零是基本操作,故 D 正确。故选 B。
【变式 1】(2024・安徽合肥・期末)在 “探究滑动摩擦力大小” 的实验中,用弹簧测力计水平拉动木块在水平木板上做______运动,此时弹簧测力计的示数为 3N,则滑动摩擦力的大小为______N。若在木块上添加一个砝码,滑动摩擦力将______(选填 “变大”“变小” 或 “不变”)。
【答案】匀速直线;3;变大
【详解】[1] 只有匀速直线运动时,拉力与滑动摩擦力平衡,大小相等;[2] 弹簧测力计示数为 3N,故滑动摩擦力为 3N;[3] 添加砝码增大压力,接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力变大。
【变式 2】(多选)为了探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关,某同学设计了如下实验方案,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两图对比,可探究压力对滑动摩擦力的影响
B.甲、丙两图对比,可探究接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响
C.乙图中,若拉动木板向右运动,木块静止,弹簧测力计示数仍等于滑动摩擦力
D.实验中应保证木块的运动速度相同
【答案】BC
【详解】A.甲、乙两图接触面粗糙程度不同,压力也不同(乙图有砝码),未控制变量,无法探究压力的影响,故 A 错误;B.甲、丙两图压力相同(同一木块),接触面粗糙程度不同(木板 vs 毛巾),可探究接触面的影响,故 B 正确;C.拉动木板时,木块静止,水平方向拉力与摩擦力平衡,示数等于摩擦力,无需控制木板匀速,故 C 正确;D.滑动摩擦力与速度无关,无需保证速度相同,故 D 错误。故选 BC。
【变式 3】(24-25 八下・四川成都・期末) 某实验小组用弹簧测力计测量木块在水平桌面上的滑动摩擦力,实验数据如下表:
实验次数
接触面
压力 F/N
弹簧测力计示数 f/N
1
木板
2.0
0.6
2
木板
3.0
0.9
3
木板
4.0
1.2
4
毛巾
2.0
1.0
(1) 实验中,应让木块在水平面上做______运动,此时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2) 分析实验次数 1、2、3 的数据,可得出结论: ;
(3) 分析实验次数 1、4 的数据,可得出结论: ;
(4) 若在实验次数 1 中,木块以更快的速度做匀速直线运动,弹簧测力计的示数将______(选填 “大于”“小于” 或 “等于”)0.6N。
【答案】(1) 匀速直线 (2) 接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大 (3) 压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 (4) 等于
【详解】(1)匀速直线运动时,拉力与滑动摩擦力是平衡力,大小相等,故需做匀速直线运动;
(2)1、2、3 次实验接触面相同,压力增大,摩擦力增大,得出结论;
(3)1、4 次实验压力相同,接触面粗糙程度不同,摩擦力不同,得出结论;
(4) 滑动摩擦力与速度无关,速度变大时,摩擦力仍等于 0.6N,示数不变。
知识点 3:摩擦力的利用与防止
1.摩擦力的双重性
(1)有益摩擦:对人类有益、需要利用的摩擦(如走路、刹车、握物体);
(2)有害摩擦:对人类有害、需要减小的摩擦(如机器运转时的摩擦、滑动摩擦造成的磨损)。
2.增大有益摩擦的方法
(1)增大压力(如用力握水杯、刹车时用力踩刹车踏板、拧紧螺丝);
(2)增大接触面的粗糙程度(如鞋底刻花纹、轮胎刻花纹、黑板擦表面做粗糙处理);
(3)变滚动为滑动(如紧急刹车时,车轮抱死变滚动为滑动,增大刹车效果)。
3.减小有害摩擦的方法
(1)减小压力(如给书包减重,减小书包与肩膀的摩擦);
(2)减小接触面的粗糙程度(如给机器零件涂润滑油、冰面撒沙子后融化变光滑);
(3)变滑动为滚动(如给重物装轮子、轴承内装滚珠);
(4)使接触面分离(如气垫船利用气垫使船与水面分离、磁悬浮列车利用磁力使车身与轨道分离
(5)摩擦力的利用与防止 —— 常见实例分类表
类别
具体实例
采用的核心方法
原理说明
增大有益摩擦
1. 运动鞋 / 轮胎表面的花纹;
2. 自行车刹车时捏紧刹车闸;
3. 拔河比赛时手涂防滑粉;
4. 黑板擦擦黑板;
5. 手握水杯时用力;
6. 螺丝拧紧后加防松垫圈;
7. 爬山时穿防滑鞋
1. 增大接触面粗糙程度;
2. 增大压力;
3. 增大接触面粗糙程度;
4. 增大接触面粗糙程度;
5. 增大压力;
6. 增大接触面粗糙程度(垫圈表面粗糙);
7. 增大接触面粗糙程度
通过增大接触面粗糙程度或压力,提升摩擦力的 “阻碍效果”,满足实际需求(如防滑、制动、固定)
减小有害摩擦
1. 机器齿轮间加润滑油;
2. 行李箱底部装滚轮;
3. 磁悬浮列车悬浮行驶;
4. 滑冰鞋的冰刀;
5. 轴承内安装滚珠;
6. 气垫船的气垫装置;
7. 门锁生锈后涂铅笔芯粉末
1. 减小接触面粗糙程度(润滑油分离接触面);
2. 变滑动为滚动;
3. 接触面完全分离(磁力悬浮);
4. 减小接触面粗糙程度(冰刀使冰面熔化形成水膜);
5. 变滑动为滚动;
6. 接触面分离(气垫隔离);
7. 减小接触面粗糙程度(铅笔芯粉末为润滑剂)
通过分离接触面、变滑动为滚动或减小粗糙程度,降低摩擦力的 “阻碍效果”,减少磨损、节省能量
【方法技巧】
方法技巧 1:滑动摩擦力大小的实验探究方法
1.实验核心思路:利用二力平衡将滑动摩擦力的测量转化为拉力的测量(间接测量法);
2.控制变量法的规范应用:
3.探究压力的影响:控制接触面粗糙程度、接触面积、运动速度不变,改变压力(加砝码);
4.探究接触面粗糙程度的影响:控制压力、接触面积、运动速度不变,改变接触面材料(毛巾、木板等);
5.实验误差分析:
(1)若木块做加速运动,拉力大于滑动摩擦力,示数偏大;
(2)若木块做减速运动,拉力小于滑动摩擦力,示数偏小;
(3)弹簧测力计未水平拉动,拉力在竖直方向有分力,导致示数与摩擦力不相等。
方法技巧 2:摩擦力方向的判断方法
1.“三步骤” 判断法:
(1)确定研究对象和参照物(通常以与研究对象接触的物体为参照物);
(2)分析研究对象相对于参照物的 “相对运动方向”(滑动摩擦)或 “相对运动趋势方向”(静摩擦);
(3)摩擦力方向与上述相对运动(或趋势)方向相反。
2.示例:判断斜面上静止物体的静摩擦力方向
研究对象:斜面上的物体;参照物:斜面;
物体相对于斜面有沿斜面向下的运动趋势;
静摩擦力方向与该趋势相反,即沿斜面向上。
【巩固训练】
1.(24-25八上·山东青岛黄岛区·期末)关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.只要接触面粗糙,就一定产生摩擦力
B.两个物体只要发生相对运动,它们之间就一定产生摩擦力
C.在二胡的琴弓上涂松香是为了减小摩擦
D.如果没有摩擦,停在路面上的汽车在车轮转动时将不能行驶
【答案】D
【详解】A.两物体间接触面粗糙,但是没有发生相对运动,也没有相对运动的趋势,就不会产生摩擦力,故A错误;
B.如果两个物体接触面光滑,两个物体发生相对运动,物体不受摩擦力的作用,故B错误;
C.在二胡上涂抹松香,是为了在压力一定时,增大接触面的粗糙程度增大它与琴弦的摩擦,故C错误;
D.物体间力的作用是相互的,如果一切物体之间没有了摩擦,汽车轮不能给地面一个力,地面不能给车轮一个力,所以汽车将无法行驶,故D正确。
故选D。
2. (24-25八下·重庆·期末) 如图,手拉着木块在粗糙程度不变的水平面上做加速运动,则木块受到的摩擦力( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.保持不变 D.总是等于拉力的大小
【答案】C
【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,与物体的运动速度无关。
【详解】木块对水平面的压力和接触面的粗糙程度不变,木块所受的摩擦力不变,故 C正确。
故选C。
3.如图所示的实例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A B C D
A.手推车装上车轮 B.自行车轴承有滚珠
C.车轮装有防滑链 D.磁悬浮列车与轨道分离
【答案】C
【详解】A.手推车装上车轮,通过变滑动为滚动来减小摩擦,故A不符合题意;
B.自行车轴承有滚珠,通过变滑动为滚动来减小摩擦,故B不符合题意;
C.车轮装有防滑链,通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦,故C符合题意;
D.磁悬浮列车与轨道分离,通过接触面分离来减小摩擦,故D不符合题意。
故选C。
4.如图甲所示,一块长木板放在水平桌面上现用一水平力F,向右缓慢地推木板,使其一部分露出桌面如图乙所示,在推木板的过程中木板对桌面的压力F、压强p和摩擦力f的变化情况是( )
A.F、p不变,f变大 B.F、f不变,p变大
C.F变小,p、f变大 D.F、f不变,p变小
【答案】B
【详解】水平面上物体的压力和自身的重力相等,向右缓慢地推木板的过程中,木板对桌面的压力F不变,且向右缓慢地推木板的过程中受力面积变小,由 可得木板对桌面的压强p变大;向右缓慢地推木板的过程中,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力f不变,故选B。
5.(24-25八下·广东深圳·期末)如图所示,用大小为F的力将一长方体物块压在竖直墙面上保持静止,物块受到的摩擦力为f1;减小压力,使物块沿竖直墙面匀速下滑,物块受到的摩擦力为f2,关于f1和f2的大小和方向说法正确的是( )
A.f1>f2,两个摩擦力的方向都竖直向上
B.f1=f2,两个摩擦力的方向都竖直向上
C.f1=f2,f1竖直向下,f2竖直向上
D.f1>f2,f1竖直向下,f2竖直向上
【答案】B
【详解】物块处于静止状态时,在竖直方向上受两个力,即竖直向下的重力和竖直向上的墙对木块的静摩擦力,这两个力是一对平衡力,大小相同,所以f1=G
物块沿竖直墙面匀速下滑,在竖直方向上受两个力,即竖直向下的重力和竖直向上的墙对木块的滑动摩擦力,这两个力是一对平衡力,大小相同,所以f2=G
由此可知f1=f2
故B正确,ACD错误。
故选B。
6. (24-25·广东省汕头市·期末)跑步是大众的锻炼方式,人沿水平跑道跑步,左脚后蹬时,如图所示左脚受到的摩擦力方向正确的是( )
A B C D
【答案】B
【详解】因为摩擦力的方向总是与物体相对运动或相对运动的趋势的方向相反,人沿水平直道跑步,左脚后蹬时,左脚相对于地面有向后运动的趋势,摩擦力阻碍左脚向后滑动,因此左脚受到的摩擦力方向与人的运动方向相同,故B正确、ACD错误。
故选B。
7. (2024·甘肃省兰州市·期末)如图所示,小木块A与长木板B叠放在水平台面上,对长木板B施加一个水平向右的拉力F,当时,弹簧测力计的示数为2N,小木块A保持静止,长木板B恰好向右做匀速直线运动,下列说法中不正确的是( )
A.B对A产生的滑动摩擦力大小为2N,方向水平向右
B.地面对B产生的滑动摩擦力大小为3N,方向水平向左
C.当时,弹簧测力计的示数为5N
D.若对A施加一个竖直向上的拉力,则地面对B产生的滑动摩擦力会减小
【答案】C
【详解】A.水平匀速拉动B时,A相对地面保持静止,处于平衡状态,在水平方向A受到两个力的作用,水平向左的拉力,水平向右的滑动摩擦力,二力平衡,拉力与滑动摩擦力大小相等,此时测力计的示数为2N,则B对A的滑动摩擦力大小为2N,方向水平向右。故A正确,不符合题意;
B.由于B相对地面和A向右做匀速直线运动,在水平方向受到三个力的作用,A对B水平向左的滑动摩擦力f1、水平向右的拉力、地面对B水平向左的滑动摩擦力f2,三力平衡,它们之间的关系为
B对A的滑动摩擦力大小为2N,由于物体间力的作用是相互的,A对B的滑动摩擦力f1大小为2N,所以地面对B产生的滑动摩擦力大小故B正确,不符合题意;
C.当拉力F=8N时,A对B的压力不变,A与B之间接触面的粗糙程度也不变,则A与B之间的滑动摩擦力大小不变,仍为2N,又A相对地面仍处于静止状态,受力平衡,故此时测力计的示数大小等于滑动摩擦力,仍为2N,故C错误,符合题意;
D.若对A施加一个竖直向上的拉力,B对地面的压力变小,由影响滑动摩擦力大小的因素可知,在B与地面之间接触面的粗糙程度不变时,地面对B产生的滑动摩擦力会减小,故D正确,不符合题意。
故选C。
8.(24-25八下·内蒙古呼伦贝尔·期末)如图,重为500N的小强沿着竖直的直杆匀速上爬时,他受到的摩擦力为:当小强停在A处稍作休息时,他受到的摩擦力为;当小强沿杆匀速下滑时,他受到的摩擦力为,下列说法正确的是( )
A.,方向竖直向下 B.,方向竖直向上
C.,方向竖直向下 D.,方向都竖直向下
【答案】B
【详解】三种情况下,小强都处于平衡状态,在竖直方向上,受到的摩擦力与重力是一对平衡力,方向是相反,大小是相等。因为小强重500N,重力方向向下,所以三种情况下的摩擦力方向都是向上的,大小都是500N。故ACD错误,B正确。
故选B。
9. (24-25·四川省广安市·期末)如图所示,用6N的水平拉力F拉动物体A在水平地面上向右匀速运动,物体B静止不动,弹簧测力计示数为2N,下列说法正确的是( )
A.A对B的摩擦力大小为4N,方向水平向右
B.B对A的摩擦力大小为2N,方向水平向右
C.地面对A的摩擦力大小为4N,方向水平向左
D.地面对A的摩擦力大小为6N,方向水平向左
【答案】C
【分析】物体B静止和物体A做匀速直线匀速时均处于平衡状态,对两者水平方向受力分析判断出受力情况,根据二力平衡条件和平衡状态的合力为零得出A对B、地面对A的摩擦力、拉力之间的关系,根据相互作用力的条件得出A对B的摩擦力和B对A摩擦力的大小关系,要注意二力平衡时力的大小相等、滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关.
【详解】A、因B静止时处于平衡状态,水平方向受到测力计向左的拉力和A对B向右的摩擦力是一对平衡力,
所以,A对B水平向右的摩擦力fA对B=F示=2N,故A错误;
B、因A对B的摩擦力和B对A的摩擦力是一对相互作用力,
所以,B对A的摩擦力方向水平向左,大小为2N,故B错误;
CD、因物体A做匀速直线运动时,受到水平向右的拉力和B对A向左的摩擦力、地面对A向左的摩擦力处于平衡状态,
所以,由力的合成可得:fB对A+f地=F,
则地面对A水平向左的摩擦力:f地=F﹣fB对A=6N﹣2N=4N,故C正确,D错误;
10. (24-25八·江苏常州·期末)小雨用弹簧测力计水平拉木块(如图甲),图乙是他拉动木块得到的路程随时间变化的图像。则在拉动过程中摩擦力随时间变化的图像正确的是( )
A B C D
【答案】A
【详解】从图像乙可以看出木块始终是在运动的,由于滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,虽然速度变化了,但压力的大小与接触面的粗糙程度没有变,故滑动摩擦力的大小不变,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
11. (24-25八下·安徽马鞍山·期末)小明用如图所示的扫帚在水平地面扫地,请画出扫帚上M点受到的摩擦力的方向。
【答案】
【详解】由图知,用扫帚在水平地面扫地,扫帚相对于水平地面向左运动,则M点受到的摩擦力f方向水平向右,据此画出M点受到的摩擦力示意图,如图所示:
12. (24-25八下·广东佛山·期末)如图,在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中。
(1)小龙在水平的长木板上,用弹簧测力计水平向左拉动木块A,并使其做 运动,此时弹簧 测力计读数是 N,如果拉力增大到3.5N时,摩擦力为 N。
(2)他测得的实验数据如表。
序号
接触面
压力/N
滑动摩擦力/N
1
木块与木板
4.0
0.8
2
木块与木板
5.0
1.0
3
木块与砂纸
4.0
1.2
若要探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,应该比较第 两次实验数据;比较第1、2次实验数据,可初步得出结论: 。
(3)小华将木块沿竖直方向截去一半后,测得木块所受的滑动摩擦力为变为原来的一半。她由此得出: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什么问题: 。
(4)小勇想到改进这个实验方法,将弹簧测力计圆环固定在墙上,挂钩挂着木块,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平向左运动,这样长木板 (“一定”或“不一定”或“一定不”)要做匀速运动,此时木块受到的摩擦力方向是水平向 。(填“左”或“右”)
【答案】匀速直线 2.8 2.8 1和3 接触面的粗糙程度相同,压力不同,压力越大,摩擦力越大 没有控制压力相同 不一定 左
【详解】(1)在实验中,应用弹簧测力计应沿水平方向拉动木块做匀速直线运动,此时拉力与摩擦力平衡,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数,由图知,测力计的分度值为0.1N,示数为2.8N,则木块受到的滑动摩擦力大小为2.8N;拉力增大时,压力和接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力大小不变,还是2.8N。
(2)若要探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,需要控制压力相同,接触面的粗糙程度不同,所以应该比较第1和3两次实验数据;比较第1、2次实验数据可知,接触面的粗糙程度相同,压力不同,压力越大,摩擦力越大。
(3)研究摩擦力与接触面积大小关系时,要控制压力和接触面粗糙程度相同,只改变接触面积大小,将木块切去一半,则木块对桌面的压力也变为一半,即没有控制压力大小不变,实验结论是不科学的。
(4)图乙中,将弹簧测力计圆环固定在墙上,挂钩挂着木块,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿着水平向左运动,不一定要木板做匀速直线运动,由于测力计静止便于读数,方便操作;木块处于静止状态,在水平方向上受力平衡,受到摩擦力和拉力的作用,拉力是水平向右的,所以摩擦力是水平向左的。
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