内容正文:
第3节 摩擦力
第1课时 滑动摩擦力及其影响因素
知识点1 摩擦力
1.关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.相互压紧的粗糙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.静止的物体一定不受摩擦力
D.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动
2.如图所示的四种情况中,木块一定不受摩擦力的是 ( )
3.如图所示,一木块从斜面上滑下,在粗糙的水平面上继续滑行一段距离后才停下来。请在图中画出木块在水平面上向右滑行时受到的滑动摩擦力。
知识点2 探究影响滑动摩擦力大小的因素
4.在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,猜想:可能与压力的大小和接触面的粗糙程度有关。如图所示是同学们做实验时的情景。
(1)要测出木块与长木板之间滑动摩擦力的大小,可用弹簧测力计拉着木块沿水平长木板做________运动,依据________原理,摩擦力大小等于拉力大小。
(2)比较图丙和图________,可得出结论:在保持压力一定时,__________________,滑动摩擦力越大。
(3)比较________,可得出结论:在保持____________一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(4)小明在做同一次实验时发现以不同速度拉着木块匀速运动时,弹簧测力计的示数不变,这说明滑动摩擦力的大小与物体运动的速度________(选填“有关”或“无关”)。
(5)另一小组用弹簧测力计拉着一小木板在桌面上从图丁位置匀速运动至图戊位置,弹簧测力计的示数不变,可得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积大小________(选填“有关”或“无关”)。
易错点 误认为摩擦力的方向总与物体的运动方向相反
5.一般情况下人在步行前进时,若鞋底与地面没有打滑,则地面对鞋底的摩擦力方向是向________(选填“前”或“后”)的。
1. 在讲解滑动摩擦力这节内容时,熊老师使用鞋刷做实验,他按下鞋刷并推动鞋刷运动时,刷毛发生了如图所示的弯曲,A处形变小于B处形变,对这一实验现象的分析正确的是( )
A.A处的刷毛受到的摩擦力大于B处刷毛受到的摩擦力
B.鞋刷在向右运动
C.从刷毛弯曲的方向可以判断刷毛受到摩擦力的方向向右
D.鞋刷各部分所受压力相同
2.如图甲所示,小明用弹簧测力计拉木块,使它先后两次沿水平木板匀速滑动相同的距离,图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像。下列说法正确的是( )
A.两次木块运动的速度相同
B.木块第1次受到的摩擦力较大
C.两次拉木块时木块受到的摩擦力相同
D.两次拉木块时所用时间相同
3.如图所示,A和B两个材料相同的正方体分别以①、②、③三种方式放置在相同的水平桌面上做匀速直线运动,其速度关系是v1<v2<v3,下列说法正确的是( )
A.F1>F2>F3
B.F1<F2<F3
C.三种情况中A物体所受到的摩擦力大小关系fA1=fA3<fA2
D.三种情况中B物体下表面所受到的摩擦力大小关系为fB2<fB1<fB3
4.(教材改编题)如图为某同学用弹簧测力计测量木块在水平固定木板上匀速滑动时所受摩擦力的情景。此时,弹簧测力计的示数为________N,实验操作中的错误是__________________。改正错误后,通过增减木块上钩码的个数,可以探究滑动摩擦力的大小与________(选填“接触面的粗糙程度”或“压力”)的关系。
5.(2025石家庄裕华区期中)如图所示,木块以初速度v沿表面粗糙的固定斜面向上运动,画出木块受到的重力和摩擦力的示意图。
6.(科学探究)在学过摩擦力知识后,小明想探究:摩擦力大小是否与压力、重力都有关系?他利用如图所示的装置进行探究实验,实验步骤如下:
①把金属盒放在质量不计的白纸上,读出台式测力计的示数;拉动白纸的过程中,读出弹簧测力计的示数。
②将质量不计的氢气球系在金属盒上,读出台式测力计的示数;拉动白纸的过程中,读出弹簧测力计的示数。
③再往金属盒注入适量的沙子,使台式测力计示数与步骤①中的示数相等,拉动白纸的过程中,读出弹簧测力计的示数。
实验相关数据如表所示。
序号
台式测力计的示数F1/N
金属盒的总重力G/N
弹簧测力计的示数F2/N
①
4.8
4.8
1.8
②
3.2
4.8
1.2
③
4.8
6.4
1.8
(1)此实验中台式测力计测的是________大小,弹簧测力计测的是______________大小。
(2)实验中测量金属盒所受摩擦力大小,________(选填“必须”或“不必”)匀速拉动白纸。
(3)实验中是通过__________________来改变金属盒总重力的。
(4)比较实验步骤________(填序号)的数据,说明摩擦力大小与重力无关。
【详解答案】
基础达标
1.D 2.A
3.如图所示:
4.(1)匀速直线 二力平衡 (2)乙 接触面越粗糙 (3)甲、乙 接触面粗糙程度 (4)无关 (5)无关
5.前
能力提升
1.B 解析: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;所以A处的刷毛受到的摩擦力小于B处刷毛受到的摩擦力,故A错误;刷毛向左弯曲,说明受到的摩擦力向左,摩擦力的方向与相对运动方向相反,则鞋刷在向右运动,故B正确,C错误;A处的刷毛受到的摩擦力小于B处刷毛受到的摩擦力,而摩擦力大小与压力有关,在粗糙程度相同时,B处的摩擦力大,压力大,故D错误。
2.C 解析:从图像中可以看出,木块先后两次滑动的距离相同,两次拉木块时所用时间不相同,第1次时间短,第2次时间长,故D错误;根据v=可知,木块两次运动的速度不相同,故A错误;滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关,与物体的运动速度无关,两次拉动同一木块时,木块对木板的压力和接触面的粗糙程度都没有变化,故两次受到的摩擦力相等,故B错误,C正确。
3.D 解析:整体受力分析,整体受到的重力相同,对地面的压力相同,接触面粗糙程度相同,所以三种情况受到的摩擦力相同;整体做匀速直线运动,则推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,即F1=F2=F3,故A、B错误。图中①,物体A对地面的压力等于A的重力;图中②,A对地面的压力等于A、B的总重力,接触面的粗糙程度相同,则fA2>fA1;对于图中③,对整体分析,整体对桌面的压力等于A、B的总重力,此时的推力等于桌面对B的摩擦力;对B受力分析,B在水平方向上受到桌面对B水平向左的摩擦力、A对B水平向右的摩擦力,这两个力大小相等,根据力的相互性可知,B对A的摩擦力等于A对B的摩擦力,综上所述,推力F3等于地面对B的摩擦力,即f3=F3;综上所述:fA2=fA3>fA1,故C错误。对于图中②,B与A之间没有发生相对运动的趋势,所以B受到的摩擦力为0;对于图中①,B对地面的压力等于其重力;对于图中③,B对地面的压力等于A、B的重力之和,接触面相同,压力越大,受到的摩擦力越大,故fB2<fB1<fB3,故D正确。
4.1.4 弹簧测力计没有沿水平方向拉动木块 压力
解析:由题图可知,弹簧测力计的分度值为0.2 N,示数为1.4 N;实验中需要用弹簧测力计水平拉动木块在水平木板上做匀速直线运动,根据二力平衡,拉力等于摩擦力;而实验中弹簧测力计没有沿水平方向拉动木块;改正错误后,通过增减木块上钩码的个数,压力发生了变化,接触面的粗糙程度不变,可以探究滑动摩擦力的大小与压力的关系。
5.如图所示:
6.(1)金属盒对白纸的压力 金属盒对弹簧测力计的拉力 (2)不必 (3)向金属盒内添加沙子 (4)①③
解析:(1)台式测力计的示数等于金属盒对白纸的压力;弹簧测力计测的是金属盒对弹簧测力计的拉力。(2)与直接用弹簧测力计拉动金属盒测量摩擦力相比,拉动白纸进行实验不必控制白纸做匀速直线运动。(3)实验中是通过向金属盒内添加沙子来改变总重力的。(4)由表中①③所示实验数据可知,在误差允许范围内,接触面粗糙程度相同、物体间压力相同而物体重力不同,物体受到的摩擦力相同,由此可知,摩擦力大小与物体的重力无关。
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