内容正文:
2026届中考物理摩擦力做功专题练习
一、知识点填空(夯实基础)
1. 力做功的两个必要条件:一是物体受到______,二是物体在______的方向上通过一段距离。
2. 摩擦力做功的判断:若摩擦力方向与物体运动方向______,摩擦力做正功;若方向与运动方向______,摩擦力做负功(阻碍物体运动);若物体与接触面无相对运动且无运动趋势,摩擦力为0,______做功。
3. 静摩擦力是否做功:人走路时,脚受到的静摩擦力方向与前进方向______,对人做______功;水平桌面上静止的物体,受到的静摩擦力与推力平衡,物体无位移,静摩擦力______做功。
4. 滑动摩擦力做功的特点:物体在粗糙表面滑动时,滑动摩擦力始终______物体的相对运动,大多做______功,部分机械能会转化为______能(摩擦生热)。
5. 影响摩擦力做功大小的因素:与______的大小和物体在摩擦力方向上通过的______有关,距离为0时,摩擦力做功为______。
6. 物体在光滑表面运动时,不受摩擦力作用,因此摩擦力对物体______功,机械能守恒(不计其他阻力)。
7. 汽车刹车时,刹车片与车轮间的滑动摩擦力做______功,使汽车的______能转化为内能,汽车逐渐减速直至停止。
8. 斜面上下滑的物体,受到沿斜面向上的滑动摩擦力,该摩擦力与物体运动方向______,做______功,物体的重力势能一部分转化为内能。
二、题目训练(理解应用)
1. 下列情景中,摩擦力对物体做正功的是( )
A. 水平地面上滑动的木块,受到的滑动摩擦力
B. 人向前走路时,脚受到的静摩擦力
C. 用手握住瓶子静止在空中,瓶子受到的静摩擦力
D. 斜面上静止的木块,受到的静摩擦力
2. 关于摩擦力做功,下列说法正确的是( )
A. 只要物体受到摩擦力,摩擦力就一定做功
B. 滑动摩擦力一定对物体做负功
C. 静摩擦力可能对物体做功,也可能不做功
D. 摩擦力做功的大小只与摩擦力大小有关
3. 水平桌面上,用10N的水平拉力拉着木块匀速直线运动,木块受到的滑动摩擦力为10N,此过程中滑动摩擦力对木块做的功( )
A. 为正功,因为摩擦力方向与运动方向相同
B. 为负功,因为摩擦力方向与运动方向相反
C. 为0,因为拉力与摩擦力平衡
D. 无法判断正负
4. 下列情景中,摩擦力对物体不做功的是( )
A. 用水平力推一辆停在水平路面上的汽车,车未动,汽车受到的摩擦力
B. 水平地面上被推动的箱子,受到的滑动摩擦力
C. 随传送带一起匀速水平运动的货物,受到的静摩擦力
D. 沿粗糙斜面下滑的物体,受到的滑动摩擦力
5. 用大小不同的水平拉力拉同一木块在同一粗糙水平面上滑动相同距离,两次滑动摩擦力做功的大小关系是( )
A. 拉力大的一次,摩擦力做功多
B. 拉力小的一次,摩擦力做功多
C. 两次摩擦力做功一样多
D. 无法比较
6. 为什么沿粗糙水平面推箱子前进时,箱子受到的滑动摩擦力做负功?请结合做功的必要条件和摩擦力方向说明。
7. 骑自行车时,后轮受到的静摩擦力对自行车做正功,前轮受到的静摩擦力做负功,为什么?请结合车轮的运动情况分析。
8. 水平粗糙地面上,用20N的水平拉力拉着质量为5kg的木块,使木块在10s内匀速前进了4m。
(1)木块受到的滑动摩擦力大小是多少?
(2)该过程中滑动摩擦力对木块做了多少功?是正功还是负功?
(3)摩擦力做功过程中,能量发生了怎样的转化?
9. 一个木块从光滑斜面顶端由静止滑下,到达粗糙水平面后继续滑行一段距离后停止。
(1)木块在光滑斜面上运动时,摩擦力对它做功吗?为什么?
(2)木块在粗糙水平面上滑行时,滑动摩擦力对它做正功还是负功?机械能如何变化?
(3)木块最终停止,其机械能全部消失了吗?请结合能量守恒定律说明。
10. 汽车在平直公路上以30m/s的速度匀速行驶,车轮与地面间的摩擦力大小为500N,行驶10min后关闭发动机,汽车在摩擦力作用下减速停止。
(1)汽车匀速行驶时,摩擦力对汽车做功吗?若做功,10min内摩擦力做功的方向如何?
(2)关闭发动机后,滑动摩擦力对汽车做什么功?使汽车的什么能量转化为内能?
(3)对比汽车匀速行驶和减速过程,摩擦力的大小是否变化?为什么?
11. 一个重100N的物体,在推力55N作用下(推力方向和斜面平行),沿粗糙斜面匀速向上滑动,斜面的倾角为30°,物体沿斜面向上滑动的距离为5m,上升高度为2.5m(不考虑空气阻力)。
(1)物体沿斜面向上滑动时,滑动摩擦力方向如何?对物体做正功还是负功?
(2)推力和滑动摩擦力分别对物体做功的大小关系如何?
(3)该过程中,物体的机械能是否守恒?为什么?
参考答案
知识点填空
1. 力;力
2. 相同;相反;不
3. 相同;正;不
4. 阻碍;负;内
5. 摩擦力;距离;0
6. 不做
7. 负;动
8. 相反;负
题目训练
1. B(解析:A滑动摩擦力阻碍木块运动,做负功;C、D物体静止,摩擦力无位移,不做功;B脚受到的静摩擦力向前,与人运动方向相同,做正功)
2. C(解析:A物体静止时,摩擦力无位移,不做功;B滑动摩擦力也可能做正功,如传送带送货物;D还与运动距离有关)
3. B(解析:滑动摩擦力方向水平向左,木块运动方向水平向右,方向相反,做负功)
4. A(解析:货物随传送带匀速运动,不受摩擦力,所以不做功)
5. C(解析:滑动摩擦力大小与压力、接触面粗糙程度有关,两次条件相同,摩擦力大小不变,运动距离相同,做功一样多)
6. 答:做功的两个必要条件是物体受力且在力的方向上有位移。推箱子前进时,箱子受到的滑动摩擦力方向与箱子运动方向相反,阻碍箱子运动;箱子在滑动摩擦力的反方向上通过了距离,因此滑动摩擦力对箱子做负功。
7. 答:骑自行车时,后轮是主动轮,后轮对地面有向后的摩擦力,根据相互作用力,地面对后轮的静摩擦力向前,与自行车运动方向相同,做正功;前轮是从动轮,被后轮带动向前运动,地面给前轮的静摩擦力向后,与运动方向相反,做负功。
8. 答:
(1)滑动摩擦力大小为20N(匀速运动,拉力与滑动摩擦力平衡);
(2)做功大小为80J,做负功(W=fs=20N×4m=80J,摩擦力方向与运动方向相反);
(3)机械能转化为内能(滑动摩擦生热)。
9. 答:
(1)不做功;因为光滑斜面无摩擦力,物体不受摩擦力作用,不满足做功的受力条件;
(2)做负功;机械能减少,部分转化为内能;
(3)没有消失;木块的机械能转化为内能,总能量保持不变,符合能量守恒定律。
10. 答:
(1)做功;方向与汽车运动方向相反(做负功);
(2)做负功;将汽车的动能转化为内能;
(3)不变;滑动摩擦力大小取决于压力和接触面粗糙程度,两次过程中压力(等于汽车重力)和接触面粗糙程度不变,摩擦力大小不变。
11. 答:
已知条件梳理
物体重力G=100N,沿斜面的推力F=55N,斜面倾角30∘,物体匀速向上滑动(匀速→受力平衡),沿斜面位移s=5m。
(1)滑动摩擦力方向沿斜面向下;滑动摩擦力对物体做负功。
1. 摩擦力方向判断:滑动摩擦力的方向始终与物体相对接触面的运动方向相反。 物体沿斜面向上滑动,因此滑动摩擦力的反方向为沿斜面向下。
2. 做功正负的判断规则: 若力的方向与物体的位移方向一致(夹角为锐角),力做正功; 若力的方向与物体的位移方向相反(夹角为钝角),力做负功。 本题中摩擦力沿斜面向下,物体位移沿斜面向上,二者方向相反,因此摩擦力做负功。
(2)推力对物体做的功的大小大于滑动摩擦力对物体做的功的大小。
解题关键:能量守恒定律,推力所做的功等于物体重力势能的增加量与克服摩擦力做功(即产生的内能)之和。
步骤1:推力做功:
沿斜面向上的推力F=55N,移动的距离s=5m,所以推力做功W推 = 55N X 5m = 275J。
步骤2:物体上升克服重力做功,W重 = 100N X 2.5m = 250J。
步骤3:摩擦力做功:W = W推 - W重 = 275 - 250 = 25J。
步骤4:比较做功大小
275J>25J,因此推力做功的大小大于滑动摩擦力做功的大小。
(3) 机械能不守恒。
核心知识: 物体的机械能 = 动能 + 重力势能(弹性势能本题不涉及,忽略); 机械能守恒的条件:只有重力或弹力对物体做功(其他力不做功),机械能的总量保持不变;若有除重力、弹力外的其他力做功,则机械能不守恒。
分析本题的机械能变化与做功情况
1.物体匀速向上滑动,速度不变→动能不变;
2.物体沿斜面向上运动,高度升高→重力势能增加; 因此,物体的机械能总量(动能+重力势能)增加,必然不守恒。
3.从“做功条件”验证: 本题中,除了重力对物体做负功外,还有推力做正功、滑动摩擦力做负功,即存在除重力外的其他力做功,不满足机械能守恒的条件,因此机械能不守恒。
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