6.4 摩擦力 同步复习讲义-2025-2026学年鲁科版(五四学制)物理八年级下学期
2026-02-07
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2份
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85页
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普通
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理鲁科版(五四学制)八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第四节 摩擦力 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 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 | 4.32 MB |
| 发布时间 | 2026-02-07 |
| 更新时间 | 2026-02-20 |
| 作者 | 非说不凡全科馆 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-02-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56377775.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
本讲义聚焦初中物理“摩擦力”核心知识点,系统梳理从摩擦力的分类(滑动、滚动、静摩擦)、产生条件(接触、粗糙、相对运动或趋势),到大小影响因素(压力、接触面粗糙程度)、方向判断(与相对运动方向相反),再到实验测量(二力平衡原理)及探究实验(控制变量法),最终延伸至增大和减小摩擦的实际应用,构建完整的知识学习支架。
资料以18个题型为框架,突出科学思维与科学探究素养,如通过“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验,运用控制变量法和转换法,结合冰壶运动、自行车刹车等生活实例,培养学生分析论证能力。课中辅助教师开展实验教学与题型训练,课后助力学生针对性巩固,弥补知识盲点,提升解决实际问题的能力。
内容正文:
第6章第4节 摩擦力
题型1 摩擦力的分类
题型2 滚动摩擦力
题型3 摩擦力的产生条件
题型4 摩擦力的大小
题型5 平衡状态下的摩擦力分析
题型6 增大拉力推力情况下摩擦力的大小
题型7 摩擦力的方向
题型8 摩擦力的示意图
题型9 影响摩擦力大小的因素
题型10 滑动摩擦力与接触面的粗糙程度有关
题型11 滑动摩擦力与速度大小无关
题型12 测量滑动摩擦力
题型13 探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验
题型14 探究滑动摩擦力与压力的关系
题型15 探究滑动摩擦力的无关因素
题型16 探究滑动摩擦力的实验设计与改进
题型17 增大有益摩擦的方法
题型18 减小有害摩擦的方法
▉题型1 摩擦力的分类
1.弹力是由于物体发生 弹性 形变而产生的力。用圆珠笔写字时,笔尖与纸面之间的摩擦为 滚动 (后两空选填“滑动”或“滚动”)摩擦;刹车时,自行车刹车片与车圈之间的摩擦为 滑动 摩擦。
▉题型2 滚动摩擦力
【知识点的认识】
(1)在中学物理中,摩擦力分为“滑动摩擦力”、“静摩擦力”、“滚动摩擦力”
(2)滚动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力叫滚动摩擦力
2.对下列生活中的物理现象分析正确的是( )
A.如图甲所示是一种常见的订书机,固定在钉槽内的弹簧给订书钉一个弹力,随着订书钉的减少,这个力将变大
B.如图乙所示,从一摞相同的书中水平抽出A或B中任一本书,抽出A书更容易,此现象表明物体质量决定滑动摩擦力大小
C.如图丙所示,这是装有抽纸的抽纸盒,使用时抽出一张就会带出下一张,主要依靠抽纸之间的摩擦力
D.如图丁所示,先用一根橡皮筋水平匀速拉动放在桌面上的一本书,然后在书下垫几支圆铅笔,再匀速拉动。实验中会发现橡皮筋伸长的长度变长,这是因为滚动摩擦小于滑动摩擦
▉题型3 摩擦力的产生条件
【知识点的认识】
摩擦力的产生需要满足三个条件:
(1)两物体相互接触
(2)接触面粗糙
(3)两物体发生相对运动或相对运动趋势
3.几位同学学习了关于摩擦的知识后,提出了这样的假设:如果没有摩擦将会发生什么现象?假设错误的是( )
A.人们将无法正常行走
B.用筷子无法夹住饭菜
C.抛出的物体无法回到地面
D.汽车无法启动
4.两个相互 接触 的物体,当它们 相对滑动 时,在 接触面 上会产生一种 阻碍相对运动 的力,这种力就叫做滑动摩擦力。
▉题型4 摩擦力的大小
【知识点的认识】
(1)对物体进行受力分析
(2)判断物体的平衡状态
(3)利用平衡力关系式求解
5.校运动会爬杆比赛时,体重为G的小明第一个爬到杆顶。如图所示,小明紧紧握住杆子保持静止,此时他受到的摩擦力为f1;片刻后,小明适当减小握杆子的力量使自己匀速滑下,此时他受到的摩擦力为f2.则下列判断正确的是( )
A.f1竖直向上,f2竖直向上,f1>f2
B.f1竖直向上,f2竖直向下,f1=G
C.f1竖直向上,f2竖直向上,f1<G
D.f1竖直向上,f2竖直向上,f1=f2
6.如图甲所示,完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,在水平推力F1=18N的作用下一起做匀速直线运动,此时木块B所受的摩擦力为 0 N,木块A所受的摩擦力为 18 N;若将 A、B紧靠着平放在水平桌面上,如图乙所示,用水平力F2推A使它们一起匀速运动,则推力F2是 18 N。
7.假设上物理课时教室内的摩擦力突然消失30s,下列情景不可能发生的是( )
A.课桌上的物理课本轻轻一吹便可飞出去
B.到讲台上演算的同学可以更轻松地行走
C.老师在黑板上板书的粉笔字消失不见了
D.同学们无法在物理课本上做笔记
8.如果没有摩擦力,下列说法不正确的是( )
A.人无法在地上行走
B.喝水时拿不起茶杯
C.人跳起来会离开地球
D.粉笔不能在黑板上写字
9.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=5N,F2=3N.那么物体B受物体A和水平桌面的摩擦力大小应分别为( )
A.5N、3N B.5N、2N C.2N、3N D.3N、5N
▉题型5 平衡状态下的摩擦力分析
【知识点的认识】
解有关摩擦力的计算题的思维步骤如下:
(1)对物体进行受力分析
(2)判断物体的平衡状态
(3)利用平衡力关系式求解
10.如图所示,物体a、b和c叠放在水平桌面上,水平力Fb=5N、Fc=10N,分别作用于物体b、c上,a、b和c仍保持静止。以f1、f2、f3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小。则( )
A.f1=5N,f2=0N,f3=5N B.f1=5N,f2=5N,f3=0N
C.f1=0N,f2=10N,f3=5N D.f1=0N,f2=5N,f3=5N
11.如图所示,水平面上的木块A在水平向右拉力F作用下做匀速直线运动,如果突然失去摩擦力,则物体会沿原来方向 加速 运动(选填“加速”、“减速”或“匀速”)。
▉题型6 增大拉力推力情况下摩擦力的大小
【知识点的认识】
解有关摩擦力的计算题的思维步骤如下:
(1)对物体进行受力分析
(2)判断物体的平衡状态
(3)利用平衡力关系式求解
12.一个箱子重100N,放在水平面上,受6N的水平推力,箱子未动,这时箱子受到的摩擦力是 6N 。当水平推力增大到10N时,箱子恰好做匀速运动,箱子受到的摩擦力 10 N.当水平推力增大到20N时,箱子受到的摩擦力为 10 N。
13.小明用右手握住一个重为G的空茶杯(如图所示),茶杯在空中始终保持静止状态。若小明握杯的力F的变化如图甲所示,茶杯只与空气、小明的右手接触。请在图乙中画出在0~t1内,茶杯受到的摩擦力f的大小变化情况。
14.一人用200N的力沿水平方向推着重600N的箱子在水平地板上做匀速直线运动,若此人突然将推力增大到300N,则地板对箱子的摩擦力的大小为( )
A.100N B.200N C.300N D.600N
15.一个重为20N的物体放在水平桌面上,在5N的水平推力作用下静止不动,则物体受到的摩擦力为 5 N;当推力为9N时,物体做匀速直线运动,则摩擦力为 9 N;当推力增加为15N时,摩擦力为 9 N。
16.如图所示,用手握住重0.5kg的瓶子静止不动,此时瓶子受到的静摩擦力大小为 5 N,方向为 竖直向上 (选填“竖直向下”或“竖直向上”)。增大手对瓶子的握力,瓶子受到的静摩擦力将 不变 (选填“增大”“减小”或“不变”)。(g取10N/kg)
▉题型7 摩擦力的方向
【知识点的认识】
摩擦力的性质是阻碍相互接触的两个物体间的相对运动或相对运动趋势,所以研究摩擦力的方向时一定要取与研究对象接触的那个物体为参照物,并判断研究对象与参照物之间是否存在相对运动或相对运动趋势.若有,则被研究物体所受的摩擦力一定与此相对运动或相对运动趋势方向相反.
摩擦力的方向与物体实际运动方向是没有任何关系的.
17.如图所示,橡胶垫平铺在水平地面上,小明在垫上训练中考体测项目——立定跳远,训练中橡胶垫始终保持静止状态.在他发力向前起跳时( )
A.橡胶垫对地面有向后的摩擦力
B.小明对橡胶垫有向前的摩擦力
C.地面对橡胶垫的摩擦力小于小明对橡胶垫的摩擦力
D.地面对橡胶垫的摩擦力大于小明对橡胶垫的摩擦力
18.如图所示为同学们探究摩擦力方向的一个实验片段,该同学将毛刷立放在长木板上,相对桌面静止不动,拉动桌面上的长木板来探究滑动摩擦力的方向;由该图可以确定长木板对手刷的摩擦力的方向向 左 (选填“左”或“右”)。
19.“毛笔书法”是我国特有的传统文化艺术。如图所示,用毛笔书写“杜”字的最后一笔时,笔尖受到( )
A.向右的滑动摩擦力 B.向左的滑动摩擦力
C.向右的滚动摩擦力 D.向左的滚动摩擦力
20.小明同学用如图所示的毛刷探究摩擦力的方向。他发现当毛刷在静止的桌面上向左滑过时,刷毛偏向右侧;当手握住毛刷不动,向左移动桌面时,发现刷毛偏向左侧,研究上述现象小明做出初步判断,当手握毛刷不动,刷毛接触向右运动的传送带时,刷毛偏向 右侧 (填“左侧”或“右侧”),因为此时刷毛受到的滑动摩擦力的方向向 右 (选填“左”或“右”)。
▉题型8 摩擦力的示意图
【知识点的认识】
力的示意图的作法:
①在物体上找到力的作用点(用实心点表示).
②过力的作用点沿力的方向画一段带箭头的线段,箭头的方向表示力的方向.
③在图上标示力的符号及大小.
摩擦力的示意图的作法:重点是判断摩擦力的方向.
21.如图所示,“冰墩墩”单脚站在水平地面上向右滑行,请在O点作出它所受摩擦力f的示意图。
22.如图,一名男生奔跑过程中右脚腾空、左脚着地,请画出此刻地面对他的摩擦力的示意图(A点是作用点)。
23.一个木块沿斜面下滑,请在图中作出木块所受摩擦力的示意图。
▉题型9 影响摩擦力大小的因素
【知识点的认识】
影响摩擦力大小的两个因素:
(1)摩擦力的大小与接触面间的压力大小有关,接触面粗糙程度一定时,压力越大摩擦力越大。
(2)摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。
24.如图所示,有两个相同的梯形物体,它们在力的作用下,以下列三种方式沿相同的水平面运动,下列对不同情况下物体所受摩擦力的比较,正确的是( )
A.f丙>f甲>f乙 B.f乙>f丙>f甲
C.f乙>f甲>f丙 D.f甲>f乙>f丙
25.如图所示,冰壶比赛时,运动员需要不断调节自己的运动,一名运动员穿的两只鞋的鞋底材质并不相同:蹬冰鞋的鞋底为橡胶制成,而滑行鞋的鞋底为塑料制成,由此可以判断 橡胶 (选填“橡胶”或“塑料”)的粗糙程度更大一些;运动的冰壶最终会慢慢停下来,是因为摩擦力改变了冰壶的 运动状态 。
▉题型10 滑动摩擦力与接触面的粗糙程度有关
【知识点的认识】
影响摩擦力大小的两个因素:
(1)摩擦力的大小与接触面间的压力大小有关,接触面粗糙程度一定时,压力越大摩擦力越大。
(2)摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。
26.物理课上,同学们在感受摩擦力:用手沿着课桌表面向前滑行,发现越用力压桌面,手越难前行。这说明 压力 越大,手受到的滑动摩擦力就越大:滑动摩擦力的方向与手前进的方向相 反 。
▉题型11 滑动摩擦力与速度大小无关
【知识点的认识】
滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与运动速度无关。
27.如图所示。小华将弹簧测力计一端固定,另一端钩住长方体木块A,木块下面是一块长木板,实验时拉着长木板沿水平地面向左运动,读出弹簧测力计示数即可测出木块A所受摩擦力的大小,在木板运动的过程中,以下说法正确的是( )
A.木块A受到的是静摩擦力
B.木块A相对于地面是运动的
C.拉动速度变大时,弹簧测力计的示数变大
D.木块A所受摩擦力的方向向左
28.如图用弹簧测力计沿水平方向拉木块,使木块在水平木板上做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.木块只受到拉力、滑动摩擦力两个力
B.弹簧测力计的示数大于滑动摩擦力的大小
C.木块的速度越大,滑动摩擦力越大
D.在木块上放置一个砝码,则滑动摩擦力会越大
▉题型12 测量滑动摩擦力
【知识点的认识】
(1)测量原理:二力平衡条件。
(2)测量方法:把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉木块,使木块匀速直线运动,弹簧测力计示数等于滑动摩擦力的大小。
(3)结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。该研究采用了控制变量法。由前两结论可概括为:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关。实验还可研究滑动摩擦力的大小与接触面面积大小等无关。
29.如图所示,用5N的水平拉力F拉动木板A在水平地面上向右匀速运动,物体B相对地面静止不动,弹簧测力计示数为2N,下列说法正确的是( )
A.必须使木板A做匀速运动才能测出B受到的摩擦力
B.A对B的摩擦力大小为2N,方向水平向右
C.B对A的摩擦力大小为3N,方向水平向右
D.地面对A的摩擦力大小为3N,方向水平向右
▉题型13 探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验
【知识点的认识】
实验器材:一个木块、一块长木板、一块长玻璃板、一条长毛巾、一个弹簧测力计、砝码若干。
实验步骤:如图所示,用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动,从而测出木块和木板、木块和毛巾、木块和玻璃板之间的摩擦力,在木块上加砝码,改变压力,再测出木块和木板之间的摩擦力,并且记下各种情况下弹簧测力计的示数,即摩擦力的大小,填在表格中
研究方法:控制变量法、转换法
分析论证:
(1)为了保证压力等于木板上物体的重力,必须在水平桌面上做实验
(2)实验时所用的木板要足够长,以保证木块在上面画的时有匀速运动的过程
(3)弹簧测力计拉木块做匀速直线运动,目的是使木块在水平方向上受到的拉力和摩擦力构成平衡力,这样读出拉力的大小,就可以知道摩擦力的大小了。由此推理可知,当物体在同一直线上的摩擦力和拉力作用下处于平衡状态时,可利用平衡力的知识求摩擦力的大小。
得出结论:滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度有关。接触面的粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
30.小吕陪妈妈在超市购物时,发现超市有如图所示的两款浴室门前使用的地垫,分别是橡胶材质和硅藻泥材质的。请你设计实验帮助小吕选出表面防滑性能好的一款地垫。
(1)实验器材: 弹簧测力计,大小适中的木块一个(带有挂钩) 。
(2)实验步骤: 用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在分别在橡胶材质和硅藻泥材质的地垫上做匀速直线运动,分别记下测力计的示数F1、F2 。
(3)实验结论: 若F1>F2,则橡胶材质的地垫防滑效果好;若F1<F2,则硅藻泥材质的地垫防滑效果好 。
31.小在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验中,选择如下器材:长木板和表面固定有棉布的长木板、长方形木块(各表面粗糙程度相同)、砝码、弹簧测力计等。
(1)实验中用弹簧测力计沿水平方向拉动放置在长木板上的物块,使其做 匀速直线 运动,此时弹簧测力计示数与木块所受滑动摩擦力的大小 相等 。
(2)如图为完成本实验设计的操作方案得到的实验数据记录如表:
实验情景
甲
乙
丙
丁
测力计示数/N
1.50
1.50
2.10
2.50
该实验设计主要运用了 控制变量 的实验方法。
(3)比较甲、乙两次实验可知,滑动摩擦力大小与接触面积的大小 无关 ;比较 甲、丙 两次实验可知,在接触面粗糙程度相同的情况下,压力越小,滑动摩擦力越小。
(4)拔河比赛时队员要穿鞋底带有花纹的运动鞋参赛,这是应用了 甲、丁 两次实验得出的结论。
32.如图,甲是测量滑动摩擦力大小的实验装置,采用该装置测量时,发现很难控制弹簧测力计示数的稳定,其原因是很难保持木块做匀速直线运动。为了解决这个问题,实验小组将装置改成图乙所示,当水平拉动木板,测力计示数稳定时,测力计A的示数为4.0N,测力计B的示数为1.8N,则木块受到的滑动摩擦力大小为 1.8 N,木板受到地面的摩擦力大小为 2.2 N,若增大拉力F使木板加速运动,木块所受摩擦力大小 不变 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
33.小明发现:推箱子时,箱子越重,推起来越费力;地面越粗糙,推起来越费力。于是小明设计实验来探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,实验过程如图所示,请帮助小明完成实验过程。
(1)如图甲所示,小明把木块平放在长木板上,用弹簧测力计沿 水平 方向匀速直线拉动木块,此时弹簧测力计的读数为如图,则木块所受摩擦力为 4.2 N。
(2)实验乙中,弹簧测力计的示数为4.5N,分析甲、乙两次实验数据可以初步得出结论,滑动摩擦力的大小与 压力大小 有关。下列各种现象中,利用该实验结论的是 C (选填字母)。
A.汽车在结冰的路面上行驶,在车轮上缠绕铁链;
B.移动很重的石块时,在地上铺设滚木;
C.用力压住橡皮,擦去写错的字。
(3)完成甲、乙两次实验后,在进行丙实验时,由于所用的弹簧测力计量程较小,弹簧测力计示数超过量程,为了用现有的器材继续顺利完成实验,可采取的措施是 拿掉砝码 。在成功测出滑动摩擦力后,再进行比较。
(4)物理老师指导班上的创新小组设计了如图丁的装置(水平传送带的速度可以调节),当弹簧测力计的示数稳定时,其示数反映了滑动摩擦力的大小。
①启动传送带后,传送带与电动转轴间的摩擦属于 静 摩擦,木块所受摩擦力方向是 水平向左 ;
②改变传送带的速度,发现弹簧测力计的示数不变,说明木块所受滑动摩擦力的大小与传送带的速度大小 无关 (选填“有关”或“无关”)。
34.在探究“滑动摩擦力大小与压力关系”的实验中,小明用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块,分别进行了图甲、乙所示的实验操作;他发现实验中弹簧测力计的示数容易不稳定,于是设计了图丙的方案,将弹簧测力计的一端固定,另一端与木块相连,弹簧测力计保持水平,木块放在长木板上,拉动木板水平向左运动。请你解答:
(1)根据 二力平衡 原理可知图甲中木块所受滑动摩擦力的大小为 2.6 N;
(2)由图甲、乙的实验数据得出的结论:当 接触面的粗糙程度 一定时, 压力越大 ,产生的滑动摩擦力越大;
(3)图丙的操作 不需要 匀速拉动木板(填“需要”或“不需要”)。
35.如图所示是“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验装置图,长木板固定不动。
(1)甲、乙两图中当弹簧测力计拉着木块沿水平方向做 匀速直线 运动时,测力计的读数才等于滑动摩擦力。
(2)此实验的研究方法是 转换 。
(3)比较甲、乙两图,不能得出滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度都有关,因为 压力大小和接触面的粗糙程度都在变化 。
(4)丙图中木块匀速直线运动,所受滑动摩擦力为 2.4 N。(不计滑轮、绳子的重量及轮与轴间的摩擦)
(5)若某次实验时木块做加速运动,则所测得滑动摩擦力 偏大 (填“偏大”或“偏小”)。
36.如图所示是在水平面上进行“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验过程:
(1)实验中用弹簧测力计水平拉着木块做 匀速直线 运动,目的是使木块受到的摩擦力大小等于拉力大小。
(2)甲实验中,弹簧测力计的示数为 1.2 N。
(3)通过比较甲、乙两次实验,可以探究滑动摩擦力的大小与 压力 的关系;比较乙丙实验,可得到的初步结论是:在压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越 大 。
(4)足球守门员在比赛中戴着防滑手套,这主要是应用 乙、丙 两次实验得出的结论。
37.小军同学在推箱子时,发现箱子越重推起来越费劲,并且在水泥地面比在瓷砖地面推起来费劲,于是引发了他对滑动摩擦力的影响因素的探究。以下是他的实验器材及操作步骤。
(1)图甲中,将木块放在长木板上,用弹簧测力计拉动木块沿水平方向做 匀速直线 运动,根据 二力平衡 原理,可知此时的滑动摩擦力等于拉力。
(2)比较甲、丙两次实验,可以得出:在 压力大小 相同时, 接触面粗糙程度 越大,滑动摩擦力越大。所以在拔河比赛中应该穿鞋底有 较深 (选填“较深”或“较浅”)花纹的鞋参加比赛。
(3)小军利用甲、乙两图想探究的问题是 滑动摩擦力的大小与压力大小的关系 。
(4)在实验过程中,物块运动时突然增大拉力,滑动摩擦力将 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)该实验装置的不足之处是 匀速直线运动不容易控制 。(写出一点即可)
38.如图,在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中,小龙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,实验时用F=20N的拉力拉着长木板在粗糙水平面上向左做匀速直线运动,经过3s移动了60cm。则( )
①实验时必须匀速拉动长木板
②长木板受到的重力和地面对长木板的支持力是一对平衡力
③弹簧测力计的示数小于20N
④A所受支持力等于A的重力
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有①③正确 D.只有②④正确
▉题型14 探究滑动摩擦力与压力的关系
【知识点的认识】
实验器材:一个木块、一块长木板、一块长玻璃板、一条长毛巾、一个弹簧测力计、砝码若干。
实验步骤:如图所示,用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动,从而测出木块和木板、木块和毛巾、木块和玻璃板之间的摩擦力,在木块上加砝码,改变压力,再测出木块和木板之间的摩擦力,并且记下各种情况下弹簧测力计的示数,即摩擦力的大小,填在表格中
研究方法:控制变量法、转换法
分析论证:
(1)为了保证压力等于木板上物体的重力,必须在水平桌面上做实验
(2)实验时所用的木板要足够长,以保证木块在上面画的时有匀速运动的过程
(3)弹簧测力计拉木块做匀速直线运动,目的是使木块在水平方向上受到的拉力和摩擦力构成平衡力,这样读出拉力的大小,就可以知道摩擦力的大小了。由此推理可知,当物体在同一直线上的摩擦力和拉力作用下处于平衡状态时,可利用平衡力的知识求摩擦力的大小。
得出结论:滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度有关。接触面的粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
39.在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小明用完全相同的木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三个实验。
(1)将木块放在水平木板上,用弹簧测力计水平 匀速 拉动木块,根据二力平衡知识可知,此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)甲、乙两个实验说明滑动摩擦力的大小与 压力 有关; 甲丙 两个实验说明了滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关。
(3)小明认为滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,于是他在上述用实验的基础上,将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,这种做法是 错误 (正确/错误),理由 没有控制压力大小相同 。
(4)同学们在老师的指导下对实验装置进行改进,用如图丁所示的方式测量滑动摩擦力发现效果更好。图丁实验中 不一定 (填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板。
(5)在甲装置中,若木块所受拉力突然变大,木块做加速运动时,其所受摩擦力 不变 。(填“变大”“变小”或“不变”)
40.某同学为了测出木块A在水平桌面上运动的过程中所受滑动摩擦力的大小,采用了如图甲所示的实验装置。
(1)他用弹簧测力计水平拉动木块A,应使木块A沿水平桌面做 匀速直线 运动。
(2)弹簧测力计的示数能表示木块A所受滑动摩擦力大小的依据是 二力平衡 。
(3)如图乙所示,在木块A上叠放木块B,与图甲比较,木块A所受滑动摩擦力会 变大 。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
(4)如图丙所示,在木块A下垫上两个轻质滚轮,与图甲比较,弹簧测力计的示数会 变小 。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
(5)由甲、乙两图可得实验结论 当接触面的粗糙程度一定时,压力越大,物体所受的滑动摩擦力越大 。
41.在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小明用完全相同的木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三个实验。
(1)将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使木块做 匀速直线 运动,根据 二力平衡 知识可知,此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)甲、乙两个实验说明滑动摩擦力的大小与 压力 有关; 甲丙 两个实验说明了滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关。
(3)小明认为滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,于是他在上述用实验的基础上,将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,这种做法是 错误 (正确/错误),理由是 没有控制压力大小相同 。
(4)同学们在老师的指导下对实验装置进行改进,用如图丁所示的方式测量滑动摩擦力发现效果更好。图丁实验中 不一定 (填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板。
(5)若在甲装置中,木块在运动过程中所受拉力突然变大,滑动摩擦力将 不变 ;若木块的运动速度突然变大,其所受摩擦力 不变 。(填“变大”“变小”或“不变”)
42.如图是小宇“探究摩擦力大小与什么因素有关”的实验操作过程,铁块和木块的大小、形状完全相同,木块表面比铁块表面粗糙。实验时,小宇用弹簧测力计拉动物体在水平放置的长木板上做匀速直线运动。
(1)比较甲、乙两图,可得到的结论是 接触面粗糙程度相同时,压力越大,摩擦力越大 。
(2)乙、丙两图中铁块和木块叠放在一起的目的是使 压力 相同,比较乙、丙两图可得出摩擦力的大小与 接触面的粗糙程度 有关。
(3)实验时,小宇先在竖直方向上对弹簧测力计调零,然后用弹簧测力计拉动物体在水平放置的长木板上做匀速直线运动,则测出的摩擦力 小于 (填“大于”、“等于”或“小于”)实际摩擦力。
▉题型15 探究滑动摩擦力的无关因素
【知识点的认识】
实验器材:一个木块、一块长木板、一块长玻璃板、一条长毛巾、一个弹簧测力计、砝码若干。
实验步骤:如图所示,用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动,从而测出木块和木板、木块和毛巾、木块和玻璃板之间的摩擦力,在木块上加砝码,改变压力,再测出木块和木板之间的摩擦力,并且记下各种情况下弹簧测力计的示数,即摩擦力的大小,填在表格中
研究方法:控制变量法、转换法
分析论证:
(1)为了保证压力等于木板上物体的重力,必须在水平桌面上做实验
(2)实验时所用的木板要足够长,以保证木块在上面画的时有匀速运动的过程
(3)弹簧测力计拉木块做匀速直线运动,目的是使木块在水平方向上受到的拉力和摩擦力构成平衡力,这样读出拉力的大小,就可以知道摩擦力的大小了。由此推理可知,当物体在同一直线上的摩擦力和拉力作用下处于平衡状态时,可利用平衡力的知识求摩擦力的大小。
得出结论:滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度有关。接触面的粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
43.在做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,同学们猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:①接触面所受的压力;②接触面的粗糙程度。根据猜想,同学们设计了如图甲、乙、丙、丁所示的实验:
(1)用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做 匀速直线 运动,木块受到的滑动摩擦力等于拉力;
(2)甲、丙两图是为了研究滑动摩擦力大小与 接触面粗糙程度 的关系;
(3)根据甲、乙两图可得结论是: 接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力就越大 ;
下列现象中利用了该结论的是 C (选填字母、单选)。
A.轴承上加润滑油;
B.体操运动员在手上涂镁粉;
C.刹车时用力捏自行车的手闸;
D.移动很重的石块时,在地上铺设滚木。
(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 错误 (选填“正确”或“错误”)的。原因是 没有控制压力大小相同 ;
(5)交流评估时,某实验小组提出:实验过程中,弹簧测力计的示数不容易稳定,可能的原因是 BE ;(多选)
A.木板的长度太长;
B.木板的粗糙程度不均匀;
C.弹簧测力计的分度值太大;
D.木块与木板的接触面积太大;
E.木块没有做匀速直线运动;
(6)小明同学将实验装置改进为如图所示的装置:将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平地面向右运动,则木块受到的是 滑动摩擦力 (选填“静摩擦力”或“滑动摩擦力”)。
(7)当他向右拉出木板的过程中, 不一定 (一定/不一定)要匀速拉动,木块相对于地面都静止,使测出的摩擦力更准确;
(8)水平向右拉动长木板,弹簧测力计示数如图所示。木块所受的滑动摩擦力为 2.4 N,木块受到的摩擦力方向是 水平向右 。
44.在“研究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,某实验小组猜想如下:
A.滑动摩擦力大小与压力大小有关。
B.滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关。
根据猜想,实验小组设计了如图甲、乙、丙所示的实验。
(1)三次实验中,需用弹簧测力计拉动木块沿水平方向做 匀速直线运动 ,此时弹簧测力计对木块的拉力 等于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)木块受到的摩擦力。
(2)三次实验中弹簧测力计的示数如图所示。
①对比甲、乙实验,可验证猜想A正确,并可得到结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越 大 。
②对比 甲、丙 实验,可验证猜想B正确,并可得到结论:压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越 大 。
(3)雪后路面湿滑,为避免学生滑倒,学校工作人员在校门口撒上沙子。这一事例可用结论 ② (选填“①”或“②”)来解释。
(4)实验小组在交流讨论时认为滑动摩擦力大小还可能与接触面积大小有关,于是将甲图中的木块竖着切去一半,如图丁所示,比较甲、丁两次实验,并得到结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关。你认为他们的实验中存在的问题是 没有控制压力大小不变 。
45.为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,甲、乙两个实验小组做了一系列实验:以下是甲实验小组的部分实验步骤(实验过程中保持长木板水平且固定,并保证所有实验步骤操作规范。)
第一次:把木块平放在长木板上,用弹簧测力计拉动木块(如a图),读出弹簧测力计的示数,并记入表中;
第二次:把木块侧放在长木板上,用同样的方法拉木块(如b图),记下相应的示数;
第三次:把两块相同木块叠在一起平放在长木板上,再用同样的方法拉木块(如c图),记下相应的示数。
(1)实验中,甲实验小组应将弹簧测力计沿 水平 方向拉动,使木块做匀速直线运动;
实验次数
木块对木板的压力/N
弹簧测力计的示数/N
滑动摩擦力/N
二
20
4.0
(二)
三
(一)
40
4.0
三
40
80
8.0
(2)请你帮助甲实验小组填全表格内的数据:(一) 20 ;(二) 4.0 ;
(3)比较一、三两次数据,可以得出的结论是: 接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力就越大 。
(4)若甲实验小组的同学拉木块匀速前进的速度由0.04m/s变为0.08m/s,在其他情况不变时木块受到的滑动摩擦力将 不变 (变大不变/变小)。
(5)为了更好测定木块所受到的滑动摩擦力,乙实验小组在甲实验小组的实验基础上改进了实验方案。(如图d为乙实验小组的设计方案)
乙小组方案:格木板放在水平实验桌面上,用线通过弹簧测力计水平地拉住木块,沿木板方向 不一定 (一定/不一定)匀速水平拉动木板,使木板在木块下面滑动,此时弹簧测力计的示数 等于 (大于/等于/小于)滑动摩擦力大小。
46.生活中我们都有这样的经历,自行车轮胎的气压越低,骑起来就越费力;汽车轮胎的气压越低,开起来就越费油。李明和张强经过观察发现,轮胎内气压降低会导致轮胎与地面的接触面积增大,于是他们提出猜想:滚动摩擦力与轮胎和地面接触面积大小有关。
为此,他们设计了一个实验方案:在同一水平路面上,让李明骑在同一辆自行车上并控制运动方向,且双脚踏在脚踏板上不动。分别在三种胎压情况下,张强用测力计沿运动方向拉着自行车匀速运动。经过多次实验,得到了不同胎压下滚动摩擦力的平均值如表所示(车胎放掉气的质量和其他阻力忽略不计)。
胎压
正常
较低
很低
滚动摩擦力(平均值)
10.5N
15.2N
20.8N
(1)在上述实验中,“让李明骑在同一辆自行车上”的目的是为了控制 压力和接触面粗糙程度不变 ;
(2)对实验数据的分析可以得到结论:在其他条件相同的情况下,接触面积越大,滚动摩擦力 越大 ;
(3)胎压降低导致汽车费油的原因是 因为胎压降低会使滚动摩擦力增大,若以相同的速度行驶,牵引力必须增大,行驶相同的路程,发动机对汽车所做的功就增多,耗油增加,所以胎压降低会造成油耗增大 。
▉题型16 探究滑动摩擦力的实验设计与改进
【知识点的认识】
实验器材:一个木块、一块长木板、一块长玻璃板、一条长毛巾、一个弹簧测力计、砝码若干。
实验步骤:如图所示,用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动,从而测出木块和木板、木块和毛巾、木块和玻璃板之间的摩擦力,在木块上加砝码,改变压力,再测出木块和木板之间的摩擦力,并且记下各种情况下弹簧测力计的示数,即摩擦力的大小,填在表格中
研究方法:控制变量法、转换法
分析论证:
(1)为了保证压力等于木板上物体的重力,必须在水平桌面上做实验
(2)实验时所用的木板要足够长,以保证木块在上面画的时有匀速运动的过程
(3)弹簧测力计拉木块做匀速直线运动,目的是使木块在水平方向上受到的拉力和摩擦力构成平衡力,这样读出拉力的大小,就可以知道摩擦力的大小了。由此推理可知,当物体在同一直线上的摩擦力和拉力作用下处于平衡状态时,可利用平衡力的知识求摩擦力的大小。
得出结论:滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度有关。接触面的粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
47.小梦利用如图甲所示的实验装置,探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)实验中,她应沿水平方向拉着木块做 匀速直线 运动,此时弹簧测力计的示数与滑动摩擦力的大小相等,应用到了 二力平衡 的原理。
(2)小梦在同一木板上,测量了不同压力下滑动摩擦力的大小,记录实验数据如表。请根据测量数据在图乙中描点作出图象。分析图象可以得出的结论:当接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与压力的大小成 正比 (选填“正比”或“反比”)。
次数
1
2
3
4
5
6
F压/N
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
f/N
0.8
1.2
1.6
2
2.4
2.8
(3)同桌小丽设计了如图丙所示的方案:木块与弹簧测力计相连,弹簧测力计水平固定,通过细绳水平拉动木板。此方案的优点: 读数时弹簧测力计的示数稳定 ,此时木板受到的摩擦力方向 水平向左 。
48.实验小组用如图甲所示装置探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,实验数据记录如表。
序号
木块放置情况
接触面
压力/N
弹簧测力计示数/N
1
平放
木板
4
1.2
2
平放
木板
6
3
平放
木板
8
2.4
4
侧放
木板
8
2.4
5
平放
木板上铺棉布
6
2.6
6
平放
木板上铺毛巾
6
3.2
(1)实验时,弹簧测力计必须沿水平方向拉着木块做 匀速直线 运动;在第2次实验中,弹簧测力计的示数如图示数,读数为 1.8 N。
(2)分析2、5、6三组实验数据,可得滑动摩擦力大小与 接触面粗糙程度 有关,下列实例利用该结论增大摩擦力的是 C (填字母)。
A.用力压黑板擦擦去黑板上的粉笔字
B.在拉杆旅行箱底部装轮子
C.体操运动员在手上涂镁粉
(3)实际操作中弹簧测力计示数不稳定,于是同学们在老师的帮助下设计了如图乙所示的装置进行探究,组装好实验器材后,进行实验探究。
①乙装置的优点是 木板不需要匀速直线拉动 ;
若要探究压力大小对滑动摩擦力的影响,应进行的操作是 向沙桶中加入质量不同的沙子 。
②实验中通过 弹簧测力计 (选填“电子秤”或“弹簧测力计”)的示数可以知道木块所受摩擦力大小。
49.为增强学生体质,加强体育锻炼,学校组织了拔河比赛。课上老师讲过拔河比赛的输赢与摩擦力的知识有关;于是小洋想通过实验探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,他去实验室借了下列器材:粗糙程度均匀的长木板一块、质量相等的表面粗糙的木块和表面光滑的铝块各一个、弹簧测力计一只,接着进行了如图所示的甲、乙、丙三次实验,三次测得的弹簧测力计示数分别为F1、F2、F3,且F3>F1>F2。
(1)实验中小洋用弹簧测力计水平匀速拉动木块,根据 二力平衡 条件,测出木块与接触面之间的滑动摩擦力大小。在图丙中,弹簧测力计的示数F3为 2.4 N。
(2)如果小洋想探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系,他应选择 甲、丙 两图进行对比实验;得到结论为:接触面粗糙程度相同时, 压力越大,滑动摩擦力越大 。
(3)小洋发现上述实验操作中弹簧测力计的示数并不稳定,于是改进了实验装置(如图丁所示),此实验装置的优点是 木板不一定做匀速直线运动 。
(4)请为小洋班拔河比赛的筹备工作提一个建议: 选体重大的同学或穿鞋底粗糙的鞋 。
50.如图所示的是小明同学“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验,铁块和木块的大小和形状完全相同。
(1)实验时,小明同学先在竖直方向上对弹簧测力计调零,然后用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动,那么弹簧测力计的示数与实际摩擦力相比是偏大还是偏小? 偏小 。
(2)分析比较甲、乙两图弹簧测力计示数,得到的结论: 在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大 ;
(3)图乙、丙所示的实验过程,探究的问题是 在压力相同时,滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系 ;
(4)图丁是小红同学对实验方案的改进,D是一个电动装置,可带动木板匀速运动,请你指出小红同学方案的优点。 弹簧测力计读数较稳定,方便准确读,且易于保持长木板做匀速直线运动 。
▉题型17 增大有益摩擦的方法
【知识点的认识】
增大有益摩擦的方法:
(1)增大接触面的粗糙程度,如汽车轮胎做上花纹;
(2)增大压力,如骑自行车捏闸的力越大,摩擦力越大;
(3)变滚动为滑动,如汽车急刹车时车只滑不滚;
(4)变湿摩擦为干摩擦.
51.如图所示的四个实例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A.气垫船在水面上行驶
B.给木箱上装轮子
C.给合页加润滑剂
D.自行车把手上有花纹
52.如图是工人用扳手拧螺栓的场景,下列说法错误的是( )
A.戴手套可以避免打滑,是因为增大了摩擦力
B.用力向下转动扳手说明力可以改变物体运动状态
C.手施力时没看到扳手形变,说明扳手没有受到力
D.压扳手末端更容易拧开螺栓,说明力的作用点会影响力的作用效果
53.如图是小平同学用抹布做清洁时的情景。当小明向左擦拭水平桌面时,抹布受到桌面的摩擦力方向是水平向 右 (选填“左”或“右”)的。为了擦干净桌面上一小团“顽固”污渍,他加大了用力,这是通过 增大压力 的方式来 增大 (选填“增大”或“减小”)摩擦。
54.如图所示所示的场景中,增大或减小摩擦的方法与其他不同的是( )
A.图甲:守门员戴有花纹的手套
B.图乙:运动员握紧单杠
C.图丙:运动员在手和器械上涂镁粉
D.图丁:运动员用冰刷不断地刷冰面
55.用拖把清洁地面遇到不太容易擦掉的污渍时,往往需要使劲擦拭,以下选项中与上述增大摩擦的方法相同的是( )
A.做引体向上时,要把手汗擦干
B.运动鞋鞋底有凹凸不平的花纹
C.使用橡皮擦擦除字迹要用力
D.给机器设备滴加润滑油
56.如图用杯子接水时,水杯静止在手中,在接水过程中杯子受到的摩擦力将会 变大 (选请“变大”“变小”或“不变”);当杯子在手中开始向下滑时,可以通过 增大压力的 方式来增大摩擦力使其在手中保持静止。
57.如图是自行车示意图,从摩擦力的角度思考,下列说法不正确的是( )
A.自行车轮胎上的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力
B.刹车时用力捏闸是通过增加压力的方法增大摩擦力
C.自行车把手与手之间的摩擦属于有害摩擦应该减小
D.自行车车轮转轴内的小滚珠是以滚动代替滑动减小摩擦力
58.某同学对生活中的一些做法进行了分析,其中合理的是( )
A.连接玻璃管与胶皮管时,先将玻璃管管口用水润湿,目的是增大摩擦
B.举重运动员比赛前在手上涂抹“镁粉”,目的是减小摩擦
C.雨天,机动车应低速行驶,是由于车轮与地面之间的摩擦较大
D.将铅笔芯磨成的粉末加入生锈的锁中,起润滑作用
▉题型18 减小有害摩擦的方法
【知识点的认识】
减小有害摩擦的方法:
(1)使接触面变光滑;
(2)减小压力;
(3)用滚动代替滑动;
(4)使接触面分离;
(5)变干摩擦为湿摩擦.
59.自行车是我们熟悉的交通工具,它涉及不少有关摩擦的知识。如图所示,自行车的零部件设计或骑行过程中,主要为了减小摩擦的是( )
A.自行车把套上有花纹 B.车轴处装有滚动轴承
C.刹车时用力捏闸 D.脚凳表面凹凸不平
60.在汽车的设计和使用中,有的是为了增大摩擦,有的是为了减小摩擦。下列情景中为了减小摩擦的是( )
A.轮胎上有花纹
B.急刹车时用力踩脚刹
C.雪天安装防滑链
D.轴承中安装滚珠
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第6章第4节 摩擦力
题型1 摩擦力的分类
题型2 滚动摩擦力
题型3 摩擦力的产生条件
题型4 摩擦力的大小
题型5 平衡状态下的摩擦力分析
题型6 增大拉力推力情况下摩擦力的大小
题型7 摩擦力的方向
题型8 摩擦力的示意图
题型9 影响摩擦力大小的因素
题型10 滑动摩擦力与接触面的粗糙程度有关
题型11 滑动摩擦力与速度大小无关
题型12 测量滑动摩擦力
题型13 探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验
题型14 探究滑动摩擦力与压力的关系
题型15 探究滑动摩擦力的无关因素
题型16 探究滑动摩擦力的实验设计与改进
题型17 增大有益摩擦的方法
题型18 减小有害摩擦的方法
▉题型1 摩擦力的分类
1.弹力是由于物体发生 弹性 形变而产生的力。用圆珠笔写字时,笔尖与纸面之间的摩擦为 滚动 (后两空选填“滑动”或“滚动”)摩擦;刹车时,自行车刹车片与车圈之间的摩擦为 滑动 摩擦。
【答案】弹性;滚动;滑动。
【解答】解:由于物体发生弹性形变而产生的力叫弹力。
用圆珠笔写字时,笔头里的小钢珠在纸面滚动,故笔尖与纸面之间的摩擦为滚动摩擦力。
刹车时,自行车的刹车片与车圈之间有向对滑动,所以产生的摩擦力为滑动摩擦力。
故答案为:弹性;滚动;滑动。
▉题型2 滚动摩擦力
【知识点的认识】
(1)在中学物理中,摩擦力分为“滑动摩擦力”、“静摩擦力”、“滚动摩擦力”
(2)滚动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力叫滚动摩擦力
2.对下列生活中的物理现象分析正确的是( )
A.如图甲所示是一种常见的订书机,固定在钉槽内的弹簧给订书钉一个弹力,随着订书钉的减少,这个力将变大
B.如图乙所示,从一摞相同的书中水平抽出A或B中任一本书,抽出A书更容易,此现象表明物体质量决定滑动摩擦力大小
C.如图丙所示,这是装有抽纸的抽纸盒,使用时抽出一张就会带出下一张,主要依靠抽纸之间的摩擦力
D.如图丁所示,先用一根橡皮筋水平匀速拉动放在桌面上的一本书,然后在书下垫几支圆铅笔,再匀速拉动。实验中会发现橡皮筋伸长的长度变长,这是因为滚动摩擦小于滑动摩擦
【答案】C
【解答】解:A、随着订书钉的减少,固定在钉槽内的弹簧的弹性形变程度变小,固定在钉槽内的弹簧给订书钉的弹力将越来越小,A错误;
B、一摞书中水平抽出A或B中任一本书,抽出A书更容易,因为A处受到的压力比B处小,故此现象说明,在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大,B错误;
C、当抽出第一张面巾纸时,两张纸之间则存在相对运动,所以,上一张面巾纸带起下一张面巾纸,主要依靠相邻两张面巾纸之间的摩擦力,C正确;
D、书在桌面上时,受到的摩擦力是滑动摩擦力,书在铅笔上时,书受到的摩擦力是滚动摩擦力,书在铅笔上运动时,橡皮筋的长度变短,这说明:在压力相同时,运用滚动摩擦力可以减小摩擦力,D错误。
故答案为:C。
▉题型3 摩擦力的产生条件
【知识点的认识】
摩擦力的产生需要满足三个条件:
(1)两物体相互接触
(2)接触面粗糙
(3)两物体发生相对运动或相对运动趋势
3.几位同学学习了关于摩擦的知识后,提出了这样的假设:如果没有摩擦将会发生什么现象?假设错误的是( )
A.人们将无法正常行走
B.用筷子无法夹住饭菜
C.抛出的物体无法回到地面
D.汽车无法启动
【答案】C
【解答】解:两个相互摩擦的物体,当它们做相对运用(或要发生相对运动)时,
在接触面上会产生一种阻碍物体产生相对运动的力,这种力称为摩擦力。
人们之所以能正常行走,用筷子之所以能夹住饭菜,汽车之所以能启动,都是由于摩擦力的作用。
所以选项A、B、D说法正确。
抛出去的物体由于受到重力的作用,即使没有摩擦力也落到地面上,
所以选项C说法错误。
故选:C。
4.两个相互 接触 的物体,当它们 相对滑动 时,在 接触面 上会产生一种 阻碍相对运动 的力,这种力就叫做滑动摩擦力。
【答案】接触;相对滑动;接触面;阻碍相对运动。
【解答】解:由滑动摩擦力的定义可知,两个相互接触的物体,当它们做相对滑动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫做滑动摩擦力,所以滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。
故答案为:接触;相对滑动;接触面;阻碍相对运动。
▉题型4 摩擦力的大小
【知识点的认识】
(1)对物体进行受力分析
(2)判断物体的平衡状态
(3)利用平衡力关系式求解
5.校运动会爬杆比赛时,体重为G的小明第一个爬到杆顶。如图所示,小明紧紧握住杆子保持静止,此时他受到的摩擦力为f1;片刻后,小明适当减小握杆子的力量使自己匀速滑下,此时他受到的摩擦力为f2.则下列判断正确的是( )
A.f1竖直向上,f2竖直向上,f1>f2
B.f1竖直向上,f2竖直向下,f1=G
C.f1竖直向上,f2竖直向上,f1<G
D.f1竖直向上,f2竖直向上,f1=f2
【答案】D
【解答】解:
小明紧紧握住杆子保持静止时,其重力与静摩擦力平衡,由二力平衡条件可知:fl的方向竖直向上,且f1=G;
匀速下滑时,其重力与滑动摩擦力平衡,则f2的方向竖直向上,且f2=G,所以f1=f2.故D正确。
故选:D。
6.如图甲所示,完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,在水平推力F1=18N的作用下一起做匀速直线运动,此时木块B所受的摩擦力为 0 N,木块A所受的摩擦力为 18 N;若将 A、B紧靠着平放在水平桌面上,如图乙所示,用水平力F2推A使它们一起匀速运动,则推力F2是 18 N。
【答案】0;18;18
【解答】解:在18N的水平拉力F1作用下,A、B一起做匀速直线运动,因此,A、B都受平衡力,B与A没有相对运动或相对运动的趋势,因此摩擦力为0;A受18N的拉力,因此摩擦力也为18N;
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,因此摩擦力也不变,使它们一起匀速运动因此推力为18N。
故答案为:0;18;18。
7.假设上物理课时教室内的摩擦力突然消失30s,下列情景不可能发生的是( )
A.课桌上的物理课本轻轻一吹便可飞出去
B.到讲台上演算的同学可以更轻松地行走
C.老师在黑板上板书的粉笔字消失不见了
D.同学们无法在物理课本上做笔记
【答案】B
【解答】解:A、若教室内的摩擦力消失,则物理课本与课桌之间没有摩擦力,因此课桌上的物理课本轻轻一吹便可飞出去,故A可能发生;
B、人行走是依靠与脚与地面之间的摩擦产生相对运动,若教室内没有摩擦力,到讲台上演算的同学则无法轻松地行走,故B不可能发生;
C、老师在黑板上板书是依靠粉笔与黑板之间的摩擦,若教室内的摩擦力消失,则老师在黑板上板书的粉笔字会消失不见,故C可能发生;
D、用笔在物理课本上做笔记是依靠笔与课本之间的摩擦,若教室内的摩擦力消失,则同学们无法在物理课本上做笔记,故D可能发生。
故选:B。
8.如果没有摩擦力,下列说法不正确的是( )
A.人无法在地上行走
B.喝水时拿不起茶杯
C.人跳起来会离开地球
D.粉笔不能在黑板上写字
【答案】C
【解答】解:
A、人在路面上行走利用了鞋底与地面的摩擦力,假如摩擦力消失,人将无法行走,故A正确;
B、拿起水杯利用了手与水杯之间的摩擦力,假如没有摩擦力,人拿不起茶杯,故B正确;
C、人跳起来最终落向地面,是因为重力的作用,假如没有摩擦力,人仍然会受到重力的作用,所以人跳起来不会离开地球,故C错误;
D、写粉笔字时,粉笔总是在黑板面上滑动,粉笔和黑板之间的摩擦是滑动摩擦,假如没有摩擦力,则无法写字,故D正确。
故选:C。
9.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=5N,F2=3N.那么物体B受物体A和水平桌面的摩擦力大小应分别为( )
A.5N、3N B.5N、2N C.2N、3N D.3N、5N
【答案】B
【解答】解:A在水平向右拉力F1及摩擦力而处于静止状态,故由二力平衡可得,FA=F1=5N;由于物体间力的作用是相互的,则B受A的摩擦力为5N;
对整体进行分析,则整体在水平向上受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=5N﹣3N=2N;
故选:B。
▉题型5 平衡状态下的摩擦力分析
【知识点的认识】
解有关摩擦力的计算题的思维步骤如下:
(1)对物体进行受力分析
(2)判断物体的平衡状态
(3)利用平衡力关系式求解
10.如图所示,物体a、b和c叠放在水平桌面上,水平力Fb=5N、Fc=10N,分别作用于物体b、c上,a、b和c仍保持静止。以f1、f2、f3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小。则( )
A.f1=5N,f2=0N,f3=5N B.f1=5N,f2=5N,f3=0N
C.f1=0N,f2=10N,f3=5N D.f1=0N,f2=5N,f3=5N
【答案】D
【解答】解:
以a为研究对象,物体a静止,根据力的平衡条件可知:b对a的静摩擦力大小f1=0,否则a在水平方向所受的合力不为零,不能保持静止状态。
以ab整体为研究对象,物体ab静止,处于平衡状态,根据力的平衡条件可知:f2=Fb=5N,静摩擦力的方向水平向右。
再以abc三个物体的整体为研究对象,物体abc静止,根据力的平衡条件可知:f3=Fc﹣Fb=10N﹣5N=5N,静摩擦力的方向水平向左。
所以f1=0,f2=5N,f3=5N。
故选:D。
11.如图所示,水平面上的木块A在水平向右拉力F作用下做匀速直线运动,如果突然失去摩擦力,则物体会沿原来方向 加速 运动(选填“加速”、“减速”或“匀速”)。
【答案】加速。
【解答】解:水平面上的木块A在水平向右拉力F作用下做匀速直线运动,说明拉力和摩擦力是一对平衡力,失去摩擦力后,物体只受拉力,且运动方向与拉力方向一致,所以木块将做加速运动。
故答案为:加速。
▉题型6 增大拉力推力情况下摩擦力的大小
【知识点的认识】
解有关摩擦力的计算题的思维步骤如下:
(1)对物体进行受力分析
(2)判断物体的平衡状态
(3)利用平衡力关系式求解
12.一个箱子重100N,放在水平面上,受6N的水平推力,箱子未动,这时箱子受到的摩擦力是 6N 。当水平推力增大到10N时,箱子恰好做匀速运动,箱子受到的摩擦力 10 N.当水平推力增大到20N时,箱子受到的摩擦力为 10 N。
【答案】6N;10;10
【解答】解:箱子受6N的水平推力,箱子未动,说明箱子处于静止状态,则在水平方向上所受的推力与摩擦力相互平衡,摩擦力等于推力等于6N;
当水平推力增大到10N时,箱子恰好做匀速运动,所以此时摩擦力与推力是一对平衡力,大小等于10N,当水平推力增大到20N时,箱子对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,仍为10N。
故答案为:6N;10;10。
13.小明用右手握住一个重为G的空茶杯(如图所示),茶杯在空中始终保持静止状态。若小明握杯的力F的变化如图甲所示,茶杯只与空气、小明的右手接触。请在图乙中画出在0~t1内,茶杯受到的摩擦力f的大小变化情况。
【答案】见解答图。
【解答】解:由题意可知,茶杯保持静止状态,则茶杯受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力是一对平衡力;由图乙可知,小金握杯的力F逐渐增大,但杯子仍然是静止的,且杯子的重力G不变,所以茶杯与手之间的摩擦力为f=G不变,如下图所示:
14.一人用200N的力沿水平方向推着重600N的箱子在水平地板上做匀速直线运动,若此人突然将推力增大到300N,则地板对箱子的摩擦力的大小为( )
A.100N B.200N C.300N D.600N
【答案】B
【解答】解:(1)一人用200N的力沿水平方向推着重600N的箱子在水平地板上做匀速直线运动,箱子在水平方向上受到推力和滑动摩擦力,两个力是平衡力,大小相等,推力是200N,所以滑动摩擦力是200N。
(2)压力不变,接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力大小不变,推力增大,箱子进行加速运动。
故选:B。
15.一个重为20N的物体放在水平桌面上,在5N的水平推力作用下静止不动,则物体受到的摩擦力为 5 N;当推力为9N时,物体做匀速直线运动,则摩擦力为 9 N;当推力增加为15N时,摩擦力为 9 N。
【答案】5;9;9
【解答】解:用5N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f=F=5N。
水平推力增加到9N,物体做匀速直线运动,所以推力和摩擦力是一对平衡力,则f′=F′=9N。
当推力增加为15N时,压力和接触面的粗糙程度都没变,所以摩擦力为9N。
故答案为:5; 9; 9。
16.如图所示,用手握住重0.5kg的瓶子静止不动,此时瓶子受到的静摩擦力大小为 5 N,方向为 竖直向上 (选填“竖直向下”或“竖直向上”)。增大手对瓶子的握力,瓶子受到的静摩擦力将 不变 (选填“增大”“减小”或“不变”)。(g取10N/kg)
【答案】5;竖直向上;不变
【解答】解:
瓶子处于静止状态,属于平衡状态,此时重力和摩擦力是一对平衡力,故静摩擦力的方向是竖直向上的,大小为:f=G=mg=0.5kg×10N/kg=5N.当压力增大时,瓶子受到手竖直向上的摩擦力始终等于瓶子的重力不会随握力的增大而增大。
故答案为:5;竖直向上;不变。
▉题型7 摩擦力的方向
【知识点的认识】
摩擦力的性质是阻碍相互接触的两个物体间的相对运动或相对运动趋势,所以研究摩擦力的方向时一定要取与研究对象接触的那个物体为参照物,并判断研究对象与参照物之间是否存在相对运动或相对运动趋势.若有,则被研究物体所受的摩擦力一定与此相对运动或相对运动趋势方向相反.
摩擦力的方向与物体实际运动方向是没有任何关系的.
17.如图所示,橡胶垫平铺在水平地面上,小明在垫上训练中考体测项目——立定跳远,训练中橡胶垫始终保持静止状态.在他发力向前起跳时( )
A.橡胶垫对地面有向后的摩擦力
B.小明对橡胶垫有向前的摩擦力
C.地面对橡胶垫的摩擦力小于小明对橡胶垫的摩擦力
D.地面对橡胶垫的摩擦力大于小明对橡胶垫的摩擦力
【答案】A
【解答】解:AB.发力向前起跳时向后蹬橡胶垫,对橡胶垫施加向后的摩擦力获得动力,而橡胶垫相对于地面有向后运动的趋势,故地面对橡胶垫有向前的摩擦力,橡胶垫对地面有向后的摩擦力,故A正确,B错误;
CD.静止的物体受力平衡,橡胶垫静止受到地面对橡胶垫的摩擦力和小明对橡胶垫的摩擦力平衡,大小相等,故CD错误。
故选:A。
18.如图所示为同学们探究摩擦力方向的一个实验片段,该同学将毛刷立放在长木板上,相对桌面静止不动,拉动桌面上的长木板来探究滑动摩擦力的方向;由该图可以确定长木板对手刷的摩擦力的方向向 左 (选填“左”或“右”)。
【答案】左。
【解答】解:力可以使物体发生形变,图中的摩擦力使得刷毛向左弯曲,故长木板对手刷的摩擦力的方向向左。
故答案为:左。
19.“毛笔书法”是我国特有的传统文化艺术。如图所示,用毛笔书写“杜”字的最后一笔时,笔尖受到( )
A.向右的滑动摩擦力 B.向左的滑动摩擦力
C.向右的滚动摩擦力 D.向左的滚动摩擦力
【答案】B
【解答】解:如图所示,用毛笔书写“杜”字的最后一笔时,笔尖在纸面上滑动,纸对笔尖有阻碍向右运动的力,笔尖受到纸对笔尖向左的滑动摩擦力。
故选:B。
20.小明同学用如图所示的毛刷探究摩擦力的方向。他发现当毛刷在静止的桌面上向左滑过时,刷毛偏向右侧;当手握住毛刷不动,向左移动桌面时,发现刷毛偏向左侧,研究上述现象小明做出初步判断,当手握毛刷不动,刷毛接触向右运动的传送带时,刷毛偏向 右侧 (填“左侧”或“右侧”),因为此时刷毛受到的滑动摩擦力的方向向 右 (选填“左”或“右”)。
【答案】右侧;右
【解答】解:当手握毛刷不动,刷毛接触向右运动的传送带时,刷毛偏向右侧,但有一个向左的运动趋势,所以毛刷所受摩擦力向右。
故答案为:右侧;右。
▉题型8 摩擦力的示意图
【知识点的认识】
力的示意图的作法:
①在物体上找到力的作用点(用实心点表示).
②过力的作用点沿力的方向画一段带箭头的线段,箭头的方向表示力的方向.
③在图上标示力的符号及大小.
摩擦力的示意图的作法:重点是判断摩擦力的方向.
21.如图所示,“冰墩墩”单脚站在水平地面上向右滑行,请在O点作出它所受摩擦力f的示意图。
【答案】
【解答】解:“冰墩墩”单脚站在水平地面上向右滑行,“冰墩墩”受到的滑动摩擦力的方向是水平向左的,摩擦力的示意图如图所示:
22.如图,一名男生奔跑过程中右脚腾空、左脚着地,请画出此刻地面对他的摩擦力的示意图(A点是作用点)。
【答案】
【解答】解:男生奔跑过程中右脚腾空、左脚着地,与地面接触左脚有向右运动的趋势,所以左脚受到地面对它向左的摩擦力。过A点沿水平向左画一条带箭头的线段,并标明字母f,即为此刻地面对他的摩擦力的示意图,如图所示:
23.一个木块沿斜面下滑,请在图中作出木块所受摩擦力的示意图。
【答案】
【解答】解:木块沿斜面下滑,所受摩擦力的方向沿斜面向上,作用点可画在木块与斜面的接触面的中点处,如下图所示:
▉题型9 影响摩擦力大小的因素
【知识点的认识】
影响摩擦力大小的两个因素:
(1)摩擦力的大小与接触面间的压力大小有关,接触面粗糙程度一定时,压力越大摩擦力越大。
(2)摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。
24.如图所示,有两个相同的梯形物体,它们在力的作用下,以下列三种方式沿相同的水平面运动,下列对不同情况下物体所受摩擦力的比较,正确的是( )
A.f丙>f甲>f乙 B.f乙>f丙>f甲
C.f乙>f甲>f丙 D.f甲>f乙>f丙
【答案】C
【解答】解:(1)甲、乙两图,接触面的粗糙程度相同,压力的大小不同,乙图的压力大,因此乙图的摩擦力比甲图的大,即f乙>f甲;
(2)甲、丙两图,压力相同,甲图是滑动摩擦,丙图是滚动摩擦,相同情况下,滚动摩擦力比滑动摩擦力小,即f甲>f丙。
综上分析可知,这三个图摩擦力大小顺序是:f乙>f甲>f丙。
故选:C。
25.如图所示,冰壶比赛时,运动员需要不断调节自己的运动,一名运动员穿的两只鞋的鞋底材质并不相同:蹬冰鞋的鞋底为橡胶制成,而滑行鞋的鞋底为塑料制成,由此可以判断 橡胶 (选填“橡胶”或“塑料”)的粗糙程度更大一些;运动的冰壶最终会慢慢停下来,是因为摩擦力改变了冰壶的 运动状态 。
【答案】橡胶;运动状态
【解答】解:
(1)蹬冰鞋的鞋底为橡胶制成,蹬冰鞋的作用是防滑,所以要求摩擦力要大;
而滑行鞋的鞋底为塑料制成,它的作用是便于在冰上滑行,所以要求摩擦力要小;
由此可以判断橡胶的粗糙程度更大一些;
(2)力是改变物体运动状态的原因,运动的冰壶最终会慢慢停下来,是因为摩擦力改变了冰壶的运动状态。
故答案为:橡胶;运动状态。
▉题型10 滑动摩擦力与接触面的粗糙程度有关
【知识点的认识】
影响摩擦力大小的两个因素:
(1)摩擦力的大小与接触面间的压力大小有关,接触面粗糙程度一定时,压力越大摩擦力越大。
(2)摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。
26.物理课上,同学们在感受摩擦力:用手沿着课桌表面向前滑行,发现越用力压桌面,手越难前行。这说明 压力 越大,手受到的滑动摩擦力就越大:滑动摩擦力的方向与手前进的方向相 反 。
【答案】压力;反
【解答】解:越用力压桌面,手越难前行。这说明手受到的滑动摩擦力越大;
手向前运动,摩擦阻碍其向前运动,所以滑动摩擦力的方向与手前进的方向相反。
故答案为:压力;反。
▉题型11 滑动摩擦力与速度大小无关
【知识点的认识】
滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与运动速度无关。
27.如图所示。小华将弹簧测力计一端固定,另一端钩住长方体木块A,木块下面是一块长木板,实验时拉着长木板沿水平地面向左运动,读出弹簧测力计示数即可测出木块A所受摩擦力的大小,在木板运动的过程中,以下说法正确的是( )
A.木块A受到的是静摩擦力
B.木块A相对于地面是运动的
C.拉动速度变大时,弹簧测力计的示数变大
D.木块A所受摩擦力的方向向左
【答案】D
【解答】解:A、因为木块和木板之间发生了相对滑动,因此这时的摩擦属于动摩擦,不是静摩擦,故A错误;
B、木块相对于地面的位置不变,故木块相对于地面是静止,故B错误;
C、滑动摩擦力大小与物体运动速度大小无关,因此弹簧测力计的示数不会变化,故C错误;
D、摩擦力的方向跟物体相对运动的方向相反,因为木板水平向左运动,所以,木块相对木板来说是水平向右滑动了,因此它受到的摩擦力的方向水平向左。故D正确。
故选:D。
28.如图用弹簧测力计沿水平方向拉木块,使木块在水平木板上做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.木块只受到拉力、滑动摩擦力两个力
B.弹簧测力计的示数大于滑动摩擦力的大小
C.木块的速度越大,滑动摩擦力越大
D.在木块上放置一个砝码,则滑动摩擦力会越大
【答案】D
【解答】解:A、木块受重力、支持力、拉力和摩擦力,故A错误;
B、木块做匀速直线运动,弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小,故B错误;
C、摩擦力大小与物体运动速度无关,故C错误;
D、在木块上加一砝码,压力增大,则摩擦力增大,故D正确。
故选:D。
▉题型12 测量滑动摩擦力
【知识点的认识】
(1)测量原理:二力平衡条件。
(2)测量方法:把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉木块,使木块匀速直线运动,弹簧测力计示数等于滑动摩擦力的大小。
(3)结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。该研究采用了控制变量法。由前两结论可概括为:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关。实验还可研究滑动摩擦力的大小与接触面面积大小等无关。
29.如图所示,用5N的水平拉力F拉动木板A在水平地面上向右匀速运动,物体B相对地面静止不动,弹簧测力计示数为2N,下列说法正确的是( )
A.必须使木板A做匀速运动才能测出B受到的摩擦力
B.A对B的摩擦力大小为2N,方向水平向右
C.B对A的摩擦力大小为3N,方向水平向右
D.地面对A的摩擦力大小为3N,方向水平向右
【答案】B
【解答】解:A、拉动木板时,B始终处于静止状态,滑动摩擦力的大小与运动速度无关,所以实验中可以不匀速拉动A,故A错误;
B、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B正确;
C、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C错误;
D、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=5N﹣2N=3N,故D错误。
故选:B。
▉题型13 探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验
【知识点的认识】
实验器材:一个木块、一块长木板、一块长玻璃板、一条长毛巾、一个弹簧测力计、砝码若干。
实验步骤:如图所示,用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动,从而测出木块和木板、木块和毛巾、木块和玻璃板之间的摩擦力,在木块上加砝码,改变压力,再测出木块和木板之间的摩擦力,并且记下各种情况下弹簧测力计的示数,即摩擦力的大小,填在表格中
研究方法:控制变量法、转换法
分析论证:
(1)为了保证压力等于木板上物体的重力,必须在水平桌面上做实验
(2)实验时所用的木板要足够长,以保证木块在上面画的时有匀速运动的过程
(3)弹簧测力计拉木块做匀速直线运动,目的是使木块在水平方向上受到的拉力和摩擦力构成平衡力,这样读出拉力的大小,就可以知道摩擦力的大小了。由此推理可知,当物体在同一直线上的摩擦力和拉力作用下处于平衡状态时,可利用平衡力的知识求摩擦力的大小。
得出结论:滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度有关。接触面的粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
30.小吕陪妈妈在超市购物时,发现超市有如图所示的两款浴室门前使用的地垫,分别是橡胶材质和硅藻泥材质的。请你设计实验帮助小吕选出表面防滑性能好的一款地垫。
(1)实验器材: 弹簧测力计,大小适中的木块一个(带有挂钩) 。
(2)实验步骤: 用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在分别在橡胶材质和硅藻泥材质的地垫上做匀速直线运动,分别记下测力计的示数F1、F2 。
(3)实验结论: 若F1>F2,则橡胶材质的地垫防滑效果好;若F1<F2,则硅藻泥材质的地垫防滑效果好 。
【答案】(1)弹簧测力计,大小适中的木块一个(带有挂钩);(2)用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在分别在橡胶材质和硅藻泥材质的地垫上做匀速直线运动,分别记下测力计的示数F1、F2;(3)若F1>F2,则橡胶材质的地垫防滑效果好;若F1<F2,则硅藻泥材质的地垫防滑效果好。
【解答】解:(1)只有木块在水平方向上做匀速直线运动,木块在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件,弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小,故所用的器材是:弹簧测力计,大小适中的木块一个(带有挂钩);
(2)用弹簧测力计沿水平方向拉着木块分别在橡胶材质和硅藻泥材质的地垫上做匀速直线运动,分别记下测力计的示数F1、F2;
(3)若F1>F2,则橡胶材质的地垫防滑效果好;若F1<F2,则硅藻泥材质的地垫防滑效果好。
故答案为:(1)弹簧测力计,大小适中的木块一个(带有挂钩);(2)用弹簧测力计沿水平方向拉着木块分别在橡胶材质和硅藻泥材质的地垫上做匀速直线运动,分别记下测力计的示数F1、F2;(3)若F1>F2,则橡胶材质的地垫防滑效果好;若F1<F2,则硅藻泥材质的地垫防滑效果好。
31.小在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验中,选择如下器材:长木板和表面固定有棉布的长木板、长方形木块(各表面粗糙程度相同)、砝码、弹簧测力计等。
(1)实验中用弹簧测力计沿水平方向拉动放置在长木板上的物块,使其做 匀速直线 运动,此时弹簧测力计示数与木块所受滑动摩擦力的大小 相等 。
(2)如图为完成本实验设计的操作方案得到的实验数据记录如表:
实验情景
甲
乙
丙
丁
测力计示数/N
1.50
1.50
2.10
2.50
该实验设计主要运用了 控制变量 的实验方法。
(3)比较甲、乙两次实验可知,滑动摩擦力大小与接触面积的大小 无关 ;比较 甲、丙 两次实验可知,在接触面粗糙程度相同的情况下,压力越小,滑动摩擦力越小。
(4)拔河比赛时队员要穿鞋底带有花纹的运动鞋参赛,这是应用了 甲、丁 两次实验得出的结论。
【答案】(1)匀速直线;相等;(2)控制变量;(3)无关;甲、丙;(4)甲、丁。
【解答】解:(1)根据二力平衡的原理,只有物体做匀速直线运动时,拉力才与滑动摩擦力大小相等;
(2)滑动摩擦力的大小与压力的大小、接触面的粗糙程度同时有关,在研究滑动摩擦力与压力的关系时需要控制接触面的粗糙程度相同,改变压力,在研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时需要控制压力大小相同,用到了控制变量法;
(3)比较甲、乙两次实验可知,压力和接触面的粗糙程度相同,接触面积不同,弹簧测力计的示数相同,说明滑动摩擦力大小与接触面积的大小无关;
要得出“在接触面粗糙程度相同的情况下,压力越小,滑动摩擦力越小”,需要控制接触面的粗糙程度相同,改变压力,比较甲、丙两次实验即可;
(4)拔河比赛时队员要穿鞋底带有花纹的运动鞋参赛,是通过增大接触面的粗糙程度来增加摩擦力的,是应用了甲、丁两次实验得到的结论的。
故答案为:(1)匀速直线;相等;(2)控制变量;(3)无关;甲、丙;(4)甲、丁。
32.如图,甲是测量滑动摩擦力大小的实验装置,采用该装置测量时,发现很难控制弹簧测力计示数的稳定,其原因是很难保持木块做匀速直线运动。为了解决这个问题,实验小组将装置改成图乙所示,当水平拉动木板,测力计示数稳定时,测力计A的示数为4.0N,测力计B的示数为1.8N,则木块受到的滑动摩擦力大小为 1.8 N,木板受到地面的摩擦力大小为 2.2 N,若增大拉力F使木板加速运动,木块所受摩擦力大小 不变 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】1.8;2.2;不变。
【解答】解:图乙当拉动长木板运动的过程中,无论长木板是否做匀速直线运动,木块相对桌面没有位置的变化,都处于静止状态,根据二力平衡的条件知B弹簧测力计的示数一定等于摩擦力的大小,所以当测力计B的示数为1.8N,木块受到的滑动摩擦力大小为1.8N。
由于物体间力的作用是相互的,所以此时木块对长木板的摩擦力也为1.8N,方向水平向左,由于长木板在做匀速直线运动,所以受到水平向左的力等于水平向右的力,故此时长木板受到地面的摩擦力大小是4N−1.8N=2.2N;
摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,木板B受到的压力不变,而且接触面的粗糙程度不变,只增加拉力对摩擦力没有影响,因此摩擦力不变。
故答案为:1.8;2.2;不变。
33.小明发现:推箱子时,箱子越重,推起来越费力;地面越粗糙,推起来越费力。于是小明设计实验来探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,实验过程如图所示,请帮助小明完成实验过程。
(1)如图甲所示,小明把木块平放在长木板上,用弹簧测力计沿 水平 方向匀速直线拉动木块,此时弹簧测力计的读数为如图,则木块所受摩擦力为 4.2 N。
(2)实验乙中,弹簧测力计的示数为4.5N,分析甲、乙两次实验数据可以初步得出结论,滑动摩擦力的大小与 压力大小 有关。下列各种现象中,利用该实验结论的是 C (选填字母)。
A.汽车在结冰的路面上行驶,在车轮上缠绕铁链;
B.移动很重的石块时,在地上铺设滚木;
C.用力压住橡皮,擦去写错的字。
(3)完成甲、乙两次实验后,在进行丙实验时,由于所用的弹簧测力计量程较小,弹簧测力计示数超过量程,为了用现有的器材继续顺利完成实验,可采取的措施是 拿掉砝码 。在成功测出滑动摩擦力后,再进行比较。
(4)物理老师指导班上的创新小组设计了如图丁的装置(水平传送带的速度可以调节),当弹簧测力计的示数稳定时,其示数反映了滑动摩擦力的大小。
①启动传送带后,传送带与电动转轴间的摩擦属于 静 摩擦,木块所受摩擦力方向是 水平向左 ;
②改变传送带的速度,发现弹簧测力计的示数不变,说明木块所受滑动摩擦力的大小与传送带的速度大小 无关 (选填“有关”或“无关”)。
【答案】(1)水平;4.2;(2)压力大小;C;(3)拿掉砝码;水平向左;(4)①静;②无关。
【解答】解:(1)在实验中,用弹簧测力计在水平方向上匀速直线拉动木块,此时拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等;
由图甲知,测力计的分度值为0.2N,所以其示数为4.2N,所以摩擦力为4.2N;
(2)甲、乙接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,测力计的示数不同,可得滑动摩擦力与压力大小有关;
A.汽车在结冰的路面上行驶,在车轮上缠绕铁链是通过改变接触面粗糙程度来改变摩擦的;
B.移动很重的石块时,在地上铺设滚木是通过改滑动为滚动来改变摩擦;
C.用力压住橡皮,擦去写错的字是增大压力增大摩擦的;
故选:C;
(3)丙是为了探究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,需使压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,由于摩擦力较大,测力计量程不够,可使丙的压力与甲相同进行探究,所以可以将丙试验中木块上的砝码取下,测出滑动摩擦力,再和甲实验进行比较。
(4)①当两个物体未发生相对运动,但有相对运动趋势时,产生的摩擦力叫静摩擦力,启动传送带后,传送带与电动转轴间的摩擦属于静摩擦力;
启动传送带,当弹簧测力计的示数稳定后,木块相对于地面处于静止状态,此时弹簧测力计(绳子)对木块的拉力(水平向右)与木块所受滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,木块所受滑动摩擦力的方向沿水平向左;
②次实验中,当弹簧测力计的示数稳定后,改变传送带的速度大小,发现弹簧测力计的示数没有改变,则滑动摩擦力大小不变,说明木块所受滑动摩擦力的大小与传送带的速度大小无关。
故答案为:(1)水平;4.2;(2)压力大小;C;(3)拿掉砝码;水平向左;(4)①静;②无关。
34.在探究“滑动摩擦力大小与压力关系”的实验中,小明用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块,分别进行了图甲、乙所示的实验操作;他发现实验中弹簧测力计的示数容易不稳定,于是设计了图丙的方案,将弹簧测力计的一端固定,另一端与木块相连,弹簧测力计保持水平,木块放在长木板上,拉动木板水平向左运动。请你解答:
(1)根据 二力平衡 原理可知图甲中木块所受滑动摩擦力的大小为 2.6 N;
(2)由图甲、乙的实验数据得出的结论:当 接触面的粗糙程度 一定时, 压力越大 ,产生的滑动摩擦力越大;
(3)图丙的操作 不需要 匀速拉动木板(填“需要”或“不需要”)。
【答案】(1)二力平衡;2.6;(2)接触面的粗糙程度;压力越大;(3)不需要。
【解答】解:(1)用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块时,木块所受的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡的知识,拉力等于滑动摩擦力;
由图甲知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.6N,即木块所受滑动摩擦力的大小为2.6N;
(2)图甲、乙实验中,接触面的粗糙程度相同,乙实验中木块对水平面的压力大,弹簧测力计示数大,说明乙实验中木块所受滑动摩擦力大,由此得出结论:当接触面的粗糙程度一定时,压力越大,产生的滑动摩擦力越大;
(3)如图丙所示,拉动木板时,木块相对于地面静止,处于平衡状态,木块所受的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡的知识,拉力等于滑动摩擦力,不需要匀速拉动木板。
故答案为:(1)二力平衡;2.6;(2)接触面的粗糙程度;压力越大;(3)不需要。
35.如图所示是“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验装置图,长木板固定不动。
(1)甲、乙两图中当弹簧测力计拉着木块沿水平方向做 匀速直线 运动时,测力计的读数才等于滑动摩擦力。
(2)此实验的研究方法是 转换 。
(3)比较甲、乙两图,不能得出滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度都有关,因为 压力大小和接触面的粗糙程度都在变化 。
(4)丙图中木块匀速直线运动,所受滑动摩擦力为 2.4 N。(不计滑轮、绳子的重量及轮与轴间的摩擦)
(5)若某次实验时木块做加速运动,则所测得滑动摩擦力 偏大 (填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)匀速直线;(2)转换;(3)压力大小和接触面的粗糙程度都在变化;(4)2.4;(5)偏大
【解答】解:(1)(2)只有沿水平方向用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件,拉力大小(测力计示数)才等于摩擦力的大小。故需用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动;
将滑动摩擦力大小转换为拉力大小测量,采用了转换法;
(3)比较甲、乙两图,压力大小和接触面的粗糙程度都在变化,故不能得出滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度都有关;
(4)图丙中测力计分度值为0.2N,示数为2.4N,即滑动摩擦力大小为2.4N;
(5)若某次实验时木块做加速运动,则拉力大小大于受到滑动摩擦力大小,测力计示数偏大,即则所测得滑动摩擦力偏大。
故答案为:(1)匀速直线;(2)转换;(3)压力大小和接触面的粗糙程度都在变化;(4)2.4;(5)偏大。
36.如图所示是在水平面上进行“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验过程:
(1)实验中用弹簧测力计水平拉着木块做 匀速直线 运动,目的是使木块受到的摩擦力大小等于拉力大小。
(2)甲实验中,弹簧测力计的示数为 1.2 N。
(3)通过比较甲、乙两次实验,可以探究滑动摩擦力的大小与 压力 的关系;比较乙丙实验,可得到的初步结论是:在压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越 大 。
(4)足球守门员在比赛中戴着防滑手套,这主要是应用 乙、丙 两次实验得出的结论。
【答案】(1)匀速直线;(2)1.2;(3)压力大小;大;(4)乙、丙。
【解答】解:(1)如图所示,三次实验分别用弹簧测力计水平拉着木块做匀速直线运动,根据二力平衡的原理,目的是使木块受到的摩擦力大小等于拉力大小;
(2)甲实验中,弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为1.2N;
(3)通过比较甲、乙两次实验,控制接触面的粗糙程度相同,压力不同,可以探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系;由图知乙、丙两图的压力相同,接触面的粗糙程度不同,丙图的毛巾表面更粗糙,弹簧测力计的示数更大,滑动摩擦力更大,所以可以得出在压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(4)足球守门员在比赛中戴着手套,根据控制变量法可知探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,控制压力大小不变,改变接触面粗糙程度,这主要是应用乙、丙两次实验得出的结论。
故答案为:(1)匀速直线;(2)1.2;(3)压力大小;大;(4)乙、丙。
37.小军同学在推箱子时,发现箱子越重推起来越费劲,并且在水泥地面比在瓷砖地面推起来费劲,于是引发了他对滑动摩擦力的影响因素的探究。以下是他的实验器材及操作步骤。
(1)图甲中,将木块放在长木板上,用弹簧测力计拉动木块沿水平方向做 匀速直线 运动,根据 二力平衡 原理,可知此时的滑动摩擦力等于拉力。
(2)比较甲、丙两次实验,可以得出:在 压力大小 相同时, 接触面粗糙程度 越大,滑动摩擦力越大。所以在拔河比赛中应该穿鞋底有 较深 (选填“较深”或“较浅”)花纹的鞋参加比赛。
(3)小军利用甲、乙两图想探究的问题是 滑动摩擦力的大小与压力大小的关系 。
(4)在实验过程中,物块运动时突然增大拉力,滑动摩擦力将 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)该实验装置的不足之处是 匀速直线运动不容易控制 。(写出一点即可)
【答案】(1)匀速直线;二力平衡;(2)压力大小;接触面粗糙程度;较深;(3)滑动摩擦力的大小与压力大小的关系;(4)不变;(5)匀速直线运动不容易控制。
【解答】解:(1)用弹簧测力计水平拉动木块,使其做匀速直线运动时,则木块水平方向上受到拉力和滑动摩擦力的作用,这两个力平衡力,根据二力平衡条件,滑动摩擦力大小等于拉力大小;
(2)比较甲、丙两次实验可知:压力大小相同,丙的接触面较粗糙,弹簧测力计的示数大,滑动摩擦力越大,由此可知:压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,所以在拔河比赛中应该穿鞋底有较深花纹的鞋参加比赛;
(3)甲、乙两图中接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,所以想要探究的是滑动摩擦力的大小与压力大小的关系;
(4)滑动摩擦力的大小与速度大小无关,所以在实验过程中,物块运动时突然增大拉力,滑动摩擦力将不变;
(5)实验中需要拉动木块做匀速直线运动,而匀速直线运动不容易控制。
故答案为:(1)匀速直线;二力平衡;(2)压力大小;接触面粗糙程度;较深;(3)滑动摩擦力的大小与压力大小的关系;(4)不变;(5)匀速直线运动不容易控制。
38.如图,在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中,小龙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,实验时用F=20N的拉力拉着长木板在粗糙水平面上向左做匀速直线运动,经过3s移动了60cm。则( )
①实验时必须匀速拉动长木板
②长木板受到的重力和地面对长木板的支持力是一对平衡力
③弹簧测力计的示数小于20N
④A所受支持力等于A的重力
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有①③正确 D.只有②④正确
【答案】B
【解答】解:①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,故①错误;
②地面对长木板的支持力等于长木板和木块的总重力;长木板受到的重力小于地面对长木板的支持力,不是一对平衡力,故②错误;
③实验时用F=20N的拉力拉着长木板在粗糙水平面上向左做匀速直线运动,长木板受水平地面和木块A的摩擦力,F=f地+fA,fA与弹簧测力计的拉力是一对平衡力,大小相等,所以弹簧测力计的示数小于20N,故③正确;
④A静止不动,在竖直方向上受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,故④正确;
故选:B。
▉题型14 探究滑动摩擦力与压力的关系
【知识点的认识】
实验器材:一个木块、一块长木板、一块长玻璃板、一条长毛巾、一个弹簧测力计、砝码若干。
实验步骤:如图所示,用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动,从而测出木块和木板、木块和毛巾、木块和玻璃板之间的摩擦力,在木块上加砝码,改变压力,再测出木块和木板之间的摩擦力,并且记下各种情况下弹簧测力计的示数,即摩擦力的大小,填在表格中
研究方法:控制变量法、转换法
分析论证:
(1)为了保证压力等于木板上物体的重力,必须在水平桌面上做实验
(2)实验时所用的木板要足够长,以保证木块在上面画的时有匀速运动的过程
(3)弹簧测力计拉木块做匀速直线运动,目的是使木块在水平方向上受到的拉力和摩擦力构成平衡力,这样读出拉力的大小,就可以知道摩擦力的大小了。由此推理可知,当物体在同一直线上的摩擦力和拉力作用下处于平衡状态时,可利用平衡力的知识求摩擦力的大小。
得出结论:滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度有关。接触面的粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
39.在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小明用完全相同的木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三个实验。
(1)将木块放在水平木板上,用弹簧测力计水平 匀速 拉动木块,根据二力平衡知识可知,此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)甲、乙两个实验说明滑动摩擦力的大小与 压力 有关; 甲丙 两个实验说明了滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关。
(3)小明认为滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,于是他在上述用实验的基础上,将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,这种做法是 错误 (正确/错误),理由 没有控制压力大小相同 。
(4)同学们在老师的指导下对实验装置进行改进,用如图丁所示的方式测量滑动摩擦力发现效果更好。图丁实验中 不一定 (填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板。
(5)在甲装置中,若木块所受拉力突然变大,木块做加速运动时,其所受摩擦力 不变 。(填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使木块做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)甲、乙两个实验,接触面粗糙程度相同,压力不同,测力计示数不同,说明滑动摩擦力的大小与压力有关;研究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关,要控制压力大小相同,故甲、丙两个实验说明了滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关;
(3)研究滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,要控制压力和接触面粗糙程度相同,将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,压力大小改变了,将测得的数据记录在表格中,由表中数据验证了自己的猜想,这种做法是错误的,理由是没有控制压力大小相同。
(4)图乙中,木块处于静止状态,受到摩擦力与测力计的拉力为一对平衡力,故用如图乙的方式测量滑动摩擦力时不一定要匀速拉动长木板;
(5)若在甲装置中,木块在运动过程中所受拉力突然变大,压力和接触面的粗糙程度都不变,滑动摩擦力不变。
故答案为:(1)匀速直线;(2)压力;甲丙;(3)错误;没有控制压力大小相同;(4)不一定;(5)不变。
40.某同学为了测出木块A在水平桌面上运动的过程中所受滑动摩擦力的大小,采用了如图甲所示的实验装置。
(1)他用弹簧测力计水平拉动木块A,应使木块A沿水平桌面做 匀速直线 运动。
(2)弹簧测力计的示数能表示木块A所受滑动摩擦力大小的依据是 二力平衡 。
(3)如图乙所示,在木块A上叠放木块B,与图甲比较,木块A所受滑动摩擦力会 变大 。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
(4)如图丙所示,在木块A下垫上两个轻质滚轮,与图甲比较,弹簧测力计的示数会 变小 。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
(5)由甲、乙两图可得实验结论 当接触面的粗糙程度一定时,压力越大,物体所受的滑动摩擦力越大 。
【答案】(1)匀速直线;(2)二力平衡;(3)变大;(4)变小;(5)当接触面的粗糙程度一定时,压力越大,物体所受的滑动摩擦力越大。
【解答】解:(1)用弹簧测力计水平拉动木块A,应使木块A沿水平桌面做匀速直线运动,这样做的目的是便于测出木块所受滑动摩擦力的大小;
(2)木块A在水平方向上受拉力F和滑动摩擦力f,由于木块A做匀速直线运动,处于平衡状态,拉力和滑动摩擦力为一对平衡力,所以f=F,则弹簧测力计的示数能表示木块A所受滑动摩擦力大小;
(3)在木块A上叠放木块B,木块A对接触面的压力增大,则木块A所受滑动摩擦力会增大;
(4)在木块A下垫上两个轻质滚轮,将滑动摩擦变为滚动摩擦,摩擦力会减小,拉力也会减小,即弹簧测力计的示数会减小;
(5)由甲、乙两图可得实验结论:当接触面的粗糙程度一定时,压力越大,物体所受的滑动摩擦力越大。
故答案为:(1)匀速直线;(2)二力平衡;(3)变大;(4)变小;(5)当接触面的粗糙程度一定时,压力越大,物体所受的滑动摩擦力越大。
41.在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小明用完全相同的木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三个实验。
(1)将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使木块做 匀速直线 运动,根据 二力平衡 知识可知,此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)甲、乙两个实验说明滑动摩擦力的大小与 压力 有关; 甲丙 两个实验说明了滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关。
(3)小明认为滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,于是他在上述用实验的基础上,将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,这种做法是 错误 (正确/错误),理由是 没有控制压力大小相同 。
(4)同学们在老师的指导下对实验装置进行改进,用如图丁所示的方式测量滑动摩擦力发现效果更好。图丁实验中 不一定 (填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板。
(5)若在甲装置中,木块在运动过程中所受拉力突然变大,滑动摩擦力将 不变 ;若木块的运动速度突然变大,其所受摩擦力 不变 。(填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使木块做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)甲、乙两个实验,接触面粗糙程度相同,压力不同,测力计示数不同,说明滑动摩擦力的大小与压力有关;研究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关,要控制压力大小相同,故甲、丙两个实验说明了滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关;
(3)研究滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,要控制压力和接触面粗糙程度相同,将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,压力大小改变了,将测得的数据记录在表格中,由表中数据验证了自己的猜想,这种做法是错误的,理由是没有控制压力大小相同。
(4)图乙中,木块处于静止状态,受到摩擦力与测力计的拉力为一对平衡力,故用如图乙的方式测量滑动摩擦力时不一定要匀速拉动长木板;
(5)若在甲装置中,木块在运动过程中所受拉力突然变大,压力和接触面的粗糙程度都不变,滑动摩擦力不变;若木块的运动速度突然变大,压力和接触面的粗糙程度都不变,其所受摩擦力不变。
故答案为:(1)匀速直线;二力平衡;(2)压力;甲丙;(3)错误;没有控制压力大小相同;(4)不一定;(5)不变;不变。
42.如图是小宇“探究摩擦力大小与什么因素有关”的实验操作过程,铁块和木块的大小、形状完全相同,木块表面比铁块表面粗糙。实验时,小宇用弹簧测力计拉动物体在水平放置的长木板上做匀速直线运动。
(1)比较甲、乙两图,可得到的结论是 接触面粗糙程度相同时,压力越大,摩擦力越大 。
(2)乙、丙两图中铁块和木块叠放在一起的目的是使 压力 相同,比较乙、丙两图可得出摩擦力的大小与 接触面的粗糙程度 有关。
(3)实验时,小宇先在竖直方向上对弹簧测力计调零,然后用弹簧测力计拉动物体在水平放置的长木板上做匀速直线运动,则测出的摩擦力 小于 (填“大于”、“等于”或“小于”)实际摩擦力。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:
(1)甲、乙两图,铁块与水平面间接触面的粗糙程度相同,图甲中铁块与水平面间的压力小,弹簧测力计示数小,图乙中,铁块与水平面间的压力大,弹簧测力计的示数大,由此可知:在接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大;
(2)乙、丙两图中铁块和木块叠放在一起,控制了压力大小相同,与长木板的接触面不同,粗糙程度不同,摩擦力大小不同,因此探究的是摩擦力大小与接触面粗糙程度有关;
(3)当弹簧测力计在竖直方向调零时,挂钩受到重力作用,零点远离拉环,当弹簧测力计水平使用时,挂钩的重力对测量没有影响,零点靠近拉环,所以弹簧测力计在竖直调零,在水平拉动木块时,测出的滑动摩擦力小于实际的滑动摩擦力。
故答案为:(1)接触面粗糙程度相同时,压力越大,摩擦力越大;(2)压力;接触面的粗糙程度;(3)小于。
▉题型15 探究滑动摩擦力的无关因素
【知识点的认识】
实验器材:一个木块、一块长木板、一块长玻璃板、一条长毛巾、一个弹簧测力计、砝码若干。
实验步骤:如图所示,用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动,从而测出木块和木板、木块和毛巾、木块和玻璃板之间的摩擦力,在木块上加砝码,改变压力,再测出木块和木板之间的摩擦力,并且记下各种情况下弹簧测力计的示数,即摩擦力的大小,填在表格中
研究方法:控制变量法、转换法
分析论证:
(1)为了保证压力等于木板上物体的重力,必须在水平桌面上做实验
(2)实验时所用的木板要足够长,以保证木块在上面画的时有匀速运动的过程
(3)弹簧测力计拉木块做匀速直线运动,目的是使木块在水平方向上受到的拉力和摩擦力构成平衡力,这样读出拉力的大小,就可以知道摩擦力的大小了。由此推理可知,当物体在同一直线上的摩擦力和拉力作用下处于平衡状态时,可利用平衡力的知识求摩擦力的大小。
得出结论:滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度有关。接触面的粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
43.在做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,同学们猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:①接触面所受的压力;②接触面的粗糙程度。根据猜想,同学们设计了如图甲、乙、丙、丁所示的实验:
(1)用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做 匀速直线 运动,木块受到的滑动摩擦力等于拉力;
(2)甲、丙两图是为了研究滑动摩擦力大小与 接触面粗糙程度 的关系;
(3)根据甲、乙两图可得结论是: 接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力就越大 ;
下列现象中利用了该结论的是 C (选填字母、单选)。
A.轴承上加润滑油;
B.体操运动员在手上涂镁粉;
C.刹车时用力捏自行车的手闸;
D.移动很重的石块时,在地上铺设滚木。
(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 错误 (选填“正确”或“错误”)的。原因是 没有控制压力大小相同 ;
(5)交流评估时,某实验小组提出:实验过程中,弹簧测力计的示数不容易稳定,可能的原因是 BE ;(多选)
A.木板的长度太长;
B.木板的粗糙程度不均匀;
C.弹簧测力计的分度值太大;
D.木块与木板的接触面积太大;
E.木块没有做匀速直线运动;
(6)小明同学将实验装置改进为如图所示的装置:将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平地面向右运动,则木块受到的是 滑动摩擦力 (选填“静摩擦力”或“滑动摩擦力”)。
(7)当他向右拉出木板的过程中, 不一定 (一定/不一定)要匀速拉动,木块相对于地面都静止,使测出的摩擦力更准确;
(8)水平向右拉动长木板,弹簧测力计示数如图所示。木块所受的滑动摩擦力为 2.4 N,木块受到的摩擦力方向是 水平向右 。
【答案】(1)匀速直线;(2)接触面粗糙程度;(3)接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力就越大;C;(4)错误;没有控制压力大小相同;(5)BE;(6)滑动摩擦力;(7)不一定;(8)2.4;水平向右。
【解答】解:(1)弹簧测力计拉动木块时,弹簧测力计显示拉力大小,木块水平方向上受到水平向左的滑动摩擦力和水平向右的拉力,木块进行匀速直线运动时,这两个力是一对平衡力,大小相等,所以其目的是使滑动摩擦力等于弹簧测力计示数;
(2)比较甲、丙两图可知,当压力一定时,丙中接触面更粗糙,测力计示数较大,故探究的是滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系;
(3)甲、乙实验中,接触面粗糙程度相同,而压力不同,两图是为了研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系;
(4)研究滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,要控制压力和接触面粗糙程度相同,将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,压力大小改变了,这种做法是错误的,理由是没有控制压力大小相同;
(5)示数不稳定即拉力大小在改变,可能的木块没有做匀速直线运动,拉力大小在改变,拉力不等于摩擦力,也可能是木板的粗糙程度不均匀,摩擦力大小在改变,接触面积大小等不影响摩擦力大小,故ACD不符合题意;BE符合题意。
故选:BE;
(6)实验时拉着长木板沿水平地面向右运动,木块与木板接触面之间存在相对运动,则木块受到的是滑动摩擦力;
(7)当他向右拉出木板的过程中,木块相对于地面处于静止状态,水平方向受到拉力和摩擦力的作用,摩擦力与拉力属于一对平衡力,与木板的运动状态无关,故木板不需要匀速拉动;
(8)当他向右拉出木板的过程中,木块相对于地面处于静止状态,水平方向受到拉力和摩擦力的作用,摩擦力与拉力属于一对平衡力,大小相等,方向相反,弹簧测力计示数如图所示,分度值为0.1N,示数为2.4N。故木块所受的滑动摩擦力为2.4N,木块受到的摩擦力方向是水平向右。
故答案为:(1)匀速直线;(2)接触面粗糙程度;(3)接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力就越大;C;(4)错误;没有控制压力大小相同;(5)BE;(6)滑动摩擦力;(7)不一定;(8)2.4;水平向右。
44.在“研究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,某实验小组猜想如下:
A.滑动摩擦力大小与压力大小有关。
B.滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关。
根据猜想,实验小组设计了如图甲、乙、丙所示的实验。
(1)三次实验中,需用弹簧测力计拉动木块沿水平方向做 匀速直线运动 ,此时弹簧测力计对木块的拉力 等于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)木块受到的摩擦力。
(2)三次实验中弹簧测力计的示数如图所示。
①对比甲、乙实验,可验证猜想A正确,并可得到结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越 大 。
②对比 甲、丙 实验,可验证猜想B正确,并可得到结论:压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越 大 。
(3)雪后路面湿滑,为避免学生滑倒,学校工作人员在校门口撒上沙子。这一事例可用结论 ② (选填“①”或“②”)来解释。
(4)实验小组在交流讨论时认为滑动摩擦力大小还可能与接触面积大小有关,于是将甲图中的木块竖着切去一半,如图丁所示,比较甲、丁两次实验,并得到结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关。你认为他们的实验中存在的问题是 没有控制压力大小不变 。
【答案】(1)匀速直线运动;等于;(2)①大;②甲、丙;大;(3)②;(4)没有控制压力大小不变
【解答】解:
(1)实验过程中,必须用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,根据二力平衡条件,弹簧测力计对木块的拉力就等于摩擦力的大小,因为这时的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反;
(2)①由甲、乙两图可知,接触面的粗糙程度相同,压力越大,弹簧测力计示数越大,滑动摩擦力越大,可验证猜想A正确,且结论为:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
②探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系时,需要控制压力不变,改变接触面的粗糙程度,故需要分析图甲、丙,由此可以得出结论:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)雪后由于路面湿滑,为避免学生滑倒,学校工作人员在校门口撒上沙子,这是压力一定时,通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故应该用结论②来解释;
(4)若想探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关时,应该控制压力大小和接触面的粗糙程度不变,改变受力面积。比较甲、丁两次实验可知,接触面的粗糙程度相同,但没有控制木块对木板的压力一定,所以拉力大小不同,所以不能由此得出滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关的结论。
故答案为:(1)匀速直线运动;等于;(2)①大;②甲、丙;大;(3)②;(4)没有控制压力大小不变。
45.为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,甲、乙两个实验小组做了一系列实验:以下是甲实验小组的部分实验步骤(实验过程中保持长木板水平且固定,并保证所有实验步骤操作规范。)
第一次:把木块平放在长木板上,用弹簧测力计拉动木块(如a图),读出弹簧测力计的示数,并记入表中;
第二次:把木块侧放在长木板上,用同样的方法拉木块(如b图),记下相应的示数;
第三次:把两块相同木块叠在一起平放在长木板上,再用同样的方法拉木块(如c图),记下相应的示数。
(1)实验中,甲实验小组应将弹簧测力计沿 水平 方向拉动,使木块做匀速直线运动;
实验次数
木块对木板的压力/N
弹簧测力计的示数/N
滑动摩擦力/N
二
20
4.0
(二)
三
(一)
40
4.0
三
40
80
8.0
(2)请你帮助甲实验小组填全表格内的数据:(一) 20 ;(二) 4.0 ;
(3)比较一、三两次数据,可以得出的结论是: 接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力就越大 。
(4)若甲实验小组的同学拉木块匀速前进的速度由0.04m/s变为0.08m/s,在其他情况不变时木块受到的滑动摩擦力将 不变 (变大不变/变小)。
(5)为了更好测定木块所受到的滑动摩擦力,乙实验小组在甲实验小组的实验基础上改进了实验方案。(如图d为乙实验小组的设计方案)
乙小组方案:格木板放在水平实验桌面上,用线通过弹簧测力计水平地拉住木块,沿木板方向 不一定 (一定/不一定)匀速水平拉动木板,使木板在木块下面滑动,此时弹簧测力计的示数 等于 (大于/等于/小于)滑动摩擦力大小。
【答案】(1)水平方向;(2)20;4.0;(3)接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力就越大;(4)不变;(5)不一定;等于。
【解答】解:(1)要使测力计的示数与摩擦力相等,木块必须处于平衡状态,使拉力与摩擦力是一对平衡力。故要在水平方向上匀速直线拉动。
(2)a、b两实验压力大小相同,接触面积不同,所以(一)空数据为20;根据二力平衡条件可知,此时滑动摩擦力等于弹簧测力计示数,所以(二)空应填4.0。
(3)一、三两次的不同点在压力大小不同,而接触面相同,由控制变量法角度,可得出结论:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力就越大。
(4)滑动摩擦力大的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与物体运动速度无关;所以滑动摩擦力将不变;
(5)木块相对地面处于静止状态,受到测力计的拉力与受到长木板施加的滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,图d实验中不一定要匀速拉动长木板。
故答案为:(1)水平方向;(2)20;4.0;(3)接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力就越大;(4)不变;(5)不一定;等于。
46.生活中我们都有这样的经历,自行车轮胎的气压越低,骑起来就越费力;汽车轮胎的气压越低,开起来就越费油。李明和张强经过观察发现,轮胎内气压降低会导致轮胎与地面的接触面积增大,于是他们提出猜想:滚动摩擦力与轮胎和地面接触面积大小有关。
为此,他们设计了一个实验方案:在同一水平路面上,让李明骑在同一辆自行车上并控制运动方向,且双脚踏在脚踏板上不动。分别在三种胎压情况下,张强用测力计沿运动方向拉着自行车匀速运动。经过多次实验,得到了不同胎压下滚动摩擦力的平均值如表所示(车胎放掉气的质量和其他阻力忽略不计)。
胎压
正常
较低
很低
滚动摩擦力(平均值)
10.5N
15.2N
20.8N
(1)在上述实验中,“让李明骑在同一辆自行车上”的目的是为了控制 压力和接触面粗糙程度不变 ;
(2)对实验数据的分析可以得到结论:在其他条件相同的情况下,接触面积越大,滚动摩擦力 越大 ;
(3)胎压降低导致汽车费油的原因是 因为胎压降低会使滚动摩擦力增大,若以相同的速度行驶,牵引力必须增大,行驶相同的路程,发动机对汽车所做的功就增多,耗油增加,所以胎压降低会造成油耗增大 。
【答案】(1)压力和接触面粗糙程度不变;(2)越大;(3)因为胎压降低会使滚动摩擦力增大,若以相同的速度行驶,牵引力必须增大,行驶相同的路程,发动机对汽车所做的功就增多,耗油增加,所以胎压降低会造成油耗增大。
【解答】解:(1)“让李明骑在同一辆自行车上”的目的是在探究滚动摩擦力跟接触面积大小关系时,控制压力和接触面粗糙程度不变。
(2)如表格,胎压越低,接触面积越大,滚动摩擦力越大。
(3)由上述实验结果分析可知,因为胎压降低会使滚动摩擦力增大,若以相同的速度行驶,牵引力必须增大,行驶相同的路程,发动机对汽车所做的功就增多,耗油增加,所以胎压降低会造成油耗增大。
故答案为:(1)压力和接触面粗糙程度不变;(2)越大;(3)因为胎压降低会使滚动摩擦力增大,若以相同的速度行驶,牵引力必须增大,行驶相同的路程,发动机对汽车所做的功就增多,耗油增加,所以胎压降低会造成油耗增大。
▉题型16 探究滑动摩擦力的实验设计与改进
【知识点的认识】
实验器材:一个木块、一块长木板、一块长玻璃板、一条长毛巾、一个弹簧测力计、砝码若干。
实验步骤:如图所示,用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动,从而测出木块和木板、木块和毛巾、木块和玻璃板之间的摩擦力,在木块上加砝码,改变压力,再测出木块和木板之间的摩擦力,并且记下各种情况下弹簧测力计的示数,即摩擦力的大小,填在表格中
研究方法:控制变量法、转换法
分析论证:
(1)为了保证压力等于木板上物体的重力,必须在水平桌面上做实验
(2)实验时所用的木板要足够长,以保证木块在上面画的时有匀速运动的过程
(3)弹簧测力计拉木块做匀速直线运动,目的是使木块在水平方向上受到的拉力和摩擦力构成平衡力,这样读出拉力的大小,就可以知道摩擦力的大小了。由此推理可知,当物体在同一直线上的摩擦力和拉力作用下处于平衡状态时,可利用平衡力的知识求摩擦力的大小。
得出结论:滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度有关。接触面的粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
47.小梦利用如图甲所示的实验装置,探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)实验中,她应沿水平方向拉着木块做 匀速直线 运动,此时弹簧测力计的示数与滑动摩擦力的大小相等,应用到了 二力平衡 的原理。
(2)小梦在同一木板上,测量了不同压力下滑动摩擦力的大小,记录实验数据如表。请根据测量数据在图乙中描点作出图象。分析图象可以得出的结论:当接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与压力的大小成 正比 (选填“正比”或“反比”)。
次数
1
2
3
4
5
6
F压/N
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
f/N
0.8
1.2
1.6
2
2.4
2.8
(3)同桌小丽设计了如图丙所示的方案:木块与弹簧测力计相连,弹簧测力计水平固定,通过细绳水平拉动木板。此方案的优点: 读数时弹簧测力计的示数稳定 ,此时木板受到的摩擦力方向 水平向左 。
【答案】(1)匀速直线;二力平衡;(2)图像见解答;正比;(3)读数时弹簧测力计的示数稳定;水平向左。
【解答】解:(1)实验中,应在水平方向拉着木块做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件,滑动摩擦力大小等于拉力大小,即等于弹簧测力计示数;
(2)根据表格中的数据,在图中描点作出图像如图所示:
;
根据测量数据作出的图像可知,摩擦力随压力的变化关系图像为过原点的直线,得出的结论是:接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与压力大小成正比;
(3)丙图中木块相对地面是静止的,受到的弹簧测力计拉力和滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,不需要匀速拉动木板,测力计示数稳定易读数,实验更容易操作;
木块静止时,木块水平方向受向左的拉力和向右的木板对木块的摩擦力,由于相互作用力的方向相反,故木块给木板的摩擦力水平向左。
故答案为:(1)匀速直线;二力平衡;(2)图像见解答;正比;(3)读数时弹簧测力计的示数稳定;水平向左。
48.实验小组用如图甲所示装置探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,实验数据记录如表。
序号
木块放置情况
接触面
压力/N
弹簧测力计示数/N
1
平放
木板
4
1.2
2
平放
木板
6
3
平放
木板
8
2.4
4
侧放
木板
8
2.4
5
平放
木板上铺棉布
6
2.6
6
平放
木板上铺毛巾
6
3.2
(1)实验时,弹簧测力计必须沿水平方向拉着木块做 匀速直线 运动;在第2次实验中,弹簧测力计的示数如图示数,读数为 1.8 N。
(2)分析2、5、6三组实验数据,可得滑动摩擦力大小与 接触面粗糙程度 有关,下列实例利用该结论增大摩擦力的是 C (填字母)。
A.用力压黑板擦擦去黑板上的粉笔字
B.在拉杆旅行箱底部装轮子
C.体操运动员在手上涂镁粉
(3)实际操作中弹簧测力计示数不稳定,于是同学们在老师的帮助下设计了如图乙所示的装置进行探究,组装好实验器材后,进行实验探究。
①乙装置的优点是 木板不需要匀速直线拉动 ;
若要探究压力大小对滑动摩擦力的影响,应进行的操作是 向沙桶中加入质量不同的沙子 。
②实验中通过 弹簧测力计 (选填“电子秤”或“弹簧测力计”)的示数可以知道木块所受摩擦力大小。
【答案】(1)匀速直线;1.8N;(2)接触面粗糙程度;C;(3)①木板不需要匀速直线拉动;向沙桶中加入质量不同的沙子;②弹簧测力计。
【解答】解:(1)实验时,弹簧测力计必须沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,木块在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件,弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小;在第2次实验中,弹簧测力计的示数如图示数,分度值为0.2N,读数为1.8N;
(2)分析2、5、6三组实验数据可知,压力相同,接触面粗糙程度越大,测力计示数越大,受到的滑动摩擦力越大,可得滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关;
A.用力压黑板擦擦去黑板上的粉笔字,在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力增大摩擦力,A不符合题意;
B.行李箱上安装轮子,拉起来更轻松,变滑动为滚动减小摩擦,B不符合题意;
C.体操运动员在手上涂镁粉,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦,故C符合题意。
故选:C;
(3)①拉动木板,当弹簧测力计的示数稳定后,木块相对于电子秤静止,由二力平衡分析;滑动摩擦力不变,则弹簧测力计的示数不改变,不需要匀速拉动木板;定滑轮能改变力的方向,沙桶因受重力的作用,故绳子对木块有竖直向上的拉力的作用,木块对木板的压力大小等于其重力减去拉力大小,若要探究压力大小对滑动摩擦力的影响,要控制接触面粗糙程度相同,只改变压力大小,应进行的操作是:向沙桶中加入质量不同的沙子;
②如图乙所示的装置,木块相对电子秤处于静止状态,受到测力计的拉力与受到木板施加的滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,实验中通过弹簧测力计的示数可以知道木块所受摩擦力大小。
故答案为:(1)匀速直线;1.8N;(2)接触面粗糙程度;C;(3)①木板不需要匀速直线拉动;向沙桶中加入质量不同的沙子;②弹簧测力计。
49.为增强学生体质,加强体育锻炼,学校组织了拔河比赛。课上老师讲过拔河比赛的输赢与摩擦力的知识有关;于是小洋想通过实验探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,他去实验室借了下列器材:粗糙程度均匀的长木板一块、质量相等的表面粗糙的木块和表面光滑的铝块各一个、弹簧测力计一只,接着进行了如图所示的甲、乙、丙三次实验,三次测得的弹簧测力计示数分别为F1、F2、F3,且F3>F1>F2。
(1)实验中小洋用弹簧测力计水平匀速拉动木块,根据 二力平衡 条件,测出木块与接触面之间的滑动摩擦力大小。在图丙中,弹簧测力计的示数F3为 2.4 N。
(2)如果小洋想探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系,他应选择 甲、丙 两图进行对比实验;得到结论为:接触面粗糙程度相同时, 压力越大,滑动摩擦力越大 。
(3)小洋发现上述实验操作中弹簧测力计的示数并不稳定,于是改进了实验装置(如图丁所示),此实验装置的优点是 木板不一定做匀速直线运动 。
(4)请为小洋班拔河比赛的筹备工作提一个建议: 选体重大的同学或穿鞋底粗糙的鞋 。
【答案】(1)二力平衡;2.4;(2)甲、丙;压力越大,滑动摩擦力越大;(3)木板不一定做匀速直线运动;(4)选体重大的同学或穿鞋底粗糙的鞋。
【解答】解:(1)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,待弹簧测力计示数稳定后再读数,此时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
图丙中弹簧测力计的分度值为0.2N,此时的读数为2.4N;
(2)探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系时,应控制接触面的粗糙程度相同,故选甲、丙两图,可得出:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)实验过程中拉动木块进行匀速直线运动很难做到,改进后,木块相对地面是静止的,木块受到水平向左的拉力和水平向右的滑动摩擦力作用,这两个力是平衡力,由于滑动摩擦力跟速度无关,故木板不一定做匀速直线运动;
(4)由上知,摩擦力的大小与压力和接触面粗糙程度有关,故为增大摩擦力,可选体重大的同学或穿鞋底粗糙的鞋。
故答案为:(1)二力平衡;2.4;(2)甲、丙;压力越大,滑动摩擦力越大;(3)木板不一定做匀速直线运动;(4)选体重大的同学或穿鞋底粗糙的鞋。
50.如图所示的是小明同学“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验,铁块和木块的大小和形状完全相同。
(1)实验时,小明同学先在竖直方向上对弹簧测力计调零,然后用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动,那么弹簧测力计的示数与实际摩擦力相比是偏大还是偏小? 偏小 。
(2)分析比较甲、乙两图弹簧测力计示数,得到的结论: 在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大 ;
(3)图乙、丙所示的实验过程,探究的问题是 在压力相同时,滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系 ;
(4)图丁是小红同学对实验方案的改进,D是一个电动装置,可带动木板匀速运动,请你指出小红同学方案的优点。 弹簧测力计读数较稳定,方便准确读,且易于保持长木板做匀速直线运动 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动,根据二力平衡,拉力大小等于受到的滑动摩擦力;因为弹簧自身重力的作用,所以当在竖直方向上对弹簧测力计调零后,再在水平方向上测拉力的大小,指针的位置会有一定的回缩,至使所测出的摩擦力小于实际摩擦力的大小;
(2)甲、乙两图,接触面粗糙程度相同,乙图对水平面的压力大,测力计读数大,滑动摩擦力也大,所以在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)图乙、丙中,铁块和木块叠在一起,对水平面的压力相同,接触面的粗糙程度不同,探究在压力相同时,滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系;
(4)D是电动装置,电动机匀速转动这样可保证弹簧测力计读数较稳定,方便准确读,且易于保持长木板进行匀速直线运动,定滑轮不省力,改变了力的方向,弹簧测力计读数等于摩擦力。
故答案为:(1)偏小;(2)接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)在压力相同时滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系;
(4)弹簧测力计读数较稳定,方便准确读,且易于保持长木板做匀速直线运动。
▉题型17 增大有益摩擦的方法
【知识点的认识】
增大有益摩擦的方法:
(1)增大接触面的粗糙程度,如汽车轮胎做上花纹;
(2)增大压力,如骑自行车捏闸的力越大,摩擦力越大;
(3)变滚动为滑动,如汽车急刹车时车只滑不滚;
(4)变湿摩擦为干摩擦.
51.如图所示的四个实例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A.气垫船在水面上行驶
B.给木箱上装轮子
C.给合页加润滑剂
D.自行车把手上有花纹
【答案】D
【解答】解:A.气垫船在水面上行驶利用空气垫使接触面脱离减小摩擦,故A不符合题意;
B.给木箱装上轮子,用滚动代替滑动减小摩擦,故B不符合题意;
C.给合页加润滑剂,使接触面脱离减小摩擦,故C不符合题意;
D.自行车把手上有花纹,在压力一定时,增大接触面的粗糙程度增大摩擦,故D符合题意。
故选:D。
52.如图是工人用扳手拧螺栓的场景,下列说法错误的是( )
A.戴手套可以避免打滑,是因为增大了摩擦力
B.用力向下转动扳手说明力可以改变物体运动状态
C.手施力时没看到扳手形变,说明扳手没有受到力
D.压扳手末端更容易拧开螺栓,说明力的作用点会影响力的作用效果
【答案】C
【解答】解:A、戴手套转动扳手,增大接触面的粗糙程度,在压力一定时增大了摩擦力,所以可以避免打滑,故A正确。
B、用力向下转动扳手,螺栓的运动状态发生变化,说明力可以改变物体运动状态,故B正确。
C、手施力时,手对扳手施加了力的作用,故C错误。
D、压扳手末端更容易拧开螺栓,说明力的作用点会影响力的作用效果,故D正确。
故选:C。
53.如图是小平同学用抹布做清洁时的情景。当小明向左擦拭水平桌面时,抹布受到桌面的摩擦力方向是水平向 右 (选填“左”或“右”)的。为了擦干净桌面上一小团“顽固”污渍,他加大了用力,这是通过 增大压力 的方式来 增大 (选填“增大”或“减小”)摩擦。
【答案】右;增大压力;增大。
【解答】解:(1)当小明向左擦拭桌面时,抹布相对于桌面向左移动,则抹布受到桌面的摩擦力方向是向右的。
(2)为了擦干净桌面上一小团“顽固”污渍,他加大了用力,这是在接触面的粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦的。
故答案为:右;增大压力;增大。
54.如图所示所示的场景中,增大或减小摩擦的方法与其他不同的是( )
A.图甲:守门员戴有花纹的手套
B.图乙:运动员握紧单杠
C.图丙:运动员在手和器械上涂镁粉
D.图丁:运动员用冰刷不断地刷冰面
【答案】B
【解答】解:A、守门员戴有花纹的手套,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;
B、运动员握紧单杠,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;
C、运动员在手和器械上涂镁粉,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;
D、运动员用冰刷不断地刷冰面,使冰熔化,在冰面上形成一层水膜,是通过使接触面分离来减小摩擦力的,其本质也是通过改变接触面的粗糙程度来改变摩擦力。
综上分析可知,增大或减小摩擦的方法与其他不同的是B。
故选:B。
55.用拖把清洁地面遇到不太容易擦掉的污渍时,往往需要使劲擦拭,以下选项中与上述增大摩擦的方法相同的是( )
A.做引体向上时,要把手汗擦干
B.运动鞋鞋底有凹凸不平的花纹
C.使用橡皮擦擦除字迹要用力
D.给机器设备滴加润滑油
【答案】C
【解答】解:用拖把清洁地面遇到不太容易擦掉的污渍时,往往需要使劲擦拭,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力。
A、做引体向上时,要把手汗擦干,这是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A不合题意;
B、运动鞋鞋底有凹凸不平的花纹,这是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B不合题意;
C、使用橡皮擦擦除字迹要用力,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、给机器设备滴加润滑油,是通过使接触面脱离的方法减小摩擦力,故D不合题意。
故选:C。
56.如图用杯子接水时,水杯静止在手中,在接水过程中杯子受到的摩擦力将会 变大 (选请“变大”“变小”或“不变”);当杯子在手中开始向下滑时,可以通过 增大压力的 方式来增大摩擦力使其在手中保持静止。
【答案】变大;增大压力的。
【解答】解:用杯子接水时,水杯静止在手中,在竖直方向上,杯子受到的重力和摩擦力是一对平衡力,在接水过程中,杯子和水的总重力变大,所以杯子受到的摩擦力将会变大;
摩擦力大小的影响因素是压力大小和接触面的粗糙程度,当杯子在手中开始向下滑时,接触面的粗糙程度是一定的,因此可以紧握杯子,通过增大压力的方式来增大摩擦力使其在手中静止。
故答案为:变大;增大压力的。
57.如图是自行车示意图,从摩擦力的角度思考,下列说法不正确的是( )
A.自行车轮胎上的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力
B.刹车时用力捏闸是通过增加压力的方法增大摩擦力
C.自行车把手与手之间的摩擦属于有害摩擦应该减小
D.自行车车轮转轴内的小滚珠是以滚动代替滑动减小摩擦力
【答案】C
【解答】解:A.自行车轮胎上的花纹,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A正确;
B.刹车时用力捏闸,通过增大压力来增大摩擦力,故B正确;
C.自行车把手与手之间的摩擦属于有益摩擦,故C错误;
D.自行车车轮转轴内的小滚珠是以滚动代替滑动减小摩擦力,滚动摩擦力小于滑动摩擦力,故D正确。
故选:C。
58.某同学对生活中的一些做法进行了分析,其中合理的是( )
A.连接玻璃管与胶皮管时,先将玻璃管管口用水润湿,目的是增大摩擦
B.举重运动员比赛前在手上涂抹“镁粉”,目的是减小摩擦
C.雨天,机动车应低速行驶,是由于车轮与地面之间的摩擦较大
D.将铅笔芯磨成的粉末加入生锈的锁中,起润滑作用
【答案】D
【解答】解:A、连接玻璃管与胶皮管时,先把玻璃管口用水润湿,是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力,便于连接,故A错误;
B、举重运动员比赛前手上涂抹“镁粉”,在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B错误;
C、雨天,机动车应低速行驶,是因为在压力一定时,接触面的粗糙程度减小,摩擦力减小,故C错误;
D、铅笔芯粉末加入到生锈的锁中,使接触面变光滑,可以在压力一定时减小摩擦,起润滑作用,故D正确。
故选:D。
▉题型18 减小有害摩擦的方法
【知识点的认识】
减小有害摩擦的方法:
(1)使接触面变光滑;
(2)减小压力;
(3)用滚动代替滑动;
(4)使接触面分离;
(5)变干摩擦为湿摩擦.
59.自行车是我们熟悉的交通工具,它涉及不少有关摩擦的知识。如图所示,自行车的零部件设计或骑行过程中,主要为了减小摩擦的是( )
A.自行车把套上有花纹 B.车轴处装有滚动轴承
C.刹车时用力捏闸 D.脚凳表面凹凸不平
【答案】B
【解答】解:A、自行车把套上有花纹,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度,可以增大摩擦,故A不合题意;
B、车轴处装有滚动轴承,是用滚动代替滑动,可以减小摩擦,故B符合题意;
C、刹车时用力捏闸,是接触面粗糙程度一定时,增大压力,可以增大摩擦,故C不合题意;
D、脚凳表面凹凸不平,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度,可以增大摩擦,故D不合题意。
故选:B。
60.在汽车的设计和使用中,有的是为了增大摩擦,有的是为了减小摩擦。下列情景中为了减小摩擦的是( )
A.轮胎上有花纹
B.急刹车时用力踩脚刹
C.雪天安装防滑链
D.轴承中安装滚珠
【答案】D
【解答】解:A、轮胎上有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A不合题意;
B、急刹车时用力踩脚刹,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B不合题意;
C、雪天安装防滑链,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C不合题意;
D、轴承中安装滚珠,是用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力,故D符合题意。
故选:D。
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