内容正文:
第八章 《运动和力》练习
§8.3 摩擦力练习
【知识回顾】
一、摩擦力
1.摩擦力的定义:像这样两个互相接触的物体,当它们要发生或已经发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍物体相对运动趋势或相对运动的力,这种力就叫做摩擦力。
2.摩擦力产生的三个条件
①两物体接触面 ;②两物体之间正在发生相对运动或有 ;③两物体相互挤压,发生形变,有 。这三个条件缺一不可。
3.摩擦的种类
① 摩擦:两个物体之间因相对滑动而产生的摩擦
②滚动摩擦:两个物体之间因相对滚动而产生的摩擦
③静摩擦:两个有相对运动趋势的物体之间存在的摩擦
4.摩擦力的方向
由于摩擦力阻碍物体相对运动或相对运动的趋势,所以摩擦力的方向必定与物体相对运动方向或 的方向相反。
二、 探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关
【探究准备】
测量滑动摩擦力:用弹簧测力计在水平木板上 拉动木块,根据 知识可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数,这里利用的是 转换 法。
【探究过程】
【制订计划与设计实验】
1.实验器材的组装和选取
2.制订实验方案
(1)改变压力:增减木块上钩码的 。
(2)改变接触面粗糙程度:换用材料相同,但表面粗糙程度不同的长木板。
【进行实验与收集证据】
1.把木块放在长木板上,用弹簧测力计 拉动木块,使它沿水平长木板 滑动,读出并记录弹簧测力计的示数,即滑动摩擦力的大小。
2.在木块上放钩码,再次拉动木块,并记录数据。
3.保持钩码不变,换用材料相同但表面粗糙的长木板,再次拉动木块,并记录数据。
4.数据记录(弹簧测力计一格表示0.5 N)
序号
压力情况
接触面情况
滑动摩擦力/N
甲
木块
长木板
乙
木块和钩码
长木板
丙
木块和钩码
表面粗糙的长木板
【分析与论证】
1.由 两次实验可知:在接触面粗糙程度相同时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力 。
2.由 两次实验可知:在接触面受到的压力相同时,接触面越 ,滑动摩擦力越大。
【实验结论】
滑动摩擦力的大小与 和 有关。
【交流与评估】
1.实验中,如何探究滑动摩擦力的大小与受力面积是否有关?
答:保持压力和接触面的粗糙程度等因素不变,改变木块受力面积大小,比如将木块分别平放和侧放,进行实验。
2.实验中,如何探究滑动摩擦力的大小与运动速度是否有关?
答:保持压力和接触面的粗糙程度等因素不变,改变木块速度大小,进行实验。
知识点三 知道增大或减小摩擦力的方法
1.增大摩擦力的方法:
(1) 压力;
(2) 接触面的粗糙程度;
(3)用 代替 。
2.减小摩擦力的方法:
(1) 压力;
(2) 接触面的粗糙程度;
(3)用 代替 ;
(4)使两个相互接触的表面 。
【精练】
1.如果此时教室内的摩擦力突然消失10 s,我们身边的情景不可能发生的是( )
A.黑板上写不出粉笔字
B.教师和学生可以更轻松地在教室内行走
C.轻轻一吹,书桌上的课本便可飞出去
D.手拿杯子时会掉落地上
2.下列关于摩擦力的说法,正确的是( )
A.发生相对运动的两个物体间一定会产生滑动摩擦力
B.在相同条件下,接触面积越大,滑动摩擦力越大
C.一个物体对另一个物体产生摩擦力的作用,同时自身也受到摩擦力
D.两个物体之间有压力,则一定有摩擦力
3.如图所示实例中,为了增大摩擦的是( )
A.轴承中装有滚珠 B.给车轴加润滑油
C.用力压住橡皮擦字 D.轮滑鞋装有滚轮
4.冰壶在水平冰面上沿直线滑动的过程中,若冰面粗糙程度相同,则冰壶所受的摩擦力( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.保持不变 D.先增大后减小
5.如图所示,手握装水的玻璃杯保持静止,下列方法中能增大手与玻璃杯之间摩擦的是( )
A.喝掉杯中一部分水 B.向杯中加一些水
C.给手戴上粗糙的手套 D.增大握水杯的力度
6.体育馆有一种供运动爬竿用的器材,器材顶部安装拉力传感器,传感器连接着爬竿。爬竿质量为m,一位质量为M的同学正沿着爬竿滑下,该同学受到的摩擦力为f,则这时传感器对爬竿的拉力为( )
A.mg+Mg B.(m+M)g+f C.mg+f D.(m+M)g-f
7.如图,小雯在做家务劳动时,用平行于水平地面的力推沙发,沙发有相对地面运动的趋势,但它没有被推动。在上述过程中,下列说法正确的是( )
A.地面对沙发没有摩擦力的作用
B.人对沙发的推力小于地面对沙发的摩擦力
C.人对沙发的推力与地面对沙发的摩擦力是一对平衡力
D.沙发受到的重力与地面对沙发的支持力是一对相互作用力
8.古代劳动人民在建造宫殿时,往往在巨木下垫上圆木进行搬运,其目的是( )
A.减小巨木的质量 B.减小巨木的密度
C.增大摩擦 D.减小摩擦
9.(多选)如图,在粗糙程度相同的水平面上,重为10 N的物体在F=5 N的水平拉力作用下,沿水平面由A点匀速运动到B点,此时撤去拉力,物体继续向前运动到C点停下来,此过程中下列说法正确的是( )
A.物体在AB段摩擦力等于5 N B.物体在AB段摩擦力小于5 N
C.物体在BC段摩擦力等于5 N D.物体在AB段摩擦力大于在BC段摩擦力
10.(多选)如图所示,小明将筷子从半个苹果中间穿过,用铁锤反复敲击筷子顶端,位于筷子底端的苹果随着敲击从筷子底端升到筷子中上段。在这个敲击过程中,下列说法正确的是( )
A.苹果能升到筷子中上段是因为苹果具有惯性
B.敲击过程中筷子受到的摩擦力是静摩擦力
C.敲击过程中苹果受到的摩擦力是滑动摩擦力
D.相对于筷子,苹果逐渐向上运动
11.(多选)小明用水平推力F把木箱向前推动,此过程中,推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图甲、乙所示,则下列说法错误的是( )
A.在0~1s内,由于推力小于摩擦力,木箱保持静止
B.当t=2s时,木箱所受摩擦力为300N
C.木箱在1~6s内,受到的摩擦力均为200N
D.在5~6s内,木箱处于非平衡状态,所受外力为100N
12.水平桌子上放着一个静止的物体,如图所示,当用大小为8N的水平推力推这个物体时,木块做匀速直线运动,物体受到的摩擦力为 N;若用12N的水平推力推物体,物体加速运动,则物体受到的滑动摩擦力大小 N
13.小明发现拔河比赛是一个与摩擦力大小有关的运动,作为体育委员的小明同学在选择参赛队员的时候应该选择体重较 重 (选填“轻”或“重”)的同学,因为摩擦力的大小与 压力 有关;他应该选择鞋底较为 粗糙 (选填“光滑”或“粗糙”)的鞋子才能增大本班获胜的概率。
14.如图所示,物体A重30N,用F等于50N的力垂直压在墙上静止不动,则物体A所受的摩擦力是 N;当F增大到60N时,物体A所受的摩擦力是 N。
15.我国科学家成功研发出微尺寸昆虫仿生机器人,如图“昆虫”机器人前腿长后腿短,它前进的动力是靠两个前腿振动击打地面获得的。昆虫在正常的爬行过程中与地面的摩擦属于 (选填“滑动摩擦”、“滚动摩擦”或“静摩擦”)。质量为20g的某昆虫在竖直墙面上匀速向上爬行时受到的摩擦力是 N。(g取10N/kg)
16.如图所示,两个重20N的相同物块A、B叠放在一起,受到10N的水平推力F1的作用,在水平地面上一起做匀速直线运动,则此时A受到的摩擦力为 N,若将B和A并列,并让它们一起在同一水平地面上匀速前进,那么需要的水平推力F2 F1(填“<”、“>”“=”)。
17.如图所示,在水平桌面上放置A、B两个长方体物块,A物块受到水平向右拉力,B物块受到水平向左拉力,此时A、B两物块一起静止,水平桌面对B的摩擦力为 N,方向为 。
18.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图像分别如图乙、丙所示,由图像可知,当t=1 s时,物体受到的摩擦力是 N,物体在1 s时处于 (选填“静止”“加速”或“匀速”)状态,当t=3 s时,物体受到的拉力大小为 N,物体受到的摩擦力是 N。
19.如图所示,木箱A静止在斜面上,请画出木箱A所受重力和摩擦力的示意图(点A为力的作用点)。
20.为了探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关,小金设计了如图甲、乙、丙、丁所示的实验(实验所用棉布表面比木板表面粗糙)。
(1)实验过程中,弹簧测力计应沿水平方向拉着物块做 运动,则滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)比较甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与 是否有关;比较乙、丙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与 是否有关;
(3)比较甲、丁两次实验,发现甲实验中弹簧测力计的示数大于丁实验中弹簧测力计的示数,小金由此得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 ;
(4)在这四次实验中,滑动摩擦力最小的是 (选填“甲”“乙”“丙”或“丁”);
(5)小金对实验装置进行改进后,如图戊所示。当他再进行实验时,发现效果更好。请你说出改进后的优点是 (写出一条即可)。
(6)小金又探究了两款防滑垫的防滑效果,小金用弹簧测力计、运动鞋做了如下的实验。
实验时将防滑垫固定于水平地面,将运动鞋分别放置在A、B两款防滑垫上,匀速拉动弹簧测力计,待示数稳定后,如图所示,则运动鞋在A款防滑垫上滑动时受到的摩擦力大小为 2.6 N。对比两图可判断出 (选填“A”或“B”)款防滑垫防滑效果更好,判断依据是:当 一定时,接触面越粗糙,摩擦力越 。
21.一辆质量为1.25t的电动汽车,在平直公路上匀速行驶时受到的摩擦力是重力的0.04倍。若g=10N/kg,试求:
(1)电动汽车的重力是多少?
(2)电动汽车匀速行驶时受到的摩擦力是多少?
(3)若电动汽车由匀速变减速行驶,电动汽车受到的摩擦力又是多少?
参考答案
【知识回顾】
一、摩擦力
1.摩擦力的定义:像这样两个互相接触的物体,当它们要发生或已经发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍物体相对运动趋势或相对运动的力,这种力就叫做摩擦力。
2.摩擦力产生的三个条件
①两物体接触面粗糙;②两物体之间正在发生相对运动或有相对运动趋势;③两物体相互挤压,发生形变,有弹力。这三个条件缺一不可。
3.摩擦的种类
①滑动摩擦:两个物体之间因相对滑动而产生的摩擦
②滚动摩擦:两个物体之间因相对滚动而产生的摩擦
③静摩擦:两个有相对运动趋势的物体之间存在的摩擦
4.摩擦力的方向
由于摩擦力阻碍物体相对运动或相对运动的趋势,所以摩擦力的方向必定与物体相对运动方向或相对运动趋势的方向相反。
知识点二 探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关
【探究准备】
测量滑动摩擦力:用弹簧测力计在水平木板上 匀速 拉动木块,根据 二力平衡 知识可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数,这里利用的是 转换 法。
【探究过程】
【制订计划与设计实验】
1.实验器材的组装和选取
2.制订实验方案
(1)改变压力:增减木块上钩码的 个数 。
(2)改变接触面粗糙程度:换用材料相同,但表面粗糙程度不同的长木板。
【进行实验与收集证据】
1.把木块放在长木板上,用弹簧测力计 水平 拉动木块,使它沿水平长木板 匀速 滑动,读出并记录弹簧测力计的示数,即滑动摩擦力的大小。
2.在木块上放钩码,再次拉动木块,并记录数据。
3.保持钩码不变,换用材料相同但表面粗糙的长木板,再次拉动木块,并记录数据。
4.数据记录(弹簧测力计一格表示0.5 N)
序号
压力情况
接触面情况
滑动摩擦力/N
甲
木块
长木板
0.5
乙
木块和钩码
长木板
1.5
丙
木块和钩码
表面粗糙的长木板
2
【分析与论证】
1.由 甲、乙 两次实验可知:在接触面粗糙程度相同时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力 越大 。
2.由 乙、丙 两次实验可知:在接触面受到的压力相同时,接触面越 粗糙 ,滑动摩擦力越大。
【实验结论】
滑动摩擦力的大小与 压力大小 和 接触面的粗糙程度 有关。
【交流与评估】
1.实验中,如何探究滑动摩擦力的大小与受力面积是否有关?
答:保持压力和接触面的粗糙程度等因素不变,改变木块受力面积大小,比如将木块分别平放和侧放,进行实验。
2.实验中,如何探究滑动摩擦力的大小与运动速度是否有关?
答:保持压力和接触面的粗糙程度等因素不变,改变木块速度大小,进行实验。
知识点三 知道增大或减小摩擦力的方法
1.增大摩擦力的方法:
(1) 增大 压力;
(2) 增大 接触面的粗糙程度;
(3)用 滑动 代替 滚动 。
2.减小摩擦力的方法:
(1) 减小 压力;
(2) 减小 接触面的粗糙程度;
(3)用 滚动 代替 滑动 ;
(4)使两个相互接触的表面 分离 。
【精练】
1.如果此时教室内的摩擦力突然消失10 s,我们身边的情景不可能发生的是(B)
A.黑板上写不出粉笔字
B.教师和学生可以更轻松地在教室内行走
C.轻轻一吹,书桌上的课本便可飞出去
D.手拿杯子时会掉落地上
2.下列关于摩擦力的说法,正确的是(C)
A.发生相对运动的两个物体间一定会产生滑动摩擦力
B.在相同条件下,接触面积越大,滑动摩擦力越大
C.一个物体对另一个物体产生摩擦力的作用,同时自身也受到摩擦力
D.两个物体之间有压力,则一定有摩擦力
3.(2025·北京·中考真题)如图所示实例中,为了增大摩擦的是( D )
A.轴承中装有滚珠 B.给车轴加润滑油
C.用力压住橡皮擦字 D.轮滑鞋装有滚轮
4. 5.(2025·广东中考)冰壶在水平冰面上沿直线滑动的过程中,若冰面粗糙程度相同,则冰壶所受的摩擦力(C)
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.保持不变 D.先增大后减小
5.(2025·江苏镇江·二模)如图所示,手握装水的玻璃杯保持静止,下列方法中能增大手与玻璃杯之间摩擦的是( B )
A.喝掉杯中一部分水 B.向杯中加一些水
C.给手戴上粗糙的手套 D.增大握水杯的力度
6.体育馆有一种供运动爬竿用的器材,器材顶部安装拉力传感器,传感器连接着爬竿。爬竿质量为m,一位质量为M的同学正沿着爬竿滑下,该同学受到的摩擦力为f,则这时传感器对爬竿的拉力为( C )
A.mg+Mg B.(m+M)g+f C.mg+f D.(m+M)g-f
7.如图,小雯在做家务劳动时,用平行于水平地面的力推沙发,沙发有相对地面运动的趋势,但它没有被推动。在上述过程中,下列说法正确的是( C )
A.地面对沙发没有摩擦力的作用
B.人对沙发的推力小于地面对沙发的摩擦力
C.人对沙发的推力与地面对沙发的摩擦力是一对平衡力
D.沙发受到的重力与地面对沙发的支持力是一对相互作用力
8.古代劳动人民在建造宫殿时,往往在巨木下垫上圆木进行搬运,其目的是(D)
A.减小巨木的质量 B.减小巨木的密度
C.增大摩擦 D.减小摩擦
9.如图,在粗糙程度相同的水平面上,重为10 N的物体在F=5 N的水平拉力作用下,沿水平面由A点匀速运动到B点,此时撤去拉力,物体继续向前运动到C点停下来,此过程中下列说法正确的是( AC )
A.物体在AB段摩擦力等于5 N B.物体在AB段摩擦力小于5 N
C.物体在BC段摩擦力等于5 N D.物体在AB段摩擦力大于在BC段摩擦力
10.(多选)如图所示,小明将筷子从半个苹果中间穿过,用铁锤反复敲击筷子顶端,位于筷子底端的苹果随着敲击从筷子底端升到筷子中上段。在这个敲击过程中,下列说法正确的是( ACD )
A.苹果能升到筷子中上段是因为苹果具有惯性
B.敲击过程中筷子受到的摩擦力是静摩擦力
C.敲击过程中苹果受到的摩擦力是滑动摩擦力
D.相对于筷子,苹果逐渐向上运动
11.(多选)小明用水平推力F把木箱向前推动,此过程中,推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图甲、乙所示,则下列说法错误的是( ABD )
A.在0~1s内,由于推力小于摩擦力,木箱保持静止
B.当t=2s时,木箱所受摩擦力为300N
C.木箱在1~6s内,受到的摩擦力均为200N
D.在5~6s内,木箱处于非平衡状态,所受外力为100N
12.(多选)水平桌子上放着一个静止的物体,如图所示,当用大小为8N的水平推力推这个物体时,木块做匀速直线运动,物体受到的摩擦力为 8 N;若用12N的水平推力推物体,物体加速运动,则物体受到的滑动摩擦力大小 8 N
13.6.小明发现拔河比赛是一个与摩擦力大小有关的运动,作为体育委员的小明同学在选择参赛队员的时候应该选择体重较 重 (选填“轻”或“重”)的同学,因为摩擦力的大小与 压力 有关;他应该选择鞋底较为 粗糙 (选填“光滑”或“粗糙”)的鞋子才能增大本班获胜的概率。
14.如图所示,物体A重30N,用F等于50N的力垂直压在墙上静止不动,则物体A所受的摩擦力是 30 N;当F增大到60N时,物体A所受的摩擦力是 30 N。
15.我国科学家成功研发出微尺寸昆虫仿生机器人,如图“昆虫”机器人前腿长后腿短,它前进的动力是靠两个前腿振动击打地面获得的。昆虫在正常的爬行过程中与地面的摩擦属于 静摩擦 (选填“滑动摩擦”、“滚动摩擦”或“静摩擦”)。质量为20g的某昆虫在竖直墙面上匀速向上爬行时受到的摩擦力是 0.2 N。(g取10N/kg)
16.如图所示,两个重20N的相同物块A、B叠放在一起,受到10N的水平推力F1的作用,在水平地面上一起做匀速直线运动,则此时A受到的摩擦力为 0 N,若将B和A并列,并让它们一起在同一水平地面上匀速前进,那么需要的水平推力F2 = F1(填“<”、“>”“=”)。
17.如图所示,在水平桌面上放置A、B两个长方体物块,A物块受到水平向右拉力,B物块受到水平向左拉力,此时A、B两物块一起静止,水平桌面对B的摩擦力为 3 N,方向为 水平向右 。
18.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图像分别如图乙、丙所示,由图像可知,当t=1 s时,物体受到的摩擦力是 3 N,物体在1 s时处于 静止 (选填“静止”“加速”或“匀速”)状态,当t=3 s时,物体受到的拉力大小为 7 N,物体受到的摩擦力是 5 N。
19.如图所示,木箱A静止在斜面上,请画出木箱A所受重力和摩擦力的示意图(点A为力的作用点)。
【答案】图略
20.为了探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关,小金设计了如图甲、乙、丙、丁所示的实验(实验所用棉布表面比木板表面粗糙)。
(1)实验过程中,弹簧测力计应沿水平方向拉着物块做 匀速直线 运动,则滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)比较甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与 压力大小 是否有关;比较乙、丙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与 接触面粗糙程度 是否有关;
(3)比较甲、丁两次实验,发现甲实验中弹簧测力计的示数大于丁实验中弹簧测力计的示数,小金由此得出结论:滑动摩擦力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,理由是 没有控制压力大小相等 ;
(4)在这四次实验中,滑动摩擦力最小的是 丁 (选填“甲”“乙”“丙”或“丁”);
(5)小金对实验装置进行改进后,如图戊所示。当他再进行实验时,发现效果更好。请你说出改进后的优点是 不必控制木板做匀速直线运动,便于操作 (写出一条即可)。
(6)小金又探究了两款防滑垫的防滑效果,小金用弹簧测力计、运动鞋做了如下的实验。
实验时将防滑垫固定于水平地面,将运动鞋分别放置在A、B两款防滑垫上,匀速拉动弹簧测力计,待示数稳定后,如图所示,则运动鞋在A款防滑垫上滑动时受到的摩擦力大小为 2.6 N。对比两图可判断出 B (选填“A”或“B”)款防滑垫防滑效果更好,判断依据是:当 压力 一定时,接触面越粗糙,摩擦力越 大 。
21.一辆质量为1.25t的电动汽车,在平直公路上匀速行驶时受到的摩擦力是重力的0.04倍。若g=10N/kg,试求:
(1)电动汽车的重力是多少?
(2)电动汽车匀速行驶时受到的摩擦力是多少?
(3)若电动汽车由匀速变减速行驶,电动汽车受到的摩擦力又是多少?
【解答】.(1)电动汽车质量
电动汽车的重力由
(2)匀速行驶时,摩擦力 是重力的 0.04 倍,即
(3)摩擦力大小仅与压力(即重力)和接触面粗糙程度有关,与运动状态无关。减速行驶时,压力和接触面未改变,故摩擦力仍为500N。
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