2026年中考物理一轮复习摩擦力专题
2026-03-20
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内容正文:
专题7中考物理摩擦力专题复习
核心知识点
一、摩擦力基础
1. 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趋势时,在接触面上产生的阻碍相对运动的力,叫摩擦力,用f表示。
2. 产生条件:①两物体相互接触且挤压(有弹力);②接触面粗糙;③发生相对运动或有相对运动趋势
3. 方向:与物体相对运动/相对运动趋势方向相反(不一定与运动方向相反)。
二、摩擦力的分类
1. 静摩擦力
- 物体有相对运动趋势但未发生相对运动时的摩擦。
- 大小:随外力变化而变化,与使物体产生趋势的外力大小相等(二力平衡)。
- 最大静摩擦力:物体刚好要动时的静摩擦力。
2. 滑动摩擦力
- 一个物体在另一个物体表面滑动时的摩擦。
- 决定因素:① 压力大小(压力越大,滑动摩擦力越大)② 接触面粗糙程度(越粗糙,滑动摩擦力越大)
- 特点:与接触面积、运动速度无关。
3. 滚动摩擦力
- 一个物体在另一个物体表面滚动时的摩擦。
- 相同条件下:滚动摩擦 < 滑动摩擦。
三、滑动摩擦力实验探究(中考高频考点)
1. 实验原理:二力平衡。
用弹簧测力计水平匀速直线拉动物体,拉力=滑动摩擦力。
2. 控制变量法
- 探究与压力的关系:控制接触面粗糙程度不变,改变压力。
- 探究与粗糙程度的关系:控制压力不变,改变接触面。
3. 易错点:
- 加速拉动时:拉力 > 摩擦力,测量值偏大。
- 拉动木板而不拉木块:无需匀速,读数更稳定。
四、增大与减小摩擦的方法
1.增大摩擦:①增大压力;②增大接触面粗糙程度;③变滚动为滑动
实例:鞋底花纹、刹车捏紧、瓶盖花纹、冰雪路面撒沙。
2.减小摩擦:①减小压力;② 减小接触面粗糙程度;③变滑动为滚动;④使接触面分离(加润滑油、气垫、磁悬浮)
实例:轴承、润滑油、冰壶刷冰、气垫船。
五、中考常考易错判断
1. 静止的物体可以受静摩擦力,运动的物体可以不受摩擦力。
2. 摩擦力不一定是阻力,也可以是动力(如走路、传送带)。
3. 滑动摩擦力只与压力和粗糙程度有关,与速度、接触面积无关。
4. 没有弹力,一定没有摩擦力;有弹力,不一定有摩擦力。
六、典型受力分析模板
1.水平匀速直线运动:f=F{拉}
2.竖直匀速爬杆:f=G(静摩擦,与握力无关)
习题巩固
一.选择题(共18小题)
1.如图甲所示,物体放在粗糙程度相同的水平地面上,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系以及物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.物体在4~6s时,处于减速直线运动状态
B.t=3s时,物体受到的摩擦力大小为1N
C.物体在2~4s时,所受推力F与摩擦力的大小相等
D.t=5s时,物体受到的摩擦力大小为2N
【分析】先由速度﹣时间图象判断物体的运动情况,然后根据物体的运动状态判断物体是否受平衡力作用;根据由F﹣t图象求出物体受到的拉力,然后由二力平衡的条件求出摩擦力的大小;
滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关。
【解答】解:由v﹣t图像可知:在0∼2s时,物体速度为0,处于静止状态,此时推力F=1N,根据二力平衡,此时摩擦力f=F=1N;
在4∼6s时,物体速度保持4m/s不变,处于匀速直线运动状态,此时推力F=2N,根据二力平衡,摩擦力f=F=2N;
在2~4s时,物体速度不断增大,做加速直线运动,此时推力F=3N,由于压力和接触面的粗糙程度均不变,所以此时摩擦力等于2N,物体做加速运动,所以推力大于摩擦力,即F>f;
分析各选项:
A.在4∼6s时,物体处于匀速直线运动状态,故A错误;
B.t=3s时,物体做加速运动,滑动摩擦力大小只与压力和接触面粗糙程度有关,因为压力和接触面粗糙程度不变,且与匀速运动时的滑动摩擦力相等,所以此时摩擦力为2N,故B错误;
C.物体在2~4s时做加速运动,推力大于摩擦力,故C错误;
D.t=5s时,物体处于匀速直线运动状态,摩擦力f=F=2N,故D正确。
故选:D。
2.骑自行车出行,绿色环保,低碳出行。如图所示,下列事例为了减小摩擦的是( )
A.轮胎上有凹凸不平的花纹
B.车把上有细条纹
C.轴承中装有滚珠
D.刹车时,用力捏车闸
【分析】(1)摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度。
(2)增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;
(3)减小摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动代替滑动。
【解答】解:A、轮胎上有凹凸不平的花纹,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、车把上有细条纹,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B不合题意;
C、轴承中装有滚珠,是用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力,故C符合题意;
D、刹车时,用力捏车闸,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D不合题意。
故选:C。
3.如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动,两次拉动木块得到的s﹣t图线分别是图乙中的①和②。两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,下列说法中正确的是( )
A.v1>v2 F1>F2 B.v1<v2 F1<F2
C.v1>v2 F1=F2 D.v1<v2 F1=F2
【分析】(1)弹簧测力计拉动木块在水平面上匀速直线运动时,水平方向上木块受到拉力和滑动摩擦力作用,拉力和滑动摩擦力是一对平衡力;(2)从图象中比较相同时间内的运动路程关系,由可知其速度关系。
【解答】解:
(1)由图乙可知,s−t 图线①和②均为过原点的斜直线,说明两次木块都做匀速直线运动,相同时间内①的路程长,由可知:①的速度大,即v1>v2;
(2)当弹簧测力计拉着木块在水平方向上做匀速直线运动时,处于平衡状态,此时木块在水平方向上受到的弹簧测力计的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反。两次情况下物体对水平面的压力和接触面的粗糙程度相同,则两种情况下木块所受滑动摩擦力f1=f2,由于两次弹簧测力计拉力F1和F2分别与对应的滑动摩擦力大小相等,则F1 =F2。故C正确。
故答案选C。
4.如图所示,物体A和B紧靠在粗糙程度均匀的竖直墙面上。两物体在竖直向上的力F1和水平向左的力F2作用下,沿竖直方向一起以相同速度做匀速直线运动,其中F1=50N、F2=20N,且大小和方向始终保持不变。已知物体A、B的重力分别为10N和30N,且B的右表面光滑,则下列说法正确的是( )
A.物体A对墙的摩擦力为10N,方向竖直向下
B.物体A受到B的摩擦力为30N,方向竖直向上
C.物体B受到A的支持力为20N,方向水平向左
D.物体B受到的摩擦力大小为30N,方向竖直向上
【分析】先对AB组成的系统进行受力分析,由平衡条件求出A受到的摩擦力;再隔离B进行受力分析解决问题。
【解答】解:A、整体在竖直方向受到:向上的拉力F1=50N、总重力G总=GA+GB=10N+30N=40N,
因为整体匀速直线运动,处于平衡状态,所以竖直方向合力为0。墙面给A的摩擦力需要满足:F1=G总+f墙A,可得f墙A=50N﹣40N=10N,方向竖直向下(因为拉力要克服重力和墙的向下摩擦力)。
根据力的作用是相互的,物体A对墙的摩擦力大小也是10N,方向竖直向上,故A错误。BD、对物体B单独受力分析,竖直方向上,因为B匀速运动,受力平衡,所以A对B的摩擦力与重力平衡,即fAB=GB=30N,方向竖直向上。
根据力的作用是相互的,物体A受到B的摩擦力大小也是30N,方向竖直向下,故B错误,D正确。C、B的右表面光滑,只受到向左的力F2=20N,因为B匀速运动,水平方向受力平衡,所以A对B的支持力与力F2平衡,大小为20N,方向水平向右,故C错误。
故选:D。
5.如图所示的四幅图对应的说法正确的是( )
A.图甲:汽车上坡时,受到的重力方向垂直于坡面向下
B.图乙:壁虎靠脚的吸力静止在竖直的窗上,受到的摩擦力为零
C.图丙:椅子靠背受到压力是因为椅子发生了形变
D.图丁:物体在月球上重力变小,所以人在月球上可以举起比地球上质量更大的物体
【分析】(1)在地球表面物体受到的重力的方向总是竖直向下;
(2)壁虎静止时竖直方向受到平衡力摩擦力等于重力;
(3)椅子靠背受到的压力是弹力,弹力产生的原因是人发生了形变;
(4)物体在月球与在地球上的质量是不变的,人对物体的举力不变,但月球上的g值变小了,人在月球上可以举起质量更大的物体
【解答】解:A.物体在地球表面受到的重力的方向总是竖直向下的。故A错误;
B.壁虎静止时在竖直方向上受到平衡力,竖直方向只有两个力:一个是竖直向下的重力,一个是竖直向上的摩擦力。摩擦力等于重力。故B错误;
C.椅子靠背受到的压力是弹力,弹力产生的原因是由于人发生了形变,人的后背要恢复原状,对椅子产生一个压力,故C错误;
D物体的质量不受地理位置的影响,不论在地球上还是在月球上,质量是不变的,人对物体的举力也不变,但月球上的g值变小了,人在月球上可以举起质量更大的物体。故D正确;
故选:D。
6.如图所示,一个木块A放在长木板B上,轻质弹簧一端接A,另一端固定在墙壁上,长木板B放在粗糙的水平地面上。在力F1=5N作用下,长木板B以1m/s的速度匀速向左运动,水平弹簧对A拉力为F2=3N,下列关于摩擦力的说法正确的是( )
A.木块A受到的摩擦力大小为5N
B.长木板B受到A的摩擦力大小为5N
C.若长木板B以2m/s的速度匀速向左运动时,长木板B受到地面的摩擦力大小为10N
D.若将F1增大为10N时,木块A受到的摩擦力大小为3N
【分析】木块虽然处于静止,但木块和长木板间有相对运动,木块与长木板间的摩擦力是滑动摩擦力。确定滑动摩擦力的大小,可以由滑动摩擦定律来确定,也可以由木块处于静止,受力平衡来确定。木块处所受的滑动摩擦力跟弹簧秤的拉力相平衡;
滑动摩擦力的大小跟木板运动的速度大小和所受的其它力的大小无关,不管长木板的速度多大,也不管它是匀速运动还是变速运动,木块受到的滑动摩擦力都不变。
【解答】解:AB、由于此时木块A处于平衡状态(木块A相对于地面是静止的),在水平方向上,A受到水平向左的摩擦力、水平向右的拉力F2的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,所以此时木块A所受的摩擦力大小等于3N,因力的作用是相互的,则木板B受到木块A的摩擦力也是3N,其方向水平向右,故AB错误;
C、长木板B以1m/s的速度匀速向左运动时,长木板处于平衡状态,受到水平向左的拉力F1、水平向右的A对B的摩擦力和水平向右的地面对B的摩擦力,则长木板B受到地面的滑动摩擦力为f地对B=F1﹣fA对B=5N﹣3N=2N;
若长木板B以2m/s的速度匀速向左运动时,因压力大小和接触面的粗糙程度均不变,所以长木板B受到地面的摩擦力大小仍然为2N,故C错误;
D、若用10N的力作用在长木板上,此时木块A仍处于平衡状态,所以此时A所受的摩擦力的大小仍等于F2=3N,故D正确。
故选:D。
7.某商场安装的智能化的电动扶梯如图所示。无人乘行时,扶梯运转得很慢:有人站在扶梯上时,它会先慢慢加速,再匀速运转,顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程。下列说法正确的是( )
A.以扶梯为参照物,顾客是运动的
B.扶梯加速过程中,顾客对扶梯的压力与扶梯对顾客的支持力是一对相互作用力
C.扶梯加速过程中,顾客受到的惯性力保持不变
D.扶梯整个运行过程中,顾客始终受摩擦力的作用
【分析】A、如果物体相对于参照物的位置不断变化,则物体是运动的,否则物体是静止的;
B、相互作用力:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上;
C、一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性;影响惯性的因素是物体的质量;
D、分加速和匀速两个过程对顾客进行运动分析和受力分析,加速过程合力斜向右上方,故支持力大于重力,静摩擦力向右;在匀速运动的过程中,顾客处于平衡状态,只受重力和支持力作用。
【解答】解:A、以扶梯为参照物,顾客与扶梯没有相对位置的变化,顾客是静止的,故A错误;
B、顾客对扶梯的压力和扶梯对顾客的支持力大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上,是一对相互作用力,故B正确;
C、惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故C错误;
D、在慢慢加速的过程中,人增加速度与速度同方向,合力斜向右上方,因而顾客受到的摩擦力;在匀速运动的过程中,顾客处于平衡状态,只受重力和支持力,顾客与电梯间的摩擦力等于零,故D错误。
故选:B。
8.2022年冬奥会在北京举行。武大靖带领中国短道速滑队在混合团体2000m接力比赛中为中国体育代表团斩获首金。图是武大靖参加比赛的名场面。下列关于短道速滑分析正确的是( )
A.武大靖全程做匀速直线运动
B.分析受力时,运动员受到惯性力
C.滑行时,运动员受到摩擦力
D.运动员转弯时受到平衡力作用
【分析】(1)赛道为环形弯道,不是匀速直线运动;
(2)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性;
(3)溜冰鞋与冰面间接触并相对挤压,右相对运动,接触面并不是绝对光滑,所以有摩擦力;
(4)受平衡力作用的物体处于静止或匀速直线运动状态。
【解答】解:A.赛道为环形弯道,因此运动员做的不是匀速直线运动,故A错误;
B.惯性不是力,因此不能说运动员受到惯性力,故B错误;
C.运动员滑行时,运动员与冰面之间有压力且不是光滑的面,因此运动员受到摩擦力,故C正确;
D.运动员在匀速转弯时,运动方向不断改变,处于非平衡状态,受到的不是平衡力,故D错误。
故选:C。
9.如图所示,有三个相同的物体叠放在一起,置于粗糙水平地面上,现用水平力F作用在B上,三个物体仍然静止,下列说法中正确的是( )
A.A受到B摩擦力的作用
B.B受到A、C摩擦力的作用
C.B只受C摩擦力的作用
D.C只受地面摩擦力的作用
【分析】先后隔离物体A、B、整体进行受力分析,结合共点力平衡条件分析即可明确摩擦力的大小和方向.
【解答】解:A、对A进行受力分析,A处于平衡状态,只受重力和支持力作用,不受到摩擦力作用,若存在摩擦力,则会出现不平衡现象,故A错误;
B、由选项A可知,B对A没有摩擦力作用,根据力的作用是相互的,可知,A对B没有摩擦力作用,故B错误;
C、对AB整体进行受力分析,水平方向受拉力和向左的摩擦力,根据二力平衡条件可得,B受到的摩擦力大小等于F,方向水平向左;因为AB间没有摩擦力,所以B只受C摩擦力的作用,故C正确;
D、对ABC整体进行分析可知,C受地面的摩擦力大小等于F,方向水平向左,由选项C可知,B受C摩擦力的作用,因为力的作用是相互的,所以C也受到B对C的摩擦力,故D错误。
故选:C。
10.如图,一块磨刀石有两个磨刀面,其中一个面比较粗糙,用来粗磨;另一个面比较细腻,用来细磨。现用两个磨刀面磨同一把菜刀,下列说法正确的是( )
A.粗磨时刀受到的摩擦力大于细磨时刀受到的摩擦力
B.粗磨时刀受到的摩擦力小于细磨时刀受到的摩擦力
C.粗磨时刀受到的摩擦力等于细磨时刀受到的摩擦力
D.刀受到的摩擦力方向总是与它相对磨刀石运动的方向相反
【分析】(1)滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关;
(2)摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反。
【解答】解:ABC.因为压力不知道,粗磨时刀受到的摩擦力和细磨时刀受到的摩擦力大小无法比较,故ABC不符合题意;
D.刀受到的摩擦力方向总是与它相对磨刀石运动的方向相反,故D符合题意。
故选:D。
11.如图所示,在粗糙的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一滑块,O点是弹簧保持原长时滑块的位置。开始时用力推滑块压缩弹簧至A位置保持,B、A两点较O点对称,后放手释放滑块,滑块来回多次往复运动,下列说法正确的是( )
A.物体最终可能停在B 点
B.向右运动过程中,O点速度v最大
C.向右运动过程,滑块受摩擦力f方向一定向左
D.向右运动越过O点后v减至0瞬间,滑块受摩擦力f瞬时为0N
【分析】弹簧的弹力与弹簧伸长量大小有关;
小球从A运动到O的过程中,弹簧由压缩到恢复原状,此时小球所受弹力方向向右、速度不断增大;小球从O运动到B的过程中,弹簧被拉伸,小球所受弹力方向向左、速度不断减小;小球在运动过程中受弹力和摩擦力作用,当二者平衡时,小球可能静止。
【解答】解:A、金属滑块在A点时,会向运动,说明弹力大于摩擦力,金属滑块运动到B点,由于OA等于OB,弹簧形变量相同,滑动摩擦力大小不变,故在B点受力不平衡,不能停在B点,故A错误;
B、金属滑块从A运动到O的过程中,因弹簧处于压缩状态而对滑块有水平向右的弹力;开始时,弹力大于摩擦力,滑块做加速运动;当弹力等于摩擦力时,滑块的速度最大;继续运动到O的过程中,弹力小于摩擦力,滑块做减速运动;滑块从O运动到B的过程中,因弹簧处于伸长状态而对滑块有水平向左的弹力,则滑块的速度不断减小,所以速度最块的位置在AO之间,故B错误;
C、向右运动过程,物体相对地面一直向右运动,故滑动摩擦力的方向向左,故C正确;
D、滑动摩擦力与压力、接触面的粗糙程度有关,与速度无关,故向右运动越过O点后v减至0过程物体受向左的弹力和向左的摩擦力,做减速运动,摩擦力大小不变,v减至0瞬间,滑块受力不平衡,继续向左运动,故D错误。
故选:C。
12.物理老师上课时演示了一个实验,如图,将一细棒从苹果中间穿过,初始时细棒竖直、苹果静止,然后用铁锤猛地敲击棒的上端,对敲击过程中现象的描述,下列说法正确的是( )
A.苹果受到向下的摩擦力,相对细棒向上移动
B.苹果受到向下的摩擦力,相对细棒向下移动
C.苹果受到向上的摩擦力,相对细棒向上移动
D.苹果受到向上的摩擦力,相对细棒向下移动
【分析】滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反;任何物体在任何状态下都有惯性,据此分析。
【解答】解:由于在铁锤敲击棒的上端时,棒急速下降,而苹果由于惯性仍在原位置,苹果相对棒向上移动,受到的摩擦力方向向下。
故选:A。
13.如图所示,水平地面上的木块乙上叠放木块甲,在力F1和F2的作用下,以共同的速度v一起水平向右匀速运动,已知F1=100N,F2=10N,下列关于甲、乙和地面之间的摩擦力大小和方向说法正确的是( )
A.甲对乙的摩擦力为100 N,水平向左
B.乙对地面的摩擦力为90 N,水平向右
C.甲受到的摩擦力为10 N,水平向左
D.地面对乙的摩擦力为10 N,水平向右
【分析】静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用,甲做匀速直线运动,首先分析甲的受力情况,求出甲受到的摩擦力;根据物体间力的作用是相互的,求出乙的上表面受到的摩擦力;
乙相对于地面进行匀速直线运动,分析乙的受力情况,求出乙下表面受到的摩擦力。
【解答】解:
两个物体一起向右做匀速直线运动,处于平衡状态,分析可知,水平方向上甲受到拉力F1和乙对甲的摩擦力作用,且摩擦力和拉力是一对平衡力,大小相等,方向相反,拉力F1是100N,所以乙对甲的摩擦力的大小是100N,方向水平向左;
甲对乙的摩擦力与乙对甲的摩擦力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,所以甲对乙的摩擦力大小是100N,方向水平向右;
物体乙进行匀速直线运动,处于平衡状态,分析可知,水平方向上受到甲对乙水平向右的摩擦力、地面对乙水平向左的摩擦力、水平向左的拉力F2,这三个力是平衡力,所以地面对乙水平向左的摩擦力与水平向左的拉力F2之和等于甲对乙水平向右的摩擦力,所以乙下表面受到地面的摩擦力大小为100N﹣10N=90N,方向水平向左;
乙对地面的摩擦力与地面对乙的摩擦力是一对相互作用力,二者大小相等,方向相反,即乙对地面的摩擦力为90N,方向水平向右。
综上所述,B正确。
故选:B。
14.小明想用传感器来探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,他设计了如图所示的实验装置。铜块放置在质量可忽略不计的硬纸板上,上方通过定滑轮与沙桶连接,右侧连接拉力传感器;硬纸板下方放置压力传感器,两个传感器连接计算机,用力向左水平拉动硬纸板,可在计算机软件中直接得到两个传感器的读数。以下正确的是( )
A.向沙桶中逐渐倒入沙子,压力传感器的读数会逐渐变大
B.向沙桶中逐渐倒入沙子,因铜块始终保持静止,拉力传感器的读数大小不变
C.本实验需要匀速直线拉动硬纸板
D.拉力传感器的读数大小等于铜块所受到的滑动摩擦力大小
【分析】(1)(2)分析铜块在竖直方向受力,在力的作用下保持平衡,向沙桶中逐渐倒入沙子,拉力变大,则支持力变小,根据相互作用力,分析压力传感器的读数;(3)(4)铜块在水平方向受到拉力传感器的拉力和滑动摩擦力两个力,因铜块始终保持静止,根据二力平衡,拉力传感器的读数大小与铜块所受到的滑动摩擦力的关系;实验中,无论长木板如何运动,铜块均静止,处于平衡状态,它受到的拉力与摩擦力平衡。
【解答】解:AB、铜块在竖直方向受到重力、绳子拉力和支持力三个力的作用,在这三个力的作用下保持平衡,则有G=F支+F拉,向沙桶中逐渐倒入沙子,拉力变大,则支持力变小,根据相互作用力,压力传感器的读数会逐渐变小,故AB错误;CD、铜块在水平方向受到拉力传感器的拉力和滑动摩擦力两个力,因铜块始终保持静止,根据二力平衡,拉力传感器的读数大小等于铜块所受到的滑动摩擦力大小。实验中,无论长木板如何运动,铜块均静止,处于平衡状态,它受到的拉力与摩擦力平衡。所以不需匀速拉动硬纸板,故C错误、D正确。故选:D。
15.如图所示,在同一水平面上,有表面粗糙程度相同、质量不同(mp<mQ)的两个木块,按照甲、乙、丙、丁四种方式放置,分别在水平力F1、F2、F3和F4的作用下做匀速直线运动,则下列关系式正确的是( )
A.F1>F2 B.F2=F3 C.F3=F4 D.F3<F4
【分析】物体受到滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度及物体间的压力有关;在接触面的粗糙程度相同时,压力越大,则物体受到的滑动摩擦力越大;根据二力平衡条件分析推力的大小。
【解答】解:滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关;
A、甲、乙两图中,接触面的粗糙程度相同、物体的质量不同,且mp<mQ,则由F=G=mg可知,P对地面的压力要小于Q对地面的压力,所以物体受到摩擦力的关系为f甲<f乙,因物体在水平面上做匀速直线运动,则推力等于摩擦力,所以F1<F2,故A错误;
B、乙、丙两图中,接触面的粗糙程度相同、物体的质量不同,且mQ<mQ+mp,则由F=G=mg可知,丙图中物体对接触面的压力较大,所以物体受到摩擦力的关系为f乙<f丙,因物体在水平面上做匀速直线运动,则推力等于摩擦力,所以F2<F3,故B错误;
CD、丙、丁两图中,压力大小和接触面的粗糙程度均不变,改变了接触面积的大小,但摩擦力大小不变,且物体做匀速直线运动,所以推力大小不变,即F3=F4,故C正确,D错误。
故选:C。
16.冰壶运动员比赛用鞋如图,蹬冰鞋底用橡胶制成,滑行鞋底用塑料制成。运动员用滑行鞋支撑全身在冰面上滑行,需要停下时,用蹬冰鞋接触冰面进行控制。下列说法正确的是( )
A.蹬冰鞋底是为了减小压力
B.滑行鞋底是为了减小摩擦力
C.运动员在冰面上滑行需要力来维持
D.滑行时若摩擦力消失,则运动员会停止运动
【分析】(1)摩擦力大小的影响因素有压力大小和接触面的粗糙程度;
减小摩擦力的方法有:减小接触面的粗糙程度、减小对接触面的压力、变滑动摩擦为滚动摩擦。
增大摩擦力的方法是增大压力、增大接触面的粗糙程度;
(2)力是改变物体运动状态的原因,一切物体在不受力时,总保持静止或匀速直线运动。
【解答】解:A、蹬冰脚的鞋底为橡胶制成,这是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故A错误;
B、塑料鞋底比较光滑,这是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦,故B正确;
C、力是改变物体运动状态的原因,运动员在冰面上滑行不需要力来维持,运动员会停下来是因为受到了阻力作用,故C错误;
D、滑行时,水平方向只受摩擦力,若摩擦力消失,运动员将做匀速直线运动,故D错误。
故选:B。
17.以下做法能减小摩擦力的是( )
A.机器转轴处加润滑油
B.用力压着黑板擦擦黑板
C.鞋底做成凹凸不平的槽纹
D.体操运动员在手上涂镁粉
【分析】增大摩擦力的方法:增大压力、增大接触面的粗糙程度、用滑动代替滚动。
减小摩擦力的方法:减小压力、减小接触面的粗糙程度、用滚动代替滑动、使接触面脱离等。
【解答】解:
A、在机器转轴处加润滑油,是通过分开接触面的方法来减小摩擦力的,故A正确;
B、用力压住橡皮擦去纸上的字,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错误;
C、鞋底上有槽纹,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C错误;
D、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来增大摩擦力,故D错误。
故选:A。
18.如图所示,放在粗糙程度相同的桌面上的P、Q两个物体,分别在Fp=5N、FQ=3N的水平拉力作用下做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.物体P的速度一定大于物体Q的速度
B.物体P受到的摩擦力大小为5N
C.物体P和物体Q受到的摩擦力大小相等
D.物体P一定比物体Q表面更粗糙
【分析】(1)二力平衡的条件:两个力等大、反向、同直线、同物体;
(2)匀速直线运动的物体受到平衡力的作用,物体P、Q分别在FP=5N、FQ=3N的水平拉力作用下做匀速直线运动,物体P、Q受到的摩擦力分别是5N、3N;
(3)摩擦力跟压力大小和接触面的粗糙程度有关,跟物体的运动速度无关。摩擦力大,可能是压力相同,接触面粗糙造成的;可能是接触面粗糙程度相同,压力大造成的;可能是压力大,接触面粗糙造成的。
【解答】解:由题意可知,物体水平方向受到的拉力与摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡可知,物体P受到的滑动摩擦力为5N,物体Q受到的滑动摩擦力为3N,物体P受到的摩擦力大于物体Q受到的摩擦力;
滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,滑动摩擦力大小不同,可能是接触面粗糙程度不同,也可能是压力大小不同;
P、Q两物体分别放在同一桌面上做匀速直线运动,处于平衡状态,但无法确定物体做匀速直线运动的速度大小。
故ACD错误、B正确。
故选:B。
二.多选题(共2小题)
(多选)19.如图5所示,将A、B两个粗糙程度相同重力均为10N的物体,以甲、乙两种不同的方式放在同一水平桌面上,甲图为叠放,乙图为平放。分别用水平方向的推力F甲和F乙使物体AB一起向右做匀速直线运动。已知F甲大小为5N,不计空气阻力。下列说法中正确的是( )
A.甲图中,物体A受到的摩擦力大小为5N,方向水平向左
B.甲图中,物体B受到的摩擦力大小为5N,方向水平向右
C.乙图中,物体A、B受到的摩擦力大小为10N,方向水平向左
D.甲、乙两图中,推力F甲和F乙大小相等
【分析】(1)产生摩擦力的条件:两个相互接触的物体之间存在压力,接触面粗糙,且发生了相对滑动或具有相对滑动的趋势;水平面上的物体的压力等于总重力;
(2)物体处于静止或做匀速直线运动时;滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,与接触面积无关。
【解答】解:A、物体A受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,即摩擦力大小等于拉力的大小为5N,摩擦力方向与运动方向相反,方向向左,故A正确;
B、在甲图中,物体A、B在5N的水平拉力F甲作用下,一起做匀速直线运动,因此,A、B都受到平衡力作用,而物体B在物体A上,一起做匀速直线运动,没有发生相对运动或相对运动的趋势,所以B不受摩擦力,即摩擦力为0,故B错误;
CD、在乙图中,将A、B靠着放在水平桌面上,使它们一起匀速运动,因为接触的粗糙程度不变,压力大小不变,则滑动摩擦力大小也不变,物体A、B做匀速运动,推力与摩擦力为一对平衡力,推力F乙的大小也为5N,摩擦力方向与运动方向相反,方向向左,故C错误,D正确。
故选:AD。
(多选)20.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所受摩擦力大小,在长木板运动的过程中,以下说法正确的是( )
A.木块A所受摩擦力的方向水平向左
B.长木板在水平方向上只受到拉力F的作用
C.拉动速度变大时,弹簧测力计示数不变
D.木块A所受到的是静摩擦力
【分析】当拉着长木板沿水平地面向左运动时,木块A相对于长木板向右运动。摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。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,与物体的运动速度无关。
【解答】解:A为长木板向左运动,木块A相对于长木板向右运动,所以木块A所受摩擦力的方向水平向左,A正确;
B.长木板在水平方向上受到拉力F、木块A对它的摩擦力以及地面给它的摩擦力,B错误;
C.由于压力大小和接触面粗糙程度不变,所以滑动摩擦力大小不变。木块A静止,处于平衡状态,弹簧测力计对木块A的拉力与木块A所受摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以拉动速度变大时,弹簧测力计示数不变,C正确;
D.木块A相对于长木板发生了相对滑动,所以木块A所受到的是滑动摩擦力,D错误。
故选:AC。
三.填空题(共4小题)
21.如图所示,物体A重30N,被50N的水平压力F压在竖直墙壁上保持静止,则物体A受到的摩擦力大小为 30 N,方向 竖直向上 。
【分析】对甲物体进行受力分析;根据物体的受力情况,由平衡条件求出物体受到的摩擦力。
【解答】解:物体甲被50N的水平压力F压在竖直墙壁上保持静止,处于平衡状态,物体在竖直方向上受平衡力的作用,物体甲受到的竖直向上的摩擦力和甲的竖直向下的重力是平衡力,大小相等,方向相反,所以:f甲=G甲=30N。故答案为:30;竖直向上。
22.如图所示,用8N的力握住水杯静止不动,水杯和水的总重力是6N,水杯受到的摩擦力是 6 N。喝掉2N的水后,仍然用8N的力握住水杯如图静止不动,水杯受到的摩擦力是 4 N。
【分析】水杯静止悬在空中,处于平衡状态,水杯受到竖直方向上的摩擦力和重力是一对平衡力,符合二力平衡条件:大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一物体上,据此求解。
【解答】解:用8N的力握住总重为6N的水杯静止不动,水杯处于平衡状态,水杯受到的摩擦力等于水杯的重力,为6N;喝掉2N的水后,仍然用8N的力握住水杯如图静止不动,水杯受到的摩擦力等于水杯和水的总重,大小为f'=G'=6N﹣2N=4N。
故答案为:6;4。
23.(1)如图1所示,一根有一定质量的木杆竖直悬挂在细绳下端,一只质量为10kg的猴子抱住木杆处于静止状态。某一瞬间细绳突然断了,猴子本能地立即沿木杆使劲往上爬。在爬的过程中,若木杆始终竖直,猴子与地面的相对位置一直保持不变,则该过程中猴子所受摩擦力的大小为 100 N。
(2)如图2,M、N两个物体叠放在水平面上保持静止,同时有F=10N的两个水平力分别作用于M、N两物体上,地面对物体N的摩擦力为 0 N。
【分析】(1)根据题意,猴子处于静止状态,由二力平衡条件可分析物体的受力情况。
(2)隔离对M进行受力分析,得出N对M的摩擦力大小;对整体进行受力分析,通过整体受力平衡,求出地面对N的摩擦力。
【解答】解:(1)在爬的过程中,若木杆始终竖直,猴子与地面的高度一直保持不变,所以猴子相对于地面始终处于静止状态,竖直方向受到平衡力作用,即受到的摩擦力等于自身重力,猴子所受摩擦力的大小f=G=mg=10kg×10N/kg=100N,方向与重力相反,为竖直向上。
(2)M处于静止状态,M在水平方向上受水平向左的拉力F和N对M向右的静摩擦力,M受到的这两个力是平衡力,大小相等,所以M和N之间摩擦力为f=F=10N;把MN看成一个整体,处于静止状态,受到平衡力的作用,在水平方向上受向左的拉力F和向右的拉力F,由于两个拉力大小相等,所以整体在水平方向上只受两个拉力,则地面对N没有摩擦力,地面对物体N的摩擦力为0N。
故答案为:(1)100;(2)0。
24.A、B两物体叠放在水平桌面上,如图所示,当物体C重为15N时,物体A、B恰好能一起向右做匀速直线运动,此时A、B间的摩擦力为 0 N,桌面对物体B的摩擦力为 15 N;若对物体B施加一个水平向左的力使物体A、B一起向左做匀速直线运动,不计绳与滑轮间的摩擦,则该力的大小为 30 N。
【分析】摩擦力产生的条件:两个物体之间有压力,且发生了相对运动或有相对运动的趋势;物体A、B在物体C的作用下向右做匀速直线运动,物体B在水平方向上受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力作用,根据二力平衡条件求出摩擦力大小;物体B向左匀速直线运动时,物体对水平桌面的压力不变,接触面粗糙程度不变,物体B和水平桌面的摩擦力不变。物体B水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的拉力、水平向右的摩擦力作用,水平向左的拉力和水平向右的拉力、水平向右的摩擦力是平衡力,根据平衡力条件求出水平向左的拉力。
【解答】解:物体A、B恰好能一起向右做匀速直线运动,此时A、B之间没有发生相对运动,也没有发生相对运动的趋势,所以A、B间的摩擦力为0;
物体A、B水平向右运动时,在水平方向上受到物体C对物体B施加的水平向右的拉力为15N、水平向左的摩擦力作用,因物体B处于匀速直线运动状态,则摩擦力和拉力是平衡力,所以水平向左的摩擦力与向右的拉力大小相等,为15N;
物体A、B水平向左运动时,由于压力不变,接触面粗糙程度不变,物体B受到的摩擦力不变,所以物体B水平向左运动时,受到水平向右的摩擦力也是15N;
物体A、B水平向左匀速直线运动时,水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的拉力15N(物体C对物体B施加的)、水平向右的摩擦力15N,水平向左的拉力和水平向右的拉力、水平向右的摩擦力是平衡力,所以水平向左的拉力,F′=F+f=15N+15N=30N。
故答案为:0;15;30。
四.作图题(共2小题)
25.如图所示,物体沿斜面匀速下滑,请画出物体对斜面的压力和物体所受的摩擦力。
【分析】物体沿斜面匀速下滑,所以它受到的摩擦力沿斜面向上,作用点在物体的重心上。物体对斜面的压力作用在斜面上,方向垂直于斜面向下。据此根据力的示意图的画法作图。
【解答】解:物体沿斜面匀速下滑,受到的摩擦力的作用点在它的重心上,方向沿斜面向上。物体对斜面压力的作用点在斜面上,方向垂直于斜面向下。如图所示:
26.如图所示,画出小球与被压缩的弹簧接触时受到的弹簧弹力和摩擦力的示意图。
【分析】根据力的示意图的定义,将弹簧对小球弹力、地面对小球的摩擦力的方向、作用点表示出来即可。
【解答】解:由图知,小球向左运动,使弹簧被压缩,此时小球受到向右的弹簧弹力、与相对运动方向相反的摩擦力(即向右的摩擦力),作用点都可以画在小球的重心上。
五.实验探究题(共4小题)
27.在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,小慧做了如图三次实验。
(1)实验前,需要对弹簧测力计在 水平 (选填“水平”或“竖直”)方向上调零;
(2)物体在水平方向上受到摩擦力和拉力作用,要使摩擦力等于拉力,物体必须做 匀速直线 运动,依据原理是 二力平衡 ;
(3)比较甲、乙两次实验,可以得出结论: 接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大 ;
(4)比较图甲、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 的关系;
(5)图甲中,小慧将木板固定,水平拉动木块,拉力逐渐增大,则木块受到的滑动摩擦力 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(6)小华同学发现小慧实际操作中弹簧测力计示数不稳定,于是改进了实验如图丁所示,改进后水平向左拉动木板B,这样操作的好处是 木板不必匀速运动 。
【分析】(1)弹簧测力计乙应该在力的方向上调零;
(2)根据二力平衡的条件分析;
(3)(4)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,根据图中现象得出结论;
(5)影响滑动摩擦力大小因素是:压力大小和接触面的粗糙程度;
(6)物体A相对于地面保持静止,由二力平衡分析。
【解答】解:(1)因实验中要沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,且在水平方向上读数,故实验前要把弹簧测力计在水平方向上调零;
(2)木块在水平面上被拉动时所受滑动摩擦力的大小无法直接测量,可依据二力平衡的条件,沿水平方向拉动木块做匀速直线运动,拉力和摩擦力是一对平衡力,则滑动摩擦力的大小等于拉力的大小;
(3)对比甲、乙两次实验知,接触面粗糙程度相同,乙中压力大,测力计示数更大,故到结论:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(4)对比甲、丙两次实验可知,压力相同,丙中的接触面粗糙程度较大,弹簧测力计示数较大,则压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系;
(5)若增大拉力,压力大小和接触面的粗糙程度没有变化,则受到的摩擦力将不变;
(6)如图丁所示,因物体A相对于地面保持静止,受到测力计的拉力(向右)与木板施加的摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,因测力计示数大小始终等于滑动摩擦力大小,故此过程中木板不必匀速运动。
故答案为:(1)水平;(2)匀速直线;二力平衡; (3)接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;(4)接触面粗糙程度;(5)不变;(6)木板不必匀速运动。
28.下雨时,经常可以看到如图甲所示的提示牌,针对这一现象,某兴趣小组开展项目式研究。
【驱动问题】滑动摩擦力的大小与地板砖潮湿程度的关系。
【项目研究】利用长条形地板砖、运动鞋、弹簧测力计和喷雾器,设计了图乙所示的实验装置。
(1)把条形地板砖固定在水平桌面上,每次用弹簧测力计拉着同一只鞋子在地板砖上做匀速直线运动,根据 二力平衡 可知,此时弹簧测力计的示数就等于滑动摩擦力的大小,鞋子受到的滑动摩擦力方向是水平向 左 ;
(2)用喷雾器向同一地板砖表面均匀喷雾改变地板砖的潮湿程度,测得实验数据如下表所示:
喷雾次数
0
2
4
6
8
10
摩擦力f/N
3.2
3.6
4.0
3.0
2.8
2.6
分析数据得出结论:随着地板砖潮湿程度的增大,滑动摩擦力的大小变化是 先变大后变小 ;
兴趣小组观看冬奥会,发现冰壶运动员在赛场上随意滑行是因为他们穿着两只鞋底完全不同的“冰壶鞋”:一只为滑行鞋,一只为蹬冰鞋,如图2。为了模拟运动员的鞋底,她选用了上下表面粗糙程度不同的木块,做了实验:
(3)图甲中木块受到的滑动摩擦力的大小为 2.4 N;
(4)分析甲、乙两次实验可初步得出:其他条件一定时,压力越大,物体受到的滑动摩擦力 越大 ;
(5)分析乙、丙两次实验可初步得出:压力大小相同时,接触面 越粗糙 ,滑动摩擦力越大;
(6)根据以上实验结论可知冰壶运动员的蹬冰鞋比滑行鞋表面更 粗糙 。
【分析】(1)根据 二力平衡的条件分析;
(2)分析数据得出结论;
(3)根据图甲中测力计分度值为0.2N得出木块受到的滑动摩擦力的大小;
(4)(5)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,据此分析回答;
(6)蹬冰鞋为防止打滑,要增大摩擦力,据此分析。
【解答】解:(1)把条形地板砖固定在水平桌面上,每次用弹簧测力计拉着同一只鞋子在地板砖上做匀速直线运动,鞋子在水平方向上受到平衡力,根据 二力平衡可知,此时弹簧测力计的示数就等于滑动摩擦力的大小,且这两个力方向相反,因测力计的拉力水平向右,故鞋子受到的滑动摩擦力方向是水平向左;
(2)分析数据得出结论:随着地板砖潮湿程度的增大,滑动摩擦力的大小变化是 先变大后变小;
(3)图甲中测力计分度值为0.2N,木块受到的滑动摩擦力的大小为 2.4N;
(4)分析甲、乙两次实验可初步得出:其他条件一定时,压力越大,物体受到的滑动摩擦力 越大;
(5)分析乙、丙两次实验可初步得出:压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(6)蹬冰鞋为防止打滑,要增大摩擦力,可知冰壶运动员的蹬冰鞋比滑行鞋表面更粗糙。
故答案为:(1)二力平衡;左;(2)先变大后变小;(3)2.4;(4)越大;(5)越粗糙;(6)粗糙。
29.小凤按如下步骤完成探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验:
(1)实验时,应让弹簧测力计拉着A物体沿水平方向做 匀速直线 运动;
(2)由 甲、丙 两图可知:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的 压力 越大,滑动摩擦力越大;
(3)实验后小组交流讨论时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动。于是小鸣设计了如丁图所示的实验装置,该装置的优点是 不需要 (选填“需要”或“不需要”)长木板做匀速直线运动。实验中小鸣发现:当F为3N时,木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,则长木板B受到地面的摩擦力大小为 1.8 N。
【分析】(1)测量滑动摩擦力大小的原理是二力平衡条件,因而要求物体沿水平方向做匀速直线运动才能保证拉力和滑动摩擦力平衡;
(2)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究滑动摩擦力与压力大小的关系时,要控制接触面的粗糙程度不变,据此解答。
(3丁图所示的实验装置,物块A相对于地面静止,根据力的平衡条件分析。
【解答】解:
(1)“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,要用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动,此时物体受到的拉力和滑动摩擦力平衡,由二力平衡条件可知滑动摩擦力的大小等于测力计的示数;
(2)研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系时,要控制接触面的粗糙程度不变,并改变压力的大小,则应对比甲、丙两图;由甲、丙两图可以得出结论:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)如图丁所示的实验装置,物块A相对于地面始终静止,物块A受到的摩擦力和测力计的拉力始终为一对平衡力,故该装置的优点是不需要长木板做匀速直线运动;
由图甲可知,物体A在木板表面上受到的滑动摩擦力为1.2N,图丁和图甲中物体A对木板的压力大小相同,接触面的粗糙程度也相同,故图丁中物体A受到的滑动摩擦力为1.2N;由于力的作用是相互的,木板B受到物体A对其水平向右的滑动摩擦力,大小也为1.2N;
由题知,当拉力F为3N时,长木板B刚好做匀速直线运动,此时木板B受物体A对其水平向右的摩擦力fAB、受地面对其水平向右的摩擦力f地,还受水平向左的拉力F,三力平衡,故fAB+f地=F,则长木板B受到地面的摩擦力大小为:f地=F﹣fAB=3N﹣1.2N=1.8N。
故答案为:(1)匀速直线;(2)甲、丙;压力;(3)不需要;1.8。
30.滑动摩擦力大小的因素可能有:①接触面所受的压力大小;②接触面的粗糙程度;③接触面积的大小。小徐通过图1所示实验操作验证这些猜想:
(1)实验中应该用弹簧测力计水平拉动木块在长木板上 匀速直线 滑动,这样做是根据 二力平衡 的知识得出拉力等于摩擦力,从而测出木块所受的摩擦力的大小;
(2)如果要验证猜想②,应该选择图1中 甲、丙 两幅图所示的实验步骤来操作,根据图1中弹簧测力计的示数可得出结论:在其他因素相同的情况下, 接触面粗糙程度越大 ,滑动摩擦力越大;
(3)要验证猜想③,将木块切去一半,重复甲的操作过程,如图1丁所示。比较图1甲和丁的实验结果,于是小徐得出结论: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 不可靠 (选填“可靠”或“不可靠”),理由是 没有控制压力相同 ;
(4)在实验中很难使木块做匀速直线运动。于是小徐设计了如图2所示的实验装置,该装置的优点是 不需要 长木板做匀速直线运动(选填“需要”或“不需要”)。
【分析】(1)探究影响滑动摩擦力大小的因素时,用弹簧测力计匀速拉动木块,木块处于平衡状态,拉力与滑动摩擦力是一对平衡力;
(2)实验应采用控制变量法,根据控制变量法的要求,分析图示情景,根据研究的问题确定需要控制的变量,然后答题;
(3)要探究摩擦力大小与接触面积的大小的关系,需使压力大小和接触面的粗糙程度相同,改变接触面积的大小;
(4)木块与弹簧测力计静止不动,不需要控制木板做匀速直线运动,便于实验操作,便于弹簧测力计读数。
【解答】解:(1)实验时,用弹簧测力计拉木块使它在水平木板上做匀速直线运动,木块处于平衡状态,木块在水平方向上受到的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡知识可知,这时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)要探究摩擦力与接触面粗糙程度的关系,根据猜想,需使压力和接触面积相同,接触面粗糙程度不同,所以应选择甲、丙两图进行探究;
由图可知,压力相同,接触面越粗糙,拉力越大,则摩擦力越大,可知其它条件相同,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)要验证猜想③,即滑动摩擦力与受力面积的关系,要控制压力和接触面粗糙程度相同,将木块切去一半,重复甲的操作过程,此时接触面积变小了,压力大小也变化了,没有控制压力相同,所以他的结论不可靠;
(4)如图所示的实验装置,不论长木板是否做匀速直线运动,物体相对于地面静止,受到的摩擦力和弹簧测力计的拉力为一对平衡力,并且弹簧测力计示数稳定,故该装置的优点是不需要长木板做匀速直线运动。
故答案为:(1)匀速直线;二力平衡;(2)甲、丙;接触面粗糙程度越大;(3)不可靠;没有控制压力相同;(4)不需要。
声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2026/3/20 21:18:39;用户:蒋杰昌;邮箱:13413686828;学号:41162325
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专题7中考物理摩擦力专题复习
核心知识点
一、摩擦力基础
1. 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趋势时,在接触面上产生的阻碍相对运动的力,叫摩擦力,用f表示。
2. 产生条件:①两物体相互接触且挤压(有弹力);②接触面粗糙;③发生相对运动或有相对运动趋势
3. 方向:与物体相对运动/相对运动趋势方向相反(不一定与运动方向相反)。
二、摩擦力的分类
1. 静摩擦力
- 物体有相对运动趋势但未发生相对运动时的摩擦。
- 大小:随外力变化而变化,与使物体产生趋势的外力大小相等(二力平衡)。
- 最大静摩擦力:物体刚好要动时的静摩擦力。
2. 滑动摩擦力
- 一个物体在另一个物体表面滑动时的摩擦。
- 决定因素:① 压力大小(压力越大,滑动摩擦力越大)② 接触面粗糙程度(越粗糙,滑动摩擦力越大)
- 特点:与接触面积、运动速度无关。
3. 滚动摩擦力
- 一个物体在另一个物体表面滚动时的摩擦。
- 相同条件下:滚动摩擦 < 滑动摩擦。
三、滑动摩擦力实验探究(中考高频考点)
1. 实验原理:二力平衡。
用弹簧测力计水平匀速直线拉动物体,拉力=滑动摩擦力。
2. 控制变量法
- 探究与压力的关系:控制接触面粗糙程度不变,改变压力。
- 探究与粗糙程度的关系:控制压力不变,改变接触面。
3. 易错点:
- 加速拉动时:拉力 > 摩擦力,测量值偏大。
- 拉动木板而不拉木块:无需匀速,读数更稳定。
四、增大与减小摩擦的方法
1.增大摩擦:①增大压力;②增大接触面粗糙程度;③变滚动为滑动
实例:鞋底花纹、刹车捏紧、瓶盖花纹、冰雪路面撒沙。
2.减小摩擦:①减小压力;② 减小接触面粗糙程度;③变滑动为滚动;④使接触面分离(加润滑油、气垫、磁悬浮)
实例:轴承、润滑油、冰壶刷冰、气垫船。
五、中考常考易错判断
1. 静止的物体可以受静摩擦力,运动的物体可以不受摩擦力。
2. 摩擦力不一定是阻力,也可以是动力(如走路、传送带)。
3. 滑动摩擦力只与压力和粗糙程度有关,与速度、接触面积无关。
4. 没有弹力,一定没有摩擦力;有弹力,不一定有摩擦力。
六、典型受力分析模板
1.水平匀速直线运动:f=F{拉}
2.竖直匀速爬杆:f=G(静摩擦,与握力无关)
习题巩固
一.选择题(共18小题)
1.如图甲所示,物体放在粗糙程度相同的水平地面上,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系以及物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.物体在4~6s时,处于减速直线运动状态
B.t=3s时,物体受到的摩擦力大小为1N
C.物体在2~4s时,所受推力F与摩擦力的大小相等
D.t=5s时,物体受到的摩擦力大小为2N
2.骑自行车出行,绿色环保,低碳出行。如图所示,下列事例为了减小摩擦的是( )
A.轮胎上有凹凸不平的花纹
B.车把上有细条纹
C.轴承中装有滚珠
D.刹车时,用力捏车闸
3.如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动,两次拉动木块得到的s﹣t图线分别是图乙中的①和②。两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,下列说法中正确的是( )
A.v1>v2 F1>F2 B.v1<v2 F1<F2
C.v1>v2 F1=F2 D.v1<v2 F1=F2
4.如图所示,物体A和B紧靠在粗糙程度均匀的竖直墙面上。两物体在竖直向上的力F1和水平向左的力F2作用下,沿竖直方向一起以相同速度做匀速直线运动,其中F1=50N、F2=20N,且大小和方向始终保持不变。已知物体A、B的重力分别为10N和30N,且B的右表面光滑,则下列说法正确的是( )
A.物体A对墙的摩擦力为10N,方向竖直向下
B.物体A受到B的摩擦力为30N,方向竖直向上
C.物体B受到A的支持力为20N,方向水平向左
D.物体B受到的摩擦力大小为30N,方向竖直向上
5.如图所示的四幅图对应的说法正确的是( )
A.图甲:汽车上坡时,受到的重力方向垂直于坡面向下
B.图乙:壁虎靠脚的吸力静止在竖直的窗上,受到的摩擦力为零
C.图丙:椅子靠背受到压力是因为椅子发生了形变
D.图丁:物体在月球上重力变小,所以人在月球上可以举起比地球上质量更大的物体
6.如图所示,一个木块A放在长木板B上,轻质弹簧一端接A,另一端固定在墙壁上,长木板B放在粗糙的水平地面上。在力F1=5N作用下,长木板B以1m/s的速度匀速向左运动,水平弹簧对A拉力为F2=3N,下列关于摩擦力的说法正确的是( )
A.木块A受到的摩擦力大小为5N
B.长木板B受到A的摩擦力大小为5N
C.若长木板B以2m/s的速度匀速向左运动时,长木板B受到地面的摩擦力大小为10N
D.若将F1增大为10N时,木块A受到的摩擦力大小为3N
7.某商场安装的智能化的电动扶梯如图所示。无人乘行时,扶梯运转得很慢:有人站在扶梯上时,它会先慢慢加速,再匀速运转,顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程。下列说法正确的是( )
A.以扶梯为参照物,顾客是运动的
B.扶梯加速过程中,顾客对扶梯的压力与扶梯对顾客的支持力是一对相互作用力
C.扶梯加速过程中,顾客受到的惯性力保持不变
D.扶梯整个运行过程中,顾客始终受摩擦力的作用
8.2022年冬奥会在北京举行。武大靖带领中国短道速滑队在混合团体2000m接力比赛中为中国体育代表团斩获首金。图是武大靖参加比赛的名场面。下列关于短道速滑分析正确的是( )
A.武大靖全程做匀速直线运动
B.分析受力时,运动员受到惯性力
C.滑行时,运动员受到摩擦力
D.运动员转弯时受到平衡力作用
9.如图所示,有三个相同的物体叠放在一起,置于粗糙水平地面上,现用水平力F作用在B上,三个物体仍然静止,下列说法中正确的是( )
A.A受到B摩擦力的作用
B.B受到A、C摩擦力的作用
C.B只受C摩擦力的作用
D.C只受地面摩擦力的作用
10.如图,一块磨刀石有两个磨刀面,其中一个面比较粗糙,用来粗磨;另一个面比较细腻,用来细磨。现用两个磨刀面磨同一把菜刀,下列说法正确的是( )
A.粗磨时刀受到的摩擦力大于细磨时刀受到的摩擦力
B.粗磨时刀受到的摩擦力小于细磨时刀受到的摩擦力
C.粗磨时刀受到的摩擦力等于细磨时刀受到的摩擦力
D.刀受到的摩擦力方向总是与它相对磨刀石运动的方向相反
11.如图所示,在粗糙的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一滑块,O点是弹簧保持原长时滑块的位置。开始时用力推滑块压缩弹簧至A位置保持,B、A两点较O点对称,后放手释放滑块,滑块来回多次往复运动,下列说法正确的是( )
A.物体最终可能停在B 点
B.向右运动过程中,O点速度v最大
C.向右运动过程,滑块受摩擦力f方向一定向左
D.向右运动越过O点后v减至0瞬间,滑块受摩擦力f瞬时为0N
12.物理老师上课时演示了一个实验,如图,将一细棒从苹果中间穿过,初始时细棒竖直、苹果静止,然后用铁锤猛地敲击棒的上端,对敲击过程中现象的描述,下列说法正确的是( )
A.苹果受到向下的摩擦力,相对细棒向上移动
B.苹果受到向下的摩擦力,相对细棒向下移动
C.苹果受到向上的摩擦力,相对细棒向上移动
D.苹果受到向上的摩擦力,相对细棒向下移动
13.如图所示,水平地面上的木块乙上叠放木块甲,在力F1和F2的作用下,以共同的速度v一起水平向右匀速运动,已知F1=100N,F2=10N,下列关于甲、乙和地面之间的摩擦力大小和方向说法正确的是( )
A.甲对乙的摩擦力为100 N,水平向左
B.乙对地面的摩擦力为90 N,水平向右
C.甲受到的摩擦力为10 N,水平向左
D.地面对乙的摩擦力为10 N,水平向右
14.小明想用传感器来探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,他设计了如图所示的实验装置。铜块放置在质量可忽略不计的硬纸板上,上方通过定滑轮与沙桶连接,右侧连接拉力传感器;硬纸板下方放置压力传感器,两个传感器连接计算机,用力向左水平拉动硬纸板,可在计算机软件中直接得到两个传感器的读数。以下正确的是( )
A.向沙桶中逐渐倒入沙子,压力传感器的读数会逐渐变大
B.向沙桶中逐渐倒入沙子,因铜块始终保持静止,拉力传感器的读数大小不变
C.本实验需要匀速直线拉动硬纸板
D.拉力传感器的读数大小等于铜块所受到的滑动摩擦力大小
15.如图所示,在同一水平面上,有表面粗糙程度相同、质量不同(mp<mQ)的两个木块,按照甲、乙、丙、丁四种方式放置,分别在水平力F1、F2、F3和F4的作用下做匀速直线运动,则下列关系式正确的是( )
A.F1>F2 B.F2=F3 C.F3=F4 D.F3<F4
16.冰壶运动员比赛用鞋如图,蹬冰鞋底用橡胶制成,滑行鞋底用塑料制成。运动员用滑行鞋支撑全身在冰面上滑行,需要停下时,用蹬冰鞋接触冰面进行控制。下列说法正确的是( )
A.蹬冰鞋底是为了减小压力
B.滑行鞋底是为了减小摩擦力
C.运动员在冰面上滑行需要力来维持
D.滑行时若摩擦力消失,则运动员会停止运动
17.以下做法能减小摩擦力的是( )
A.机器转轴处加润滑油
B.用力压着黑板擦擦黑板
C.鞋底做成凹凸不平的槽纹
D.体操运动员在手上涂镁粉
18.如图所示,放在粗糙程度相同的桌面上的P、Q两个物体,分别在Fp=5N、FQ=3N的水平拉力作用下做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.物体P的速度一定大于物体Q的速度
B.物体P受到的摩擦力大小为5N
C.物体P和物体Q受到的摩擦力大小相等
D.物体P一定比物体Q表面更粗糙
二.多选题(共2小题)
(多选)19.如图5所示,将A、B两个粗糙程度相同重力均为10N的物体,以甲、乙两种不同的方式放在同一水平桌面上,甲图为叠放,乙图为平放。分别用水平方向的推力F甲和F乙使物体AB一起向右做匀速直线运动。已知F甲大小为5N,不计空气阻力。下列说法中正确的是( )
A.甲图中,物体A受到的摩擦力大小为5N,方向水平向左
B.甲图中,物体B受到的摩擦力大小为5N,方向水平向右
C.乙图中,物体A、B受到的摩擦力大小为10N,方向水平向左
D.甲、乙两图中,推力F甲和F乙大小相等
(多选)20.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所受摩擦力大小,在长木板运动的过程中,以下说法正确的是( )
A.木块A所受摩擦力的方向水平向左
B.长木板在水平方向上只受到拉力F的作用
C.拉动速度变大时,弹簧测力计示数不变
D.木块A所受到的是静摩擦力
三.填空题(共4小题)
21.如图所示,物体A重30N,被50N的水平压力F压在竖直墙壁上保持静止,则物体A受到的摩擦力大小为 N,方向 。
22.如图所示,用8N的力握住水杯静止不动,水杯和水的总重力是6N,水杯受到的摩擦力是 N。喝掉2N的水后,仍然用8N的力握住水杯如图静止不动,水杯受到的摩擦力是 N。
23.(1)如图1所示,一根有一定质量的木杆竖直悬挂在细绳下端,一只质量为10kg的猴子抱住木杆处于静止状态。某一瞬间细绳突然断了,猴子本能地立即沿木杆使劲往上爬。在爬的过程中,若木杆始终竖直,猴子与地面的相对位置一直保持不变,则该过程中猴子所受摩擦力的大小为 N。
(2)如图2,M、N两个物体叠放在水平面上保持静止,同时有F=10N的两个水平力分别作用于M、N两物体上,地面对物体N的摩擦力为 N。
24.A、B两物体叠放在水平桌面上,如图所示,当物体C重为15N时,物体A、B恰好能一起向右做匀速直线运动,此时A、B间的摩擦力为 N,桌面对物体B的摩擦力为 N;若对物体B施加一个水平向左的力使物体A、B一起向左做匀速直线运动,不计绳与滑轮间的摩擦,则该力的大小为 N。
四.作图题(共2小题)
25.如图所示,物体沿斜面匀速下滑,请画出物体对斜面的压力和物体所受的摩擦力。
26.如图所示,画出小球与被压缩的弹簧接触时受到的弹簧弹力和摩擦力的示意图。
五.实验探究题(共4小题)
27.在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,小慧做了如图三次实验。
(1)实验前,需要对弹簧测力计在 (选填“水平”或“竖直”)方向上调零;
(2)物体在水平方向上受到摩擦力和拉力作用,要使摩擦力等于拉力,物体必须做 运动,依据原理是 ;
(3)比较甲、乙两次实验,可以得出结论: ;
(4)比较图甲、丙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与 的关系;
(5)图甲中,小慧将木板固定,水平拉动木块,拉力逐渐增大,则木块受到的滑动摩擦力 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(6)小华同学发现小慧实际操作中弹簧测力计示数不稳定,于是改进了实验如图丁所示,改进后水平向左拉动木板B,这样操作的好处是 。
28.下雨时,经常可以看到如图甲所示的提示牌,针对这一现象,某兴趣小组开展项目式研究。
【驱动问题】滑动摩擦力的大小与地板砖潮湿程度的关系。
【项目研究】利用长条形地板砖、运动鞋、弹簧测力计和喷雾器,设计了图乙所示的实验装置。
(1)把条形地板砖固定在水平桌面上,每次用弹簧测力计拉着同一只鞋子在地板砖上做匀速直线运动,根据 可知,此时弹簧测力计的示数就等于滑动摩擦力的大小,鞋子受到的滑动摩擦力方向是水平向 ;
(2)用喷雾器向同一地板砖表面均匀喷雾改变地板砖的潮湿程度,测得实验数据如下表所示:
喷雾次数
0
2
4
6
8
10
摩擦力f/N
3.2
3.6
4.0
3.0
2.8
2.6
分析数据得出结论:随着地板砖潮湿程度的增大,滑动摩擦力的大小变化是 ;
兴趣小组观看冬奥会,发现冰壶运动员在赛场上随意滑行是因为他们穿着两只鞋底完全不同的“冰壶鞋”:一只为滑行鞋,一只为蹬冰鞋,如图2。为了模拟运动员的鞋底,她选用了上下表面粗糙程度不同的木块,做了实验:
(3)图甲中木块受到的滑动摩擦力的大小为 N;
(4)分析甲、乙两次实验可初步得出:其他条件一定时,压力越大,物体受到的滑动摩擦力 ;
(5)分析乙、丙两次实验可初步得出:压力大小相同时,接触面 ,滑动摩擦力越大;
(6)根据以上实验结论可知冰壶运动员的蹬冰鞋比滑行鞋表面更 。
29.小凤按如下步骤完成探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验:
(1)实验时,应让弹簧测力计拉着A物体沿水平方向做 运动;
(2)由 两图可知:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的 越大,滑动摩擦力越大;
(3)实验后小组交流讨论时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动。于是小鸣设计了如丁图所示的实验装置,该装置的优点是 (选填“需要”或“不需要”)长木板做匀速直线运动。实验中小鸣发现:当F为3N时,木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,则长木板B受到地面的摩擦力大小为 N。
30.滑动摩擦力大小的因素可能有:①接触面所受的压力大小;②接触面的粗糙程度;③接触面积的大小。小徐通过图1所示实验操作验证这些猜想:
(1)实验中应该用弹簧测力计水平拉动木块在长木板上 滑动,这样做是根据 的知识得出拉力等于摩擦力,从而测出木块所受的摩擦力的大小;
(2)如果要验证猜想②,应该选择图1中 两幅图所示的实验步骤来操作,根据图1中弹簧测力计的示数可得出结论:在其他因素相同的情况下, ,滑动摩擦力越大;
(3)要验证猜想③,将木块切去一半,重复甲的操作过程,如图1丁所示。比较图1甲和丁的实验结果,于是小徐得出结论: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 (选填“可靠”或“不可靠”),理由是 ;
(4)在实验中很难使木块做匀速直线运动。于是小徐设计了如图2所示的实验装置,该装置的优点是 长木板做匀速直线运动(选填“需要”或“不需要”)。
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