第19讲 摩擦力（暑假预习讲义）新八年级物理新教材沪科版（五四学制）

第19讲 摩擦力 内容导航 01 预习航标→ 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 概念构建：梳理核心概念，形成知识框架 考点精讲：聚焦常考要点，讲清逻辑 例题精析：典型题目带路，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 关键词 学习目标导航 摩擦力 摩擦力的利与弊 1. 通过对实例的分析，了解摩擦力，体会分类归纳的科学思维方法。 2. 通过“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验过程，发展运用控制变量制订方案、表述结论的实验能力。 3. 分析生活实例, 体会摩擦力的利与弊，感受物理学对人类生活和社会发展的影响。 学习重点：摩擦力的概念和滑动摩擦力大小的影响因素 学习难点：探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关。 情｜境｜启｜思 冰壶比赛展现动静之美，考验运动员的体力与智慧，是北京冬奥会的比赛项目之一。如图5-4-1 所示，运动员推动冰壶向前运动，达到一定的速度后释放冰壶，冰壶会继续向前运动一段距离直至停止。什么力阻碍了冰壶的运动，使它逐渐减速？ 概｜念｜构｜建 一、摩擦力 1. 滑动摩擦力：是当两物体接触面存在相对滑动时，在接触间产生的阻碍物体相对滑动的力。 滑动摩擦力的方向与物体间相对运动的方向相反。如图所示，人推箱子向右滑动时，箱子相对于地面向右运动时，受到的滑动摩擦力方向向左。 滑动摩擦力 静摩擦力 2. 静摩擦力 （1）静摩擦力：是两个相互接触的物体保持相对静止，但存在相对滑动趋势时，在接触面产生的阻碍相对滑动趋势的力。 （2）静摩擦力的大小：手握瓶子处于静止状态，瓶子受到重力G和静摩擦力f 的作用，该二力是一对平衡力，所以静摩擦力的大小等于瓶子受到的重力大小，即f=G。 二、研究影响滑动摩擦力大小的因素 【提出问题】冰壶运动员投出的冰壶，可以在冰面上滑行较长距离，是因为冰壶受到的 滑动摩擦力很小吗？根据生活中的现象，猜想滑动摩擦力的大小与哪些因素有 关，并说明猜想的依据。 【搜集证据】 （1）实验器材：弹簧测力计（或力传感器）、木块、毛巾、棉布、木板、砝码等。 （2）方案：影响滑动摩擦力大小的因素可能有多个，我们可以控制接触面粗糙程度等因素相同，仅改变压力大小，比较滑动摩擦力的大小；也可以控制压力大小等因素相同，仅改变接触面粗糙程度，比较滑动摩擦力的大小。这种思想方法叫做控制变量法。 【进行实验与收集数据】 ① 如图甲所示，将木块置于已固定在桌面的木板上，使用弹簧测力计沿水平方向缓慢拉动木块。记录弹簧测力计的示数，即为滑动摩擦力的大小。 ② 在木块上增加砝码从而改变木块对接触面的压力，测出此时滑动摩擦力的大小（图乙）。 ③保持压力相同，改变接触面的粗糙程度，测出此时滑动摩擦力的大小（图丙）。 （3）实验数据表 实验序号 接触面 压力 弹簧测力计示数F/N 滑动摩擦力大小F1/N 1 木板 不放置砝码 2 放置1个砝码 3 放置2个砝码 4 木板 相同 5 毛巾 6 棉布 【作出解释】 （1）分析 分析实验序号1、2与3可得出结论：控制接触面的粗糙程度不变时，压力越大，滑动摩擦力越大。 分析实验序号4、5与6可得出结论：控制压力不变时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 （2）实验结论 滑动摩擦力的大小与接触面所受压力有关，压力越大，滑动摩擦力越大。滑动摩擦力的大小还与接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 三、生活中与摩擦力有关的现象 1. 增大摩擦的方法 （1）增大物体间的压力。（2）使接触面粗糙。（3）变滚动摩擦为滑动摩擦。 2. 减小摩擦的方法 （1）减小压力。（2）使接触面光滑。（3）用滚动替代滑动。（4）使接触面分离。 深｜研｜精｜炼 知识点01 摩擦力 1. 摩擦力 （1）现象探究：阻碍物体相对运动的力 实例 感知和原因 ①手掌压在桌面上向前滑动 感觉桌面对手的前进有一种阻碍作用 ②如图所示，在桌面上用力拉动牙刷 发现刷毛弯曲的方向与牙刷运动的方向相反，说明桌面对刷毛的运动有一种阻碍作用 ③如图所示，草坪上滚动的足球 草坪上滚动的足球会慢慢停下来，说明草坪对足球的运动有一种阻碍作用 ④如图所示，静止在斜面上的物体A 物体能静止在斜面上没有下滑，说明斜面对物体的下滑有一种阻碍作用 （2）归纳总结：相互接触的两个物体，表面不光滑，在压力作用下，凹凸不平的部位就会相互啮合，当二者做相对运动时，啮合部位就会彼此阻碍，产生阻碍相对运动的力。 （3）摩擦力的概念：两个相互接触的物体，当它们有 运动（或有相对运动趋势）时，在接触面上会产生一种 物体相对运动（或相对运动趋势）的力，这种力叫做摩擦力。 2. 滑动摩擦力 （1）定义：是当两物体接触面存在相对滑动时，在接触间面产生的阻碍物体相对滑动的力。例如，冰壶离开运动员后，在冰面上的滑动。 （2）产生的四个条件 ①两个物体相互接触；②两个物体相互 ；③两个物体发生相对 ；④两个接触面不光滑。四个条件缺一不可。 （3）方向：滑动摩擦力的方向与物体间相对运动的方向 。如图所示，人推箱子向右滑动时，箱子相对于地面向右运动时，受到的滑动摩擦力方向向 。 3. 静摩擦力 （1）静摩擦力：是两个相互接触的物体保持相对静止，但存在相对滑动趋势时，在接触面产生的阻碍相对滑动趋势的力。 （2）静摩擦力的大小：手握瓶子处于静止状态，瓶子受到重力G和静摩擦力f 的作用，该二力是一对平衡力，所以静摩擦力的大小等于瓶子受到的重力大小，即f=G。 （3）静摩擦力的方向：静摩擦力的方向与物体间相对 的方向相反。人走路时，脚（鞋底）向后蹬地面，相对于地面有向 的运动趋势，地面会对脚有一个向 的静摩擦力f，人靠这个静摩擦力前进（均选填“后”或“前”）。 4. 滚动摩擦力 （1）概念：一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力叫作滚动摩擦力。 （2）生活中的滚动摩擦 旱冰鞋 拉杆箱的轮子 圆珠笔尖 （3）滚动摩擦小于滑动摩擦 如图所示，木块在木板上滑动时，弹簧测力计示数比较大。在木块下面垫上铅笔时，再拉动木块，弹簧测力计示数变小。由此说明滚动摩擦 滑动摩擦（选填“大于”或“小于”）。 【例1】如图所示，在50N水平向右的力F作用下，重10N的物块静止在竖直墙面上，则物块受到的摩擦力大小为（　　） A．50N B．10N C．60N D．40N 【探究归纳】综合认识摩擦力 1. 摩擦力的理解 摩擦力是接触力，必须相互接触才能产生。压力是摩擦力存在的前提，有摩擦力必定有压力，有压力未必有摩擦力。产生摩擦力必须同时满足三个条件：（1）接触面粗糙；（2）接触并相互挤压；（3）发生相对运动或有相对运动趋势。 2. 静摩擦力的理解 （1）静摩擦力的大小和方向：静摩擦力总是与引起相对运动趋势的外力大小相等、方向相反，故静摩擦力会随着外力的变化而变化，不是定值。 （2）注意语言描述：例如，“推物体但没有推动”，往往错误理解为：“没推动”就是推力太小，小于物体所受静摩擦力；“没推动”就是物体不受摩擦力。 正确的理解是：①“没推动”→“物体静止”→“物体受力平衡”，即推力大小等于摩擦力；②“没推动”，物体只是没有相对运动，但存在相对运动趋势，此时有静摩擦力。 【即练1】如图所示，“绳索攀爬”是消防员日常训练中的重要项目之一。某消防员的体重为G，若他从二楼竖直向上匀速攀爬到三楼的过程中受到绳子的摩擦力为f，则（    ） A．G可能小于f B．G一定小于f C．G可能等于f D．G一定等于f 【即练2】如图所示，将一只重为20牛的木箱静止放在水平地面上。现用大小不同的水平力推木箱：当水平推力F为5牛时，木箱未被推动，则此时木箱受到的摩擦力为_____牛，方向_______；当水平推力增大到10牛时，木箱恰好可以做匀速直线运动；当水平推力增大到15牛时，木箱受到的摩擦力为____牛，此时木箱水平方向受到的合力为_________牛。 知识点02 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关 1. 测量滑动摩擦力 如图所示，用弹簧测力计水平拉动木块做 运动，在水平方向上木块受到的滑动摩擦力和弹簧测力计的拉力是一对 力。由二力平衡条件可知，木块受到的拉力和滑动摩擦力大小 ，所以读出弹簧测力计的示数，即为 的大小。 2. 研究影响滑动摩擦力大小的因素 【提出问题】冰壶运动员投出的冰壶，可以在冰面上滑行较长距离，是因为冰壶受到的滑动摩擦力很小吗？根据生活中的现象，猜想滑动摩擦力的大小与哪些因素有关，并说明猜想的依据。 【搜集证据】 （1）实验器材：弹簧测力计、木块、毛巾、棉布、木板、砝码等。 （2）方案：影响滑动摩擦力大小的因素可能有多个，我们可以控制接触面粗糙程度等因素相同，仅改变压力大小，比较滑动摩擦力的大小；也可以控制压力大小等因素相同，仅改变接触面粗糙程度，比较滑动摩擦力的大小。这种思想方法叫做控制变量法。 【进行实验与收集数据】 ① 如图甲所示，将木块置于已固定在桌面的木板上，使用弹簧测力计沿 缓慢拉动木块。记录弹簧测力计的示数，即为木块受到的 的大小。 ② 在木块上增加砝码从而改变木块对接触面的 ，测出此时滑动摩擦力的大小（图乙）。 ③保持压力相同，改变接触面的 ，测出此时滑动摩擦力的大小（图丙）。 （3）实验数据表 实验序号 接触面 压力 弹簧测力计示数F/N 滑动摩擦力大小F1/N 1 木板 不放置砝码 2 放置1个砝码 3 放置2个砝码 4 木板 相同 5 毛巾 6 棉布 【作出解释】 （1）分析 分析实验序号1、2与3可得出结论：控制接触面的 不变时， 越大，滑动摩擦力 。 分析实验序号4、5与6可得出结论：控制 不变时，接触面越粗糙，滑动摩擦力 。 （2）实验结论 滑动摩擦力的大小与 和接触面的 有关。接触面的粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大。在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 【交流与评估】 （1）实验中要水平拉动木块做 运动，才能保证滑动摩擦力的大小等于拉力大小。 （2）实验方案的改进 实验中很难控制水平匀速拉动弹簧测力计，所以会导致弹簧测力计的示数不稳定。因此，将实验方案改进如下：把木块位于长木板上，用弹簧测力计拉住木块的一端，弹簧测力计的另一端固定。 改进后，水平向左拉动长木板，当木块保持静止时，木块处于平衡状态，此时无论长木板是否做匀速直线运动，都可以保证拉力的大小始终等于 的大小。 【实验拓展】 探究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系 ①把木块平放在木板上，用弹簧测力计拉木块匀速运动，读出拉力F1； ②把木块侧放在木板上，用弹簧测力计拉木块匀速运动，读出拉力F2。 ③比较F1和F2的大小发现相等，故可得出结论： 在接触面粗糙程度和压力大小相同时，滑动摩擦力的大小与接触面积的大小 （选填“有关”或“无关”）。 【例1】如图是小明探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验过程： (1)实验过程中，为了能够测量出物体所受滑动摩擦力的大小，需要使物体在水平面上做_____运动，得到滑动摩擦力大小等于测力计示数大小，其原理是__________； (2)小明按照正确的方法进行了实验，发现，由此可以得出的结论是：__________，滑动摩擦力越大； (3)当进行丙实验后，小明发现，于是得出结论，压力越大，物体受到的滑动摩擦力越大。他得出的结论__________（填“正确”或“不正确”）。因为没有控制__________相同。 【探究归纳】 实验中控制变量法和转换法的应用 1. 控制变量法：摩擦力的大小受到多个因素影响，在探究摩擦力与压力的关系时，要保证接触面的粗糙程度不变，在探究摩擦力与接触面粗糙程度的关系时，要保证压力不变。 2. 转换法：弹簧测力计显示的其实是测力计的拉力的数值，而在匀速运动的情况下，拉力与物体受到的摩擦力大小相等，因此，可以用弹簧测力计来测量物体所受到的摩擦力的大小。实验时要保证木块做匀速直线运动，由于实验采用了转换法，只有木块在做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数才与木块受到的摩擦力大小相等，所以实验时一定要保证这点，否则会增大误差甚至造成错误。 【即练1】如图所示的测量工具，它的名称是________，最小分度值是_________牛，测量范围是_________牛。小明用该实验装置来探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关，为了测得滑动摩擦力，他须保证物块在水平桌面上做______，此时测得滑动摩擦力大小为_________；若在物块上叠放一个钩码，再次实验，示数将________（选填“变大”“不变”或“变小”），当木块静止时，若装置示数为2N，则此时木块受到的静摩擦力为________N。 【即练2】小明用图甲所示装置探究运动鞋的防滑效果。 (1)为了较准确地测量滑动摩擦力的大小，应让鞋沿水平方向做______运动，请在图甲中画出鞋子在水平方向上的受力示意图______； (2)小华经过思考改进了实验，如图乙所示，让弹簧测力计和鞋保持静止，拉动橡胶垫进行测量。第一次匀速拉动橡胶垫，测力计示数为F1，第二次加速拉动橡胶垫，示数为F2，则F1______F2（选填“>”“=”或“<”）； (3)若要探究不同品牌运动鞋的防滑性能，实验时应该选用______相同的不同品牌运动鞋。 知识点03 生活中与摩擦力有关的现象 生活中处处存在摩擦力。走路时，鞋与地面间存在摩擦力，否则人就会滑倒；用橡皮擦擦字时，橡皮擦与纸面间也要有摩擦力，否则就擦不干净。 1. 增大摩擦的方法 （1）增大物体间的 。如图5-4-4（a）所示，用力捏自行车的刹车把手，能增大刹车片与车轮间的压力，从而增大摩擦力以降低车速。打开瓶盖时用力、拔河比赛时用力握紧绳子、用橡皮擦去错误的字时要用力等也是靠增大物体间的压力增大摩擦。 （2）增加接触面的 。如图5-4-4（b）所示，在轮胎上绑一条防滑链，能增加接触面的粗糙程度，从而增大摩擦力，提升汽车在冰雪路面上行驶的安全性。 要上杠的运动员手上擦镁粉、鞋底凹凸不平的花纹等也是靠增加接触面的粗糙程度增大摩擦。 （3）变滚动摩擦为滑动摩擦。例如，汽车急刹车时，车轮在路面滑动，把滚动变为滑动，增大了轮胎与地面间的摩擦，使车容易停下来。 2. 减小摩擦的方法 （1）减小 。例如，推比较重的木箱时，把物品拿出一部分，减小压力，摩擦力也变小。 （2）使接触面 。如图 5-4-5所示，在冰壶比赛中，运动员要拿着刷子不停地“刷冰”。“刷冰”就是通过冰刷对冰面的摩擦改变冰面条件，改变冰壶受到的摩擦力，从而在一定程度上改变冰壶的行进路线和旋转速度，使冰壶最终停留在预想的位置。 （3）用滚动替代滑动。因为滚动摩擦小于滑动摩擦，所以用滚动替代滑动时，可以减小摩擦。 （4）使接触面分离。两个互相接触的摩擦面彼此离开可以减小摩擦。例如向机器里加润滑油、气垫船、磁悬浮列车等。 【例1】图所示，中国科技馆开展了以“冬梦飞扬”为主题的冬奥展览，在“各取所需”展区有如下四个展品，其中增大摩擦的是（　　） A．甲图中，冰壶比赛中冰壶表面打磨得非常光滑，使冰壶可以滑得更远 B．乙图中，短道速滑运动员高速转弯左手会扶下冰面，左手手套5个指尖部位涂有光滑树脂保护层 C．丙图中，钢架雪车运动员穿上钉鞋后，钉子能扎入跑道因而可以有效地防止滑倒 D．丁图中，冰壶运动员穿的两只冰壶鞋分为蹬冰鞋和滑行鞋，其中滑行鞋鞋底部分使用专门的塑料材料，使运动员滑行流畅 【探究归纳】 类别 方法 应用举例 增大有 益摩擦 增大接触面间的压力 打开瓶盖时用力、自行车刹车时用力捏车闸、用橡皮擦去错误的字时要用力 增大接触面的粗糙程度 要上杠的运动员手上擦镁粉、鞋底凹凸不平的花纹、在结冰的路面车轮缠绕铁链 变滚动摩擦为滑动摩擦 汽车紧急刹车时，车轮在路面滑动，把滚动变为滑动 减小有 害摩擦 减小接触面的压力 推比较重的木箱时，把物品拿出一部分，减小压力，摩擦力也变小 减小接触面的粗糙程度 冰壶比赛中用冰壶刷擦冰 变滑动摩擦为滚动摩擦 轮滑鞋、圆珠笔尖的滚珠 使接触面分离 给机械部件加润滑油，气垫船、磁悬浮列车 【即练1】在奥运会上，体操运动员在上单杠之前，总要在手上抹些镁粉；而在单杠上做回环动作时，手握单杠又不能太紧。他这样做的目的（　　） A．前者是减小摩擦，后者是增大摩擦 B．前者是增大摩擦，后者是减小摩擦 C．两者都是减小摩擦 D．两者都是增大摩擦 【即练2】关于自行车，下列设计或做法中为减小摩擦的是（　　） A．车把手上套了有花纹的橡胶套 B．自行车轮胎上刻有花纹 C．车轮的轴承中装有滚珠 D．遇到紧急情况时用力捏刹车闸 1．下列实例中，属于静摩擦的是（　　） A．铅笔写字时，笔尖与纸的摩擦 B．擦黑板时，黑板擦与黑板的摩擦 C．扫地时，扫帚与地面的摩擦 D．手握瓶子时，手与瓶子之间的摩擦 2. 写字时笔尖与纸面间的摩擦属于滚动摩擦的是（    ） A．铅笔 B．毛笔 C．水彩笔 D．圆珠笔 3．重为15牛的一个木块在6牛的水平推力的作用下沿水平地面做匀速直线运动，则该木块受到的摩擦力为（　　） A．6牛 B．9牛 C．15牛 D．21牛 4．下述现象中是为了增大有益摩擦的是（　　） A．公路用水泥硬化后铺沥青 B．足球鞋底做成凸凹不平的花纹 C．磁悬浮列车和轨道间出现一层薄空气 D．在自行车的转动部分加润滑油 5．小华握住竖直的笔杆静止时，笔杆对手的摩擦力方向是_______；增大手对笔杆的握力，笔杆受到的摩擦力将_______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 6．一位同学用水平力推停在地面上的汽车，没能推动，此时汽车和地面之间的摩擦力属于_____（选涂“A静摩擦力”“B滑动摩擦力”或“C滚动摩擦力”），推力大小____（选涂“A大于”“B等于”或“C小于”）摩擦力大小；人走路时，鞋底和地面之间的摩擦属于_______（选涂“A有益”或“B有害”）摩擦。 7. 如图所示，挤压矿泉水瓶，瓶子外形发生变化，表明力能__；用力越大，瓶子形变程度越大，说明力的作用效果跟________有关，瓶子盖上有很多花纹是为了_______（选填“增大”或“减小”）摩擦。 8. 乒乓球在地面上滚动时会受到摩擦力的作用，小金想知道滑动摩擦力大小与哪些因素有关，于是他将一个木块放在长木板上，如图所示，用弹簧测力计沿水平方向________拉动，根据________知识可以测出木块受到的滑动摩擦力，此时木块受到的滑动摩擦力为________牛。 9. 重力为10牛的木块在大小为3牛的水平拉力作用下，沿水平路面做匀速直线运动，滑动摩擦力为___________牛。若突然撤去水平拉力，木块将继续往前滑行，此时木块受到的滑动摩擦力_______。（选填“变小”、“不变”或“变大”） 10. 如图所示，是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置，其中甲、乙是两个完全相同的物块。实验过程中弹簧测力计拉着物块在水平长木板上做匀速直线运动，分别如图（a）（b）（c）所示（弹簧测力计示数F1＜F2）。 (1)实验中，用弹簧测力计拉着物块做________运动； (2)图（b）和（c）是探究“滑动摩擦力与________的关系”；将甲和乙固定在一起做匀速直线运动，如图（c）所示。若F2_______ F3（选填“大于”“等于”或“小于”）。说明滑动摩擦力的大小与此因素无关； (3)分析比较图（a）和（b）得到的初步结论是：_________________； (4)小明想要继续探究“滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系”，请帮助他设计实验方案：______。 11．冰壶比赛。 （1）一个冰壶受到重力大约为180牛，冰壶在冰面上水平向右滑行，受到20牛的摩擦力，请在图中作出冰壶受到的重力和摩擦力的示意图（O点为冰壶重心，力的作用点都在重心上）。 （2）冰壶运动员的两只鞋底不同，右脚穿的“蹬冰鞋”摩擦力大，左脚穿的“滑行鞋”摩擦力小，则鞋底有更深的花纹的是________脚（选填“左”或“右”）。如图所示，在AB过程中，投手用水平方向的力推冰壶，使冰壶在粗糙程度相同的水平冰面上做匀速直线运动，人对冰壶的推力__________冰面对冰壶的摩擦力；撤去推力，冰壶在BC过程中所受摩擦力__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；在CD过程中，队友刷冰使之熔化形成水膜，从而__________摩擦。 12. 质量为4千克的物体，在水平推力F作用下沿水平地面向右做匀速直线运动，物体受到地面对它的摩擦力f为物体所受重力的0.25倍。（g=10N/kg） （1）计算出物体受到的推力大小，用力的图示法画出物体在水平方向上受到的力； （2）如在运动过程中推力突然变小成大小为4N的力，求出物体此刻所受合力的大小和方向。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第19讲 摩擦力 内容导航 01 预习航标→ 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 概念构建：梳理核心概念，形成知识框架 考点精讲：聚焦常考要点，讲清逻辑 例题精析：典型题目带路，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 关键词 学习目标导航 摩擦力 摩擦力的利与弊 1. 通过对实例的分析，了解摩擦力，体会分类归纳的科学思维方法。 2. 通过“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验过程，发展运用控制变量制订方案、表述结论的实验能力。 3. 分析生活实例, 体会摩擦力的利与弊，感受物理学对人类生活和社会发展的影响。 学习重点：摩擦力的概念和滑动摩擦力大小的影响因素 学习难点：探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关。 情｜境｜启｜思 冰壶比赛展现动静之美，考验运动员的体力与智慧，是北京冬奥会的比赛项目之一。如图5-4-1 所示，运动员推动冰壶向前运动，达到一定的速度后释放冰壶，冰壶会继续向前运动一段距离直至停止。什么力阻碍了冰壶的运动，使它逐渐减速？ 概｜念｜构｜建 一、摩擦力 1. 滑动摩擦力：是当两物体接触面存在相对滑动时，在接触间产生的阻碍物体相对滑动的力。 滑动摩擦力的方向与物体间相对运动的方向相反。如图所示，人推箱子向右滑动时，箱子相对于地面向右运动时，受到的滑动摩擦力方向向左。 滑动摩擦力 静摩擦力 2. 静摩擦力 （1）静摩擦力：是两个相互接触的物体保持相对静止，但存在相对滑动趋势时，在接触面产生的阻碍相对滑动趋势的力。 （2）静摩擦力的大小：手握瓶子处于静止状态，瓶子受到重力G和静摩擦力f 的作用，该二力是一对平衡力，所以静摩擦力的大小等于瓶子受到的重力大小，即f=G。 二、研究影响滑动摩擦力大小的因素 【提出问题】冰壶运动员投出的冰壶，可以在冰面上滑行较长距离，是因为冰壶受到的 滑动摩擦力很小吗？根据生活中的现象，猜想滑动摩擦力的大小与哪些因素有 关，并说明猜想的依据。 【搜集证据】 （1）实验器材：弹簧测力计（或力传感器）、木块、毛巾、棉布、木板、砝码等。 （2）方案：影响滑动摩擦力大小的因素可能有多个，我们可以控制接触面粗糙程度等因素相同，仅改变压力大小，比较滑动摩擦力的大小；也可以控制压力大小等因素相同，仅改变接触面粗糙程度，比较滑动摩擦力的大小。这种思想方法叫做控制变量法。 【进行实验与收集数据】 ① 如图甲所示，将木块置于已固定在桌面的木板上，使用弹簧测力计沿水平方向缓慢拉动木块。记录弹簧测力计的示数，即为滑动摩擦力的大小。 ② 在木块上增加砝码从而改变木块对接触面的压力，测出此时滑动摩擦力的大小（图乙）。 ③保持压力相同，改变接触面的粗糙程度，测出此时滑动摩擦力的大小（图丙）。 （3）实验数据表 实验序号 接触面 压力 弹簧测力计示数F/N 滑动摩擦力大小F1/N 1 木板 不放置砝码 2 放置1个砝码 3 放置2个砝码 4 木板 相同 5 毛巾 6 棉布 【作出解释】 （1）分析 分析实验序号1、2与3可得出结论：控制接触面的粗糙程度不变时，压力越大，滑动摩擦力越大。 分析实验序号4、5与6可得出结论：控制压力不变时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 （2）实验结论 滑动摩擦力的大小与接触面所受压力有关，压力越大，滑动摩擦力越大。滑动摩擦力的大小还与接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 三、生活中与摩擦力有关的现象 1. 增大摩擦的方法 （1）增大物体间的压力。（2）使接触面粗糙。（3）变滚动摩擦为滑动摩擦。 2. 减小摩擦的方法 （1）减小压力。（2）使接触面光滑。（3）用滚动替代滑动。（4）使接触面分离。 深｜研｜精｜炼 知识点01 摩擦力 1. 摩擦力 （1）现象探究：阻碍物体相对运动的力 实例 感知和原因 ①手掌压在桌面上向前滑动 感觉桌面对手的前进有一种阻碍作用 ②如图所示，在桌面上用力拉动牙刷 发现刷毛弯曲的方向与牙刷运动的方向相反，说明桌面对刷毛的运动有一种阻碍作用 ③如图所示，草坪上滚动的足球 草坪上滚动的足球会慢慢停下来，说明草坪对足球的运动有一种阻碍作用 ④如图所示，静止在斜面上的物体A 物体能静止在斜面上没有下滑，说明斜面对物体的下滑有一种阻碍作用 （2）归纳总结：相互接触的两个物体，表面不光滑，在压力作用下，凹凸不平的部位就会相互啮合，当二者做相对运动时，啮合部位就会彼此阻碍，产生阻碍相对运动的力。 （3）摩擦力的概念：两个相互接触的物体，当它们有相对运动（或有相对运动趋势）时，在接触面上会产生一种阻碍物体相对运动（或相对运动趋势）的力，这种力叫做摩擦力。 2. 滑动摩擦力 （1）定义：是当两物体接触面存在相对滑动时，在接触面间产生的阻碍物体相对滑动的力。例如，冰壶离开运动员后，在冰面上的滑动。 （2）产生的四个条件 ①两个物体相互接触；②两个物体相互挤压；③两个物体发生相对运动；④两个接触面不光滑。四个条件缺一不可。 （3）方向：滑动摩擦力的方向与物体间相对运动的方向相反。如图所示，人推箱子向右滑动时，箱子相对于地面向右运动时，受到的滑动摩擦力方向向左。 3. 静摩擦力 （1）静摩擦力：是两个相互接触的物体保持相对静止，但存在相对滑动趋势时，在接触面产生的阻碍相对滑动趋势的力。 （2）静摩擦力的大小：手握瓶子处于静止状态，瓶子受到重力G和静摩擦力f 的作用，该二力是一对平衡力，所以静摩擦力的大小等于瓶子受到的重力大小，即f=G。 （3）静摩擦力的方向：静摩擦力的方向与物体间相对运动趋势的方向相反。人走路时，脚（鞋底）向后蹬地面，相对于地面有向后的运动趋势，地面会对脚有一个向前的静摩擦力f，人靠这个静摩擦力前进（均选填“后”或“前”）。 4. 滚动摩擦力 （1）概念：一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力叫作滚动摩擦力。 （2）生活中的滚动摩擦 旱冰鞋 拉杆箱的轮子 圆珠笔尖 （3）滚动摩擦小于滑动摩擦 如图所示，木块在木板上滑动时，弹簧测力计示数比较大。在木块下面垫上铅笔时，再拉动木块，弹簧测力计示数变小。由此说明滚动摩擦小于滑动摩擦（选填“大于”或“小于”）。 【例1】如图所示，在50N水平向右的力F作用下，重10N的物块静止在竖直墙面上，则物块受到的摩擦力大小为（　　） A．50N B．10N C．60N D．40N 【答案】B 【详解】根据题意可知，物块静止在竖直墙面上，处于平衡状态。在竖直方向上，向下的重力与向上的摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡条件，摩擦力大小等于重力，即10N。水平方向的50N推力仅影响物块对墙面的压力，与竖直方向的摩擦力无关，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 【探究归纳】综合认识摩擦力 1. 摩擦力的理解 摩擦力是接触力，必须相互接触才能产生。压力是摩擦力存在的前提，有摩擦力必定有压力，有压力未必有摩擦力。产生摩擦力必须同时满足三个条件：（1）接触面粗糙；（2）接触并相互挤压；（3）发生相对运动或有相对运动趋势。 2. 静摩擦力的理解 （1）静摩擦力的大小和方向：静摩擦力总是与引起相对运动趋势的外力大小相等、方向相反，故静摩擦力会随着外力的变化而变化，不是定值。 （2）注意语言描述：例如，“推物体但没有推动”，往往错误理解为：“没推动”就是推力太小，小于物体所受静摩擦力；“没推动”就是物体不受摩擦力。 正确的理解是：①“没推动”→“物体静止”→“物体受力平衡”，即推力大小等于摩擦力；②“没推动”，物体只是没有相对运动，但存在相对运动趋势，此时有静摩擦力。 【即练1】如图所示，“绳索攀爬”是消防员日常训练中的重要项目之一。某消防员的体重为G，若他从二楼竖直向上匀速攀爬到三楼的过程中受到绳子的摩擦力为f，则（    ） A．G可能小于f B．G一定小于f C．G可能等于f D．G一定等于f 【答案】D 【详解】消防员握着绳子竖直向上攀爬时，手和绳子是相对静止的，故手和绳子之间是静摩擦力，手在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的静摩擦力，这两个力始终大小相等，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 【即练2】如图所示，将一只重为20牛的木箱静止放在水平地面上。现用大小不同的水平力推木箱：当水平推力F为5牛时，木箱未被推动，则此时木箱受到的摩擦力为_____牛，方向_______；当水平推力增大到10牛时，木箱恰好可以做匀速直线运动；当水平推力增大到15牛时，木箱受到的摩擦力为____牛，此时木箱水平方向受到的合力为_________牛。 【答案】 5 水平向左 10 5 【详解】箱子受5N的水平向右推力，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是一对平衡力，大小相等，方向相反，则摩擦力等于推力，为5N，方向水平向左。 当水平推力增大到10N时，木箱恰好做匀速运动，木箱处于平衡状态，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15N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，此时木箱受到的合力为 方向与推力的方向相同，水平向右。 知识点02 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关 1. 测量滑动摩擦力 如图所示，用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动，在水平方向上木块受到的滑动摩擦力和弹簧测力计的拉力是一对平衡力。由二力平衡条件可知，木块受到的拉力和滑动摩擦力大小相等，所以读出弹簧测力计的示数，即为滑动摩擦力的大小。 2. 研究影响滑动摩擦力大小的因素 【提出问题】冰壶运动员投出的冰壶，可以在冰面上滑行较长距离，是因为冰壶受到的滑动摩擦力很小吗？根据生活中的现象，猜想滑动摩擦力的大小与哪些因素有关，并说明猜想的依据。 【搜集证据】 （1）实验器材：弹簧测力计、木块、毛巾、棉布、木板、砝码等。 （2）方案：影响滑动摩擦力大小的因素可能有多个，我们可以控制接触面粗糙程度等因素相同，仅改变压力大小，比较滑动摩擦力的大小；也可以控制压力大小等因素相同，仅改变接触面粗糙程度，比较滑动摩擦力的大小。这种思想方法叫做控制变量法。 【进行实验与收集数据】 ① 如图甲所示，将木块置于已固定在桌面的木板上，使用弹簧测力计沿水平方向缓慢拉动木块。记录弹簧测力计的示数，即为木块受到的滑动摩擦力的大小。 ② 在木块上增加砝码从而改变木块对接触面的压力大小，测出此时滑动摩擦力的大小（图乙）。 ③保持压力相同，改变接触面的粗糙程度，测出此时滑动摩擦力的大小（图丙）。 （3）实验数据表 实验序号 接触面 压力 弹簧测力计示数F/N 滑动摩擦力大小F1/N 1 木板 不放置砝码 2 放置1个砝码 3 放置2个砝码 4 木板 相同 5 毛巾 6 棉布 【作出解释】 （1）分析 分析实验序号1、2与3可得出结论：控制接触面的粗糙程度不变时，压力越大，滑动摩擦力越大。 分析实验序号4、5与6可得出结论：控制压力不变时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 （2）实验结论 滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关。接触面的粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大。在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 【交流与评估】 （1）实验中要水平拉动木块做匀速直线运动，才能保证滑动摩擦力的大小等于拉力大小。 （2）实验方案的改进 实验中很难控制水平匀速拉动弹簧测力计，所以会导致弹簧测力计的示数不稳定。因此，将实验方案改进如下：把木块位于长木板上，用弹簧测力计拉住木块的一端，弹簧测力计的另一端固定。 改进后，水平向左拉动长木板，当木块保持静止时，木块处于平衡状态，此时无论长木板是否做匀速直线运动，都可以保证拉力的大小始终等于滑动摩擦力的大小。 【实验拓展】 探究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系 ①把木块平放在木板上，用弹簧测力计拉木块匀速运动，读出拉力F1； ②把木块侧放在木板上，用弹簧测力计拉木块匀速运动，读出拉力F2。 ③比较F1和F2的大小发现相等，故可得出结论： 在接触面粗糙程度和压力大小相同时，滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关（选填“有关”或“无关”）。 【例1】如图是小明探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验过程： (1)实验过程中，为了能够测量出物体所受滑动摩擦力的大小，需要使物体在水平面上做_____运动，得到滑动摩擦力大小等于测力计示数大小，其原理是__________； (2)小明按照正确的方法进行了实验，发现，由此可以得出的结论是：__________，滑动摩擦力越大； (3)当进行丙实验后，小明发现，于是得出结论，压力越大，物体受到的滑动摩擦力越大。他得出的结论__________（填“正确”或“不正确”）。因为没有控制__________相同。 【答案】(1)匀速直线；见解析；(2)在压力一定时，接触面的粗糙程度越大；(3)不正确；接触面的粗糙程度 【详解】（1）使用弹簧测力计水平向右拉动木块做匀速直线运动，此时木块处于平衡状态，木块水平方向上受到水平向右的拉力和水平向左的滑动摩擦力，根据二力平衡可知，此时滑动摩擦力和拉力是一对平衡力，滑动摩擦力大小等于拉力大小。 （2）小明按照正确的方法进行了实验，发现，甲乙两图对比，压力的大小相等，接触面的粗糙程度不同，乙图的接触面更粗糙，拉力更大，说明此时滑动摩擦力更大，由此可以得出的结论是：在压力一定时，接触面的粗糙程度越大，滑动摩擦力越大。 （3）要探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系，要采用控制变量法，只有压力大小不同，其它条件要完全相同，甲丙两图对比，除了压力大小不同之外，接触面的粗糙程度也不同，所以结论不正确。 【探究归纳】 实验中控制变量法和转换法的应用 1. 控制变量法：摩擦力的大小受到多个因素影响，在探究摩擦力与压力的关系时，要保证接触面的粗糙程度不变，在探究摩擦力与接触面粗糙程度的关系时，要保证压力不变。 2. 转换法：弹簧测力计显示的其实是测力计的拉力的数值，而在匀速运动的情况下，拉力与物体受到的摩擦力大小相等，因此，可以用弹簧测力计来测量物体所受到的摩擦力的大小。实验时要保证木块做匀速直线运动，由于实验采用了转换法，只有木块在做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数才与木块受到的摩擦力大小相等，所以实验时一定要保证这点，否则会增大误差甚至造成错误。 【即练1】如图所示的测量工具，它的名称是________，最小分度值是_________牛，测量范围是_________牛。小明用该实验装置来探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关，为了测得滑动摩擦力，他须保证物块在水平桌面上做______，此时测得滑动摩擦力大小为_________；若在物块上叠放一个钩码，再次实验，示数将________（选填“变大”“不变”或“变小”），当木块静止时，若装置示数为2N，则此时木块受到的静摩擦力为________N。 【答案】弹簧测力计 0.2N 0~5N 匀速直线运动 3.4N 变大 2 【详解】图中的测量工具是弹簧测力计，弹簧测力计是测量力的工具；观察弹簧测力计可知，测量范围为0~5N，分度值为0.2N。 在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关时，为了测得滑动摩擦力，须保证物块在水平桌面上做匀速直线运动，木块处于平衡状态，木块受到的滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。由图知，此时弹簧测力计的示数为3.4N，即此时测得摩擦力大小为3.4N。 滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关，在接触面的粗糙程度不变的情况下，在物块上叠放一个钩码，即物块对接触面的压力变大，所以物块受到的滑动摩擦力将变大，故弹簧测力计的示数将变大。 当木块静止时，若装置示数为2N，则此时木块和水平面之间的摩擦为静摩擦力，摩擦力的大小等于测力计对木块的拉力，则木块受到的静摩擦力为2N。 【即练2】小明用图甲所示装置探究运动鞋的防滑效果。 (1)为了较准确地测量滑动摩擦力的大小，应让鞋沿水平方向做______运动，请在图甲中画出鞋子在水平方向上的受力示意图______； (2)小华经过思考改进了实验，如图乙所示，让弹簧测力计和鞋保持静止，拉动橡胶垫进行测量。第一次匀速拉动橡胶垫，测力计示数为F1，第二次加速拉动橡胶垫，示数为F2，则F1______F2（选填“>”“=”或“<”）； (3)若要探究不同品牌运动鞋的防滑性能，实验时应该选用______相同的不同品牌运动鞋。 【答案】(1) 匀速直线 (2)= (3)质量 【详解】（1）沿水平方向拉动运动鞋做匀速直线运动，此时运动鞋水平方向受到两个力是一对平衡力，所受滑动摩擦力等于弹簧测力计拉力的大小。 图甲中鞋在水平方向上受弹簧测力计对它的水平向右的拉力，橡胶垫对它水平向左的摩擦力，且这两个力是一对平衡力，大小相等，作图如图所示。 （2）第一次匀速拉动，第二次加速拉出橡胶垫，鞋相对桌面都是静止的，鞋都受平衡力的作用，因为压力和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力大小不变，因此第一次测力计的示数，第二次测力计的示数，所以可得。 （3）若要探究不同品牌运动鞋的防滑性能，需要控制压力相同，根据可知，实验时，应该选用质量相同的不同品牌运动鞋。 知识点03 生活中与摩擦力有关的现象 生活中处处存在摩擦力。走路时，鞋与地面间存在摩擦力，否则人就会滑倒；用橡皮擦擦字时，橡皮擦与纸面间也要有摩擦力，否则就擦不干净。 1. 增大摩擦的方法 （1）增大物体间的压力。如图5-4-4（a）所示，用力捏自行车的刹车把手，能增大刹车片与车轮间的压力，从而增大摩擦力以降低车速。打开瓶盖时用力、拔河比赛时用力握紧绳子、用橡皮擦去错误的字时要用力等也是靠增大物体间的压力增大摩擦。 （2）增加接触面的粗糙程度。如图5-4-4（b）所示，在轮胎上绑一条防滑链，能增加接触面的粗糙程度，从而增大摩擦力，提升汽车在冰雪路面上行驶的安全性。 要上杠的运动员手上擦镁粉、鞋底凹凸不平的花纹等也是靠增加接触面的粗糙程度增大摩擦。 （3）变滚动摩擦为滑动摩擦。例如，汽车急刹车时，车轮在路面滑动，把滚动变为滑动，增大了轮胎与地面间的摩擦，使车容易停下来。 2. 减小摩擦的方法 （1）减小压力。例如，推比较重的木箱时，把物品拿出一部分，减小压力，摩擦力也变小。 （2）使接触面光滑。如图 5-4-5所示，在冰壶比赛中，运动员要拿着刷子不停地“刷冰”。“刷冰”就是通过冰刷对冰面的摩擦改变冰面条件，改变冰壶受到的摩擦力，从而在一定程度上改变冰壶的行进路线和旋转速度，使冰壶最终停留在预想的位置。 （3）用滚动替代滑动。因为滚动摩擦小于滑动摩擦，所以用滚动替代滑动时，可以减小摩擦。 （4）使接触面分离。两个互相接触的摩擦面彼此离开可以减小摩擦。例如向机器里加润滑油、气垫船、磁悬浮列车等。 【例1】图所示，中国科技馆开展了以“冬梦飞扬”为主题的冬奥展览，在“各取所需”展区有如下四个展品，其中增大摩擦的是（　　） A．甲图中，冰壶比赛中冰壶表面打磨得非常光滑，使冰壶可以滑得更远 B．乙图中，短道速滑运动员高速转弯左手会扶下冰面，左手手套5个指尖部位涂有光滑树脂保护层 C．丙图中，钢架雪车运动员穿上钉鞋后，钉子能扎入跑道因而可以有效地防止滑倒 D．丁图中，冰壶运动员穿的两只冰壶鞋分为蹬冰鞋和滑行鞋，其中滑行鞋鞋底部分使用专门的塑料材料，使运动员滑行流畅 【答案】C 【详解】A．冰壶比赛中冰壶表面打磨得非常光滑，是在压力相同时，减小接触面的粗糙程度来减小摩擦，故A不符合题意； B．指尖部位涂有光滑树脂保护层，运动员用手会扶下冰面支撑时，通过减小与接触面的粗糙程度来减小摩擦，故B不符合题意； C．钢架雪车运动员穿上钉鞋后，能在压力一定时，通过增大与接触面的粗糙程度来增大摩擦，故C符合题意； D．滑行鞋鞋底部分使用专门的塑料材料，减小与接触面的粗糙程度来减小摩擦，故D不符合题意。 故选C。 【探究归纳】 类别 方法 应用举例 增大有 益摩擦 增大接触面间的压力 打开瓶盖时用力、自行车刹车时用力捏车闸、用橡皮擦去错误的字时要用力 增大接触面的粗糙程度 要上杠的运动员手上擦镁粉、鞋底凹凸不平的花纹、在结冰的路面车轮缠绕铁链 变滚动摩擦为滑动摩擦 汽车紧急刹车时，车轮在路面滑动，把滚动变为滑动 减小有 害摩擦 减小接触面的压力 推比较重的木箱时，把物品拿出一部分，减小压力，摩擦力也变小 减小接触面的粗糙程度 冰壶比赛中用冰壶刷擦冰 变滑动摩擦为滚动摩擦 轮滑鞋、圆珠笔尖的滚珠 使接触面分离 给机械部件加润滑油，气垫船、磁悬浮列车 【即练1】在奥运会上，体操运动员在上单杠之前，总要在手上抹些镁粉；而在单杠上做回环动作时，手握单杠又不能太紧。他这样做的目的（　　） A．前者是减小摩擦，后者是增大摩擦 B．前者是增大摩擦，后者是减小摩擦 C．两者都是减小摩擦 D．两者都是增大摩擦 【答案】B 【详解】体操运动员在上单杠之前，总要在手上抹些镁粉，是为了在压力一定时，通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦；而在单杠上回环动作时，手握单杠不能握得太紧，是在接触面粗糙程度一定时，通过减小压力来减小摩擦；故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【即练2】关于自行车，下列设计或做法中为减小摩擦的是（　　） A．车把手上套了有花纹的橡胶套 B．自行车轮胎上刻有花纹 C．车轮的轴承中装有滚珠 D．遇到紧急情况时用力捏刹车闸 【答案】C 【详解】A．车把上套了有花纹的橡胶套，是利用增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，故A不符合题意； B．自行车轮胎上刻有花纹，是利用增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，故B不符合题意； C．轴承中装有滚珠，是利用滚动代替滑动来减小摩擦，故C符合题意； D．遇到紧急情况时用力捏刹车，是利用增大压力来增大摩擦，故D不符合题意。 故选C。 1．下列实例中，属于静摩擦的是（　　） A．铅笔写字时，笔尖与纸的摩擦 B．擦黑板时，黑板擦与黑板的摩擦 C．扫地时，扫帚与地面的摩擦 D．手握瓶子时，手与瓶子之间的摩擦 【答案】D 【详解】A．铅笔写字时，笔尖相对纸滑动，笔尖与纸的摩擦属于滑动摩擦，故A不符合题意； B．擦黑板时，黑板擦相对黑板滑动，黑板擦与黑板的摩擦属于滑动摩擦，故B不符合题意； C．扫地时，扫帚相对地面滑动，扫帚与地面的摩擦属于滑动摩擦，故C不符合题意； D．手握瓶子时，瓶子相对手处于静止状态，但瓶子有向下运动的趋势，故手握瓶子时，手阻碍瓶子向下滑，手与瓶子之间的摩擦属于静摩擦，故D符合题意。 故选D。 2. 写字时笔尖与纸面间的摩擦属于滚动摩擦的是（    ） A．铅笔 B．毛笔 C．水彩笔 D．圆珠笔 【答案】D 【详解】ABC．铅笔、毛笔、水彩笔在写字的过程中，笔尖在纸面上滑动，在接触面产生阻碍运动的滑动摩擦力，故ABC不符合题意； D．圆珠笔写字时，笔尖处有一个小滚珠，在纸面上滚动，所以圆珠笔的笔尖与纸面间产生摩擦力属于滚动摩擦力，故D符合题意。 故选D。 3．重为15牛的一个木块在6牛的水平推力的作用下沿水平地面做匀速直线运动，则该木块受到的摩擦力为（　　） A．6牛 B．9牛 C．15牛 D．21牛 【答案】A 【详解】木块在水平面上做匀速直线运动，此时木块处于平衡状态，水平方向上受到的摩擦力和推力是一对平衡力，大小相等。因为推力等于6N，则受到的摩擦力也为6N，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 4．下述现象中是为了增大有益摩擦的是（　　） A．公路用水泥硬化后铺沥青 B．足球鞋底做成凸凹不平的花纹 C．磁悬浮列车和轨道间出现一层薄空气 D．在自行车的转动部分加润滑油 【答案】B 【详解】A．公路水泥硬化后铺沥青使路面更平滑，在压力一定时，减小接触面的粗糙程度来减小有害摩擦力，故A不符合题意； B．足球鞋底做成凸凹不平的花纹，是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，需要增大的摩擦属于有益摩擦，故B符合题意； C．磁悬浮列车和轨道间出现一层薄空气，使接触面脱离减小有害摩擦，故C不符合题意； D．自行车的转动部分加润滑油，使接触面脱离减小有害摩擦，故D不符合题意。 故选B。 5．小华握住竖直的笔杆静止时，笔杆对手的摩擦力方向是_______；增大手对笔杆的握力，笔杆受到的摩擦力将_______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 竖直向下 不变 【详解】[1]笔杆处于静止状态，根据二力平衡条件可得，笔杆受到的摩擦力方向竖直向上，手对笔杆的摩擦力和笔杆对手的摩擦力是一对相互作用力，故笔杆对手的摩擦力方向是竖直向下。 [2]根据二力平衡条件可得，笔杆受到的摩擦力大小始终等于笔杆的重力大小，由于笔杆的重力大小不变，故笔杆受到的摩擦力大小不变。 6．一位同学用水平力推停在地面上的汽车，没能推动，此时汽车和地面之间的摩擦力属于_____（选涂“A静摩擦力”“B滑动摩擦力”或“C滚动摩擦力”），推力大小____（选涂“A大于”“B等于”或“C小于”）摩擦力大小；人走路时，鞋底和地面之间的摩擦属于_______（选涂“A有益”或“B有害”）摩擦。 【答案】 A B A 【详解】汽车被推但没推动，保持静止状态，此时汽车和地面之间的摩擦力属于静摩擦力（A）。 汽车静止，处于平衡状态，水平方向上的推力和静摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以推力大小等于（B）摩擦力大小。 人走路时，鞋底和地面之间的摩擦是向前行走的动力来源，能防止打滑，属于有益（A）摩擦。 7. 如图所示，挤压矿泉水瓶，瓶子外形发生变化，表明力能__；用力越大，瓶子形变程度越大，说明力的作用效果跟________有关，瓶子盖上有很多花纹是为了_______（选填“增大”或“减小”）摩擦。 【答案】 改变物体的形状 力的大小 增大 【详解】[1]双手挤压空矿泉水瓶，瓶子受到力的作用而使外形发生变化，表明力能改变物体的形状。 [2]用力越大，瓶子变形程度就加大，这表明力的作用效果跟力的大小有关。 [3]瓶子盖上有很多花纹，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。 8. 乒乓球在地面上滚动时会受到摩擦力的作用，小金想知道滑动摩擦力大小与哪些因素有关，于是他将一个木块放在长木板上，如图所示，用弹簧测力计沿水平方向________拉动，根据________知识可以测出木块受到的滑动摩擦力，此时木块受到的滑动摩擦力为________牛。 【答案】 匀速直线 二力平衡 2.6 【详解】[1]实验时，将一个木块放在长木板上，用弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉动木块，只有当木块做匀速直线运动时，它在水平方向上受到的拉力与滑动摩擦力才是一对平衡力。 [2]根据二力平衡知识，此时弹簧测力计的拉力等于木块受到的滑动摩擦力，可以测出木块受到的滑动摩擦力力。 [3]由图知，弹簧测力计的分度值为0.2N，读数为2.6N，所以此时木块受到的滑动摩擦力为2.6N。 9. 重力为10牛的木块在大小为3牛的水平拉力作用下，沿水平路面做匀速直线运动，滑动摩擦力为___________牛。若突然撤去水平拉力，木块将继续往前滑行，此时木块受到的滑动摩擦力_______。（选填“变小”、“不变”或“变大”） 【答案】 3 不变 【详解】[1]物体沿水平路面做匀速直线运动，水平方向上受到拉力和路面对物体的摩擦力是一对平衡力，大小相等，滑动摩擦力f=F=3N [2]突然撤去水平拉力，木块将继续往前滑行，物体仍受路面的滑动摩擦力，压力不变，接触面的粗糙程度不变，滑动摩擦力不变。 10. 如图所示，是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置，其中甲、乙是两个完全相同的物块。实验过程中弹簧测力计拉着物块在水平长木板上做匀速直线运动，分别如图（a）（b）（c）所示（弹簧测力计示数F1＜F2）。 (1)实验中，用弹簧测力计拉着物块做________运动； (2)图（b）和（c）是探究“滑动摩擦力与________的关系”；将甲和乙固定在一起做匀速直线运动，如图（c）所示。若F2_______ F3（选填“大于”“等于”或“小于”）。说明滑动摩擦力的大小与此因素无关； (3)分析比较图（a）和（b）得到的初步结论是：_________________； (4)小明想要继续探究“滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系”，请帮助他设计实验方案：______。 【答案】(1)匀速直线 (2)接触面积 等于 (3)接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大 (4)见解析 【详解】（1）实验中，用弹簧测力计拉着物块做匀速直线运动。因为当物块做匀速直线运动时，根据二力平衡条件，弹簧测力计的拉力大小等于滑动摩擦力大小，这样才能通过弹簧测力计示数得到滑动摩擦力大小。 （2）图（b）和（c）中，压力大小相同，而接触面的粗糙程度相同，但接触面积不同，所以是探究“滑动摩擦力与接触面积大小的关系”。 将甲和乙固定在一起做匀速直线运动，如图（c）所示，此时压力大小和接触面粗糙程度与图（b）相比，若等于，说明滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关。 （3）分析比较图（a）和（b），图（b）中物块对木板的压力更大，且弹簧测力计示数，即滑动摩擦力更大，所以得到的初步结论是：当接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。 （4）把甲、乙两物块叠放在一起（保证压力大小等于甲、乙两物块的重力之和），放在接触面更粗糙的木板上，用弹簧测力计拉着物块在水平长木板上做匀速直线运动，记录弹簧测力计的示数，与（b）进行对比。 11．冰壶比赛。 （1）一个冰壶受到重力大约为180牛，冰壶在冰面上水平向右滑行，受到20牛的摩擦力，请在图中作出冰壶受到的重力和摩擦力的示意图（O点为冰壶重心，力的作用点都在重心上）。 （2）冰壶运动员的两只鞋底不同，右脚穿的“蹬冰鞋”摩擦力大，左脚穿的“滑行鞋”摩擦力小，则鞋底有更深的花纹的是________脚（选填“左”或“右”）。如图所示，在AB过程中，投手用水平方向的力推冰壶，使冰壶在粗糙程度相同的水平冰面上做匀速直线运动，人对冰壶的推力__________冰面对冰壶的摩擦力；撤去推力，冰壶在BC过程中所受摩擦力__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；在CD过程中，队友刷冰使之熔化形成水膜，从而__________摩擦。 【答案】（1）见下图；（2）右 等于 不变 减小 【解析】（1）重力的方向是竖直向下的，用符号表示，大小约为牛，从重心点竖直向下画带箭头的线段表示重力。冰壶在冰面上水平向右滑行，摩擦力方向与相对运动方向相反，即水平向左，用符号表示，大小为牛，从重心点水平向左画带箭头的线段表示摩擦力。如图所示： （2）因为“蹬冰鞋”摩擦力大，“滑行鞋”摩擦力小，而花纹越深，接触面越粗糙，摩擦力越大，所以鞋底有更深花纹的是右脚。 冰壶在粗糙程度相同的水平冰面上做匀速直线运动，处于平衡状态，水平方向上受到人对冰壶的推力和冰面对冰壶的摩擦力，这两个力是一对平衡力，大小相等，所以人对冰壶的推力等于冰面对冰壶的摩擦力。 撤去推力，冰壶在过程中，压力大小和接触面的粗糙程度都不变，根据影响滑动摩擦力大小的因素可知，所受摩擦力不变。 在过程中，队友刷冰使之熔化形成水膜，使接触面分离，从而减小摩擦。 12. 质量为4千克的物体，在水平推力F作用下沿水平地面向右做匀速直线运动，物体受到地面对它的摩擦力f为物体所受重力的0.25倍。（g=10N/kg） （1）计算出物体受到的推力大小，用力的图示法画出物体在水平方向上受到的力； （2）如在运动过程中推力突然变小成大小为4N的力，求出物体此刻所受合力的大小和方向。 【答案】（1）10N，见下图 ；（2）6N，水平向左 【详解】解：（1）物体的重力G=mg=4kg×10N/kg=40N 因为物体受到地面对它的摩擦力为物体受重力的0.25倍，所以物体受到的摩擦力 f=0.25G=0.25×40N=10N 因为物体做匀速直线运动时，受到的摩擦力和水平推力是一对平衡力，所以水平推力 F=f=10N 推力和摩擦力都作用在物体的重心上，设标度为5N，过物体的重心作水平向左的大小为10N的摩擦力f，过物体的重心作水平向右的大小为10N的拉力F，其长短为表示5N线段的2倍，图示如下： （2）如在运动过程中推力突然变小成大小为4N的力；由于物体对水平面的压力不变、接触面的粗糙程度不变，所以受到的滑动摩擦力不变；竖直方向上的重力和支持力是一对平衡力，所以物体此刻所受合力的大小为 F合=f-F'=10N-4N=6N 方向水平向左。 答：（1）物体受到的推力大小是10N，图见解析； （2）物体此刻所受合力大小为6N，方向水平向左。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $