摘要:
**基本信息**
聚焦摩擦力方向判断、大小计算及实验探究,通过生活实例与综合题型,系统渗透二力平衡、控制变量法等解题方法,构建“概念-原理-应用”逻辑链条。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|概念辨析|8题(如壁虎、自行车构造)|摩擦力方向判断(相对运动趋势)、类型区分(静/滑动)|从生活现象建立摩擦力物理观念,结合运动状态分析受力平衡|
|实验探究|5题(如影响因素、改进装置)|控制变量法、转换法(测力计示数=摩擦力)|通过实验数据推理摩擦力与压力、粗糙程度的定量关系|
|综合计算|7题(如滑轮组、v-t图像)|受力分析模型(竖直/水平方向平衡)、公式应用(f=μN)|整合力学知识,提升科学思维中的推理与论证能力|
内容正文:
2026年中考物理三轮冲刺提高训练:摩擦力
一、选择题
1.值日打扫教室卫生的小慧,偶尔发现教室窗玻璃上趴着一只壁虎如图所示,胆大的小慧同桌小聪用手推窗(水平向右),观察到壁虎随窗玻璃一起向右匀速移动,此时壁虎受到摩擦力的方向是( )
A.竖直向上 B.竖直向下 C.水平向左 D.水平向右
2.近年来出现了大量的共享单车,让人们享受了绿色出行带来的方便、快捷。从自行车的结构和使用来看,下列说法中不正确的是( )
A.采用实心轮胎可以避免爆胎的危险
B.轮胎表面有凹凸不平的花纹是为了增大摩擦
C.轴承里面装有钢珠是为了减小摩擦
D.车座做得扁平可以减小臀部所受的压力
3.用如图所示的滑轮组拉动物体,当物体匀速移动时,绳端受到的拉力为30N;若物体重100N,不计滑轮重及摩擦,物体受到水平面的摩擦力大小是( )
A.30N B.60N C.90N D.100N
4.冰壶比赛中,掷球运动员右脚穿着“蹬冰鞋”摩擦力大,利于起步加速;左脚穿着“滑行鞋”摩擦力小,有利于滑行。在其他条件相同的情况下,橡胶比塑料能提供更大的摩擦力。以下最适合作为冰壶运动员比赛穿的鞋子是( )
A. B.
C. D.
5.如图所示,A为长木板,在水平面上以速度v1开始向右运动,同时物块B在木板A的上表面以速度v2开始向右运动,且A、B接触面粗糙,下列判断正确的是( )
A.若v1=v2,A、B之间无摩擦力
B.若v1>v2,A受到B所施加的向右的滑动摩擦力
C.若v1<v2,B受到了A所施加的向右的滑动摩擦力
D.若v1>v2,A、B之间无滑动摩擦力
6.学习了摩擦力一节课后,小雪同学迫不及待地将自己的字典和直尺拿出来在水平桌面上体验摩擦力,如图所示。下面是她实验探究后记录的一些心得体会,其中说法错误的是( )
A.表面越光滑的尺,匀速拉动时所用的力越大
B.手对字典的压力越大,匀速拉动直尺的力越大
C.放在字典上方的手推动字典是因为手对字典有摩擦
D.当直尺被拉而未动时,直尺受到的摩擦力等于尺受到的拉力
7.如图所示,用两块相同的木板P和Q挤压两块相同的砖和B,向上提起停在空中,每块砖各重10,下面说法中正确( )
①木板P对砖块A的静摩擦力方向向上
②木板Q对砖块B的摩擦力大小为10
③砖块A对砖块B的摩擦力大小为5
④砖块B对砖块A的摩擦力大小为0
A.只有①④正确 B.只有②③正确
C.只有①③④正确 D.只有①②④正确
8.平衡车作为一个全新的代步工具常被用于路面巡逻,通过脚踏底座,手推操纵柄,可以向任何方向前进,也能原地转弯。下列说法正确的是( )
A.底座上表面比较粗糙,是为了增大压强
B.驾车转弯时,平衡车受平衡力作用
C.站在车上不动时,人所受重力等于车对人的支持力
D.驾车刹车后,车仍向前运动,是因为受到惯性的作用
9.A、B是两个由同种材料制成的实心正方体,若A和B分别以甲、乙两种方式在相同的水平桌面上一起做匀速直线运动,如图所示。则水平推力F1与F2的关系为( )
A.F1>F2 B.F1<F2 C.F1=F2 D.无法确定
10.如图甲所示,一块质量为0.2kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上,在竖直方向上拉力F=3N的作用下向上运动,铁块运动速度v与时间t的关系图象如图乙所示。则下列说法正确的是(取g=10N/kg)
A.物体在5s内上升的距离为10m
B.物体所受摩擦力为1N
C.拉力F与物体的重力是一对平衡力
D.物体所受摩擦力为3N
11.纸带穿过打点计时器(每隔0.02s时间在纸带上打下一个点)与一木块左端相连,木块在弹簧测力计作用下沿水平桌面(纸面)向右运动时,就能在纸带上打出一系列的点,图中①和②是打点计时器先后打出的两条纸带,与其对应的测力计的示数分别为F1、F2,粗糙程度相同的木块质量分别为m1、m2,木块运动的速度分别为v1、v2。已知m1>m2,那么
A.F1<F2,v1<v2 B.F1>F2,v1<v2
C.F1=F2,v1>v2 D.F1>F2,v1>v2
12.如图甲所示,小明在同一水平地面上沿水平方向用力推木箱,推力随时间变化的图象如图乙所示,木箱速度大小随时间变化的图象如图丙所示,以下分析正确的是( )
A.内木箱没有动,是因为人对木箱的推力小于地面对木箱的摩擦力
B.内木箱受到的摩擦力大小为
C.内木箱受力平衡
D.后人如果停止用力,木箱将做匀速直线运动
13.如图所示,放在M、N两水平桌面上的P、Q两物体,分别在FP=5N、FQ=3N的水平拉力作用下做匀速直线运动。可以确定( )
A.桌面M一定比桌面N粗糙
B.P的速度一定大于Q的速度
C.P的质量一定大于Q的质量
D.P受到的摩擦力一定大于Q受到的摩擦力
14.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
15.如图所示,密度为ρ、厚度为d、边长为L的均匀正方形薄板静止在水平桌面上,其右端与桌子边缘相平。板与桌面间的光滑程度不变,现用水平力向右推薄板使其运动L/3,在推薄板的过程中薄板对桌面的压力F、压强p和摩擦力f的变化情况是( )
A.p、F不变,f变小
B.F大小由ρL2dg增大为3ρdg/2,p不变、f变大
C.F大小由ρL2dg减小为2ρL2dg/3,p不变、f变小
D.p大小由ρdg增大为3ρdg/2,F、f不变
二、填空题
16.重为15N的物体,被80N的水平压力F压在竖直墙壁上保持静止,物体受到的摩擦力为_________N;如果水平力F减小到30N,物体会沿墙壁匀速下滑,此时受到的摩擦力为_________N,如果压力继续减小,物体将做_________运动(选填“加速”“匀速”“减速”)。
17.大量实验表明,当一个物体在另一个物体的表面上滑动时,摩擦力的大小跟作用在物体表面上的____有关,还跟接触面的_______有关。压力越___,接触面越_____,摩擦力越大。
18.两个完全相同的物体A、B,每个重为20N。
(1)如图甲所示,A和B叠放在水平桌面上,在15N的水平拉力作用下,A、B一起向右做匀速直线运动,此时木块B受到的摩擦力大小为___________N;
(2)如图乙所示,若将A、B木块紧靠着放在水平桌面上,用水平力F2推A使它们一起向右做匀速直线运动,则F2的大小是___________N。
19.自行车是我们熟悉的交通工具。从自行车的结构和使用来看,它涉及到不少有关摩擦的知识。例如:A、轮胎上刻有花纹 B、车胎做成圆形 C、脚踏板凹凸不平 D、刹车时用力捏闸 E、车轴处装有滚珠 F、车的把手上有凹槽
上述各项内容中属于(只填写各选项前的字母)通过改变接触面粗糙程度而增大摩擦的是:______;通过增大压力而增大摩擦的是:_________;通过变滑动为滚动而减小摩擦的是:_____________。
20.如图所示,在15N的水平拉力F作用下,木板A 在水平地面匀速向右运动的过程中,物体B相对于地面静止,此时弹簧测力计的示数为3N,则B所受滑动摩擦力方向水平向 ________选填“左”或“右”),A受到地面的摩擦力大小为______N。
21.观察一辆自行车,它在工作时,有些地方的摩擦是有益的,有些地方的摩擦是有害的。请举出自行车的构造上增大“有益”摩擦和减小“有害”摩擦的实例各一个,并说明增大和减小摩擦的方法。
(1)增大“有益”摩擦的实例:_________________________;
增大摩擦的方法:__________________。
(2)减小“有害”摩擦的实例:_________________;
减小摩擦的方法:_________________________。
22.如图所示,质量相等的物块A、B、C叠放在水平地面上,物块A受到一个水平向右的力F1=3牛的作用,物体C受到一个水平向左的力F2=8牛的作用,A、B、C相对于地面保持静止状态。
(1)A受到的摩擦力大小为_______牛;
(2)物块C受到地面的摩擦力方向为___________(选填“水平向左”或“水平向右”)。
23.水平面上的一物块受水平推力。F的作用,推力F的大小与时间t的关系如图甲所示,物块的速度v与时间t的关系如图乙所示。
(1)物块受平衡力作用的时间是;_____(填字母)
A.0~3秒 B.3~6秒 C.6~9秒
(2)图乙中阴影部分表示的物理量是___________;
(3)与第2秒相比,第4秒物块所受到的摩擦力大小___________(填“变大”“不变”或“变小”)。
24.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的运动速度v与时间t的关系如图乙所示。
(1)由图象可知,当t=1s时,物体处于_______状态;
(2)当t=5s时,物体受到的摩擦力为_______N;
(3))当木块所受的推力是2N,则对木块所处状态的判断,正确的是_______。
A.静止 B.匀速直线运动
C.静止或匀速直线运动 D.条件不足,无法判断
25.两个完全相同的物体A、B,重均为 20 牛。
(1)如图甲所示,在小晨施加的 15 牛的水平推力作用下,物体 A、B 以 3 米/秒的速度在一粗糙程度相同水平面上做匀速直线运动,则此时B 受到的摩擦力大小为_____牛;小晨对B 的推力为_____牛。
(2)如图乙所示,小晨接着把 B 叠放在 A 正上面,用水平向右的力 F1 拉 A,使 A 和 B 在同一水平面上一起以 1m/s 的速度做匀速直线运动,则此时小晨作用的拉力 F1 大小为_____牛,B 受到的摩擦力大小为_____牛。
三、探究题
26.如图a所示,小明在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,用弹簧测力计拉着木块分别在粗糙程度不同的甲、乙水平木板上匀速直线运动,通过改变放在木块上的砝码改变压力,分别测出木块在甲、乙木板上滑动时的摩擦力,并根据实验数据描点画出了滑动摩擦力f摩与对应压力f压关系的图象。
(1)分析图象甲或乙可知,木块对木板的______越大,木块所受的滑动摩擦力也就越大;比较图象可知,______(填“甲”或“乙”)木板更粗糙;
(2)小明在实验中发现,拉着木块运动时很难控制“匀速”,于是他设计了如图b所示的装置,将弹簧测力计固定,改为拉动平板小车,当他水平向左拉动平板小车时,木块所受到的摩擦力的方向为______,这样改进后的装置的优点是______。
27.在学习影响滑动摩擦力大小的因素后,小科还是认为重力越大,滑动摩擦力越大。于是李老师用如图装置与他一起实验。
步骤一:将铁块放在木板上,往沙桶中加入一定量细沙,使压力传感器的示数为5.00N,水平向左拉动木板,读出拉力传感器的示数并记录。
步骤二:换用质量不同、粗糙程度和底面积都相同的铁块,重复步骤一,记录结果如表:
实验次数
质量不同的铁块
压力传感器示数(N)
拉力传感器示数(N)
1
小
5.00
2.10
2
中
5.00
2.11
3
大
5.00
2.11
请回答下列问题。
(1)第1次实验中铁块受到的摩擦力为_____N。
(2)通过实验得出的结论是_____。
(3)小科认为:该实验中压力传感器的上表面要尽量光滑,否则会使拉力传感器的读数偏大。你认为他的说法是否合理,为什么?_____。
28.同学们在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”时,做出如下猜想:
猜想一:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关;
猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;
猜想三:滑动摩擦力的大小与接触面积有关。
为了验证上述三个猜想,同学们在水平台上做了如图所示的实验(其中甲乙接触面都为相同木板、丙接触面为毛巾),请你补全下列实验过程:
(1)实验过程中,在水平面上沿水平方向______拉动弹簧测力计;
(2)通过对比甲、乙两图,可知猜想______是正确的,其结论是:_________________;
(3)通过比较甲、丙两图得出“接触面越粗糙,滑动摩擦力越大”的结论,这是_____(选填“正确”或“错误”)的,因为_________________________;
(4)要想验证猜想三是否正确,在控制其它变量不变的基础上,需要改变___________。
29.在研究摩擦力的实验中,将木块置于水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块(如下图所示),木块的运动状态和弹簧测力计的示数如下表所示(每次木块与桌面的接触面相同,对桌面的压力相同),由表可知,木块受到的滑动摩擦力的大小为___________N;在第一次实验中,木块受到的摩擦力的大小为___________N;在这四次试验中,木块受到的滑动摩擦力大小应该有___________次是相同的。
实验次数
木块运动状态
弹簧测力计示数F/N
1
静止
0.6
2
加速
0.8
3
匀速
0.7
4
减速
0
30.如图是小金“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验过程:
(1)该实验中要用弹簧测力计拉着木块做___________运动,此时滑动摩擦力与拉力大小相等;
(2)分析甲、乙,发现F1<F2,可得出结论___________;
(3)小金发现在实验过程中不能保证拉着木块始终匀速直线运动,弹簧测力计的示数不稳定。于是他设计了改进实验,当他拉动木板的过程中,发现弹簧测力计的示数仍不稳定,可能原因是___________(填字母)。
A. 接触面的粗糙程度不均匀 B. 不能保证匀速抽出木板
四、简答题
31.作图题
(1)S为发光点,MN为平面镜,请画出由S点发出并经平面镜反射后通过A点的光线。
(2)如图,A为河底的鹅卵石,A'为河边观察者在B处看到的虚像,画出入射光线和折射光线。
(3)货物随传送带一起水平向右做匀速直线运动,请在图中画出该货物的受力示意图。
(4)运动员将排球击出,排球离开手后仍在空中继续飞行。不考虑空气阻力,请在图中画出此时排球的受力示意图。
32.小安最近买了一辆电动汽车,如图所示,其质量约1.5t。她开这辆车从安吉出发走高速到长兴,已知小安体重60kg,该车在高速上行驶过程中受到的阻力为车总重的0.1 倍。
(1)若小安一人开车,车上无其他人和行李,电动汽车在平直的公路上以 30 米/秒的速度匀速行驶过程中受到的牵引力是多少?( )
(2)汽车紧急刹车后,还会继续向前运动,是因为汽车具有___________;此时车轮停止转动,这是利用___________方法来增大车轮与地面摩擦,从而使汽车尽快停下来。
33.质量是5kg的木块,放在水平桌面上,运动时受到的摩擦力是木块重力的0.2倍。通过列式分析计算下列物理量:
(1)木块的重力与运动时木块受到的摩擦力分别多大? (g=10N/kg)
(2)要使木块在此水平面上以1m/s的速度匀速直线运动3米,对木块施加的水平拉力和运动的时间分别是多少?
2
1
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参考答案:
1.A
【详解】当壁虎随窗玻璃一起向右匀速移动的过程中,壁虎和玻璃之间没有相对运动或运动趋势,壁虎受到平衡力的作用,竖直方向上壁虎受到重力和摩擦力的作用,重力的方向竖直向下,摩擦力的方向竖直向上,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
2.D
【详解】A. 根据气体压强和体积的关系可知,若采用充气轮胎,车辆在高速行驶时,轮胎温度升高,气体的体积增大,压强增大,容易爆胎。采用实心轮胎可以避免爆胎的危险。故A正确;
B. 轮胎表面有凹凸不平的花纹,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B正确;
C. 轴承里面装有钢珠是用滚动代替滑动来减小摩擦。故C正确;
D. 车座做得扁平,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。故D错误。
3.C
【详解】因为有3条绳子作用在动滑轮上,所以水平向左拉物体的拉力为F=3×30N=90N;又因为物体匀速运动,根据二力平衡条件可得,摩擦力的大小等于水平向左拉物体的拉力,大小为90N,故C正确,ABD错误。
4.B
【详解】依题意得,掷球运动员右脚穿着“蹬冰鞋”摩擦力大,左脚穿着“滑行鞋”摩擦力小,在其他条件相同的情况下,橡胶比塑料能提供更大的摩擦力,在压力相同时,花纹橡胶接触面粗糙程度最大,光面塑料的接触面的粗糙程度最小,因此右脚应穿花纹橡胶的鞋子,左脚应穿光面塑料的鞋子,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
5.A
【详解】物体之间有无摩擦力要看物体之间有无相对运动或有无相对运动的趋势,摩擦力的方向与物体相对运动(趋势)的方向相反。
A.若v1=v2,A、B之间没有相对运动的趋势,没有摩擦力,故A正确;
BD.若v1>v2,A相对于B向右运动,B对A施加向左的滑动摩擦力,即A受到B所施加的向左的滑动摩擦力,故BD错误;
C.若v1<v2,B相对于A向右运动,B受到A所施加的向左的滑动摩擦力,故C错误。
故选A。
6.A
【详解】A.在压力一定时,表面越光滑的尺,匀速拉动时所用的力越小,故A错误,符合题意;
B.该实验中,接触面的粗糙程度一定,手对字典的压力越大,匀速拉动直尺的力越大,故B正确,不符合题意;
C.放在字典上方的手推动字典是因为手对字典有摩擦作用,故C正确,不符合题意;
D.当直尺被拉而未动时,直尺处于平衡状态,受到平衡力的作用,手对尺的拉力等于尺受到的摩擦力,故D正确,不符合题意。
故选A。
7.D
【详解】①将AB看作一个整体,AB向下运动的趋势,因此木板P对砖块A的静摩擦力方向向上,故①正确;
②木板Q对砖块B的静摩擦力方向向上,由力的平衡可知
f+f=2G=2×10N=20N
f=10N
故②正确;
③④A砖与木板Q之间的摩擦力为10N,方向竖直向上,A砖还受到自身竖直向下的重力,大小为10N;由于A砖受到的摩擦力和重力大小相等、方向相反,受力平衡,因此A砖与B砖之间的摩擦力大小为0N,故④正确,③错误。
故选D。
8.C
【详解】A.底座上表面比较粗糙,通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦,故A错误;
B.驾车转弯时,平衡车运动方向改变,受非平衡力作用,故B错误;
C.站在车上不动时,人所受重力与车对人的支持力是平衡力,大小相等,故C正确;
D.驾车刹车后,车仍向前运动,是因为车具有惯性,不能说受到惯性的作用,惯性不是力,故D错误。
故选C。
9.C
【详解】由图可知,将A和B看做一个整体,它们对水平地面的压力相等,接触面的粗糙程度相同,因此它们受到的摩擦力大小相等。当它们一起做匀速直线运动时,它们受到的推力与摩擦力是一对平衡力,所以二者大小相等,故它们受到的水平推力相等,故C正确,ABD错误。
故选C。
10.B
【详解】A.由乙图可知,铁块向上运动的速度为0.2m/s,物体在5s内上升的距离为
s=vt=0.2m/s×5s=1m,
故A错误;
BCD.铁块在竖直方向上运动时,速度保持不变,因此铁块做匀速直线运动,铁块受到平衡力的作用。在竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力f和竖直向上的拉力F,根据平衡力的特点,故铁块受到摩擦力大小
f=F-G=3N-0.2kg×10N/kg=1N,
故B正确,CD错误。
【点睛】此题主要考查学生对速度公式、二力平衡条件的掌握和应用。首先,我们可以判断物体是否受力平衡;其次,根据所求力的方向、以及平衡力的大小和方向准确求出力的大小和方向。
11.B
【详解】因为m1>m2,水平面上压力等于重力,因此F压1>F压2,又因为接触面粗糙程度相同,因此f1>f2,由图像可知,两纸带均做匀速直线运动,因此拉力等于摩擦力,故F1>F2;由图像可知纸带的长度相同,因此通过相同的路程,①打的点更多,①所用时间更长,由公式可知v1<v2,故选B。
12.B
【详解】A.木箱在0~2s内没有动,是因为人对木箱的推力等于地面对木箱的摩擦力,故A项错误;
B.由图丙可知,在4~6s内木箱做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件可知,木箱受到的滑动摩擦力,由图乙可知,在4~6s内推力,则木箱受到的滑动摩擦力是:
由图丙可知,木箱在2~4s内做加速运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力与推力大小无关,物体间接触面的粗糙程度与物体间压力不变,物体受到的滑动摩擦力不变,则2s~4s木箱受到的摩擦力大小为40N,故B项正确;
C.内木箱做加速运动,因此木箱受力不平衡,故C项错误;
D.由于木箱受到摩擦力的作用,所以人停止用力推木箱的时候,木箱做减速运动;故D项错误;
13.D
【详解】AC.P受到的摩擦力大于Q受到的摩擦力,摩擦力跟压力大小和接触面的粗糙程度有关,P受到的摩擦力大,可能是因为桌面M比桌面N粗糙造成的;可能是P的质量大,重力大,对桌面的压力大造成的。故A和C不符合题意。
B.摩擦力大小跟物体的运动速度无关。故B不符合题意。
D.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,根据二力平衡条件得,物体P、Q受到的摩擦力分别是5N、3N,P受到的摩擦力一定大于Q受到的摩擦力。故D符合题意。
14.D
【详解】摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,两个影响因素不变,摩擦力不变。表面粗糙程度相同、质量不同甲、乙两图中, ∴,故A错误;乙、丙比较,表面粗糙程度相同,F3>F2,故B错误;丙、丁实验在压力大小和接触面的粗糙程度不变时,改变了接触面积的大小,摩擦力不变,故C错误,D正确。
15.D
【详解】试题分析:(1)均匀正方形薄板对地面的压力和自身的重力相等,根据密度公式和体积公式、重力公式表示出其大小,根据面积公式分别求出两种情况下的受力面积,根据p=求出两种情况下薄板对桌面的压强;
(2)摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,接触面的粗糙程度和压力不变,摩擦力的大小不变.
解:(1)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,用水平力向右推薄板使其运动的过程中,薄板对桌面的压力F不变,故C不正确;
压力的大小为:
F=G=mg=ρVg=ρL2dg,
右端与桌子边缘相平时,受力面积S1=L2,
此时薄板对桌面的压强p1===ρdg,
当用水平力向右推薄板使其运动时,受力面积S2=L×(L﹣)=,
此时薄板对桌面的压强p2===ρdg,
所以,p大小由ρdg增大为ρdg,故A不正确;
(2)因摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,
所以,在用水平力向右推薄板使其运动的过程中,接触面的粗糙程度和压力不变,摩擦力的大小不变,故B不正确,D正确.
故选D.
【点评】本题考查了有关压力和压强、摩擦力大小的判断,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等以及影响摩擦力大小的应用,要注意受力面积大小的计算.
16. 15 15 加速
【详解】[1]物体在竖直的墙壁上保持静止状态,那么它受到的静摩擦力与向下的重力相互平衡,即二者大小相等,那么,f=G=15N。
[2]如果水平力F减小到30N,物体会沿墙壁匀速下滑,此时它受到的滑动摩擦力与向下的重力依然平衡,即大小相等,那么,f'=G=15N。
[3]如果压力继续减小,那么物体受到的滑动摩擦力会逐渐减小,由于G>f,因此物体受到的合力向下,于是,物体将做加速运动。
17. 压力 粗糙程度 大 粗糙
【详解】压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大;接触面的粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大.
因此摩擦力的大小跟作用在物体表面的压力大小有关,还跟接触面的粗糙程度有关.
18. 0 15
【详解】(1)[1]甲图中,A、B一起向右做匀速直线运动,B和A之间没有发生相对运动或相对运动趋势,B没有受到摩擦力的作用,此时木块B受到的摩擦力大小为零。
(2)[2]甲图中,A和B整体水平方向上受到水平向右的拉力F1和水平向左的滑动摩擦力,整体进行匀速直线运动,这两个力是平衡力,大小相等,F1是15N,所以受到地面的滑动摩擦力是15N;从甲图到乙图,改变A和B的放置情况,压力大小不变,接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力不变,所以乙图的滑动摩擦力大小还是15N,它们一起做匀速直线运动,推力和摩擦力是平衡力,所以乙图中推力F2大小是15N。
19. ACF D BE
【详解】A、轮胎上刻有花纹是通过在压力一定时,增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的;
B、车轮做成圆形是通过变滑动为滚动来减小摩擦的;
C、脚踏板凹凸不平是通过在压力一定时,增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的;
D、刹车时用力捏闸是在接触面粗糙程度相同时,通过增大压力而增大摩擦 ;
E、车轴处装有滚珠是通过变滑动为滚动来减小摩擦的;
F、车的把手上有凹槽是通过在压力一定时,增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的;
20. 右 12
【详解】试题分析:弹簧测力计示数为3N,则弹簧测力计对B的拉力为3N,方向向左。B水平方向上受到拉力和摩擦力的作用处于静止状态,由二力平衡可得,摩擦力与拉力应大小相等,方向相反,所以,摩擦力大小为3N,方向水平向右。根据力的作用是相互的,B会给A一个向左的摩擦力,大小为3N,A匀速向右运动,所以A受B对其向左的摩擦力、地面对其向左的摩擦力和拉力F的作用,由力的平衡条件可知,地面对A的摩擦力f=15N-3N=12N,方向水平向左。
【考点定位】摩擦力 二力平衡 力的合成
21.(1)轮胎上刻有花纹(或塑料的把手套上有花纹或小点、脚踏板上凹凸不平等) 增大接触面的粗糙程度
(2)在转动部分装上轴承(或车轮做成圆形的) 变滑动为滚动
【详解】有益的摩擦有:车轮与地面之间的摩擦、车闸与车轮之间的摩擦、脚与脚踏板之间的摩擦等都是有益的摩擦。
增大的办法:轮胎、脚踏板上以及车把上都刻有花纹,利用了增加接触面的粗糙程度来增大摩擦。刹车时,用力捏紧车闸,是利用增大压力的方法来增大摩擦的。
有害的摩擦有:车轴之间的摩擦。
减小办法:在轴的位置防止滚珠或轴承,变滑动摩擦为滚动摩擦来减小摩擦。并且在这些位置经常加润滑油来减小摩擦。
22. 3 水平向右
【详解】(1)[1]物体A在水平方向保持静止状态,那么它受到的拉力和摩擦力相互平衡,即二者大小相等、方向相反,故摩擦力
fA=F1=3N
(2)[2]将三者看做一个整体,它们受到水平向左的拉力F2,水平向右的拉力F1,那么受到的合力为
8N-3N=5N
且方向与较大的力的方向一致,即合力水平向左。由于三者处于平衡状态,所以C受到地面的摩擦力与这个合力应该平衡,即大小相等、方向相反,故C受到地面摩擦力的方向为水平向右。
23. A 路程/距离 不变
【详解】(1)[1]根据图乙可知,物块在0~3s内做匀速直线运动,处于平衡状态,受到平衡力,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(2)[2]阴影部分为长方形,则它的面积
S=vt=s
因此阴影部分的面积表示物体运动的路程。
(3)[3]根据图乙可知,第2s时物体做匀速直线运动,第4s时做减速运动,因为物块对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,因此它受到的滑动摩擦力不变。
24. 静止 2 B
【详解】(1)[1]由v-t图象知道,0~2s时物体运动的速度为0,即物体处于静止状态,所以,当t=1s时,物体处于静止状态。
(2)[2]由v-t图象知道,4s~6s内物体运动的速度4m/s不变,做的是匀速直线运动,处于平衡状态,受到的摩擦力和推力是一对平衡力,二力大小相等;由F-t图象知道,4s~6s内物体受到的推力为2N,即t=5s时物体受到的摩擦力为2N。
(3)[3]由F-t图象知道,当木块所受的推力是2N时的时间为4s~6s;由v-t图象知道,4s~6s内物体运动的速度4m/s不变,做的是匀速直线运动。
故选B。
25. 7.5 0 15 0
【详解】第一空.物体A、B在15N的推力作用下以3m/s的速度在水平面上做匀速直线运动,根据二力平衡可知,推力与摩擦力是一对平衡力,故AB整体的摩擦力为15N;由于A、B完全相同,接触面相同、压力相同,故AB各自受到地面的摩擦力是相同的,总摩擦力为15N,则B受到的地面的摩擦力为15N×=7.5N;
第二空.B做匀速直线运动,故A对B的推力与B受到的摩擦力是一对平衡力,故A对B的推力为7.5N。小晨对B的推力为0;
第三空.在乙图中,物体A、B在水平向右拉力F1作用下,一起做匀速直线运动,物体A受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,由于B 叠放在 A 正上面,两物体对水平面的压力不变,接触面粗糙程度不变,摩擦力大小不变,仍为15N。则小晨作用的拉力 F1 大小F1=f=15N;
第四空.物体B没有发生相对运动或相对运动的趋势,所以物体B不受摩擦力,即B所受的摩擦力为0N;
26. 压力 甲 水平向左 不需要小车做匀速直线运动,便于实验操作和读数
【详解】(1)[1]分析图像甲或乙可知,木块对木板的压力越大,木块所受的滑动摩擦力也就越大;
[2]比较图像可知,在压力相同时,甲的摩擦力大于乙的摩擦力,所以甲木板更粗糙。
(2)[3]在如图所示的装置中,水平向左拉动平板小车时,木块相对于小车向右运动,所以受到的摩擦力的方向为水平向左。
[4]由图2所示可知,木块与弹簧测力计固定不动,拉动平板小车运动,该实验设计的优点是:一方面,不需要小车做匀速直线运动,便于实验操作,另一方面,由于测力计静止便于读数。
27. 2.10 在压力和接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小相同; 不合理,拉力传感器示数始终等于木板对铁块的摩擦力,而与压力传感器和木板之间的摩擦无关
【详解】(1)[1]实验中,水平向左拉动木板时,铁块在水平方向受到向右的摩擦力和拉力传感器向左的拉力处于静止状态,根据二力平衡的知识可知,水平方向受到的摩擦力和拉力大小相同,因此第1次实验中铁块受到的摩擦力为2.10N;
(2)[2] 三次实验中,木板受到的压力和接触面的粗糙程度相同,摩擦力大小相同,可得出结论:在压力和接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小相同;
(3)[3]实验中测量的摩擦力是铁块与木板之间的摩擦力,铁块与压力传感器不接触,压力传感器与木板之间的摩擦力对实验无影响,所以小科的说法不合理。
28. 匀速直线 一 在接触面的粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大 错误 没有控制压力大小不变 接触面积
【详解】试题分析: (1)要测滑动摩擦力,需拉动木块做匀速直线运动,此时拉力与摩擦力是一对平衡力,拉力与摩擦力的大小相等,此时弹簧测力计所测拉力大小便是摩擦力的大小.
(2)影响滑动摩擦力的因素有压力的大小和接触面的粗糙程度,步骤1与步骤2相比,接触面的粗糙程度相同,增加了砝码后,压力增大,因此是探究的摩擦力大小与压力大小的关系,可得出的结论是:在接触面的粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大;
(3)通过比较甲、丙两图得出“接触面越粗糙,滑动摩擦力越大”的结论,这是错误的,因为没有控制压力大小不变;
(4)滑动摩擦力跟压力和接触面粗糙程度有关,控制压力和接触面粗糙程度一定,让长方体木块分别侧放和竖放来改变接触面积的大小,然后比较两次数据的大小。
考点:探究摩擦力的大小与什么因素有关..
29. 0.7 0.6 3
【详解】[1]弹簧测力计显示的是拉力的大小,木块匀速直线运动时,摩擦力和拉力是平衡力,大小相等;由表中数据可知,木块匀速直线运动,弹簧测力计的示数是0.7N,滑动摩擦力的大小是0.7N。
[2]第一次实验中,木块保持静止状态但是有运动趋势,水平方向上受到拉力和摩擦力的作用,两个力是平衡力,大小相等,第一次的静摩擦力是0.6N。
[3]滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关,第3、4、5次实验中,压力相同,接触面的粗糙程度相同,滑动摩擦力相同,都是0.7N。
30. 匀速直线 当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大 A
【详解】(1)[1]弹簧测力计拉动木块时,弹簧测力计显示拉力大小,要使滑动摩擦力等于拉力,必须让木块在水平面上做匀速直线运动。
(2)[2]甲、乙两图接触面粗糙程度相同,乙图压力大,弹簧测力计示数越大,滑动摩擦力越大,所以得出结论:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)[3]由右图知道,木块相对地面处于静止状态,测力计示数等于木板对木块施加的摩擦力,实验时拉着长木板沿着水平方向向右运动,但是发现弹簧测力计示数仍然不稳定,因压力大小不变,根据影响滑动摩擦力的因素,可能原因是长木板接触面粗糙程度不均匀,故A符合题意。
故选A。
31.(1);(2);(3)(4)
【分析】(1)物体在平面镜中所成的像是所有反射光线反向延长线的交点,即所有的反射光线都经过像点。既然这条反射光线也经过A点,那么可以首先找到像点,再连接A点和像点,从而找到那条反射光线,最后完成光路图。
(2)我们看到水里的物体,其实是水里物体的虚像,它是由折射光线射入眼睛形成的,因此像点A'与眼睛B肯定在同一直线上,将二者连接找到入射点,最后完成光路图即可。
(3)分别从竖直和水平两个方向上,根据二力平衡的知识对物体进行受力分析即可。
(4)首先对排球进行受力分析,然后确定力的大小、方向和作用点,最后画出力的示意图。
【详解】(1)[1]首先通过发光点S作平面镜的垂线,然后根据“物像等距”在镜面下方找到像点S'。接下来连接AS',与平面镜的交点为入射点O,连接OA为反射光线,连接SO为入射光线,如下图所示:
。
(2)[2]首先连接BA',与水面的交点为入射点O,然后再连接AO为入射光线,连接OB为折射光线,如下图所示:
。
(3)[3]货物随传送带一起水平向右做匀速直线运动,由于物体相对传送带保持静止状态,因此二者之间没有摩擦力;根据二力平衡的知识可知,在水平方向上物体也不受拉力。
货物在竖直方向上保持静止状态,它受到的竖直向下的重力和竖直向上的支持力相互平衡,如下图所示:
。
(4)[4]不考虑空气阻力,排球只受竖直向下的重力,作用在排球的重心上,如下图所示:
。
32. 1650N 惯性 滑动摩擦代替滚动摩擦
【详解】(1)[1]汽车受到的阻力
f=0.1G=0.1mg=0.1×(1.5×103kg+60kg)×10N/kg=1560N
汽车在该平直路段匀速行驶过程中,受力平衡,故牵引力
F=f=1560N
(2)[2][3]刹车后汽车继续向前运动,是因为汽车具有惯性,仍要保持原来的运动状态。
此时车轮停止转动,这是利用滑动摩擦代替滚动摩擦的方法来增大车轮与地面摩擦,从而使汽车尽快停下来。
33.50N ;10N ;10N ;3s
【详解】(1)木块的重力:G=mg=5kg×10N/kg=50N;木块受到的摩擦力:f=0.2G=0.2×50N=10N;
(2)因为木块做匀速直线运动,所以木块受到的水平拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,则对木块施加的水平拉力:F=f=10N.由v=可得,运动的时间t==3s.
答:(1)木块的重力为50N,运动时木块受到的摩擦力为10N;
(2)对木块施加的水平拉力为10N,运动的时间为3s.
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