第四节 探究：滑动摩擦力大小与哪些因素有关（导学案）物理新教材沪科版八年级全一册

该初中物理导学案围绕滑动摩擦力展开，引导学生理解滑动摩擦力的概念、方向及产生条件，通过实验探究其大小与压力、接触面粗糙程度的关系，掌握二力平衡测量原理及增大和减小摩擦的方法。以自主预习填空铺垫基础，课堂探究从概念辨析到实验设计再到生活应用，构建连贯学习支架。 以科学探究为主线，实验设计突出控制变量法的规范应用（科学思维），结合二力平衡原理解析测量逻辑（科学探究），例题与讨论融入自行车、冰壶等生活实例（科学态度与责任），课堂练习分层设计，含实验分析与实际问题，助力学生构建物理观念，提升科学探究能力与应用意识。

第四节 探究：滑动摩擦力大小与哪些因素有关（导学案） 【学习目标】 1. 理解滑动摩擦力的概念，知道滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反。 2. 通过实验探究，掌握影响滑动摩擦力大小的核心因素，熟练运用控制变量法设计实验、分析数据、推导结论。 3. 理解实验中匀速拉动木块的测量原理，能对实验方案进行合理反思与改进。 4. 掌握增大和减小摩擦的常用方法，能结合生产生活实例分析摩擦的利用与防治，解释常见的摩擦现象。 【学习重点】 1. 滑动摩擦力大小的影响因素与控制变量法的实验应用 2. 增大摩擦和减小摩擦的方法及典型生活实例 【学习难点】 1. 滑动摩擦力方向的判断 2. 利用二力平衡原理测量滑动摩擦力的实验逻辑 3. 控制变量法在实验设计与结论表述中的规范应用 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 一个物体在另一个物体表面上滑动时，所受到的______物体间相对运动的力，叫做滑动摩擦力。 2. 探究滑动摩擦力影响因素的实验中，采用的研究方法是____________法；实验中需用弹簧测力计水平拉动木块，使木块做____________运动，此时弹簧测力计的示数______（选填 “等于” 或 “不等于”）滑动摩擦力的大小。 3. 滑动摩擦力的大小与接触面的____________和接触面所受的______有关；在其他条件相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越______；压力越大，滑动摩擦力越______。 4. 增大有益摩擦的常用方法：增大______、增大接触面的粗糙程度；减小有害摩擦的常用方法：减小压力、减小接触面粗糙程度、使接触面彼此分离、用______代替滑动。 【课堂探究】 探究一、滑动摩擦力的概念 1. 滑动摩擦力的定义 物理学中，把一个物体在另一个物体表面上滑动时所受到的阻碍物体间相对运动的力，叫做滑动摩擦力。 • 产生条件：两物体相互接触且挤压、接触面粗糙、物体间发生相对滑动。 • 方向：与物体相对运动的方向相反，作用是阻碍物体的相对运动。 2. 拓展：静摩擦力 相互接触的物体之间有相对运动趋势，但还没有产生相对运动时的摩擦力，叫做静摩擦力。 【讨论交流】 1. 滑动摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反吗？请举例说明。 2. 两个不接触的物体之间能产生滑动摩擦力吗？为什么？ 【例题1】下列关于摩擦力的说法正确的是（　　） A．相互压紧的粗糙物体之间总有摩擦力 B．静止的物体一定不受摩擦力 C．摩擦力的方向总是与物体运动的方向相反 D．一个物体只有在另一个物体表面运动或者有相对运动趋势时，才有可能受摩擦力 探究二、实验：探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关 1. 实验原理 根据二力平衡的知识，用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动时，木块在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，因此弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小。 2. 实验方法 控制变量法：探究多个因素对滑动摩擦力的影响时，每次只改变一个因素，控制其他因素不变，逐一研究。 • 探究与接触面粗糙程度的关系：控制压力大小不变，改变接触面粗糙程度； • 探究与压力大小的关系：控制接触面粗糙程度不变，改变压力大小。 3. 实验结论 滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，在其他条件相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大； 滑动摩擦力的大小还与接触面所受的压力有关，在其他条件相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。 【讨论交流】 1. 实验中如果拉动木块的速度忽快忽慢，弹簧测力计的示数会稳定吗？对测量结果有什么影响？ 2. 若要探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关，应如何设计实验？请简要写出实验步骤。 【例题2】在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，小轩设计了如下实验。（实验所用铁块的长、宽、高不同，每个面的粗糙程度都相同；两小车材料不同） 步骤一：如图甲所示，小轩用水平向左的拉力F拉动放在水平面上的平板小车1，观察并记录4s内拉力传感器的示数，绘制了如图乙所示的图象； 步骤二：将同一铁块以同种方式放置在平板小车2上，如图丙，用电动机向左水平拉动放在水平面上的平板小车2，再用弹簧测力计竖直向上拉铁块，读出弹簧测力计和拉力传感器的示数，记录在表格中。 实验次数 铁块重力/N 弹簧测力计示数/N 拉力传感器示数/N 1 5 0 1.5 2 5 1.0 1.2 3 5 2.0 0.9 （1）在步骤一中，当平板小车1开始运动时，铁块受到的摩擦力为______N。 （2）步骤二第1次实验中拉力传感器的示数比步骤一中1s~4s内拉力传感器的示数小，由此可知滑动摩擦力的大小与______有关。 （3）通过分析表中数据，可得出结论：______。 （4）若用该铁块探究滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关，他的操作应是______。 （5）小轩认为：该实验中水平面应尽量光滑，否则会使拉力传感器的示数偏大。他的说法______（选填“合理”或“不合理”），请说明理由：______。 探究三、增大摩擦和减小摩擦 摩擦在生活中无处不在，有时需要增大有益摩擦，有时需要减小有害摩擦。 1. 增大有益摩擦的方法 • 增大压力，例如：用力捏自行车车闸、用力握住瓶子； • 增大接触面的粗糙程度，例如：鞋底的花纹、汽车轮胎的防滑链、体操运动员手上涂镁粉。 2. 减小有害摩擦的方法 • 减小压力； • 减小接触面的粗糙程度； • 使接触面彼此分离，例如：加润滑油、气垫船、磁悬浮列车； • 用滚动代替滑动，例如：滚动轴承、行李箱的轮子。 【讨论交流】 1. 自行车的设计中包含多处摩擦知识的应用，请分别列举 2 处增大摩擦和 2 处减小摩擦的设计，并说明对应的方法。 2. 浴室地面沾水后容易打滑跌倒，请你写出两条可行的改进措施，并说明原理。 【例题3】图的四幅图中，通过增大压力的方法增大摩擦力的是（　　） A．用力握紧球拍   B．滚动轴承   C．车轴加润滑油     D．鞋底有花纹   【归纳整理】 第四节 探究：滑动摩擦力大小与哪些因素有关 【课堂练习】 1．二胡使用一段时间后，要向琴弓和琴弦上擦松香，目的是改变琴弓和琴弦之间的摩擦。下列改变摩擦的方式和目的与之相同的是（　　） A．体操运动员在手上涂防滑粉 B．给自行车轴加润滑剂 C．气垫船向下喷气导致接触面脱离 D．捏紧车闸，自行车可以很快停下来 2．如图所示，完全相同的甲、乙两物体在相同的水平地面上运动。作用在甲、乙上的拉力分别为和且。若甲、乙所受的摩擦力分别为和，不计空气阻力时，则（    ） A． B． C． D．无法确定和的大小关系 3．西西用毛刷清洗家中的地垫，清洗过程中，毛刷水平向右移动，地垫始终保持静止，如图所示，下列说法正确的是（   ） A．地垫与地面相对静止，所以与地面之间没有摩擦力 B．毛刷对地垫的摩擦力方向为水平向右 C．增大毛刷对地垫的压力，毛刷受到的摩擦力大小不变 D．毛刷移动速度越快，所受地垫的摩擦力越大 4．如图甲所示，中学跑步时脚要向后用力蹬地，若鞋底与地面没有打滑，地面对鞋底的摩擦力方向是向__________（选填“前”或“后”），此摩擦是___________（填“静摩擦”、“滑动摩擦”或“滚动摩擦”），此时摩擦是__________（选填“有害”或“有益”）的。居家隔离期间，某同学使用乙图所示的免打孔单杠进行体育锻炼，通过调节单杠两端的螺母增加长度使其不会掉落，这是通过_________的方法增大摩擦力，从而达到“免钉”的目的。单杠两端受到的摩擦力方向向__________。 5．如图所示，冰壶比赛时由于运动员既要滑行，又要在刷冰时用力蹬地，滑行脚和蹬冰脚需要分别穿上塑料底鞋和橡胶底鞋。其中，蹬冰脚穿橡胶底鞋是为了增加接触面的粗糙程度增大______ 的摩擦力。运动员用力刷冰是通过_______ 的方法使冰面变得更光滑，冰壶运动得更远。 6．天气炎热，多喝水有益于身体健康。小周同学买了一瓶瓶装矿泉水，发现瓶盖上有一道道条纹，其目的是在用手拧开瓶盖时能 ____（填“增大”或“减小”）摩擦。 7．下图是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。如图甲，将木块放在水平长木板上，用弹簧测力计水平拉动木块，使木块做__________运动。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。 8．山西某中学物理兴趣小组的同学，利用如图所示的装置探究“影响滑动摩擦力大小的因素”。    （1）实验中，用弹簧测力计沿水平方向________拉动木块A，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）对比甲、乙两次实验，可得出结论：在接触面粗糙程度相同时，________越大，滑动摩擦力越大。 （3）对比________两次实验，可探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。 （4）对比甲、丁两次实验，丁实验中竖直切去物体一半后，将切下的部分放在原物体上面，发现弹簧测力计的示数相同，说明滑动摩擦力的大小与接触面积的大小________（选填“有关”或“无关”）。 9．小冯同学做“探究影响滑动摩擦力Ff大小的因素”实验。 （1） 请根据实验步骤，将框中内容补充完整。 【实验甲】在木块上逐步增加砝码个数，用测力计沿_______方向_________拉动木块； 【实验乙】保持_________ 不变，将接触面改为毛巾、棉布； （2）实验甲是在探究滑动摩擦力与_______ 的关系；实验乙是在探究滑动摩擦力与____________ 的关系； （3）小冯同学用水平拉力拉着同一物块在同一水平地面上做匀速直线运动。第一次所用的拉力为F1，物块运动的s-t图像如图（a）所示；第二次所用的拉力为F2，物块运动的s-t图像如图（b）所示。关于物块速度v1、v2及拉力F1、F2的大小关系，下列判断中正确的有 （不定项选择） A．v1>v2 B．v1<v2 C．F1<F2 D．F1=F2 （4）在实验过程中，木块处于不同运动状态时测力计示数如下表。 实验序号 1 2 3 4 木块运动状态 静止 越来越快 匀速直线 越来越慢 测力计示数（N） 1.0 3.2 2.2 图（c） 实验序号4中的测力计示数为______N，实验序号1中木块受到的摩擦力_____1.0N（选填“>”“ =”或“<”），实验中木块所受滑动摩擦力Ff的大小为______N，理由是______________。 10．如图所示，一个木块沿斜面向上运动，请画出木块受到摩擦力的示意图。（O点为木块重心） 11．摩擦对我们生活的影响有好有坏，怎么利用和防止摩擦是我们需要了解的。根据所学知识请完成题。 （1）如图所示，在拉锯战游戏中，下列四个措施都可以增大摩擦，从影响摩擦力大小因素角度考虑，其中与其他三项不同的是（　　） A．双手用力握住绳子 B．双手带上纱布手套 C．脚穿带有花纹的鞋子 D．在粗糙的塑胶跑道上比赛 （2）我们的祖先曾用滚木巧妙地移动巨石。下列措施中，改变摩擦力大小的方法与此相同的是（　　） A．在衣服的拉链上涂些蜡 B．给行李箱安装上轮子 C．用力压住橡皮，来回擦去写错的铅笔字 D．汽车在冰雪路面行驶，车轮上绕有铁链 【生活情境】 （3）端午节，爸爸开车携全家人回村里看望爷爷奶奶，汽车行至多沙山坡，车轮打滑，无法前行。爸爸提议让小明和家人下车，减轻车的负担以便于防滑。你觉得爸爸的方案___________（选填“可行”或“不可行”），理由是：___________。 （4）如图是滑板车的结构示意图，将拉杆拉到相应高度后，旋紧调节旋钮是通过___________的方法实现增大摩擦固定拉杆的目的；车把刻有花纹是通过___________的方法实现增大摩擦的目的。 12．阅读以下文段，回答问题。 自行车上的物理 自行车是人们短程出行常用的交通工具，由车架、轮胎、脚踏、刹车装置、链条等25个部件构成。自行车具有前后两个轮子，当人踏下脚踏时，便通过链条带动后轮转动，然后在后轮的推动下，前轮也往前滚动，整个车子与人就一起向前运动，前进的过种中，前后两个车轮所受的地面施加的摩擦力方向并不一致。为了更好地行驶与控制，车架一般宜选用较轻的材料，轮胎的表面一般都设计上凹凸不平的花纹，车轮转轴一般会滴加上润滑油，刹车装置中与车轮钢圈的接触部位一般会加上橡皮。在公路上，人们可以自如地驾驶自行车，而在柔软的沙地上，想踏动自行时常常出现车轮“打滑”而走不动的现象。 （1）自行车的刹车装置中与车轮钢圈的接触部位一般会加上橡皮，这是通过______来______（选填“增大”或“减小”）摩擦，自行车启动时，轮胎与地面的摩擦属于______（选填“有益”或“有害”）摩擦； （2）如图所示，当自行车水平向右前进时，前轮所受的摩擦力方向为______，后轮所受的摩擦力方向为______； （3）车架一般选用较轻的材料，是指所选材料的______（选填“重力”、“质量”或“密度”）小。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1/1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四节 探究：滑动摩擦力大小与哪些因素有关（导学案） 【学习目标】 1. 理解滑动摩擦力的概念，知道滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反。 2. 通过实验探究，掌握影响滑动摩擦力大小的核心因素，熟练运用控制变量法设计实验、分析数据、推导结论。 3. 理解实验中匀速拉动木块的测量原理，能对实验方案进行合理反思与改进。 4. 掌握增大和减小摩擦的常用方法，能结合生产生活实例分析摩擦的利用与防治，解释常见的摩擦现象。 【学习重点】 1. 滑动摩擦力大小的影响因素与控制变量法的实验应用 2. 增大摩擦和减小摩擦的方法及典型生活实例 【学习难点】 1. 滑动摩擦力方向的判断 2. 利用二力平衡原理测量滑动摩擦力的实验逻辑 3. 控制变量法在实验设计与结论表述中的规范应用 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 一个物体在另一个物体表面上滑动时，所受到的阻碍物体间相对运动的力，叫做滑动摩擦力。 2. 探究滑动摩擦力影响因素的实验中，采用的研究方法是控制变量法；实验中需用弹簧测力计水平拉动木块，使木块做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数等于（选填 “等于” 或 “不等于”）滑动摩擦力的大小。 3. 滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和接触面所受的压力有关；在其他条件相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；压力越大，滑动摩擦力越大。 4. 增大有益摩擦的常用方法：增大压力、增大接触面的粗糙程度；减小有害摩擦的常用方法：减小压力、减小接触面粗糙程度、使接触面彼此分离、用滚动代替滑动。 【课堂探究】 探究一、滑动摩擦力的概念 1. 滑动摩擦力的定义 物理学中，把一个物体在另一个物体表面上滑动时所受到的阻碍物体间相对运动的力，叫做滑动摩擦力。 • 产生条件：两物体相互接触且挤压、接触面粗糙、物体间发生相对滑动。 • 方向：与物体相对运动的方向相反，作用是阻碍物体的相对运动。 2. 拓展：静摩擦力 相互接触的物体之间有相对运动趋势，但还没有产生相对运动时的摩擦力，叫做静摩擦力。 【讨论交流】 1. 滑动摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反吗？请举例说明。 不一定。滑动摩擦力阻碍的是物体的相对运动，而非物体的绝对运动，因此它的方向只与相对运动方向相反，不一定与物体的运动方向相反。 例如：将木块轻放在匀速运动的传送带上，木块初始速度小于传送带，相对传送带向后滑动，此时木块受到的滑动摩擦力方向向前，与木块的运动方向相同，是带动木块加速的动力。 2. 两个不接触的物体之间能产生滑动摩擦力吗？为什么？ 不能。滑动摩擦力的产生需要满足 “两物体相互接触且挤压” 的前提，不接触的物体之间不存在接触面的相互作用，也不会发生相对滑动，因此无法产生滑动摩擦力。 【例题1】下列关于摩擦力的说法正确的是（　　） A．相互压紧的粗糙物体之间总有摩擦力 B．静止的物体一定不受摩擦力 C．摩擦力的方向总是与物体运动的方向相反 D．一个物体只有在另一个物体表面运动或者有相对运动趋势时，才有可能受摩擦力 【答案】D 【解析】摩擦力是指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，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力。 A ．相互压紧的粗糙物体之间，如果没有相对运动或相对运动的趋势，就不会有摩擦力，故A错误； B．静止的物体可能受到摩擦力，比如一个物体在斜面上静止，它受到沿斜面向上的静摩擦力，故B错误； C．摩擦力的方向总是与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反，而不是与物体运动的方向相反，例如人走路时，脚向后蹬地，摩擦力向前，与人运动方向相同，故C错误； D．摩擦力产生的条件是：相互接触的两个粗糙物体之间已经发生相对运动或存在相对运动的趋势。所以一个物体只有在另一个物体表面运动或者有相对运动趋势时，才有可能受摩擦力，故D正确。 故选D。 探究二、实验：探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关 1. 实验原理 根据二力平衡的知识，用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动时，木块在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，因此弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小。 2. 实验方法 控制变量法：探究多个因素对滑动摩擦力的影响时，每次只改变一个因素，控制其他因素不变，逐一研究。 • 探究与接触面粗糙程度的关系：控制压力大小不变，改变接触面粗糙程度； • 探究与压力大小的关系：控制接触面粗糙程度不变，改变压力大小。 3. 实验结论 滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，在其他条件相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大； 滑动摩擦力的大小还与接触面所受的压力有关，在其他条件相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。 【讨论交流】 1. 实验中如果拉动木块的速度忽快忽慢，弹簧测力计的示数会稳定吗？对测量结果有什么影响？ 弹簧测力计的示数不会稳定。 若拉动速度忽快忽慢，木块做变速运动，水平方向上拉力与滑动摩擦力不再是一对平衡力，弹簧测力计的示数会忽大忽小，无法准确反映滑动摩擦力的真实大小，会造成较大的测量误差。只有木块做匀速直线运动时，二力平衡，测力计示数才等于滑动摩擦力大小。 2. 若要探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关，应如何设计实验？请简要写出实验步骤。 实验步骤（控制变量法，保持压力、接触面粗糙程度不变，只改变接触面积）： ① 将木块平放在水平木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，记录测力计示数； ② 将木块侧放（接触面积改变），仍放在同一水平木板上，保持压力和接触面粗糙程度不变，再次水平匀速拉动木块，记录测力计示数； ③ 对比与的大小：若示数相等，说明滑动摩擦力大小与接触面积无关；若示数不同，说明与接触面积有关。 【例题2】在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，小轩设计了如下实验。（实验所用铁块的长、宽、高不同，每个面的粗糙程度都相同；两小车材料不同） 步骤一：如图甲所示，小轩用水平向左的拉力F拉动放在水平面上的平板小车1，观察并记录4s内拉力传感器的示数，绘制了如图乙所示的图象； 步骤二：将同一铁块以同种方式放置在平板小车2上，如图丙，用电动机向左水平拉动放在水平面上的平板小车2，再用弹簧测力计竖直向上拉铁块，读出弹簧测力计和拉力传感器的示数，记录在表格中。 实验次数 铁块重力/N 弹簧测力计示数/N 拉力传感器示数/N 1 5 0 1.5 2 5 1.0 1.2 3 5 2.0 0.9 （1）在步骤一中，当平板小车1开始运动时，铁块受到的摩擦力为______N。 （2）步骤二第1次实验中拉力传感器的示数比步骤一中1s~4s内拉力传感器的示数小，由此可知滑动摩擦力的大小与______有关。 （3）通过分析表中数据，可得出结论：______。 （4）若用该铁块探究滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关，他的操作应是______。 （5）小轩认为：该实验中水平面应尽量光滑，否则会使拉力传感器的示数偏大。他的说法______（选填“合理”或“不合理”），请说明理由：______。 【答案】（1）2；（2）接触面的粗糙程度；（3）在接触面的粗糙程度相同时，压力越小（大），滑动摩擦力越小（大）；（4）在其它条件相同时，换用面积不同的侧面进行实验；（5）不合理 理由是平板小车与水平面之间的摩擦力不影响铁块与平板小车间的摩擦力 【解析】（1）步骤一中，拉动平板小车1时，铁块相对地面静止（拉力传感器拉铁块，铁块受的摩擦力与拉力平衡）。由图乙，1s后拉力传感器示数稳定在2N，此时滑动摩擦力等于拉力，故铁块受到的摩擦力为。 （2）步骤一：铁块放置在平板小车1上，拉力传感器示数对应铁块与小车1间的滑动摩擦力；步骤二第1次实验：同一铁块以相同方式放置在平板小车2上，弹簧测力计示数为0（即铁块对小车的压力仍为重力5N，与步骤一相同）。小车1与小车2虽“材料相同”，但实验中未明确两者表面粗糙程度完全一致（如加工工艺、磨损程度等可能不同），而拉力传感器示数不同（步骤一1~4s示数为2N，步骤二第1次为1.5N）。压力相同的情况下，滑动摩擦力大小变化，说明变量为接触面粗糙程度（即小车1与小车2的表面粗糙程度存在差异）。因此，滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关。 （3）在步骤二的实验里，我们要探究滑动摩擦力大小的变化规律。实验中，铁块自身重力是固定的，这是初始的压力相关因素。当用弹簧测力计竖直向上拉铁块时，根据力的平衡，铁块对平板小车的实际压力等于铁块重力减去弹簧测力计的拉力，所以弹簧测力计拉力越大，铁块对小车的实际压力就越小。而拉力传感器示数反映的是铁块受到的滑动摩擦力大小（因为铁块相对静止，拉力与摩擦力平衡）。从表格数据能看到，随着弹簧测力计拉力增大（即实际压力减小），拉力传感器示数变小，也就是滑动摩擦力减小。又因为整个实验中，铁块与小车接触面的粗糙程度始终不变（题目说每个面粗糙程度相同，且实验中接触面不变），所以可以得出结论：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）控制压力、接触面粗糙程度不变，改变接触面积。操作：将铁块不同面（长/宽/高对应面）朝下，放同一平板小车，用相同方式拉小车，比较拉力传感器示数。 （5）[1][2]拉力传感器测的是铁块与小车之间的摩擦力，与“水平面（小车与地面）的光滑程度”无关。故小轩说法不合理，理由：实验中拉力传感器示数反映的是铁块与小车间的摩擦，水平面光滑不影响该摩擦力，因此不影响示数。 探究三、增大摩擦和减小摩擦 摩擦在生活中无处不在，有时需要增大有益摩擦，有时需要减小有害摩擦。 1. 增大有益摩擦的方法 • 增大压力，例如：用力捏自行车车闸、用力握住瓶子； • 增大接触面的粗糙程度，例如：鞋底的花纹、汽车轮胎的防滑链、体操运动员手上涂镁粉。 2. 减小有害摩擦的方法 • 减小压力； • 减小接触面的粗糙程度； • 使接触面彼此分离，例如：加润滑油、气垫船、磁悬浮列车； • 用滚动代替滑动，例如：滚动轴承、行李箱的轮子。 【讨论交流】 1. 自行车的设计中包含多处摩擦知识的应用，请分别列举 2 处增大摩擦和 2 处减小摩擦的设计，并说明对应的方法。 增大摩擦的设计：轮胎、脚踏板表面设计凹凸花纹：通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦；刹车时用力捏车闸：通过增大压力增大刹车片与车轮间的摩擦。 减小摩擦的设计：车轴处安装滚动轴承：用滚动代替滑动，减小摩擦；链条、齿轮处加注润滑油：使接触面彼此分离，减小摩擦。 2. 浴室地面沾水后容易打滑跌倒，请你写出两条可行的改进措施，并说明原理。 示例措施： 措施 1：在浴室地面铺设防滑垫。原理：增大接触面的粗糙程度，从而增大摩擦力，防止滑倒。 措施 2：穿鞋底带有深花纹的防滑拖鞋。原理：通过增大接触面粗糙程度，增大脚与地面间的摩擦力。 【例题3】图的四幅图中，通过增大压力的方法增大摩擦力的是（　　） A．用力握紧球拍   B．滚动轴承   C．车轴加润滑油     D．鞋底有花纹   【答案】A 【解析】A．用力握紧球拍在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力，故A符合题意； B．滚动轴承内圈与外圈之间用滚动代替滑动减小了摩擦力，故B不符合题意； C．滴加润滑油是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力，故C不符合题意； D．鞋底刻有凹凸不平的花纹，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D不符合题意。 故选A。 【归纳整理】 第四节 探究：滑动摩擦力大小与哪些因素有关 【课堂练习】 1．二胡使用一段时间后，要向琴弓和琴弦上擦松香，目的是改变琴弓和琴弦之间的摩擦。下列改变摩擦的方式和目的与之相同的是（　　） A．体操运动员在手上涂防滑粉 B．给自行车轴加润滑剂 C．气垫船向下喷气导致接触面脱离 D．捏紧车闸，自行车可以很快停下来 【答案】A 【解析】向琴弓和琴弦上擦松香，是在压力一定的情况下，通过增加接触面的粗糙程度进而增加摩擦力。 A．体操运动员在手上涂防滑粉，是在压力一定的情况下，通过增加接触面的粗糙程度进而增加摩擦力，故A符合题意； B．给自行车轴加润滑剂，是在压力一定的情况下，通过减小接触面的粗糙程度进而减小摩擦力，故B不符合题意； C．气垫船向下喷气导致接触面脱离，通过隔离接触面减小摩擦力，故C不符合题意； D．捏紧车闸，自行车可以很快停下来，通过增加压力进而增加摩擦力，故D不符合题意。 故选A。 2．如图所示，完全相同的甲、乙两物体在相同的水平地面上运动。作用在甲、乙上的拉力分别为和且。若甲、乙所受的摩擦力分别为和，不计空气阻力时，则（    ） A． B． C． D．无法确定和的大小关系 【答案】B 【解析】滑动摩擦力的大小只由压力大小和接触面粗糙程度两个因素决定，和拉力大小无关。 本题中，甲、乙是完全相同的物体，因此对水平地面上的压力大小相等；二者在相同的水平地面运动，接触面粗糙程度相同，所以甲、乙受到的滑动摩擦力大小相等，即，与、的大小无关。 故选B。 3．西西用毛刷清洗家中的地垫，清洗过程中，毛刷水平向右移动，地垫始终保持静止，如图所示，下列说法正确的是（   ） A．地垫与地面相对静止，所以与地面之间没有摩擦力 B．毛刷对地垫的摩擦力方向为水平向右 C．增大毛刷对地垫的压力，毛刷受到的摩擦力大小不变 D．毛刷移动速度越快，所受地垫的摩擦力越大 【答案】B 【解析】A．虽然地垫与地面相对静止，但毛刷水平向右移动时，地垫有向右运动的趋势，所以地面对地垫有一个向左的静摩擦力，故A错误； B．如图所示，地垫相对毛刷向左运动，所以毛刷对地垫的摩擦力方向为水平向右，故B正确； C．滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，增大毛刷对地垫的压力，在接触面粗糙程度不变的情况下，毛刷受到的摩擦力会增大，故C错误； D．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，毛刷移动过程中，压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以受到的滑动摩擦力大小不变，故D错误。 故选B。 4．如图甲所示，中学跑步时脚要向后用力蹬地，若鞋底与地面没有打滑，地面对鞋底的摩擦力方向是向__________（选填“前”或“后”），此摩擦是___________（填“静摩擦”、“滑动摩擦”或“滚动摩擦”），此时摩擦是__________（选填“有害”或“有益”）的。居家隔离期间，某同学使用乙图所示的免打孔单杠进行体育锻炼，通过调节单杠两端的螺母增加长度使其不会掉落，这是通过_________的方法增大摩擦力，从而达到“免钉”的目的。单杠两端受到的摩擦力方向向__________。 【答案】 前 静摩擦 有益 增大压力 上 【解析】[1]跑步时脚向后蹬地，鞋底相对于地面有向后运动的趋势，根据摩擦力方向与相对运动趋势方向相反，地面对鞋底的摩擦力方向向前，这个力是使人前进的动力。 [2][3]鞋底与地面没有打滑，即两者没有发生相对滑动，只有相对运动趋势，因此属于静摩擦；该摩擦力是跑步前进的动力，对人有益，因此是有益摩擦。 [4]调节单杠两端的螺母增加长度，会使单杠对两侧墙面的压力增大，在接触面粗糙程度不变时，通过增大压力的方法增大摩擦力，防止单杠掉落。 [5]单杠有向下滑落的趋势，因此墙面对单杠两端的摩擦力方向与相对运动趋势方向相反，即向上（阻碍单杠下滑）。 5．如图所示，冰壶比赛时由于运动员既要滑行，又要在刷冰时用力蹬地，滑行脚和蹬冰脚需要分别穿上塑料底鞋和橡胶底鞋。其中，蹬冰脚穿橡胶底鞋是为了增加接触面的粗糙程度增大______ 的摩擦力。运动员用力刷冰是通过_______ 的方法使冰面变得更光滑，冰壶运动得更远。 【答案】 地面对鞋 减小接触面的粗糙程度 【解析】[1]相同条件下，橡胶比塑料粗糙，穿橡胶底可以通过增大接触面的粗糙程度来增大地面对鞋的摩擦力。 [2]运动员用力刷冰是在冰壶压力一定时，通过减小接触面的粗糙程度方式使冰面更光滑，从而减小摩擦力，冰壶运动得更远。 6．天气炎热，多喝水有益于身体健康。小周同学买了一瓶瓶装矿泉水，发现瓶盖上有一道道条纹，其目的是在用手拧开瓶盖时能 ____（填“增大”或“减小”）摩擦。 【答案】增大 【解析】摩擦力的大小和接触面粗糙程度有关，在手拧瓶盖的压力一定时，瓶盖上的条纹增大了接触面的粗糙程度，从而可以增大摩擦，方便拧开瓶盖。 7．下图是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。如图甲，将木块放在水平长木板上，用弹簧测力计水平拉动木块，使木块做__________运动。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。 【答案】 匀速直线 接触面的粗糙程度 【解析】[1]用弹簧测力计水平拉动木块沿水平木板做匀速直线运动，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。 [2]在乙、丙两次实验中，压力大小相同，接触面粗糙程度不同，所以探究的是滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系。 8．山西某中学物理兴趣小组的同学，利用如图所示的装置探究“影响滑动摩擦力大小的因素”。    （1）实验中，用弹簧测力计沿水平方向________拉动木块A，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）对比甲、乙两次实验，可得出结论：在接触面粗糙程度相同时，________越大，滑动摩擦力越大。 （3）对比________两次实验，可探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。 （4）对比甲、丁两次实验，丁实验中竖直切去物体一半后，将切下的部分放在原物体上面，发现弹簧测力计的示数相同，说明滑动摩擦力的大小与接触面积的大小________（选填“有关”或“无关”）。 【答案】（1）匀速直线；（2）压力；（3）乙、丙；（4）无关 【解析】（1）只有沿水平方向匀速直线拉动木块时，木块受力平衡，水平方向的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，因此滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数。 （2）甲、乙两次实验，接触面粗糙程度相同，乙的压力更大，滑动摩擦力更大，因此可得结论：接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。 （3）探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系，需要控制压力大小相同，只改变接触面粗糙程度。乙、丙两次实验中压力相同，接触面粗糙程度不同，符合实验要求。 （4）甲、丁两次实验，压力和接触面粗糙程度相同，只有接触面积大小不同，两次示数相同即滑动摩擦力相同，因此说明滑动摩擦力大小与接触面积大小无关。 9．小冯同学做“探究影响滑动摩擦力Ff大小的因素”实验。 （1） 请根据实验步骤，将框中内容补充完整。 【实验甲】在木块上逐步增加砝码个数，用测力计沿_______方向_________拉动木块； 【实验乙】保持_________ 不变，将接触面改为毛巾、棉布； （2）实验甲是在探究滑动摩擦力与_______ 的关系；实验乙是在探究滑动摩擦力与____________ 的关系； （3）小冯同学用水平拉力拉着同一物块在同一水平地面上做匀速直线运动。第一次所用的拉力为F1，物块运动的s-t图像如图（a）所示；第二次所用的拉力为F2，物块运动的s-t图像如图（b）所示。关于物块速度v1、v2及拉力F1、F2的大小关系，下列判断中正确的有 （不定项选择） A．v1>v2 B．v1<v2 C．F1<F2 D．F1=F2 （4）在实验过程中，木块处于不同运动状态时测力计示数如下表。 实验序号 1 2 3 4 木块运动状态 静止 越来越快 匀速直线 越来越慢 测力计示数（N） 1.0 3.2 2.2 图（c） 实验序号4中的测力计示数为______N，实验序号1中木块受到的摩擦力_____1.0N（选填“>”“ =”或“<”），实验中木块所受滑动摩擦力Ff的大小为______N，理由是______________。 【答案】（1）水平 匀速直线 压力大小；（2）压力 接触面粗糙程度；（3）BD；（4）1.6 = 2.2 木块做匀速直线运动时，受到的测力计的拉力与受到的摩擦力为一对平衡力 【解析】（1）[1][2]在木块上逐步增加砝码个数，用测力计沿水平方向匀速直线拉动木块，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。 [3]将接触面改为毛巾、棉布是为了改变接触面的粗糙程度来探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系，由控制变量法，应保持压力大小不变。 （2）[1][2]在木块上逐步增加砝码个数，改变了压力大小，而接触的粗糙程度不变，实验甲是在探究滑动摩擦力与压力的关系；实验乙将接触面改为毛巾、棉布，改变了接触面的粗糙程度，而压力不变，是在探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。 （3）由物块运动的s-t图像可知，在6s时间内，第一、二次物块通过的距离分别为12m、20m，由可知，；拉着同一物块在同一水平地面上做匀速直线运动，物块对水平地面的压力和接触面的粗糙程度都不变，因此所受滑动摩擦力相同，由二力平衡条件，拉力大小相同，。 故选BD。 （4）[1]实验序号4中的测力计分度值为0.2N，示数为1.6N。 [2]实验序号1中木块处于静止状态，受到的摩擦力等于拉力大小，故。 [3][4]第3次实验中，木块处于匀速直线运动状态，受到平衡力的作用，实验中木块所受滑动摩擦力Ff的大小为2.2N，理由是木块做匀速直线运动时，受到的测力计的拉力与受到的摩擦力为一对平衡力。 10．如图所示，一个木块沿斜面向上运动，请画出木块受到摩擦力的示意图。（O点为木块重心） 【答案】 【解析】木块沿着斜面向上运动，所受滑动摩擦力平行于斜面向下，用f表示，力的作用点标在木块的重心上，据此作图。 11．摩擦对我们生活的影响有好有坏，怎么利用和防止摩擦是我们需要了解的。根据所学知识请完成题。 （1）如图所示，在拉锯战游戏中，下列四个措施都可以增大摩擦，从影响摩擦力大小因素角度考虑，其中与其他三项不同的是（　　） A．双手用力握住绳子 B．双手带上纱布手套 C．脚穿带有花纹的鞋子 D．在粗糙的塑胶跑道上比赛 （2）我们的祖先曾用滚木巧妙地移动巨石。下列措施中，改变摩擦力大小的方法与此相同的是（　　） A．在衣服的拉链上涂些蜡 B．给行李箱安装上轮子 C．用力压住橡皮，来回擦去写错的铅笔字 D．汽车在冰雪路面行驶，车轮上绕有铁链 【生活情境】 （3）端午节，爸爸开车携全家人回村里看望爷爷奶奶，汽车行至多沙山坡，车轮打滑，无法前行。爸爸提议让小明和家人下车，减轻车的负担以便于防滑。你觉得爸爸的方案___________（选填“可行”或“不可行”），理由是：___________。 （4）如图是滑板车的结构示意图，将拉杆拉到相应高度后，旋紧调节旋钮是通过___________的方法实现增大摩擦固定拉杆的目的；车把刻有花纹是通过___________的方法实现增大摩擦的目的。 【答案】（1）A；（2）B；（3）不可行 压力越小，摩擦力越小，车越容易打滑；（4）增大压力 增大接触面的粗糙程度 【解析】（1）A．双手用力握住绳子，是通过增大压力来增大摩擦力的； B．双手带上纱布手套，是通过增大接触面积的粗糙程度来增大摩擦力的； C．脚穿带有花纹的鞋子，是通过增大接触面积的粗糙程度来增大摩擦力的； D．比赛场地选在粗糙的塑胶跑道上，是通过增大接触面积的粗糙程度来增大摩擦力的。 综上所述，增大摩擦的方法与其他三项不同的是A。 故选A。 （2）用滚木巧妙地移动巨石是用滚动代替滑动减小摩擦力。 A．在衣服的拉链上涂些蜡，是在压力一定时，通过减小接触面粗糙程度来减小摩擦力，故A不符合题意； B．给行李箱安装上轮子，是用滚动代替滑动来减小摩擦力，故B符合题意； C．用力压住橡皮，来回擦去写错的铅笔字，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力的方法来增大摩擦力，故C不符合题意； D．汽车在冰雪路面行驶，车轮上绕有铁链，是在压力一定时，通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦力，故D 不符合题意。 故选B。 （3）[1][2]小明和家人下车后，车对路面的压力减小，在接触面的粗糙程度一定的情况下，摩擦力减小，车越容易打滑，所以小明爸爸的方案不可行。 （4）[1]旋紧调节旋钮，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力，从而固定拉杆。 [2]车把刻有花纹，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。 12．阅读以下文段，回答问题。 自行车上的物理 自行车是人们短程出行常用的交通工具，由车架、轮胎、脚踏、刹车装置、链条等25个部件构成。自行车具有前后两个轮子，当人踏下脚踏时，便通过链条带动后轮转动，然后在后轮的推动下，前轮也往前滚动，整个车子与人就一起向前运动，前进的过种中，前后两个车轮所受的地面施加的摩擦力方向并不一致。为了更好地行驶与控制，车架一般宜选用较轻的材料，轮胎的表面一般都设计上凹凸不平的花纹，车轮转轴一般会滴加上润滑油，刹车装置中与车轮钢圈的接触部位一般会加上橡皮。在公路上，人们可以自如地驾驶自行车，而在柔软的沙地上，想踏动自行时常常出现车轮“打滑”而走不动的现象。 （1）自行车的刹车装置中与车轮钢圈的接触部位一般会加上橡皮，这是通过______来______（选填“增大”或“减小”）摩擦，自行车启动时，轮胎与地面的摩擦属于______（选填“有益”或“有害”）摩擦； （2）如图所示，当自行车水平向右前进时，前轮所受的摩擦力方向为______，后轮所受的摩擦力方向为______； （3）车架一般选用较轻的材料，是指所选材料的______（选填“重力”、“质量”或“密度”）小。 【答案】 （1）增大接触面的粗糙程度 增大 有益；（2）水平向左 水平向右；（3）密度 【解析】（1）[1][2][3]自行车的刹车装置中与车轮钢圈的接触部位一般会加上橡皮，橡皮的接触面的粗糙程度比较大，这是通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦力；自行车启动时，轮胎向后转，阻碍轮胎向后，摩擦力向前，摩擦力提供前进的动力，轮胎与地面的摩擦属于有益摩擦。 （2）[4][5]当自行车水平向右前进时，后轮是主要提供动力的，后轮向后转，阻碍其向后，摩擦力是向水平向右的，而前轮是从动轮，是被迫向前运动，阻碍其向前，摩擦力向后，故前轮所受的摩擦力方向为水平向左，故综上所述，前轮所受的摩擦力的方向是水平向左，后轮所受的摩擦力的方向是水平向右。 （3）[6]车架一般选用较轻的材料，是体积相同的时候，质量比较小，是指所选材料的密度。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1/1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $