2.2 运动与相互作用(第4课时) 摩擦力同步培优练习 2026-2027学年浙教版科学八年级上册
2026-09-02
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摘要:
**基本信息**
以“基础认知-能力应用-综合探究”分层设计,通过生活情境、图像分析、实验探究构建摩擦力知识巩固路径,适配新授课“概念理解-规律应用-科学探究”教学目标。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础认知层|摩擦力存在判断、方向分析|结合试卷抽取、斜塔模型等生活情境,通过选择题强化科学观念|
|能力应用层|影响因素分析、二力平衡应用|引入F-t/v-t图像(例3)、匀速运动/静止状态摩擦力计算,培养科学思维|
|综合探究层|实验设计与数据处理|设置“探究滑动摩擦力影响因素”实验题(例2、变式训练12),通过表格分析、方案优化提升探究实践能力|
内容正文:
第2节 运动与相互作用(第4课时) 摩擦力同步培优练习
考点四、摩擦力
例1:如图是一叠试卷,小明发现抽出数学试卷比抽出科学试卷要困难一些。对这现象最合理的解释是( )
A. 科学试卷的惯性较小,较易抽出 B.数学试卷的质量较大,较难抽出
C.科学试卷的表面光滑,摩擦力小,较易抽出 D.数学试卷受到压力大,摩擦力大,较难抽出
例2:小科在游玩意大利比萨斜塔时买了一个斜塔模型,当模型塔倾斜着身子静止在水平桌面上时,(如图),对模型塔是否受到摩擦力的作用及方向的分析,正确的是( )
A.模型塔未受到摩擦力的作用 B.模型塔受到水平向左的摩擦力
C.模型塔受到水平向右的摩擦力 D.模型塔受到沿塔身向上的摩擦力
例3:如图1,一物体放在水平地面上,已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示。
为分析物体在不同时间段内所受摩擦力的大小,同学们建构了如下的思维模型:
结合模型回答下列问题:
(1)小科先分析了图3,属于上述模型中的哪一步?答: 。
(2)当t=1.5s时,物体受到的摩擦力 N
(3)第5~8秒,物体受到的摩擦力是 牛,第8~10秒,物体受到的摩擦力是, 牛。
1.如图所示的四种情况,木块一定不受摩擦力的是( )
A. 木块静止 B. 木块匀速运动 C. 木块匀速下滑 D.木块静止
2.如图所示,小红站在商场匀速向上运动的自动扶梯上,她受到的力有( )
A.重力和支持力 B.重力、支持力和水平向右的摩擦力
C.重力、支持力和水平向左的摩擦力 D.重力、支持力和斜向上的摩擦力
3.如图所示,在小明的推动下,小车与木块一起以相同的速度在水平地面上向前做匀速直线运动。下列分析中,正确的是( )
A.此时木块没有受到小车的摩擦力
B.小明对小车的推力大于小车受到的摩擦力
C.小明后面的脚受到地面的摩擦力方向向后
D.小车受到的重力与地面对小车的支持力是一对平衡力
4.为了探究滑动摩擦力,小科利用牙刷做实验,当用力匀速拖动牙刷时,刷毛发生了如图所示的弯曲,对这个实验的分析正确的是( )
A.刷毛弯曲越厉害说明牙刷受到的力越小
B.牙刷受到的摩擦力作用在刷毛上
C.手对牙刷的拉力和牙刷受到的摩擦力不平衡
D.从刷毛弯曲的方向可以判断牙刷受到摩擦力的方向向右
5.如图所示,重为500N的小科沿着竖直的直杆匀速上爬,此阶段他受到的摩擦力为f1;小科停在A处稍作休息,此阶段他受到的摩擦力为f2;之后沿杆匀速下滑,此阶段他受到的摩擦力为f3。下列说法正确的是( )
A.f1>500N,方向竖直向下
B.f2=500N,方向竖直向下
C.f1<500N,方向竖直向上
D.f1=f2=f3,方向都竖直向上
6.如图所示为冬奥会上的冰壶项月。则下图中对冰壶脱离手后,向前做减速运动过程中的受力分析正确的是( )
A.B.C.D.
7.(2024七下·吴兴期末)如图是某人利用免打孔墙体引体向上器锻炼身体,其安装时要让单杠保持水平,调节螺母,使单杠紧紧贴在墙上,如图所示。
(1)做引体向上时,通常要在手上抹一些白色粉末,其作用是________。
(2)小米静止悬挂在单杠中间时,墙体对单杠的摩擦力为f1,体重更大的同学同样静止悬挂时,墙体对单杠的摩擦力为f2,则f1________f2,。(填“>”“<”或“=”)
8.将一袋大米放在匀速向右水平运动的输送带上,开始米袋与输送带间有一段距离的相对滑动,然后米袋随输送带一起匀速运动。当输送带突然制动时,米袋会继续向前滑动一段距离后停下。(回答下列小题请选填以下合适的字母标号)
A.摩擦力方向向右
B.摩擦力方向向左
C.没有摩擦力
(1)米袋刚放上输送带的瞬间,米袋受到传送带给它的摩擦力方向为 。
(2)当米袋随输送带一起匀速运动时,米袋与传送带间摩擦力情况为 。
(3)当将输送带突然制动时,米袋受到传送带给它的摩擦力方向为 。
9.(2024七下·越城期末)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的关系图像如图乙所示,物体运动速度v与时间t的关系图像如图丙所示。
(1)当t=1秒时,物体相对地面是________(填“静止”或“运动”)的。
(2)当t=3秒时,物体受到的摩擦力为 ________ 牛。
(3)图丙中阴影部分的面积可以表示________ .
考点五、影响摩擦力大小的因素
例1:(2023七下·上虞期末)小明用同一个木块进行了“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验,木板、棉布均放置在水平桌面上,如图所示。
(1)实验中测量滑动摩擦力的原理是 。
(2)分析实验甲、乙知F甲<F乙,则可得在接触面粗糙程度相同时, 越大,滑动摩擦力越大。
(3)拔河比赛时队员要穿鞋底带有花纹的运动鞋参赛,这是应用了 两次实验得出的结论。
例2:(2024七下·杭州期末)如图所示是"探究影响滑动摩擦力大小因素"的实验。小应用到了一个弹簧测力计、一块木块、一个砝码、一块长木板和一条毛巾。
(1)拉着木块在木板上做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数如图甲所示,则木块受到的滑动摩擦力大小为 N。
(2)分析图甲、乙两次实验数据可以得出,滑动摩擦力大小与 有关。
(3)小应想进一步探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,进行了图丙的实验,当测力计示数达到最大值时仍没拉动木块。为了使用现有实验器材顺利完成此实验探究,你建议他尝试采取的办法是∶ ,测出滑动摩擦力的大小,再和实验 (选填"甲""乙")进行比较。
变式训练
1.如图所示,一长方体木块置于同一粗糙水平面上,甲图木块竖放,乙图木块平放,丙图木块平放并在其上加一重物。在甲、乙、丙三种情况下,匀速拉动.长方体木块所需的水平力分别为F甲、F乙、F丙,则下列关系正确的是( )
A.F甲<F乙<F丙 B.F甲>F乙>F丙 C.F甲<F乙=F丙 D.F甲=F乙<F丙
2.(2024七下·上城期末)用弹簧测力计沿水平方向拉木块,使木块在水平木板上做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计示数大于木块所受摩擦力
B.木块的速度越快,木块所受摩擦力越大
C.若在木块上放砝码,同样操作弹簧测力计示数变大
D.若在木板上铺毛巾,同样操作弹簧测力计示数变小
3.用弹簧测力计两次水平拉同一木块,使它在同一水平木板上做匀速直线运动,图乙是木块运动的路程随时间变化的图像,下列说法正确的是( )
A.图甲中木块受到的拉力为3.2 N
B.木块两次受到滑动摩擦力之比为1:1
C.木块第一次和第二次速度之比为1:2
D.相同时间内路程之比为1:1
4.如图所示,某工人用大小相等的拉力F,以不同的方向分别拉动物块使其在相同的水平面上做匀速直线运动,下列有关说法正确的是( )
A.甲的摩擦力大 B.乙的摩擦力大
C.甲乙摩擦力大小相等 D.无法判断
(4) (5)
5.一根均匀长方体木条放在水平桌上,用水平力推它做匀速运动,摩擦力为7N,当木条经过如图所示位置时,桌面对它的摩擦力 (填“小于”、“等于”或“大于”)7N,理由是 。
6.如图所示,水平桌面的右端固定一定滑轮(不改变力的大小,改变方向),轻质小盘(不计重力)通过一根绕过定滑轮的细绳与桌面上质量为0.5千克的木块相连.当小盘内放有重力为1牛的砝码使木块未被拉动,这时木块受到的摩擦力大小为 牛:当小盘内放有重为1.5牛的砝码时,木块正好作匀速运动,这时木块受到的摩擦力大小为 牛; 当小盘内放上重为2.0牛的砝码时,小盘拖动木块运动,当小盘落在地面上后,木块继续运动,此时木块所受到的摩擦力大小为 牛。
(6) (7)
7.(2022七下·仙居期末)黑板和黑板擦是一对“好朋友”,一起服务于我们的教学。
(1)小科用黑板擦擦黑板时,发现压力越大,擦的越干净。这是因为压力增大,使黑板与黑板擦之间的摩擦力变 。
(2)如图用3牛的水平压力F把重1牛的黑板擦压在黑板上保持静止,如图所示。此时黑板对黑板擦的摩擦力为 牛。
(3)若将水平压力改为2牛,黑板擦沿黑板匀速下落,则此时黑板擦受到的摩擦力大小为 牛。
8.(2024七下·越城期末)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,此时A对B的推力为________N。
(8) (9)
9.连接在水平桌面上的物体M两端的轻质细绳分别绕过定滑轮与A、B相连,细绳恰好水平,如图所示,当A重3N,B重5N时,M恰好做匀速直线运动,若滑轮摩擦不计,此时M受到的摩擦力大小为 N。当B刚触地时,若A、M都不会与滑轮相碰,M受到的摩擦力方向为 。
10.(2022七下·鹿城月考)在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中,如图所示:
(1)甲、乙、丙三次实验中,用弹簧测力计测量滑动摩擦力的大小,操作都要求水平 拉动木块,分别读出弹簧测力计的示数为F1、F2和F3,其中示数最大的是 。
(2)比较甲、乙两次实验,得出的结论是: 。 (3)在丙图中,木块A向右匀速运动时,弹簧测力计示数为2牛,若弹簧测力计示数增大到3牛,此时的木块A所受滑动摩擦力为 牛.
(4)实验装置改为丁图后, (“必须”/“不必”)拉着木板做匀速运动。
11.为了探究“滑动摩擦力的大小与运动速度大小的关系”。小科用如图所示的装置进行实验,其中力传感器可以显示对木块拉力的大小,从而得到木块受到的摩擦力大小。实验时使木块保持静止不动,而传送带匀速运动,以实现木块相对于传送带向左运动。实验数据如下。
传送带速度(cm/s)
3
5
8
11
13
力传感器示数(N)
0.25
0.26
0.26
0.25
0.25
(1)实验中木块受到的摩擦力方向水平向 。
(2)分析表中数据,可得出的结论是 。
(3)小科同学想利用该装置继续探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系,则小科接下来的操作是 。
12.科学实验小组的同学用如图-1所示的装置和器材探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)将木块平放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使其做 运动,木块所受滑动摩擦力的大小等于此时弹簧测力计示数。
(2)在木块上加放砝码,是为了探究滑动摩擦力大小与 的关系。
(3)实验中,大家发现弹簧测力计示数很难稳定,于是设计了如图-2所示的装置来进行实验。水平传送带的速度可以调节,定滑轮摩擦忽略不计。
①启动传送带沿逆时针方向转动,当弹簧测力计的示数稳定后,木块相对于地面静止,此时木块所受滑动摩擦力的方向是水平向 。
②某次实验中,当弹簧测力计的示数稳定后,改变传送带的速度大小发现弹簧测力计的示数没有改变,说明 。
(12) (13)
13.某实验小组用如图所示的装置探究影响滑动摩擦力大小的因素,木块挂在测力计下,右侧面与竖直传送带接触,左侧面有可旋转的螺杆对其施加不同的压力,启动电机,通过测力计的读数即可计算出木块所受的摩擦力。部分实验数据如表:
实验次数
木块重力(N)
螺杆旋转的圈数(圈)
测力计示数(N)
摩擦力
1
0.6
1
0.70
0.10
2
0.60
2
0.82
0.22
3
0.60
3
0.95
0.35
4
1.20
1
1.30
0.10
5
1.80
1
1.9
?
(1)启动电机后传送带转动的方向应为图中的 (选填“甲”或“乙”)方式。
(2)该实验用螺杆旋转圈数的多少来表示木块与传送带之间压力的大小,这里运用的方法是 (选填“转换法”或“控制变量法”)。
(3)比较1、2、3次实验的数据可知,滑动摩擦力大小与 有关。
(4)第5次实验中,木块受到的滑动摩擦力大小是 N。
14.用如图所示的装置探究摩擦力跟压力大小的关系。
(1)实验时,拉动木块在水平木板上做匀速直线运动,这时,弹簧测力计的示数 (选填“大于”“小于”或“等于”)摩擦力的大小。
(2)某次实验中弹簧测力计的指针位置如图(a)所示,则它的示数是 1.6 N。
实验序号
①
②
③
④
⑤
压力F/N
3
4
5
6
7
摩擦力f/N
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
(3)改变木块上所加钩码的个数进行多次实验,记录的数据如上表所示,请根据表中的数据,在图(b)中画出摩擦力随压力大小变化的关系图像。
(4)分析图像可知:当接触面的粗糙程度一定时,摩擦力跟压力的大小成 。
(5)实验结束后,小丽同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关。她用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力,然后将木块沿竖直方向锯掉一半,测得摩擦力的大小也变为原来的一半。她由此得出:当接触面的粗糙程度一定时,接触面越小,摩擦力越小。你认为她的结论正确吗?
,理由: 。
考点六、增大或减小摩擦的方法
例1:构建思维导图是整理知识的重要方法。如图是小科学习摩擦力知识时构建的部分思维导图。下列中考体育测试中的场景能作为图中③处的例子是( )
A.游泳时,穿上泳衣
B.引体向上时,用力抓单杠
C.跑步时,穿鞋底有花纹的运动鞋
D.打篮球时,篮球有凹凸不平花纹
1.如图所示,我们的祖先曾用滚木巧妙地移动巨石,下列措施改变摩擦力大小的方法与此相同的是( )
A.用力压住橡皮,来回擦去写错的铅笔字
B.汽车在冰雪路面行驶,车轮上绕有铁链
C.在衣服的拉链上涂些蜡
D.自行车转轴处装有滚珠轴承
2.体操运动员在上单杠之前总要在手上涂些镁粉;而在杠上做回环动作时,手握杠又不能太紧。这两种做法( )
A.前者是为了增大摩擦,后者是为了减小摩擦 B.两者都是为了增大摩擦
C.前者是为了减小摩擦,后者是为了增大摩擦 D.两者都是为了减小摩擦
3.2022年北京冬奥会冰壶比赛中,掷球运动员右脚穿“花纹橡胶”的蹬冰鞋,不断蹬地,左脚穿着“光面塑料”的滑行鞋,用力向前滑行。以下说法不正确的是( )
A.左脚穿着“滑行鞋”摩擦力小,有利于滑行
B.右脚穿着“蹬冰鞋”摩擦力大,有利于起步加速
C.左脚穿着“滑行鞋”摩擦力方向向前,阻碍滑行
D.右脚穿着“蹬冰鞋”摩擦力方向向前,有助于滑行
4.很多动物是“科学应用高手”,它们在长期的自然选择过程中,进化出具有一定科学规律的身体部位,下列从科学的角度给出的认识正确的是( )
A.鱼的体型呈流线型,可以增大摩擦 B.泥鳅的体表有黏液,可以增大摩擦
C.斑马身上长满花纹,可以增大摩擦 D.信鸽的体型成梭型,可以减少摩擦
(
1
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第.2节 运动与相互作用(第4课时) 摩擦力 同步培优练习
考点四、摩擦力
(一)实验探究:摩擦力的存在
(1)将木块放在桌面上用手推一下, 让木块在桌面 上运动,木块最终会停下来,为什么?
(2)将手掌紧压在桌面上,并慢慢拖动,使手在桌面上滑动,手掌有什么感觉?
(3)纸杯中盛有米,米内插有筷子。将米压紧后,竖直向上提筷子,你看到了什么现象?
运动的木块最终在桌面上静止,说明木块受到桌面阻碍它运动的力;
手掌压在桌面上慢慢拖动,会有受到阻碍的感觉;筷子能将纸杯提起,是因为筷子与米之间也存在阻力,这个阻力使筷子和米保持相对静止。
归纳总结: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。
(二)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。这三个条件缺不可。
(三)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但相对静止的物体之间存在的摩擦。
(四)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。
典例1:如图是一叠试卷,小明发现抽出数学试卷比抽出科学试卷要困难一些。对这一现象最合理的解释是( )
A.科学试卷的惯性较小,较易抽出 B.数学试卷的质量较大,较难抽出
C.科学试卷的表面光滑,摩擦力小,较易抽出 D.数学试卷受到压力大,摩擦力大,较难抽出
【答案】D
【解析】增大摩擦力的方法:①增大压力;②增大接触面的粗糙程度,据此分析判断。
根据图片可知,科学试卷在上,而数学试卷在下,则数学试卷受到的压力较大,则数学试卷受到的滑动摩擦力较大,自然不易抽出,故D正确,而A、B错误;
科学试卷和数学试卷材料相同,则接触面粗糙程度相同,故C错误。
例2:小科在游玩意大利比萨斜塔时买了一个斜塔模型,当模型塔倾斜着身子静止在水平桌面上时,(如图),对模型塔是否受到摩擦力的作用及方向的分析,正确的是( )
A.模型塔未受到摩擦力的作用 B.模型塔受到水平向左的摩擦力
C.模型塔受到水平向右的摩擦力 D.模型塔受到沿塔身向上的摩擦力
【答案】A
【解析】摩擦力产生的条件:①相互接触;②做相对运动或有相对运动的趋势。
【解答】当模型塔倾斜着身子静止在水平桌面上时,它处于静止状态,相对桌面没有运动的趋势,因此模型塔未受到摩擦力的作用,故A正确,而B、C、D错误。
例3:如图1,一物体放在水平地面上,已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示。
为分析物体在不同时间段内所受摩擦力的大小,同学们建构了如下的思维模型:
结合模型回答下列问题:
(1)小科先分析了图3,属于上述模型中的哪一步?答: 。
(2)当t=1.5s时,物体受到的摩擦力 N
(3)第5~8秒,物体受到的摩擦力是 牛,第8~10秒,物体受到的摩擦力是, 牛。
【答案】(1)判断运动状态;(2)1 (3)2, 2。
【分析】(1)根据图像坐标分析解答;
(2)物体匀速直线运动时,拉力与滑动摩擦力平衡,滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关,与速度无关。
【解答】解:(1)分析了图3,横坐标是时间,纵坐标是速度,描述了物体的运动状态变化过程,因而属于第二步的判断运动状态;
(2)0~2s时,物体处于静止状态,受力平衡,拉力与静摩擦力大小相等,拉力为1N,则静摩擦力为1N
(3)6~8s时,物体做匀速直线运动,受力平衡,拉力与滑动摩擦力大小相等,拉力为2N,则滑动摩擦力为2N,第8~10秒,物体做减速运动,但压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,仍为2N。
1.如图所示的四种情况,木块一定不受摩擦力的是( )
A. 木块静止 B. 木块匀速运动
C. 木块匀速下滑 D. 木块静止
【答案】A
【解析】A、物体静止在水平地面上,物体与地面间既没有发生相对运动,也没有运动趋势,所以物体和地面之间不存在摩擦力,符合题意。
B、物体受到拉力作用,进行匀速直线运动,物体和地面之间发生相对运动,物体和地面之间存在摩擦力,不符合题意。
C、物体沿着斜面匀速下滑,存在相对运动,物体和斜面之间存在摩擦力,不符合题意。
D、物体静止在斜面上,物体有下滑的趋势,物体和斜面之间存在摩擦力,不符合题意。
2.如图所示,小红站在商场匀速向上运动的自动扶梯上,她受到的力有( )
A.重力和支持力
B.重力、支持力和水平向右的摩擦力
C.重力、支持力和水平向左的摩擦力
D.重力、支持力和斜向上的摩擦力
【答案】A
【解析】对小红进行受力分析,根据二力平衡的知识判断。
【解答】根据图片可知,小红肯定受到重力和扶梯对她的支持力,此时二者平衡。由于她和扶梯保持相互静止状态,没有相对运动的趋势,因此她不会受到摩擦力,故A正确,而B、C、D错误。
3.如图所示,在小明的推动下,小车与木块一起以相同的速度在水平地面上向前做匀速直线运动。下列分析中,正确的是( )
A.此时木块没有受到小车的摩擦力
B.小明对小车的推力大于小车受到的摩擦力
C.小明后面的脚受到地面的摩擦力方向向后
D.小车受到的重力与地面对小车的支持力是一对平衡力
【答案】A
【解析】(1)摩擦力产生的条件:①相互接触;②产生形变;③做相对运动或有相对运动的趋势;
(4)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上。
【解答】A.小车和木块以相同的速度做匀速直线运动,二者保持相对静止状态,没有相对运动的趋势,因此木块不受摩擦力,故A正确;
B.小车处于平衡状态,则它受到的推力与摩擦力相互平衡,即二者大小相等,故B错误;
C.小明后面的脚对地面施加向后的力,根据相互作用力原理可知,地面对脚施加向前的摩擦力,故C错误;
D.地面对小车的支持力等于小车和木块的总重力,大于小车的重力,二者不是平衡力,故D错误。
4.为了探究滑动摩擦力,小科利用牙刷做实验,当用力匀速拖动牙刷时,刷毛发生了如图所示的弯曲,对这个实验的分析正确的是( )
A.刷毛弯曲越厉害说明牙刷受到的力越小
B.牙刷受到的摩擦力作用在刷毛上
C.手对牙刷的拉力和牙刷受到的摩擦力不平衡
D.从刷毛弯曲的方向可以判断牙刷受到摩擦力的方向向右
【答案】B
【解析】A.刷毛弯曲越厉害说明牙刷受到的力越大,故A错误;
B.牙刷受到的摩擦力作用在刷毛上,故B正确;
C.因为牙刷做匀速运动,所以手对牙刷的拉力和牙刷受到的摩擦力相互平衡,故C错误;
D.从刷毛弯曲的方向可以判断牙刷受到摩擦力的方向向左,故D错误。
5.如图所示,重为500N的小科沿着竖直的直杆匀速上爬,此阶段他受到的摩擦力为f1;小科停在A处稍作休息,此阶段他受到的摩擦力为f2;之后沿杆匀速下滑,此阶段他受到的摩擦力为f3。下列说法正确的是( )
A.f1>500N,方向竖直向下
B.f2=500N,方向竖直向下
C.f1<500N,方向竖直向上
D.f1=f2=f3,方向都竖直向上
【答案】D
【分析】对小科进行受力分析,明确其在竖直方向上受到的力,再根据小科的运动状态,判断两个力的大小关系。
【解答】解:
小科在沿杆匀速上爬时,处于平衡状态,受到的是竖直向下的重力G和竖直向上的摩擦力为f1,这两个力是一对平衡力,大小相等,即f1=G;
小科停在A处休息,处于平衡状态,受到的是竖直向下的重力G和竖直向上的摩擦力为f2,这两个力是一对平衡力,大小相等,即f2=G;
沿杆匀速下滑时,处于平衡状态,受到的是竖直向下的重力G和竖直向上的摩擦力f3,这两个力是一对平衡力,大小相等,即f3=G;
综合分析:f1=f2=f3,方向都竖直向上,故D正确。
故选:D。
6.(2022七下·温州期末)如图所示为冬奥会上的冰壶项月。则下图中对冰壶脱离手后,向前做减速运动过程中的受力分析正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】对冰壶进行受力分析即可。
【解答】当冰壶脱离手后继续在冰面上前进时,在水平方向上,它只受到向后的摩擦力。在竖直方向上,它受到的重力与支持力相互平衡,故B正确,而A、C、D错误。
7.(2024七下·吴兴期末)如图是某人利用免打孔墙体引体向上器锻炼身体,其安装时要让单杠保持水平,调节螺母,使单杠紧紧贴在墙上,如图所示。
(1)做引体向上时,通常要在手上抹一些白色粉末,其作用是________。
(2)小米静止悬挂在单杠中间时,墙体对单杠的摩擦力为f1,体重更大的同学同样静止悬挂时,墙体对单杠的摩擦力为f2,则f1________f2,。(填“>”“<”或“=”)
【答案】(1)增大掌心与单杠之间的摩擦力 (2)<
【解析】(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;
(2)根据二力平衡的条件比较摩擦力的大小。
【解答】(1)做引体向上时,通常要在手上抹一些白色粉末,其作用是通过增大接触面粗糙程度的方式增大掌心与单杠之间的摩擦力。
(2)当人悬挂在单杠上时,它受到的重力和摩擦力向后平衡,即二者大小相等,则f1=G米,f2=G大。因为G米<G大,所以f1<f2。
8.将一袋大米放在匀速向右水平运动的输送带上,开始米袋与输送带间有一段距离的相对滑动,然后米袋随输送带一起匀速运动。当输送带突然制动时,米袋会继续向前滑动一段距离后停下。(回答下列小题请选填以下合适的字母标号)
A.摩擦力方向向右
B.摩擦力方向向左
C.没有摩擦力
(1)米袋刚放上输送带的瞬间,米袋受到传送带给它的摩擦力方向为 A 。
(2)当米袋随输送带一起匀速运动时,米袋与传送带间摩擦力情况为 C 。
(3)当将输送带突然制动时,米袋受到传送带给它的摩擦力方向为 B 。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)摩擦力是阻碍相对运动的力,总是与相对运动方向相反的,或者与相对运动趋势方向相反;
(2)物体匀速直线运动时,或者不受力,或者受平衡力。
(3)当将输送带突然制动时,为袋有相对运动的趋势,会产生摩擦力。
【解答】解:
(1)输送带是向右匀速运动的,米袋刚放上时,由静止变为向右运动,水平方向没有其他拉力或推力,所以只受向右的摩擦力,故填A;
(2)物体匀速直线运动时,或不受力,或受平衡力。米袋向右匀速运动时,水平方向上如果受摩擦力,一定有另一个力与它平衡,因为没有其他力,所以不受力,故填C。
(3)输送带制动时,米袋由向右运动变成静止,只有摩擦力方向向左,才能阻止米袋继续向右运动,故填B。
故答案为:A;C;B。
9.(2024七下·越城期末)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的关系图像如图乙所示,物体运动速度v与时间t的关系图像如图丙所示。
(1)当t=1秒时,物体相对地面是________(填“静止”或“运动”)的。
(2)当t=3秒时,物体受到的摩擦力为 ________ 牛。
(3)图丙中阴影部分的面积可以表示________ .
【答案】(1)静止 (2)2 (3)路程
【解析】(1)根据丙图确定物体在t=1s时的运动状态即可。
(2)根据丙图可知,在4~6s内物体做匀速直线运动,根据二力平衡计算出滑动摩擦力,然后分析t=3s时影响滑动摩擦力的因素是否改变即可;
(3)根据长方形的面积公式和s=vt分析解答。
【解答】(1)根据丙图可知,t=1s时物体的运动速度为零,即物体相对地面是静止的;
(2)根据丙图可知,在4~6s内物体做匀速直线运动,即物体受到的摩擦力和拉力相互平衡,也就是二者大小相等。根据乙图可知,此时物体受到的摩擦力f=F=2N。当t=3s时,物体做加速运动,但是它对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,因此摩擦力不变,还是2N。
(3)图中阴影部分为长方形,那么它的面积S=vt。根据s=vt可知,阴影部分的面积表示路程。
考点五、影响摩擦力大小的因素
(1)滑动摩擦力的大小与接触面积的大小是否有关呢?
探究方案:控制木块对水平面的压力、接触面粗糙程度不变,分别将木块平放、侧放、立放,水平匀速拉动木块,测出摩擦力的大小并进行比较。结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。
(2)滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小是否有关呢?探究方案:控制木块对水平面的压力、接触面的粗糙程度不变,分别以不同速度水平拉动木块做匀速直线运动,测出摩擦力的大小并进行比较。
结论:滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小无关。
注意:
①做实验时应注意让木块做匀速直线运动,此时拉力和摩擦力是一对平衡力,拉力大小等于摩擦力的大小。
②实验中,探究滑动摩擦力与压力、接触面的粗糙程度、接触面积和运动速度的关系时,采用了控制变量法。
③实验中可以固定弹簧测力计不动,拉动木板。这样即使没有使木板匀速运动,对实验也没有影响,实验更容易操作,而且弹簧测力计相对操作者静止,可使读数更准确。
典例1:(2023七下·上虞期末)小明用同一个木块进行了“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验,木板、棉布均放置在水平桌面上,如图所示。
(1)实验中测量滑动摩擦力的原理是 。
(2)分析实验甲、乙知F甲<F乙,则可得在接触面粗糙程度相同时, 越大,滑动摩擦力越大。
(3)拔河比赛时队员要穿鞋底带有花纹的运动鞋参赛,这是应用了 两次实验得出的结论。
【答案】(1)二力平衡(2)压力(3)甲、丙
【解析】(1)当物体在水平面上做匀速直线运动时,它受到的摩擦力与拉力相互平衡。根据二力平衡的原理可知,二者大小相等。
(2)根据二力平衡的知识比较摩擦力大小,再根据图片确定甲和乙中哪个因素不同,最后描述滑动摩擦力与它的关系;
(3)根据实例分析改变摩擦力的方式,根据控制变量法的要求选择对照实验。
【解答】(1)实验中测量滑动摩擦力的原理是二力平衡。
(2)根据二力平衡的知识可知,木块受到的摩擦力等于拉力,根据F甲<F乙可知,摩擦力f甲<f乙,而乙中木板受到的压力大,那么得到结论:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)拔河比赛时队员要穿鞋底带有花纹的运动鞋参赛,即通过增大接触面粗糙程度的方式增大摩擦力。探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系时,需要控制压力相同,只改变接触面,故选实验甲和丙。
例2:(2024七下·杭州期末)如图所示是"探究影响滑动摩擦力大小因素"的实验。小应用到了一个弹簧测力计、一块木块、一个砝码、一块长木板和一条毛巾。
(1)拉着木块在木板上做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数如图甲所示,则木块受到的滑动摩擦力大小为 N。
(2)分析图甲、乙两次实验数据可以得出,滑动摩擦力大小与 有关。
(3)小应想进一步探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,进行了图丙的实验,当测力计示数达到最大值时仍没拉动木块。为了使用现有实验器材顺利完成此实验探究,你建议他尝试采取的办法是∶ ,测出滑动摩擦力的大小,再和实验 (选填"甲""乙")进行比较。
【答案】(1)4.2 (2)压力 (3)去掉上面的砝码;甲
【解析】(1)首先根据图甲确定测力计的分度值,读出拉力的大小,再根据二力平衡的知识计算出木块受到的摩擦力;
(2)比较甲和乙两个实验中哪个因素不同即可;
(3)没有拉动木块,说明木块在毛巾上受到的滑动摩擦力太大,此时可以想办法减小摩擦力。因为接触面的粗糙程度不能改变,因此可以减小对毛巾的压力,即将木块上的砝码去掉。根据控制变量法的要求选择对比实验。
【解答】(1)根据图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,则此时拉力为4.2N。由于木块做匀速直线运动,因此它受到的摩擦力与拉力平衡,即摩擦力f=F=4.2N。
(2)根据图甲和乙可知,此时接触面粗糙程度相同而压力不同,因此得出:滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
(3)小应想进一步探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,进行了图丙的实验,当测力计示数达到最大值时仍没拉动木块。为了使用现有实验器材顺利完成此实验探究,我建议他尝试采取的办法是:去掉上面的砝码。探究摩擦力与接触面粗糙程度的关系时,必须控制压力相同,因此应该和实验甲进行比较。
1.如图所示,一长方体木块置于同一粗糙水平面上,甲图木块竖放,乙图木块平放,丙图木块平放并在其上加一重物。在甲、乙、丙三种情况下,匀速拉动.长方体木块所需的水平力分别为F甲、F乙、F丙,则下列关系正确的是( )
A.F甲<F乙<F丙 B.F甲>F乙>F丙 C.F甲<F乙=F丙 D.F甲=F乙<F丙
【答案】D
【解析】首先根据影响滑动摩擦力因素比较三个摩擦力大小,再根据二力平衡的知识比较拉力的大小。
【解答】三幅图中,物体与地面的接触面的粗糙程度相同。
而甲和乙的压力相等,那么摩擦力f甲=f乙。
丙的压力大于乙,则摩擦力f丙>f乙。则摩擦力f甲=f乙<f丙。
三图中物体都做匀速直线运动,则它们受到的摩擦力都等于拉力;
则拉力F甲=F乙<F丙。 故选D。
2.(2024七下·上城期末)用弹簧测力计沿水平方向拉木块,使木块在水平木板上做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计示数大于木块所受摩擦力
B.木块的速度越快,木块所受摩擦力越大
C.若在木块上放砝码,同样操作弹簧测力计示数变大
D.若在木板上铺毛巾,同样操作弹簧测力计示数变小
【答案】C
【解析】木块在水平木板上做匀速直线运动,它处于平衡状态,即测力计的拉力和摩擦力相互平衡,二者大小相等,故A错误;
木块受到的摩擦力只与压力和接触面的粗糙程度有关,与速度无关,故B错误;
若在木块上放砝码,则木块对木板的压力增大,滑动摩擦力增大,则测力计的示数增大,故C正确;
若在木板上铺毛巾,则接触面粗糙程度变化,木块受到的摩擦力增大,因此测力计的示数增大,故D错误。
3.用弹簧测力计两次水平拉同一木块,使它在同一水平木板上做匀速直线运动,图乙是木块运动的路程随时间变化的图像,下列说法正确的是( )
A.图甲中木块受到的拉力为3.2 N
B.木块两次受到滑动摩擦力之比为1:1
C.木块第一次和第二次速度之比为1:2
D.相同时间内路程之比为1:1
【答案】B
【解析】A.根据甲图可知,测力计的分度值为0.2N,则此时木块受到的拉力为3.4N,故A错误;
B.木块对接触面的压力相等,且接触面的粗糙程度相同,则木块受到的摩擦力相等,二者之比为1:1,故B正确;
C.根据图乙可知,第一次的速度 ,第二次的速度 ,则速度之比为:v1:v2=2:1,故C错误;
D.根据图乙可知,当t=10s时,第一次的路程为50m,第二次的路程为25m,则路程之比s1:s2=2:1,故D错误。
4.如图所示,某工人用大小相等的拉力F,以不同的方向分别拉动物块使其在相同的水平面上做匀速直线运动,下列有关说法正确的是( )
A.甲的摩擦力大 B.乙的摩擦力大
C.甲乙摩擦力大小相等 D.无法判断
【答案】B
【分析】影响摩擦力大小的因素:接触面的粗糙程度和压力大小。
【解答】解:影响滑动摩擦力大小的因素主要有两个:物体所受的压力以及接触面的粗糙程度,甲、乙两种情况,接触面粗糙程度相同,压力大的,摩擦力大,对甲乙受力分析,甲的压力小,故甲的摩擦力小,乙的摩擦力大。
故选:B。
5.一根均匀长方体木条放在水平桌上,用水平力推它做匀速运动,摩擦力为7N,当木条经过如图所示位置时,桌面对它的摩擦力 等于 (填“小于”、“等于”或“大于”)7N,理由是 因为压力的大小与接触面的粗糙程度都没有发生变化 。
【答案】等于;因为压力的大小与接触面的粗糙程度都没有发生变化。
【分析】滑动摩擦力的大小压力大小和接触面的粗糙程度有关。
【解答】解:因为滑动摩擦力的大小压力大小和接触面的粗糙程度有关,当木条经过如图所示位置时,压力大小与接触面的粗糙程度都没有发生变化,所以桌面摩擦力不变仍为7N;
故答案为:等于;因为压力的大小与接触面的粗糙程度都没有发生变化。
6.(2022七下·丽水期末)如图所示,水平桌面的右端固定一定滑轮(不改变力的大小,改变方向),轻质小盘(不计重力)通过一根绕过定滑轮的细绳与桌面上质量为0.5千克的木块相连.当小盘内放有重力为1牛的砝码使木块未被拉动,这时木块受到的摩擦力大小为 牛:当小盘内放有重为1.5牛的砝码时,木块正好作匀速运动,这时木块受到的摩擦力大小为 牛; 当小盘内放上重为2.0牛的砝码时,小盘拖动木块运动,当小盘落在地面上后,木块继续运动,此时木块所受到的摩擦力大小为 牛。
【答案】1;1.5;1.5
【解析】(1)(2)根据二力平衡的知识计算出木块受到的摩擦力;
(3)根据影响滑动摩擦力的因素判断摩擦力是否发生改变即可。
【解答】(1)当砝码的重力为1N时,木块受到的拉力为1N,此时木块受到的拉力与静摩擦力相互平衡。根据二力平衡的知识可知,此时摩擦力f=F=G=1N;
(2)当放入1.5N的砝码时,木块做匀速直线运动,那么它受到的滑动摩擦力与拉力相互平衡。根据二力平衡的知识可知,此时滑动摩擦力f'=F=1.5N;
(3)当砝码的重力为2N时,木块对桌面的压力和接触面的粗糙程度不变,因此木块受到的滑动摩擦力保持不变,还是1.5N。
7.(2022七下·仙居期末)黑板和黑板擦是一对“好朋友”,一起服务于我们的教学。
(1)小科用黑板擦擦黑板时,发现压力越大,擦的越干净。这是因为压力增大,使黑板与黑板擦之间的摩擦力变 。
(2)如图用3牛的水平压力F把重1牛的黑板擦压在黑板上保持静止,如图所示。此时黑板对黑板擦的摩擦力为 牛。
(3)若将水平压力改为2牛,黑板擦沿黑板匀速下落,则此时黑板擦受到的摩擦力大小为 牛。
【答案】(1)大 (2)1 (3)1
【解析】(1)影响滑动摩擦力的因素:①压力;②接触面的粗糙程度;
【解答】(1)小科用黑板擦擦黑板时,发现压力越大,擦的越干净。这是因为压力增大,使黑板与黑板擦之间的摩擦力变大。
(2)黑板擦在竖直的黑板上保持静止状态,那么它受到的向下的重力和向上的摩擦力相互平衡,即二者大小相等,那么它受到的摩擦力f=G=1N。
(3)黑板擦在竖直的黑板上匀速下落,那么它受到的滑动摩擦力与重力相互平衡,即二者大小相等,那么它受到的滑动摩擦力f=G=1N。
8.(2024七下·越城期末)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,此时A对B的推力为________N。
【答案】(1)0 (2)15;7.5
【解析】(1)摩擦力产生的条件:①相互接触;②做相对运动或有相对运动的趋势;
(2)滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关,据此分析乙图中两个物体受到的摩擦力是否发生改变。根据滑动摩擦力与压力成正比计算出物体B受到的摩擦力,最后根据二力平衡计算A对B的推力。
【解答】(1)A、B一起向右做匀速直线运动,二者之间保持相对静止状态,肯定不会产生摩擦力,即木块B受到的摩擦力大小为0N;
(2)①A和B叠放在水平桌面上,且二者一起做匀速直线运动,那么它们处于平衡状态,即摩擦力和拉力相等,也就是f=F1=15N;
若将A、B木块紧靠着放在水平桌面上,将它们看做一个整体,那么它们对桌面的压力和接触面的粗糙程度不变,因此受到的摩擦力保持不变。根据二力平衡的知识可知,此时推力F2=f=15N。
②物体B对桌面的压力等于自身重力,肯定是AB两个物体对桌面压力的一半;因为摩擦力与压力成正比,所以物体B受到的摩擦力肯定是AB受到摩擦力的一半,即。根据二力平衡的知识可知,此时A对B的推力等于摩擦力,即F2=fB=7.5N。
9.连接在水平桌面上的物体M两端的轻质细绳分别绕过定滑轮与A、B相连,细绳恰好水平,如图所示,当A重3N,B重5N时,M恰好做匀速直线运动,若滑轮摩擦不计,此时M受到的摩擦力大小为 2 N。当B刚触地时,若A、M都不会与滑轮相碰,M受到的摩擦力方向为 水平向左 。
【答案】2;水平向左。
【分析】物体处于静止或匀速直线运动状态时,物体受到平衡力的作用,根据力的平衡条件求出滑动摩擦力的大小;根据M的运动状态判定滑动摩擦力的方向。
【解答】解:当A重3N,B重5N时,M恰好做匀速直线运动,则M在水平方向上受到三个力的作用:绳子对M水平向左3N的拉力、绳子对M水平向右5N的拉力、桌面对M的摩擦力的作用,这三个力平衡,则摩擦力的大小为f=5N﹣3N=2N,摩擦力的方向是水平向左的;
当B刚触地时,M由于惯性,仍然会向右运动,则此时M受到的摩擦力方向是水平向左的。
故答案为:2;水平向左。
10.(2024七下·鹿城月考)在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中,如图所示:
(1)甲、乙、丙三次实验中,用弹簧测力计测量滑动摩擦力的大小,操作都要求水平 拉动木块,分别读出弹簧测力计的示数为F1、F2和F3,其中示数最大的是 。
(2)比较甲、乙两次实验,得出的结论是: 。 (3)在丙图中,木块A向右匀速运动时,弹簧测力计示数为2牛,若弹簧测力计示数增大到3牛,此时的木块A所受滑动摩擦力为 牛.
(4)实验装置改为丁图后, (“必须”/“不必”)拉着木板做匀速运动。
【答案】(1)匀速;F3 (2)压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
(3)2 (4)不必
【解析】(1)当物体在水平面上做匀速直线运动时,它受到的摩擦力与拉力为一对平衡力,二者大小相等。根据影响滑动摩擦力的因素分析摩擦力的大小,再根据二力平衡判断拉力的大小。
(2)分析甲和乙图中哪个因素相同,哪个因素不同,然后根据控制变量法描述结论;
(3)(4)根据影响滑动摩擦力的因素分析摩擦力的大小是否改变。
【解答】(1)甲、乙、丙三次实验中,用弹簧测力计测量滑动摩擦力的大小,操作都要求水平匀速拉动木块。根据图片可知,丙图中毛巾表面最粗糙,且木块对水平面的压力最大,因此丙图中木块受到的摩擦力最大。根据二力平衡的知识可知,丙中测力计的拉力最大,即示数最大的是F3。
(2)甲和乙图中,木块对水平面的压力相同,而接触面的粗糙程度不同,那么得到结论:压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)在丙图中,木块A向右匀速运动时,弹簧测力计示数为2牛,根据二力平衡的知识可知,木块受到的滑动摩擦力为2N。当弹簧测力计的示数增大到3N时,由于木块的压力和接触面的粗糙程度不变,因此木块受到的压力不变,还是2N。
(4)在丁图中,无论木板是否匀速运动,木块对木板的压力和接触面的粗糙程度不变,因此木块受到的摩擦力不变,则弹簧测力计的示数保持不变。
11.(2022七下·仙居期末)为了探究“滑动摩擦力的大小与运动速度大小的关系”。小科用如图所示的装置进行实验,其中力传感器可以显示对木块拉力的大小,从而得到木块受到的摩擦力大小。实验时使木块保持静止不动,而传送带匀速运动,以实现木块相对于传送带向左运动。实验数据如下。
传送带速度(cm/s)
3
5
8
11
13
力传感器示数(N)
0.25
0.26
0.26
0.25
0.25
(1)实验中木块受到的摩擦力方向水平向 。
(2)分析表中数据,可得出的结论是 。
(3)小科同学想利用该装置继续探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系,则小科接下来的操作是 。
【答案】(1)右
(2)滑动摩擦力的大小与运动速度大小无关
(3)在木块.上方放上不同质量(重力)的物体,重复以上实验,观察并记录力传感器的示数。(或保持粗糙程度不变, 改变木块压力的大小重复以上实验,观察并记录力传感器的示数)
【解析】(1)根据图片可知,木块保持静止状态,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。木块受到水平向左的拉力,根据二力平衡的条件可知,木块受到摩擦力的方向为水平向右。
(2)根据表格数据可,当传送带的速度增大时,拉力传感器的示数保持不变,那么得到结论:滑动摩擦力的大小与运动速度大小无关。
(3)小科同学想利用该装置继续探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系,则小科接下来的操作是:在木块上方放上不同质量(重力)的物体,重复以上实验,观察并记录力传感器的示数。(或保持粗糙程度不变, 改变木块压力的大小重复以上实验,观察并记录力传感器的示数)。
12.(2022七下·嘉兴月考)科学实验小组的同学用如图-1所示的装置和器材探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)将木块平放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使其做 运动,木块所受滑动摩擦力的大小等于此时弹簧测力计示数。
(2)在木块上加放砝码,是为了探究滑动摩擦力大小与 的关系。
(3)实验中,大家发现弹簧测力计示数很难稳定,于是设计了如图-2所示的装置来进行实验。水平传送带的速度可以调节,定滑轮摩擦忽略不计。
①启动传送带沿逆时针方向转动,当弹簧测力计的示数稳定后,木块相对于地面静止,此时木块所受滑动摩擦力的方向是水平向 。
②某次实验中,当弹簧测力计的示数稳定后,改变传送带的速度大小发现弹簧测力计的示数没有改变,说明 。
【答案】(1)匀速直线(2)压力大小
(3)左;木块所受滑动摩擦力的大小与传送带的速度大小无关
【解析】(1)当物体在水平面上做匀速直线运动时,它受到平衡力,即它受到的拉力和摩擦力大小相等,方向相反。
(2)滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关;
【解答】(1)将木块平放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使其做匀速直线运动,木块所受滑动摩擦力的大小等于此时弹簧测力计示数。
(2)在木块上加放砝码,可以增大木块对木板的压力,是为了探究滑动摩擦力大小与压力的关系。
(3)①木块相对地面静止,它受到平衡力,即弹簧测力计的拉力与传送带施加的摩擦力相互平衡,那么二者大小相等,方向相反。弹簧测力计的拉力水平向右,则传送带对它的摩擦力水平向左。
②某次实验中,当弹簧测力计的示数稳定后,改变传送带的速度大小发现弹簧测力计的示数没有改变,说明:木块所受滑动摩擦力的大小与传送带的速度大小无关。
13.某实验小组用如图所示的装置探究影响滑动摩擦力大小的因素,木块挂在测力计下,右侧面与竖直传送带接触,左侧面有可旋转的螺杆对其施加不同的压力,启动电机,通过测力计的读数即可计算出木块所受的摩擦力。部分实验数据如表:
实验次数
木块重力(N)
螺杆旋转的圈数(圈)
测力计示数(N)
摩擦力
1
0.6
1
0.70
0.10
2
0.60
2
0.82
0.22
3
0.60
3
0.95
0.35
4
1.20
1
1.30
0.10
5
1.80
1
1.9
?
(1)启动电机后传送带转动的方向应为图中的 乙 (选填“甲”或“乙”)方式。
(2)该实验用螺杆旋转圈数的多少来表示木块与传送带之间压力的大小,这里运用的方法是 转换法 (选填“转换法”或“控制变量法”)。
(3)比较1、2、3次实验的数据可知,滑动摩擦力大小与 压力大小 有关。
(4)第5次实验中,木块受到的滑动摩擦力大小是 0.10 N。
【答案】(1)乙;(2)转换法;(3)压力大小;(4)0.10。
【分析】(1)因为测力计示数大于木块重力,所以木块受到向下的滑动摩擦力,因此传送带转动的方向为逆时针;
(2)实验中用螺杆旋转圈数的多少来表示木块与传送带之间压力的大小,这里运用了转换法的方法;
(3)根据表格数据和控制变量法分析解答;
(4)对木块进行受力分析,利用平衡力算出第5次实验中木块受到的滑动摩擦力大小。
【解答】解:(1)因为测力计示数大于木块重力,所以木块受到向下的滑动摩擦力,因此传送带转动的方向为逆时针,应为乙方式;
(2)由于木块和传送带在竖直方向上相互摩擦,压力的大小不易改变,实验中用螺杆旋转圈数的多少来表示木块与传送带之间压力的大小,这里运用了转换法的方法;
(3)比较1、4实验的数据可知,木块的重力不同,螺杆旋转的圈数相同,即木块对传送带的压力相同,木块受到的摩擦力相同,所以滑动摩擦力大小与木块重力的大小无关;
(4)对木块进行受力分析可知,在竖直方向上,木块受到竖直向下的重力、竖直向下的摩擦力和竖直向上的弹簧测力计的拉力,且在这三个力的作用下保持静止,所以第5次实验中,木块受到的滑动摩擦力大小是:f=F拉﹣G=1.90N﹣1.80N=0.10N。
故答案为:(1)乙;(2)转换法;(3)压力大小;(4)0.10。
14.用如图所示的装置探究摩擦力跟压力大小的关系。
(1)实验时,拉动木块在水平木板上做匀速直线运动,这时,弹簧测力计的示数 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)摩擦力的大小。
(2)某次实验中弹簧测力计的指针位置如图(a)所示,则它的示数是 1.6 N。
实验序号
①
②
③
④
⑤
压力F/N
3
4
5
6
7
摩擦力f/N
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
(3)改变木块上所加钩码的个数进行多次实验,记录的数据如上表所示,请根据表中的数据,在图(b)中画出摩擦力随压力大小变化的关系图像。
(4)分析图像可知:当接触面的粗糙程度一定时,摩擦力跟压力的大小成 正比 。
(5)实验结束后,小丽同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关。她用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力,然后将木块沿竖直方向锯掉一半,测得摩擦力的大小也变为原来的一半。她由此得出:当接触面的粗糙程度一定时,接触面越小,摩擦力越小。你认为她的结论正确吗? 不正确 ,理由: 没有控制压力大小不变 。
【答案】(1)等于;
(2)1.6;
(3)见上图;
(4)正比;
(5)不正确;没有控制压力大小不变。
【分析】(1)根据二力平衡的知识可知,要让木块在水平板面上做匀速直线运动,只有这样才可以测出摩擦力;
(2)弹簧测力计读数时应从小刻度向大刻度方向观察,同时认清分度值,并细心数格,才能保证读数的正确性;
(3)利用描点法,横坐标对应压力,纵坐标对应摩擦力,绘制出图象;
(4)分析图象的特点得出答案;
(5)滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,探究滑动摩擦力大小跟接触面积大小的关系时,应该控制压力大小和接触面粗糙程度不变。
【解答】解:
(1)若木块匀速直线运动,匀速直线运动状态就是一种平衡状态,此时摩擦力和弹簧测力计的拉力就是水平方向的一对平衡力,读出弹簧测力计的示数,就等于摩擦力;
(2)读图可知,弹簧测力计把1N分成了5份,其分度值为0.2N,故该测力计的示数为F示=1N+0.2N×3=1.6N;
(3)图中横坐标对应的是压力,纵坐标对应的是摩擦力,把表中的数据用描点法绘制图象如下:
(4)从图象上看出,这是个正比例函数图象,在接触面的粗糙程度一定时,摩擦力的大小与压力的大小成正比;
(5)因为滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,在研究滑动摩擦力大小跟接触面面积的关系时,应保持压力大小和接触面的粗糙程度不变,小丽将木块沿竖直方向截去一半后,虽然接触面的粗糙程度没变,但木块对接触面的压力减小了一半,所以得出了错误的结论,原因是没有控制压力大小不变。
故答案为:(1)等于;
(2)1.6;
(3)见上图;
(4)正比;
(5)不正确;没有控制压力大小不变。
考点六、增大或减小摩擦的方法
例1:构建思维导图是整理知识的重要方法。如图是小科学习摩擦力知识时构建的部分思维导图。下列中考体育测试中的场景能作为图中③处的例子是( )
A.游泳时,穿上泳衣
B.引体向上时,用力抓单杠
C.跑步时,穿鞋底有花纹的运动鞋
D.打篮球时,篮球有凹凸不平花纹
【答案】A
【分析】(1)增大摩擦力的方法: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;
(2)减小摩擦力的方法: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:由图可知,③是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦,
A、游泳时,穿上泳衣,是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程来减小摩擦,故A符合题意;
B、引体向上时,用力抓单杠,在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦,故B不符合题意;
C、跑步时,穿鞋底有花纹的运动鞋,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C不符合题意;
D、打篮球时,篮球有凹凸不平花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故D不符合题意。
故选:A。
1.如图所示,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.用力压住橡皮,来回擦去写错的铅笔字
B.汽车在冰雪路面行驶,车轮上绕有铁链
C.在衣服的拉链上涂些蜡
D.自行车转轴处装有滚珠轴承
【答案】D
【分析】用滚木巧妙地移动巨石是减小摩擦,减小摩擦力的方法有:减小压力,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:用滚木巧妙地移动巨石是变滑动为滚动来减小摩擦。
A、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,通过增大压力增大摩擦力,故A不符合题意。
B、汽车在冰雪路面行驶,车轮上绕有铁链,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力,故B不符合题意。
C、在衣服的拉链上涂些蜡,是在压力一定时,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、自行车转轴处装有滚珠轴承,是用滚动代替滑动减小摩擦力,故D符合题意。
故选:D。
2.体操运动员在上单杠之前总要在手上涂些镁粉;而在杠上做回环动作时,手握杠又不能太紧。这两种做法( )
A.前者是为了增大摩擦,后者是为了减小摩擦
B.两者都是为了增大摩擦
C.前者是为了减小摩擦,后者是为了增大摩擦
D.两者都是为了减小摩擦
【答案】A
【分析】增大摩擦的方法有:增大接触面的粗糙程度,增大接触面之间的压力,变滚动摩擦为滑动摩擦;
减少摩擦力的方法有:一是减小压力;二是减小接触面积的粗糙程度;三是用滚动摩擦代替滑动摩擦;四是使接触面彼此分离(如加润滑油等)。
【解答】解:镁粉是比较粗糙的,抹在手上,增大了手和单杠接触面的粗糙程度,从而增大摩擦;
手握单杠不能太紧,是通过减小压力来减小摩擦的;
故选:A。
3.2022年北京冬奥会冰壶比赛中,掷球运动员右脚穿“花纹橡胶”的蹬冰鞋,不断蹬地,左脚穿着“光面塑料”的滑行鞋,用力向前滑行。以下说法不正确的是( )
A.左脚穿着“滑行鞋”摩擦力小,有利于滑行
B.右脚穿着“蹬冰鞋”摩擦力大,有利于起步加速
C.左脚穿着“滑行鞋”摩擦力方向向前,阻碍滑行
D.右脚穿着“蹬冰鞋”摩擦力方向向前,有助于滑行
【答案】C
【分析】(1)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,据此分析;
(2)摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反,由此分析鞋受到摩擦力的方向。
【解答】解:AC、左脚穿着“滑行鞋”摩擦力小,有利于滑行,左脚向前滑行过程,冰面阻碍左脚向前运动,所以左脚受到的摩擦力方向向后,故A正确,C错误;
BD、右脚穿着“蹬冰鞋”摩擦力大,有利于起步加速,投掷手用力用右脚蹬起蹬器,蹬起蹬器时脚对起蹬器施加一个向后的摩擦力,由于力的作用是相互的,起蹬器也给脚一个向前的摩擦力,故BD正确。
故选:C。
4.很多动物是“科学应用高手”,它们在长期的自然选择过程中,进化出具有一定科学规律的身体部位,下列从科学的角度给出的认识正确的是( )
A.鱼的体型呈流线型,可以增大摩擦
B.泥鳅的体表有黏液,可以增大摩擦
C.斑马身上长满花纹,可以增大摩擦
D.信鸽的体型成梭型,可以减少摩擦
【答案】D
【分析】(1)鱼的体型呈流线型,有利于减少鱼在水中运动时遇到的阻力;
(2)摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,压力越小,接触面越光滑,摩擦力越小;
(3)斑马身上的条纹能破坏和分散身形轮廓,从而免受更多的攻击;
(4)信鸽的体型成梭型即呈流线型,利于减少飞行中空气的阻力。
【解答】解:A、鱼的体型呈流线型,有利于减少鱼在水中运动时遇到的阻力,即减小与水的摩擦,故A错误;
B、泥鳅的体表渗出的黏液,是在压力一定时,减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力,利于钻入泥洞,故B错误;
C、斑马身上的条纹是用来适应环境的保护色,有利于草原上不易被敌人发现,故C错误;
D、信鸽的体型成梭型即呈流线型,利于减少飞行中空气的阻力,即减小与风的摩擦,故D正确。
故选:D。
5.用弹簧测力计沿水平方向,拉动水平桌面上的木块。肯定能增大木块受到的滑动摩擦力的操作是( )
A.增大拉木块的力 B.改变木块运动的方向
C.往木块上加砝码 D.使接触面更加光滑
【答案】C
【分析】滑动摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与物体的运动情况或受力情况无关。
【解答】解:滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,压力越大、接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
A、木块所受滑动摩擦力大小与所受拉力无关,故A错误;
B、木块所受滑动摩擦力与木块的运动方向无关,故B错误;
C、在木块上加砝码,木块对桌面的压力增大,则滑动摩擦力增大,故C正确;
D、使接触面更光滑,是减小摩擦,故D错误。
故选:C。
6.下列是生活中的一些摩擦现象:①走路时鞋底与地面之间的摩擦;②汽车行驶时,汽车与空气之间的摩擦;③骑自行车时,车轮与轴之间的摩擦;④皮带传动中,皮带与皮带轮之间的摩擦,其中属于有害摩擦的是( )
A.①和② B.②和③ C.①和④ D.②和④
【答案】B
【解析】①人走路时,使人前进的动力是地面对鞋底的摩擦力,为了防止人走路时摔倒,也要用到鞋底与地面的摩擦,因此鞋底与地面的摩擦是有益的摩擦。
②汽车行驶时,汽车与空气之间的摩擦阻碍汽车的前进,因此这个摩擦属于有害摩擦;对前轮来说,与地面的摩擦阻碍了车子的前进,因此属于有害摩擦。
③骑自行车时,车轮与轴之间的摩擦,阻碍车轮转动属于有害摩擦。
④皮带转动时,主动轮与皮带之间的摩擦带动了皮带的转动;同时皮带与被动轮之间的摩擦带动了被动轮的转动。若这种摩擦力过小,将会出现皮带打滑的现象。因此说这两者之间的摩擦是有益的摩擦。
故②③符合题意。
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