第二单元《摩擦力》分题型专题练习 2026-2027学年科学浙教版八年级上册
2026-10-16
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内容正文:
(新教材)浙教版八上科学
《摩擦力》分题型专题练习
目录
一、摩擦力的存在 1
二、摩擦力的大小及方向分析 3
(一)竖直模型 3
(二)图像分析 6
(三)水平叠加模型 9
(四)斜面问题 12
(五)传送带问题 14
(六)连接体问题 15
三、滑动摩擦力大小的影响因素 18
四、改变摩擦力大小的方法 25
一、摩擦力的存在
1. 如图甲是测量液体压强的压强计,据图回答下列问题。
水平桌子上有一餐盘,餐盘底的上下表面也水平,上面放了一杯饮料,小吴沿着水平向左的方向拖动餐盘到自己身前,如图所示。
(1)杯子受到的支持力是____________(填一个物体)形变产生的,方向为____________。
(2)在餐盘被拖动的瞬间,杯子在水平方向的受力情况是____________。
A.受到水平向左的摩擦力
B.受到水平向右的摩擦力
C.不受摩擦力
2. 小科在水平地面上滑滑板车的情景如图所示。下列说法正确的是( )
A.滑板车与地面之间的摩擦是滑动摩擦
B.小科蹬地时,地面对脚的力大于脚对地面的力
C.滑板车加速滑行时,力改变了滑板车的运动状态
D.小科不蹬地后,滑板车会慢慢停下,说明运动需要力维持
3. 浙江梅雨季节一般是在6月份到7月份,维持时间大概为30天,梅雨季节出行要时刻带伞。
(1)若将收起的雨伞按如图甲的方式靠墙放置,地面对伞尖的摩擦力的方向为_________。如图乙所示是一款半自动雨伞的结构图,收伞后弹簧处于压缩状态说明力可以改变物体的_________(选填“运动状态”或“形状”)。
(2)下雨天走路时容易向后仰倒,请利用惯性的知识解释原因:_________。
二、摩擦力的大小及方向分析
(一)竖直模型
4. 如图所示,小科在纸杯内装满米,将竹筷竖直插入米中,用手抓住竹筷并沿竖直方向慢慢提起,最终使纸杯静止在空中。若纸杯与米的总重力为1N,则筷子对米的摩擦力是______N,此摩擦力的方向是______;若加大手对筷子的压力,筷子与手间的摩擦力______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。为使实验更易成功,你的建议是______。
5. 如图所示,小玉用一根筷子的一端穿过半颗橙子,用左手提着筷子,让橙子处于筷子的下端,此时橙子因受到筷子对其的____________(选填“重力”或“摩擦力”)而不会掉下来;紧接着小玉右手持锤子多次猛烈敲击筷子上方,在敲击的过程中,会看到橙子相对于筷子向____________运动。
6. 如图A,重为50牛的物体被夹在两固定且竖直放置的木板之间,用大小为130牛的力恰好可以将物体A从木板中竖直向上抽出,那么能将A竖直向下抽出的力为______牛。另有一物体B重也为50牛,用120牛的力压在竖直的墙壁上静止不动。现加大对物体的压力,则物体B与墙壁之间的摩擦力为______摩擦(填写摩擦类型),大小为______50牛。(填“大于”、“等于”或“小于”)
7. (1)如图,重为0.3牛的磁性黑板擦被吸附在竖直的黑板上。当对磁性黑板擦施加一个竖直向下、大小为0.5牛的力时,恰好使它匀速向下运动,此时黑板擦受到 _______牛的摩擦力。
(2)如图,两块相同的挡板中夹着二块重分别为G、2G的同一种材料的砖块,在水平方向的两个力F1、F2作用下整个装置处于静止状态,此时左边砖块对右边砖块的摩擦力方向是___________,大小为_______。
8. 玻璃窗上趴着一只壁虎,如图所示。水平向右推窗,在壁虎随玻璃窗一起向右匀速移动的过程中,壁虎受到摩擦力的方向是( )
A.竖直向上 B.水平向左 C.斜向右上 D.斜向左下
9. 如图所示,一个重力为0.3牛的磁性黑板擦被吸附在竖直的黑板上,若用手按压黑板擦,黑板擦仍保持静止,则此时黑板擦受到的摩擦力 ________ (填写“大于”,“小于”或者“等于”)0.3N。若对磁性黑板擦施加一个竖直向上、大小为0.8牛的力时,恰好使它匀速向上运动,则此时黑板擦受到 __________ 牛的摩擦力。
10. 物块A的重力为8N。如图所示,用大小为40N的水平力F将物块A压在竖直黑板表面保持静止。
(1)此时物块A受到的摩擦力大小为________。
(2)若增大水平压力F,物块A受到的摩擦力________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(二)图像分析
11. 如图甲所示,小明用方向不变的推力F推水平地面上的箱子,其F-t和v-t的图象分别如图乙、丙所示。由图象可知:
(1)t=2s时,箱子处于________状态;
(2)t=7s时,箱子受到的摩擦力________推力(填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)小明想要省力,于是按图丁方式推动同一个箱子,当箱子和平板车一起做匀速直线运动时,箱子受到的摩擦力是________N。
12. 如图所示,木块在水平向右的推力F的作用下,沿水平桌面运动,F与时间t的关系如图所示。0~2s内,木块做匀速直线运动,下列分析正确的是( )
A.0~2s内,木块所受的摩擦力方向向右
B.3~4s内,木块所受的摩擦力大小为2N
C.3~4s内,木块做匀速直线运动
D.若第4s时撤去F,木块将立即停止运动
13. 如图甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的推力F的作用,其F﹣t和v﹣t的图象分别如图乙、丙所示。由图象可知:
(1)t=2s时,物体受到的摩擦力大小为__________ N。
(2)t=4s时,物体处于__________ 状态,受到的摩擦力大小为__________ N。
(3)6﹣9s内,物体受到的摩擦力__________ 推力(选填“大于”“等于”或“小于”)。
14. 小金在做题时,看到了如图所示三幅图像。他整理相应信息设计表格,并按①②③的顺序做了部分推理。
阶段
阶段一
阶段二
阶段三
时间
0﹣3s
3﹣6s
6﹣9s
状态
静止
向右加速
向右匀速
f和F大小关系
②
F大小
2N
6N
4N
f大小
①
④
③
(1)①处应填________N,②处应填________。
(2)小金在④处填________N的依据是在阶段二和阶段三,物体受到的都是滑动摩擦力,________,因此,两个阶段受到的摩擦力相等。
(三)水平叠加模型
15. 如图所示,弹簧测力计一端固定在墙壁上,另一端与小木块A 相连,当匀速抽出长木板B的过程中,观察到弹簧测力计的示数为10N,若用力加速抽出木板B的过程中,此时弹簧测力计的示数和A的运动状态将( )
A.大于10N 向左加速运动
B.等于10N 向左匀速运动
C.大于10N 静止
D.等于10N 静止
16. 如图,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,当物体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”),地面对A的摩擦力大小为_______N。
17. 甲、乙两物体重叠置于水平面上,当它们分别受到5N和8N的水平拉力时保持静止。如图所示,已知甲的底面积为200cm2,重为10N,乙的底面积为100cm2,重为20N.下列说法正确的是( )
A.甲物体对乙物体的压强为500Pa
B.乙物体对地面的压力为20N
C.地面对乙物体的摩擦力为3N,方向为水平向右
D.甲物体对乙物体的摩擦力为8N,方向为水平向右
18. 如图所示为一种最近比较流行的抽积木游戏,要求抽出某一木块后积木不倒。其中,在水平方向的力F的作用下,B积木被缓慢抽出,以下说法正确的是( )
A.木块A受到木块B的摩擦力,大小小于F,方向与F相反
B.木块B受到木块C的摩擦力,大小等于F,方向与F相同
C.木块C受到木块B的摩擦力,大小小于F,方向与F相同
D.木块C受到木块B的摩擦力,大小等于F,方向与F相反
(四)斜面问题
19. 如图所示,用手给木块一个水平向右的推力,木块脱手后以v0的初速度在水平面上做直线运动,然后冲上粗糙斜面后最终静止在A 点,以下关于木块受到摩擦力的说法正确的是( )
A.木块能冲上斜面是因为受到惯性的作用
B.木块在 A 点时受到的摩擦力等于木块的重力
C.木块在斜面上受到的摩擦力先沿着斜面向下,后沿着斜面向上
D.木块在水平面上受到的摩擦力大小随着速度的减小而增大
20. 用力的图示画出图中的各力。
(1)小车重100N(图甲)。
(2)用大小为80N、方向与斜面平行的力,推小车沿斜面向上运动(图乙)。
(3)用60N水平向右的力顶住木块,使木块静止在竖直墙上(图丙)。
21. 暑假很多同学会选择乘坐飞机出行,机场用传送带为乘客运送行李,主要有水平运送和沿斜面运送两种形式,甲为水平传送带,乙为倾斜传送带,如图所示。当行李随传送带一起匀速运动时,甲传送带上的行李所受的摩擦力_________零(选填“等于”或“不等于”),乙传送带上的行李所受的摩擦力的方向沿传送带_________(选填“向上”或“向下”)。如果乙传送带上的行李随传送带一起向下做匀速运动,则行李在传动中受到的摩擦力方向与其随传送带向上运动时受到的摩擦力方向_________(选填“相同”或“相反”)。
22. 如图甲所示,物体随着传送带匀速向右行驶过程中_________摩擦力的作用(填“受到”或“不受”)。如图乙所示,若物体随着倾斜的传送带匀速向上运动,则______摩擦力的作用(填“不受”、“受到沿斜面向上”或“受到沿斜面向下”)。若物体随着倾斜的传送带匀速向下运动,则____________摩擦力的作用(填“不受”、“受到沿斜面向上”或“受到沿斜面向下”)。
(五)传送带问题
23. 如图所示,小明进火车站时看到,所有行李都要进行“安检”.他仔细观察发现,特别是大件行李放到传送带上时,行李先在传送带上滑动,稍后与传送带一起向右匀速运动.小明的行李重200N,滑动时受到的摩擦力大小是重力的0.06倍.行李在传送带上滑动时受到的摩擦力大小为______N,方向向______;行李随传送带一起匀速运动时受到的摩擦力大小为______N.
24. 将一袋大米放在匀速向右运动的输送带上,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。(请选填以下合适的字母标号)
A.方向向左 B.方向向右 C.为零
(1)米袋刚放上输送带的瞬间,米袋由静止变为向右运动,米袋所受摩擦力________;
(2)当米袋随输送带一起匀速运动时,米袋所受的摩擦力________;
(3)输送带突然制动,米袋将向右减速运动,米袋所受的摩擦力________。
(六)连接体问题
25. 如图所示,用一个弹簧测力计将两个完全相同的木块A和B连接起来,小科用15牛水平向左的拉力使整个装置一起向左做匀速直线运动,若弹簧测力计的重力忽略不计,则木块A受到的摩擦力方向为______,弹簧测力计的示数为______牛。
26.
如图甲所示,完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,在水平拉力的作用下,A、B一起做匀速直线运动,则此时木块B受到的摩擦力是________N,若将A、B紧靠着放在同一水平桌面上,用水平力推A使它们一起做匀速直线运动(如图乙所示),则推力_______N。
27. 同一水平桌面上放着A、B两个相同的木块,A、B两个木块用轻质绳子相连,在力F₁和F₂作用下匀速向左运动,已知F₁=18N,F₂=10N,则绳子对B的拉力大小为__________,木块A所受到的摩擦力方向和大小__________。
28. 如图所示,A、B两同学用甲、乙两种方式推墙。甲中A向前推B,B向前推墙;乙中 A、B同时向前推墙。每人用力的大小都为 F,方向水平,已知地面粗糙。则以下说法中正确的是( )
A.甲、乙两方式中墙受到的力均为 2F
B.甲方式中B 同学受到地面的摩擦力大小为2F
C.甲方式墙对B的作用力与A对B的推力是一对平衡力
D.乙方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为2F
29. 如图甲所示,物体随着传送带匀速向右行驶过程中_________摩擦力的作用(填“受到”或“不受”)。如图乙所示,若物体随着倾斜的传送带匀速向上运动,则______摩擦力的作用(填“不受”、“受到沿斜面向上”或“受到沿斜面向下”)。若物体随着倾斜的传送带匀速向下运动,则____________摩擦力的作用(填“不受”、“受到沿斜面向上”或“受到沿斜面向下”)。
三、滑动摩擦力大小的影响因素
30. 小黄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如图甲,将木块A平放在水平桌面上,匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,记录其示数为;
②如图乙,将木块A平放在平铺的毛巾上,匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,记录其示数为;
③如图丙,将木块A平放在水平桌面上,并在木块A上放一钩码,匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,记录其示数为。
(1)对比甲、丙两图,可得到的结论是________。
(2)拔河比赛取胜的关键因素是队员与地面的摩擦力大。请根据本实验的数据,对拔河比赛取胜措施提出一条合理的建议________。
(3)实验中小黄发现较难保持木块做匀速直线运动,于是进行了实验改进,设计如图丁所示的实验。现用该实验装置研究摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系时,毛巾应该铺在图中B的________(选填“上表面”或“下表面”)。
31. 教室的门栓坏了,门经常被风吹开,小峰同学认为这是门与门框间摩擦太小的缘故。摩擦力的大小与什么因素有关呢?于是同学们利用长木板、毛巾、物块以及弹簧测力计做了如图所示的实验。
(1)如图甲所示将物块放在水平木板上,沿水平方向拉动物块做_________运动时,物块所受滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)本实验存在的一个操作上的难点是:在拉动物块的时候很难保持匀速直线运动,弹簧测力计的示数不稳定,导致该现象的原因是_________(选填序号:①“滑动摩擦力”、②“手对弹簧测力计拉力”)大小变化导致的。
(3)学生们经过讨论并反复验证,改进了实验方案,如图丁所示:改进后,同学们在进行实验时,不需要匀速拉动长木板。水平拉动长木板向右运动,则物块受到的摩擦力方向为水平向_________(选填“左”或“右”),木板与物块之间的摩擦力大小为_________N。
(4)该同学查阅资料获知滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关。他将同一木块放置在同一木板上,进行了如下图中的a、b、c所示的实验。拉动木块匀速运动所用的力为F1、F2和F3,推测F1、F2和F3的大小关系为_________。
32. 小金为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”进行了如下实验(忽略弹簧测力计自重,滑轮自身及与线的摩擦)。
(1)若物体A各表面光滑程度相同,小金探究滑动摩擦力大小与物体接触面积大小关系实验时,把物体A竖直放置后水平向左拉木块A使之运动,发现弹簧测力计示数不稳定,在某时刻弹簧测力计示数如图乙所示。这一时刻木块的运动情况为水平向左做_______运动(选填“匀速”、“加速”或“减速”)。
(2)小金觉得这样测量,弹簧测力计示数不稳定不易读数。小金对实验装置进行了改进,装置改进如图丙所示。装置改进后小金拉长木板使之运动,当长木板向左运动时木块所受摩擦力种类及拉长木板的要求分别是____。
A.滑动摩擦力,必需水平匀速拉
B.滑动摩擦力,不需要水平匀速拉
C.静摩擦力,必需水平匀速拉动
D.静摩擦力,不需要水平匀速拉
(3)小金在验证摩擦力与压力大小成正比的关系时,进行了如图丁所示实验,把与木块A相同的木块B叠放在木块A正上方。然后用力拉木板使其运动,发现弹簧测力计示数已经超出量程,为帮助小金测出此时的摩擦力的大小,老师提供了若干个重为3N的钩码,小金将它们连接到丁装置上,就测出了木块A所受的摩擦力,小金的具体操作是_________。
33. 如图所示,是探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验。
(1)为了测出滑动摩擦力的大小,实验时应沿水平方向拉物块做匀速直线运动。这样测量的依据是_________。
(2)甲、乙、丙三次实验中,滑动摩擦力最小的是_________(选填“甲”“乙”或“丙”)实验。
(3)单杠运动员上杠前手上要涂防滑粉,是用到_________两次实验得出的结论。
(4)比较甲、丁两次实验,某同学发现甲实验测力计的示数大于丁实验,由此得出结论:滑动摩擦大小与接触面积的大小有关。你觉得该结论是否正确,判断的理由是_________。
34. 为探究“滑动摩擦力的影响因素”,某同学按步骤进行了如下实验。
①测量木块(背面贴有磁条)的重力为1.4N;
②将木块隔着白纸吸在竖直黑板上,向下缓缓抽出白纸,测力计示数为5.0N;
③在木块凹槽内放入两个50g的铜柱,测得总重力为2.4N;
④重复步骤②,测力计示数为6.0N。
(1)该实验探究的是滑动摩擦力与__________的关系;
(2)步骤④中,木块受到的摩擦力大小为__________N;
(3)本实验是否需要匀速抽出白纸,为什么____________?
35. 在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,实验小组设计了如图所示的实验装置。
(1)实验中,要测量木块A受到滑动摩擦力的大小,弹簧测力计沿水平方向拉着木块,使其在水平面上做__________运动。
(2)比较图乙和图丙两次实验,可以得出的结论是______________________________。
(3)小组同学对实验进行了改进,设计了如图丁所示的装置。实验中,上面的传送带向左运动,则物块所受的摩擦力的方向为水平向__________。电动转轴的转速变大时,弹簧测力计的示数__________。(选填“变大”“变小”或“保持不变”)
36. 小科发现地面沾水容易使人滑倒。摩擦力的大小与接触面的潮湿程度有什么关系呢?他利用长条形地砖、运动鞋、弹簧测力计和喷雾器,按图甲装置进行了探究。
(1)根据________知识,当弹簧测力计拉着运动鞋在水平地砖上做匀速直线运动时,滑动摩擦力大小等于拉力。
(2)用喷雾器向地砖表面均匀喷雾从而改变地砖的潮湿程度,实验后测得数据如下表。分析数据可得出结论:________。
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
(3)磨损的旧鞋也易使人滑倒,小科推测这与鞋底的粗糙程度有关。于是用同样的方法(如图乙所示)测得同款新、旧运动鞋(新鞋重4 N,旧鞋重5 N)的摩擦力大小,并得出结论新运动鞋鞋底更粗糙。该结论是否正确并说明理由。________
(4)实验中发现很难拉着运动鞋做匀速直线运动,于是设计了如图丙所示的装置,该装置的优点有________(写出一点)。
四、改变摩擦力大小的方法
37. 如图所示,塑料瓶上刻有凹凸不平的花纹,这是通过增大_______来增大摩擦;用8N的力握住重4N的塑料瓶,使塑料瓶在竖直方向上保持静止,此时塑料瓶受到的摩擦力为_______N,如果慢慢向塑料瓶中加水(未溢出),仍保持静止的塑料瓶受到的摩擦力将_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
38. 如图所示,某消防员自身及装备的重力共800N。
(1)当消防员抓着竖直的杆匀速下滑时,人受到杆对人的摩擦力大小是__________N;
(2)快接近地面时,消防员要减小下滑速度,需增加摩擦,例举1个合理可行的措施__________。
39. 如图是一种流行的指尖陀螺玩具,它的中间是一个轴承,两侧各有一片飞叶,拨动飞叶后可以在手指上转动,时长可达 4~6 分钟。这种陀螺内部装有滚珠轴承,这是为了 _________(填“增大”或“减小”)摩擦,同时飞叶一般采用密度大的金属制作,目的是为了通过增大质量来增大飞叶的________ ,从而在停止拨动陀螺后,陀螺依然能够长时间转动。
40. 小明练习书法时,将具有一定重量的镇纸放在书写纸张上(如图甲),可使纸张不易滑动,这是通过增大___________的方式增大摩擦;手执毛笔竖直悬空静止,若手握笔杆的力增大,手对笔杆的摩擦力将___________(填“变大”“变小”或“不变”);写“一”字时发现笔毫向左弯曲,笔对纸张的摩擦力方向向___________(选填“左”或“右”)。
41. 若人不“扫刷”冰面时,可认为水平冰面的粗糙程度不变,如图所示,人用水平向右大小不同的力F推动冰壶从A运动到D,冰壶运动到D点后,人不再施力,冰壶继续向前运动。
(1)在AC段推力,冰壶做匀速直线运动。AC段冰壶受到的摩擦力为_________N。在CD段,推力减小为4N,冰壶受到的摩擦力为_________N。
(2)冰壶运动到D点后继续向前运动若适当“扫刷”冰面,冰壶能够运动更长的距离,这是利用_________的方法减小摩擦力。
(3)推理可知:如果冰壶运动时不受阻力,它将_________。(选填“保持静止”、“保持匀速直线运动”或“保持静止或匀速直线运动”)
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《摩擦力》分题型专题练习
目录
一、摩擦力的存在 1
二、摩擦力的大小及方向分析 3
(一)竖直模型 3
(二)图像分析 6
(三)水平叠加模型 9
(四)斜面问题 12
(五)传送带问题 14
(六)连接体问题 15
三、滑动摩擦力大小的影响因素 18
四、改变摩擦力大小的方法 25
一、摩擦力的存在
1. 如图甲是测量液体压强的压强计,据图回答下列问题。
水平桌子上有一餐盘,餐盘底的上下表面也水平,上面放了一杯饮料,小吴沿着水平向左的方向拖动餐盘到自己身前,如图所示。
(1)杯子受到的支持力是____________(填一个物体)形变产生的,方向为____________。
(2)在餐盘被拖动的瞬间,杯子在水平方向的受力情况是____________。
A.受到水平向左的摩擦力
B.受到水平向右的摩擦力
C.不受摩擦力
【答案】(1) 餐盘 竖直向上 (2)A
【详解】(1)支持力属于弹力,由接触的施力物体发生弹性形变产生,杯子与餐盘接触,施力物体是餐盘,杯子受到的支持力是餐盘形变产生的,支持力垂直接触面向上,接触面水平,故方向是竖直向上。
(2)餐盘向左运动,杯子相对于餐盘有向右滑动的趋势,餐盘对杯子施加向左的摩擦力,带动杯子一起向左运动,故选A。
2. 小科在水平地面上滑滑板车的情景如图所示。下列说法正确的是( )
A.滑板车与地面之间的摩擦是滑动摩擦
B.小科蹬地时,地面对脚的力大于脚对地面的力
C.滑板车加速滑行时,力改变了滑板车的运动状态
D.小科不蹬地后,滑板车会慢慢停下,说明运动需要力维持
【答案】C
【详解】A.滑板车的轮子在地面滚动,二者之间的摩擦属于滚动摩擦,故A错误;
B.物体间力的作用是相互的,且相互作用力大小相等,所以小科蹬地时,地面对脚的力和脚对地面的力大小相等,故B错误;
C.滑板车加速滑行时,它的运动速度大小发生了变化,也就是运动状态发生改变,这个改变是由力的作用导致的,说明力能改变物体的运动状态,故C正确;
D.小科不蹬地后滑板车慢慢停下,是因为滑板车受到地面的阻力作用,是阻力改变了它的运动状态,说明运动不需要力来维持,故D错误。
故选C。
3. 浙江梅雨季节一般是在6月份到7月份,维持时间大概为30天,梅雨季节出行要时刻带伞。
(1)若将收起的雨伞按如图甲的方式靠墙放置,地面对伞尖的摩擦力的方向为_________。如图乙所示是一款半自动雨伞的结构图,收伞后弹簧处于压缩状态说明力可以改变物体的_________(选填“运动状态”或“形状”)。
(2)下雨天走路时容易向后仰倒,请利用惯性的知识解释原因:_________。
【答案】(1) 水平向左 形状
(2)因为当脚向前滑动时,下半身向前运动速度加快,而上半身由于惯性保持原来的运动状态,上半身运动速度小于下半身运动速度,所以会向后仰倒
【详解】(1)[1]当收起的雨伞按图甲方式靠墙放置时,伞尖有向右运动的趋势,根据摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反,所以地面对伞尖的摩擦力方向为水平向左。
[2]收伞后弹簧处于压缩状态,弹簧的形状发生了改变,这表明力可以改变物体的形状。
(2)人原本处于运动状态,当脚被地面上的物体绊住时,脚的运动状态变为静止;而人的上半身由于惯性,要保持原来的运动状态,继续向前运动,所以人会向后仰倒。
二、摩擦力的大小及方向分析
(一)竖直模型
4. 如图所示,小科在纸杯内装满米,将竹筷竖直插入米中,用手抓住竹筷并沿竖直方向慢慢提起,最终使纸杯静止在空中。若纸杯与米的总重力为1N,则筷子对米的摩擦力是______N,此摩擦力的方向是______;若加大手对筷子的压力,筷子与手间的摩擦力______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。为使实验更易成功,你的建议是______。
【答案】 1 竖直向上 不变 换表面粗糙的筷子/加点水,并压紧米(合理即可)
【详解】纸杯和米静止在空中,处于平衡状态,竖直方向上受到的总重力和筷子对米的摩擦力是一对平衡力,二力大小相等、方向相反。已知总重力为1N,方向竖直向下,因此筷子对米的摩擦力大小为1N,方向竖直向上。
手握住筷子静止,手和筷子之间的摩擦力属于静摩擦力,该静摩擦力与筷子、米、纸杯的总重力平衡,总重力大小不变,因此即使加大手对筷子的压力,筷子与手间的摩擦力也保持不变。
该实验依靠米和筷子间的静摩擦力提起整体,增大接触面的粗糙程度、增大米对筷子的压力都可以增大摩擦力,让实验更易成功,比如换表面粗糙的筷子、将米压紧来增大米的挤压力,或是往米中加少量水让米膨胀变粗糙、增大米间的压力。
5. 如图所示,小玉用一根筷子的一端穿过半颗橙子,用左手提着筷子,让橙子处于筷子的下端,此时橙子因受到筷子对其的____________(选填“重力”或“摩擦力”)而不会掉下来;紧接着小玉右手持锤子多次猛烈敲击筷子上方,在敲击的过程中,会看到橙子相对于筷子向____________运动。
【答案】 摩擦力 上
【详解】用左手提着筷子,让橙子处于筷子的下端,此时橙子处于平衡状态,橙子受到筷子对其的摩擦力和橙子的重力是一对平衡力,大小相等。
小玉右手持锤子多次猛烈敲击筷子上方,在敲击的过程中,筷子在敲击力的作用下向下运动,而由于橙子具有惯性,仍然要保持原来的运动状态,静止不变,所以会看到橙子相对于筷子向上运动。
6. 如图A,重为50牛的物体被夹在两固定且竖直放置的木板之间,用大小为130牛的力恰好可以将物体A从木板中竖直向上抽出,那么能将A竖直向下抽出的力为______牛。另有一物体B重也为50牛,用120牛的力压在竖直的墙壁上静止不动。现加大对物体的压力,则物体B与墙壁之间的摩擦力为______摩擦(填写摩擦类型),大小为______50牛。(填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】 30 静 等于
【详解】[1][2][3]竖直向上抽出物体时,根据力的平衡知
则摩擦力为
竖直向下抽出物体时,有
用F=120N的水平压力将重为50N的物体压在竖直的墙壁上静止不动,物体竖直方向受重力和向上的摩擦力,属于静摩擦,二力大小相等,方向相反,故摩擦力大小为50N,方向竖直向上。
7. (1)如图,重为0.3牛的磁性黑板擦被吸附在竖直的黑板上。当对磁性黑板擦施加一个竖直向下、大小为0.5牛的力时,恰好使它匀速向下运动,此时黑板擦受到 _______牛的摩擦力。
(2)如图,两块相同的挡板中夹着二块重分别为G、2G的同一种材料的砖块,在水平方向的两个力F1、F2作用下整个装置处于静止状态,此时左边砖块对右边砖块的摩擦力方向是___________,大小为_______。
【答案】(1)0.8
(2) 竖直向上 0.5G
【详解】(1)磁性黑板擦匀速向下运动,处于平衡状态。竖直向下的重力和向下的拉力等于向上的摩擦力,即,故
(2)对两块砖整体受力分析:总重力与两边挡板摩擦力平衡,即,得出。对右边砖块受力分析:重力与摩擦力平衡,即,得出
摩擦力的方向竖直向上。
8. 玻璃窗上趴着一只壁虎,如图所示。水平向右推窗,在壁虎随玻璃窗一起向右匀速移动的过程中,壁虎受到摩擦力的方向是( )
A.竖直向上 B.水平向左 C.斜向右上 D.斜向左下
【答案】A
【详解】当壁虎随窗玻璃一起向右匀速移动的过程中,壁虎和玻璃之间是相对静止的,壁虎水平方向受到平衡力的作用;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,则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。
9. 如图所示,一个重力为0.3牛的磁性黑板擦被吸附在竖直的黑板上,若用手按压黑板擦,黑板擦仍保持静止,则此时黑板擦受到的摩擦力 ________ (填写“大于”,“小于”或者“等于”)0.3N。若对磁性黑板擦施加一个竖直向上、大小为0.8牛的力时,恰好使它匀速向上运动,则此时黑板擦受到 __________ 牛的摩擦力。
【答案】 等于 0.5
【详解】黑板擦被压在竖直黑板上保持静止,竖直方向受力平衡,向下的力只有自身0.3N的重力,静摩擦力与重力是一对平衡力,大小相等,因此此时摩擦力等于0.3N。手的按压仅改变水平方向的压力大小,不会影响竖直方向的受力平衡关系。
黑板擦匀速向上运动时处于平衡状态,竖直方向的向上的0.8N拉力、向下的0.3N重力、向下的滑动摩擦力三力平衡,因此摩擦力大小为
10. 物块A的重力为8N。如图所示,用大小为40N的水平力F将物块A压在竖直黑板表面保持静止。
(1)此时物块A受到的摩擦力大小为________。
(2)若增大水平压力F,物块A受到的摩擦力________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)8N
(2)不变
【详解】(1)当物体静止时,受到平衡力的作用。在竖直方向上,物体受到的重力G和静摩擦力f是一对平衡力,其大小相等、方向相反,故物块A受到的摩擦力大小为f=G=8N
(2)当水平压力F增大时,物体仍然处于静止状态,在竖直方向上,物体受到的重力G和静摩擦力f是一对平衡力,其大小相等、方向相反,物体重力大小不变,则其受到的摩擦力不变。
(二)图像分析
11. 如图甲所示,小明用方向不变的推力F推水平地面上的箱子,其F-t和v-t的图象分别如图乙、丙所示。由图象可知:
(1)t=2s时,箱子处于________状态;
(2)t=7s时,箱子受到的摩擦力________推力(填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)小明想要省力,于是按图丁方式推动同一个箱子,当箱子和平板车一起做匀速直线运动时,箱子受到的摩擦力是________N。
【答案】(1)静止
(2)大于
(3)0
【详解】(1)由丙图可知,时箱子的速度为0,所以此时箱子处于静止状态。
(2)由丙图可知,时箱子在做减速直线运动,说明此时合力方向与运动方向相反,箱子受到的摩擦力大于推力。
(3)当箱子和平板车一起做匀速直线运动时,箱子与平板车之间没有相对运动的趋势,所以箱子不受摩擦力,即箱子受到的摩擦力是0N。
12. 如图所示,木块在水平向右的推力F的作用下,沿水平桌面运动,F与时间t的关系如图所示。0~2s内,木块做匀速直线运动,下列分析正确的是( )
A.0~2s内,木块所受的摩擦力方向向右
B.3~4s内,木块所受的摩擦力大小为2N
C.3~4s内,木块做匀速直线运动
D.若第4s时撤去F,木块将立即停止运动
【答案】B
【详解】由F - t图像可知,0~2s内,推力,木块做匀速直线运动,处于平衡状态,根据二力平衡条件可知,此时木块所受摩擦力;2~4s内,推力,木块做加速直线运动,由于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,这两个因素不变,所以木块所受摩擦力仍为2N。
A.因为木块向右运动,根据摩擦力方向与物体相对运动方向相反,所以0~2s内,木块所受的摩擦力方向向左,故A错误;
B.由上述分析可知,2~4s内木块所受摩擦力大小不变,仍为2N,所以3~4s内,木块所受的摩擦力大小为2N,故B正确;
C.由F - t图像可知,3~4s内,推力,大于此时的摩擦力2N,根据力与运动的关系,物体受力不平衡时做变速运动,所以木块做加速直线运动,故C错误;
D.若第4s时撤去F,木块由于惯性,不会立即停止运动,还会继续向前运动一段距离,故D错误。
故选B。
13. 如图甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的推力F的作用,其F﹣t和v﹣t的图象分别如图乙、丙所示。由图象可知:
(1)t=2s时,物体受到的摩擦力大小为__________ N。
(2)t=4s时,物体处于__________ 状态,受到的摩擦力大小为__________ N。
(3)6﹣9s内,物体受到的摩擦力__________ 推力(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】(1)30
(2) 加速直线运动 60
(3)大于
【详解】(1)由图可知:t=2s时,物体静止,处于平衡态,由二力平衡条件可知,推力等于摩擦力,此时他的推力为30N,故物体受到的摩擦力是30N。
(2)[1][2]因为9~12s内物体做匀速直线运动,此时摩擦力等于推力等于60N,3~6s内物体做加速直线运动,因为物体对水平地面的压力和水平面的粗糙程度不变,故摩擦力不变,也是60N。
(3)由图可知,6﹣9s内物体受到的推力小于60N,做减速运动,所以物体受到的摩擦力大于推力。
14. 小金在做题时,看到了如图所示三幅图像。他整理相应信息设计表格,并按①②③的顺序做了部分推理。
阶段
阶段一
阶段二
阶段三
时间
0﹣3s
3﹣6s
6﹣9s
状态
静止
向右加速
向右匀速
f和F大小关系
②
F大小
2N
6N
4N
f大小
①
④
③
(1)①处应填________N,②处应填________。
(2)小金在④处填________N的依据是在阶段二和阶段三,物体受到的都是滑动摩擦力,________,因此,两个阶段受到的摩擦力相等。
【答案】(1) 2N
(2) 4 压力大小和接触面的粗糙程度均不变
【详解】(1)[1]由左起第一幅图所示,放在水平地面上的物体受到方向不变的水平拉力F的作用,F﹣t和v﹣t图像分别如左起第二幅图和第三幅图所示,由图v﹣t图像知:阶段一物体静止,受到的拉力与静摩擦力为一对平衡力,大小相等即,有表格数据可得静摩擦力。
[2]阶段三物体做匀速直线运动,受到的拉力与滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等即
(2)[1][2]阶段三物体做匀速直线运动,受到的拉力与滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等即,滑动摩擦力为4N;而物体在阶段二向右做加速直线运动,也是受到滑动摩擦力,因压力大小和接触面粗糙程度不变,则受到滑动摩擦力大小不变,大小等于阶段三的滑动摩擦力大小,即为4N。
(三)水平叠加模型
15. 如图所示,弹簧测力计一端固定在墙壁上,另一端与小木块A 相连,当匀速抽出长木板B的过程中,观察到弹簧测力计的示数为10N,若用力加速抽出木板B的过程中,此时弹簧测力计的示数和A的运动状态将( )
A.大于10N 向左加速运动
B.等于10N 向左匀速运动
C.大于10N 静止
D.等于10N 静止
【答案】D
【详解】当匀速抽出长木板B的过程中,木块A处于静止状态(平衡状态),此时木块受到的弹簧测力计的拉力和木板B对木块A的摩擦力是一对平衡力。根据二力平衡条件,这两个力大小相等,已知弹簧测力计的示数为10N,所以木块A受到的摩擦力大小为10N。
当用力加速抽出木板B的过程中,木块A仍然处于静止状态(平衡状态),木块受到的弹簧测力计的拉力和木板B对木块A的摩擦力仍然是一对平衡力。因为木块对木板B的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以木块A受到的摩擦力不变,那么弹簧测力计的示数也不变,仍为10N,木块A保持静止状态。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
16. 如图,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,当物体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”),地面对A的摩擦力大小为_______N。
【答案】 右 12
【详解】[1]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。
[2]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,方向水平向左。
17. 甲、乙两物体重叠置于水平面上,当它们分别受到5N和8N的水平拉力时保持静止。如图所示,已知甲的底面积为200cm2,重为10N,乙的底面积为100cm2,重为20N.下列说法正确的是( )
A.甲物体对乙物体的压强为500Pa
B.乙物体对地面的压力为20N
C.地面对乙物体的摩擦力为3N,方向为水平向右
D.甲物体对乙物体的摩擦力为8N,方向为水平向右
【答案】C
【详解】A.甲对乙的压力
受力面积为
甲对乙的压强
故A错误;
B.乙对地面的压力,故B错误;
C.把甲乙看做整体,整体受到和的合力
由整体静止可知,地面对乙摩擦力的方向为水平向右,大小为
故C正确;
D.对甲受力分析可知,甲受到向右的拉力和乙对甲向左的摩擦力f1静止,处于平衡状态,由二力平衡条件可得,乙对甲的摩擦力
方向水平向左,因甲对乙的摩擦力与乙对甲的摩擦力是一对相互作用力,所以甲对乙的摩擦力大小为,方向水平向右,故D错误。
故选C。
18. 如图所示为一种最近比较流行的抽积木游戏,要求抽出某一木块后积木不倒。其中,在水平方向的力F的作用下,B积木被缓慢抽出,以下说法正确的是( )
A.木块A受到木块B的摩擦力,大小小于F,方向与F相反
B.木块B受到木块C的摩擦力,大小等于F,方向与F相同
C.木块C受到木块B的摩擦力,大小小于F,方向与F相同
D.木块C受到木块B的摩擦力,大小等于F,方向与F相反
【答案】C
【详解】A.在水平方向的力F的作用下,B积木被缓慢抽出,B积木上下表面受到的摩擦力总和等于F;由于力的作用是相互的,则木块B对木块A和木块B对木块C的摩擦力总和等于F,所以木块A受到木块B的摩擦力,大小小于F,方向与F相同,A错误。
B.由于木块B对木块A和木块B对木块C的摩擦力总和等于F,力的作用是相互的,则木块B受到木块C的摩擦力,大小小于F,方向与F相反,B错误。
CD.由于木块B对木块A和木块B对木块C的摩擦力总和等于F,木块C受到木块B的摩擦力,大小小于F,方向与F相同,C正确,故D错误。
故选C。
(四)斜面问题
19. 如图所示,用手给木块一个水平向右的推力,木块脱手后以v0的初速度在水平面上做直线运动,然后冲上粗糙斜面后最终静止在A 点,以下关于木块受到摩擦力的说法正确的是( )
A.木块能冲上斜面是因为受到惯性的作用
B.木块在 A 点时受到的摩擦力等于木块的重力
C.木块在斜面上受到的摩擦力先沿着斜面向下,后沿着斜面向上
D.木块在水平面上受到的摩擦力大小随着速度的减小而增大
【答案】C
【详解】A.惯性不是力,不是一种作用,故A错误;
B.木块在A点静止时,其受到向下的力是重力的一个分力,这个力与木块受到的摩擦力平衡,因此木块受到的重力大于此时的摩擦力,故B错误;
C.木块冲上粗糙斜面的过程中,摩擦力沿斜面向下,当静止在斜面上有沿斜面下滑的趋势,因此摩擦力的方向沿斜面向上,故C正确;
D.一个木块在水平面上以v的速度做直线运动,当速度的减小时,压力不变、接触面的粗糙程度不变,所以滑动摩擦力不变,故D错误;
故答案为C.
20. 用力的图示画出图中的各力。
(1)小车重100N(图甲)。
(2)用大小为80N、方向与斜面平行的力,推小车沿斜面向上运动(图乙)。
(3)用60N水平向右的力顶住木块,使木块静止在竖直墙上(图丙)。
【答案】(1)(2)(3)
【详解】(1)小车受到的重力G=100N,方向竖直向下,作用点在小车的重心。选取合适的标度(例如:标度为50N),从重心竖直向下画线段,线段长度为标度的2倍,在线段末端标上箭头,并标注G=100N。如图所示
(2)推力F=80N,方向与斜面平行向上,作用点在小车的重心。选取合适的标度(例如:标度为40N),从重心沿斜面平行向上画线段,线段长度为标度的2倍,在线段末端标上箭头,并标注F=80N。如图所示
(3)水平向右的压力F=60N,作用点在木块的重心(或木块与墙的接触点)。选取合适的标度(例如:标度为30N),从作用点水平向右画线段,线段长度为标度的2倍,在线段末端标上箭头,并标注F=60N。
21. 暑假很多同学会选择乘坐飞机出行,机场用传送带为乘客运送行李,主要有水平运送和沿斜面运送两种形式,甲为水平传送带,乙为倾斜传送带,如图所示。当行李随传送带一起匀速运动时,甲传送带上的行李所受的摩擦力_________零(选填“等于”或“不等于”),乙传送带上的行李所受的摩擦力的方向沿传送带_________(选填“向上”或“向下”)。如果乙传送带上的行李随传送带一起向下做匀速运动,则行李在传动中受到的摩擦力方向与其随传送带向上运动时受到的摩擦力方向_________(选填“相同”或“相反”)。
【答案】 等于 向上 相同
【详解】[1]分析甲传送带上行李所受摩擦力,当行李随甲传送带一起匀速运动时,行李与传送带之间没有相对运动或相对运动的趋势,根据摩擦力产生的条件,此时甲传送带上的行李所受的摩擦力等于零。
[2]分析乙传送带上行李所受摩擦力方向对于乙倾斜传送带,当行李随传送带一起向上匀速运动时,行李有沿传送带向下滑动的趋势,所以行李所受的摩擦力方向沿传送带向上。
[3]分析乙传送带上行李向下匀速运动时摩擦力方向,当乙传送带上的行李随传送带一起向下做匀速运动时,行李有沿传送带向下滑动的趋势,此时行李受到的摩擦力方向仍然沿传送带向上,所以行李在传动中受到的摩擦力方向与其随传送带向上运动时受到的摩擦力方向相同。
22. 如图甲所示,物体随着传送带匀速向右行驶过程中_________摩擦力的作用(填“受到”或“不受”)。如图乙所示,若物体随着倾斜的传送带匀速向上运动,则______摩擦力的作用(填“不受”、“受到沿斜面向上”或“受到沿斜面向下”)。若物体随着倾斜的传送带匀速向下运动,则____________摩擦力的作用(填“不受”、“受到沿斜面向上”或“受到沿斜面向下”)。
【答案】 不受 受到沿斜面向上 受到沿斜面向上
【详解】[1]图甲中,物体随传送带一起向右匀速行驶过程中,虽然两个物体相互接触,但是没有运动的趋势,所以此时物体和传送带之间没有摩擦力。
[2]图乙中,若物体随着倾斜的传送带一起匀速向上运动,则此时物有向下的运动趋势,所以物和传送带间有向上的摩擦力。
[3]图乙中,物体随着倾斜的传送带一起匀速向下运动过程中,此时物体向下运动,所以物和传送带间有摩擦力,且摩擦力的方向与物体运动方向相反,受到沿斜面向上的摩擦力。
(五)传送带问题
23. 如图所示,小明进火车站时看到,所有行李都要进行“安检”.他仔细观察发现,特别是大件行李放到传送带上时,行李先在传送带上滑动,稍后与传送带一起向右匀速运动.小明的行李重200N,滑动时受到的摩擦力大小是重力的0.06倍.行李在传送带上滑动时受到的摩擦力大小为______N,方向向______;行李随传送带一起匀速运动时受到的摩擦力大小为______N.
【答案】 12 右 0
【详解】已知滑动摩擦力是重力的0.06倍,行李重力,因此滑动摩擦力
传送带向右运动,大件行李刚放到传送带上时,行李速度小于传送带,行李相对于传送带向左滑动,滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,因此摩擦力方向向右。
当行李和传送带一起匀速运动时,行李与传送带相对静止,水平方向没有相对运动、也没有相对运动趋势,因此不受摩擦力,摩擦力大小为。
24. 将一袋大米放在匀速向右运动的输送带上,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。(请选填以下合适的字母标号)
A.方向向左 B.方向向右 C.为零
(1)米袋刚放上输送带的瞬间,米袋由静止变为向右运动,米袋所受摩擦力________;
(2)当米袋随输送带一起匀速运动时,米袋所受的摩擦力________;
(3)输送带突然制动,米袋将向右减速运动,米袋所受的摩擦力________。
【答案】(1)B
(2)C
(3)A
【详解】(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,但米袋相对于输送带向左滑动,水平方向没有其他拉力或推力,所以只受向右的摩擦力,故选B。
(2)物体匀速直线运动时,或者不受力,或者受平衡力。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,摩擦力为零,故选C。
(3)输送带制动时,米袋由向右运动变成减速,只有摩擦力方向向左,才能阻止米袋继续向右运动,故选A。
(六)连接体问题
25. 如图所示,用一个弹簧测力计将两个完全相同的木块A和B连接起来,小科用15牛水平向左的拉力使整个装置一起向左做匀速直线运动,若弹簧测力计的重力忽略不计,则木块A受到的摩擦力方向为______,弹簧测力计的示数为______牛。
【答案】 水平向右 7.5
【详解】[1]木块A相对于地面水平向左运动,则木块A受到的摩擦力方向为水平向右。
[2]用15牛水平向左的拉力使整个装置一起向左做匀速直线运动,根据二力平衡,整个装置受到水平向右15N的滑动摩擦力。木块A和B完全相同,则木块B受到的滑动摩擦力为7.5N。木块B做匀速直线运动,根据二力平衡,木块B受到测力计的拉力为7.5N,则弹簧测力计的示数为7.5N。
26.
如图甲所示,完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,在水平拉力的作用下,A、B一起做匀速直线运动,则此时木块B受到的摩擦力是________N,若将A、B紧靠着放在同一水平桌面上,用水平力推A使它们一起做匀速直线运动(如图乙所示),则推力_______N。
【答案】 0 10
【详解】[1]在甲图中,木块B在木块A上,一起做匀速直线运动,它们没有发生相对运动或也没有相对运动的趋势,所以木块B不受摩擦力,即B所受摩擦力为0N。
[2]甲图中,A、B一起向右做匀速直线运动,合力为零,所以,A、B受到的摩擦力为
乙图中,将A、B紧靠着放在水平桌面上,用水平力F2推A使它们一起匀速运动,A、B整体在水平方向上受到的摩擦力和推力F2平衡。由于A、B对接触面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,故
27. 同一水平桌面上放着A、B两个相同的木块,A、B两个木块用轻质绳子相连,在力F₁和F₂作用下匀速向左运动,已知F₁=18N,F₂=10N,则绳子对B的拉力大小为__________,木块A所受到的摩擦力方向和大小__________。
【答案】 14N 方向水平向右, 大小4N
【详解】把A、B看作整体, 整体匀速运动, 水平方向受力平衡 ,则有
木块受到的摩擦力
两木块相同且都运动, 每个木块受到的滑动摩擦力,摩擦力的方向水平向右。
对B单独分析: B向左匀速运动, 处于平衡状态,受向右的拉力、向右的摩擦力, 则绳子对B的拉力
绳子对B的拉力,方向水平向左。
28. 如图所示,A、B两同学用甲、乙两种方式推墙。甲中A向前推B,B向前推墙;乙中 A、B同时向前推墙。每人用力的大小都为 F,方向水平,已知地面粗糙。则以下说法中正确的是( )
A.甲、乙两方式中墙受到的力均为 2F
B.甲方式中B 同学受到地面的摩擦力大小为2F
C.甲方式墙对B的作用力与A对B的推力是一对平衡力
D.乙方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为2F
【答案】C
【分析】1、要分析墙受到的力,要先分别对甲、乙两种方式中推墙的施力情况进行受力分析,利用力的传递和直接施力的特点判断墙的受力大小。
2、要分析甲中B同学的地面摩擦力,需要对B同学进行受力分析,结合平衡条件判断摩擦力大小。
3、要判断甲中墙对B的力和A对B的推力是否为平衡力,根据平衡力的条件,即等大、反向、共线、同体,进行比对判断。
4、要分析乙中两位同学的地面摩擦力,需要分别对A、B同学进行受力分析,结合平衡条件判断各自的摩擦力大小。
【详解】A.甲方式中,墙受到的力是 B 的推力F;乙方式中墙受到的力是2F,故A错误;
B.甲方式中,B 静止,受到 A 的推力F和墙的反作用力F,这两个力平衡,因此 B 不受地面摩擦力(或摩擦力为 0),故B错误;
C.甲方式中,墙对 B 的作用力(大小F,方向向左)与 A 对 B 的推力(大小F,方向向右),作用在 B 这一物体上,大小相等、方向相反、在同一直线上,是一对平衡力。故C正确;
D.乙方式中,A、B 各自推墙的力为F,各自静止,因此受到地面的摩擦力大小均为F(与推力平衡),故D错误。
故选C。
29. 如图甲所示,物体随着传送带匀速向右行驶过程中_________摩擦力的作用(填“受到”或“不受”)。如图乙所示,若物体随着倾斜的传送带匀速向上运动,则______摩擦力的作用(填“不受”、“受到沿斜面向上”或“受到沿斜面向下”)。若物体随着倾斜的传送带匀速向下运动,则____________摩擦力的作用(填“不受”、“受到沿斜面向上”或“受到沿斜面向下”)。
【答案】 不受 受到沿斜面向上 受到沿斜面向上
【详解】[1]图甲中,物体随传送带一起向右匀速行驶过程中,虽然两个物体相互接触,但是没有运动的趋势,所以此时物体和传送带之间没有摩擦力。
[2]图乙中,若物体随着倾斜的传送带一起匀速向上运动,则此时物有向下的运动趋势,所以物和传送带间有向上的摩擦力。
[3]图乙中,物体随着倾斜的传送带一起匀速向下运动过程中,此时物体向下运动,所以物和传送带间有摩擦力,且摩擦力的方向与物体运动方向相反,受到沿斜面向上的摩擦力。
三、滑动摩擦力大小的影响因素
30. 小黄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如图甲,将木块A平放在水平桌面上,匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,记录其示数为;
②如图乙,将木块A平放在平铺的毛巾上,匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,记录其示数为;
③如图丙,将木块A平放在水平桌面上,并在木块A上放一钩码,匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,记录其示数为。
(1)对比甲、丙两图,可得到的结论是________。
(2)拔河比赛取胜的关键因素是队员与地面的摩擦力大。请根据本实验的数据,对拔河比赛取胜措施提出一条合理的建议________。
(3)实验中小黄发现较难保持木块做匀速直线运动,于是进行了实验改进,设计如图丁所示的实验。现用该实验装置研究摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系时,毛巾应该铺在图中B的________(选填“上表面”或“下表面”)。
【答案】(1)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
(2)穿鞋底较粗糙的鞋或选质量较大的同学
(3)上表面
【详解】(1)甲、丙两次实验中接触面均为桌面,接触面的粗糙程度相同;丙中在木块上增加钩码,木块对桌面的压力更大,测得的滑动摩擦力也更大。因此可得: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。
(2)由实验可知,增大接触面的粗糙程度或增大压力都能增大滑动摩擦力。因此拔河时可穿鞋底较粗糙的鞋,或选质量较大的同学,以增大人与地面之间的摩擦力。
(3)图丁中弹簧测力计与木块A相连,实验时拉动木板B,使A相对B发生滑动。研究摩擦力与接触面粗糙程度的关系时,应改变A与B接触面的粗糙程度,因此毛巾应铺在B的上表面。
31. 教室的门栓坏了,门经常被风吹开,小峰同学认为这是门与门框间摩擦太小的缘故。摩擦力的大小与什么因素有关呢?于是同学们利用长木板、毛巾、物块以及弹簧测力计做了如图所示的实验。
(1)如图甲所示将物块放在水平木板上,沿水平方向拉动物块做_________运动时,物块所受滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)本实验存在的一个操作上的难点是:在拉动物块的时候很难保持匀速直线运动,弹簧测力计的示数不稳定,导致该现象的原因是_________(选填序号:①“滑动摩擦力”、②“手对弹簧测力计拉力”)大小变化导致的。
(3)学生们经过讨论并反复验证,改进了实验方案,如图丁所示:改进后,同学们在进行实验时,不需要匀速拉动长木板。水平拉动长木板向右运动,则物块受到的摩擦力方向为水平向_________(选填“左”或“右”),木板与物块之间的摩擦力大小为_________N。
(4)该同学查阅资料获知滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关。他将同一木块放置在同一木板上,进行了如下图中的a、b、c所示的实验。拉动木块匀速运动所用的力为F1、F2和F3,推测F1、F2和F3的大小关系为_________。
【答案】(1)匀速直线
(2)②
(3) 右 1.8
(4)F1=F2<F3
【详解】(1)根据二力平衡原理,当沿水平方向拉动物块做匀速直线运动时,物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,所以此时物块所受滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)在拉动物块时很难保持匀速直线运动,弹簧测力计示数不稳定,是因为在实际操作中很难精准地保持匀速,导致手对弹簧测力计拉力大小变化,从而使得弹簧测力计示数不稳定,故原因是②。
(3)[1]水平拉动长木板向右运动,物块相对于木板向左运动,根据摩擦力方向与相对运动方向相反,可知物块受到的摩擦力方向为水平向右。
[2]由图丁可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,其示数为1.8N,因为物块静止,拉力与摩擦力平衡,所以木板与物块之间的摩擦力大小为1.8N。
(4)由图a、b可知,接触面的粗糙程度相同,压力大小相同,滑动摩擦力大小与速度无关,所以;由图a、c可知,接触面粗糙程度相同,图c中压力较大,滑动摩擦力较大,所以,故F1、F2和F3的大小关系为
32. 小金为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”进行了如下实验(忽略弹簧测力计自重,滑轮自身及与线的摩擦)。
(1)若物体A各表面光滑程度相同,小金探究滑动摩擦力大小与物体接触面积大小关系实验时,把物体A竖直放置后水平向左拉木块A使之运动,发现弹簧测力计示数不稳定,在某时刻弹簧测力计示数如图乙所示。这一时刻木块的运动情况为水平向左做_______运动(选填“匀速”、“加速”或“减速”)。
(2)小金觉得这样测量,弹簧测力计示数不稳定不易读数。小金对实验装置进行了改进,装置改进如图丙所示。装置改进后小金拉长木板使之运动,当长木板向左运动时木块所受摩擦力种类及拉长木板的要求分别是____。
A.滑动摩擦力,必需水平匀速拉
B.滑动摩擦力,不需要水平匀速拉
C.静摩擦力,必需水平匀速拉动
D.静摩擦力,不需要水平匀速拉
(3)小金在验证摩擦力与压力大小成正比的关系时,进行了如图丁所示实验,把与木块A相同的木块B叠放在木块A正上方。然后用力拉木板使其运动,发现弹簧测力计示数已经超出量程,为帮助小金测出此时的摩擦力的大小,老师提供了若干个重为3N的钩码,小金将它们连接到丁装置上,就测出了木块A所受的摩擦力,小金的具体操作是_________。
【答案】(1)加速
(2)B
(3)在细绳的右端先挂上2个钩码,再连接弹簧测力计并往下拉钩住地面
【详解】(1)甲乙两图相比,物体A对接触面的压力大小和接触面的粗糙程度不变,则木块受到的滑动摩擦力大小不变,甲中受到拉力4.4N,由二力平衡可知此时物体做匀速直线运动,,乙中受到拉力4.8N, 大于4.4N,故此时物体做加速运动。
(2)只要拉动长木板不管速度快慢,都会使长木板与物体A之间发生相对滑动,产生的摩擦力是滑动摩擦力,因物体A处于静止,故测力计读数稳定,故选B。
(3)此时摩擦力较大已超出测力计量程,可利用钩码辅助测力计测出摩擦力,在细绳右端挂上2个钩码,再与弹簧测力计连接并钩住地面,此时,摩擦力不变,减去钩码重力,弹簧测力计的拉力示数变小,可在量程范围内测量。
33. 如图所示,是探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验。
(1)为了测出滑动摩擦力的大小,实验时应沿水平方向拉物块做匀速直线运动。这样测量的依据是_________。
(2)甲、乙、丙三次实验中,滑动摩擦力最小的是_________(选填“甲”“乙”或“丙”)实验。
(3)单杠运动员上杠前手上要涂防滑粉,是用到_________两次实验得出的结论。
(4)比较甲、丁两次实验,某同学发现甲实验测力计的示数大于丁实验,由此得出结论:滑动摩擦大小与接触面积的大小有关。你觉得该结论是否正确,判断的理由是_________。
【答案】(1)二力平衡
(2)甲
(3)乙、丙
(4)不正确,没有控制压力大小相同
【详解】(1)当物块做匀速直线运动时,根据牛顿第一定律(惯性定律),物体受到的合力为零。此时,水平方向上拉力与滑动摩擦力大小相等、方向相反,处于平衡状态。因此,根据二力平衡原理,拉力的大小等于滑动摩擦力的大小,可以通过测量拉力来间接测量滑动摩擦力。
(2)由图可知,甲中压力最小,接触面最光滑,可知受到的摩擦力最小。
(3)单杠运动员上杠前手上要涂防滑粉,目的是通过增大接触面之间的粗糙程度来增大摩擦力。由图乙和丙可知,压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(4)丁和甲接触面的粗糙程度相同,切去物体A的一半,不计减小了受力面积,也减小了压力,没有控制变量,所以得出了错误结论。
34. 为探究“滑动摩擦力的影响因素”,某同学按步骤进行了如下实验。
①测量木块(背面贴有磁条)的重力为1.4N;
②将木块隔着白纸吸在竖直黑板上,向下缓缓抽出白纸,测力计示数为5.0N;
③在木块凹槽内放入两个50g的铜柱,测得总重力为2.4N;
④重复步骤②,测力计示数为6.0N。
(1)该实验探究的是滑动摩擦力与__________的关系;
(2)步骤④中,木块受到的摩擦力大小为__________N;
(3)本实验是否需要匀速抽出白纸,为什么____________?
【答案】 重力 3.6 本实验不需要匀速抽出白纸,因为滑动摩擦力与运动速度无关,只需保证木块与白纸发生相对运动即可。
【详解】(1)[1]实验中通过改变放置内部的铜柱的质量,改变凹槽的重力,因此探究的是滑动摩擦力与重力之间的关系。
(2)[2]分析此时木块的受力可知,受到竖直向上的拉力、竖直向下的摩擦力、竖直向下的重力,已知拉力为6N,重力为2.4N,则木块受到的摩擦力大小为
(3)[3]略
35. 在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,实验小组设计了如图所示的实验装置。
(1)实验中,要测量木块A受到滑动摩擦力的大小,弹簧测力计沿水平方向拉着木块,使其在水平面上做__________运动。
(2)比较图乙和图丙两次实验,可以得出的结论是______________________________。
(3)小组同学对实验进行了改进,设计了如图丁所示的装置。实验中,上面的传送带向左运动,则物块所受的摩擦力的方向为水平向__________。电动转轴的转速变大时,弹簧测力计的示数__________。(选填“变大”“变小”或“保持不变”)
【答案】(1)匀速直线
(2)在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大
(3) 左 保持不变
【详解】(1)当弹簧测力计沿水平方向拉着木块在水平面上做匀速直线运动时,木块在水平方向上受到拉力和滑动摩擦力,在水平方向上是二力平衡现象,这两个力是一对平衡力,此时滑动摩擦力的大小等于拉力的大小,拉力大小等于弹簧测力计的示数,所以要测量木块A受到滑动摩擦力的大小,弹簧测力计应沿水平方向拉着木块,使其在水平面上做匀速直线运动。
(2)图乙和图丙两次实验中,接触面都是木板,即接触面粗糙程度相同,图丙中木块A上放了木块B,压力更大,弹簧测力计示数也更大,即滑动摩擦力更大。所以可以得出的结论是:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)实验中上面的传送带向左运动时,物块相对于传送带向右运动,因为滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,所以物块所受摩擦力的方向为水平向左。
电动转轴的转速变大时,物块始终处于静止状态,物块在水平方向上受到拉力和滑动摩擦力,这两个力是一对平衡力,大小相等。由于压力大小和接触面的粗糙程度都不变,滑动摩擦力大小不变,所以此时的拉力也不变,则弹簧测力计的示数保持不变。
36. 小科发现地面沾水容易使人滑倒。摩擦力的大小与接触面的潮湿程度有什么关系呢?他利用长条形地砖、运动鞋、弹簧测力计和喷雾器,按图甲装置进行了探究。
(1)根据________知识,当弹簧测力计拉着运动鞋在水平地砖上做匀速直线运动时,滑动摩擦力大小等于拉力。
(2)用喷雾器向地砖表面均匀喷雾从而改变地砖的潮湿程度,实验后测得数据如下表。分析数据可得出结论:________。
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
(3)磨损的旧鞋也易使人滑倒,小科推测这与鞋底的粗糙程度有关。于是用同样的方法(如图乙所示)测得同款新、旧运动鞋(新鞋重4 N,旧鞋重5 N)的摩擦力大小,并得出结论新运动鞋鞋底更粗糙。该结论是否正确并说明理由。________
(4)实验中发现很难拉着运动鞋做匀速直线运动,于是设计了如图丙所示的装置,该装置的优点有________(写出一点)。
【答案】(1)二力平衡
(2)其他条件一定时,滑动摩擦力的大小随接触面潮湿程度的增大先增大后减小
(3)正确,新鞋对地砖的压力比旧鞋小,但测得的摩擦力比旧鞋大,所以可得出新鞋鞋底更粗糙
(4)不需要匀速拉动,操作简便/弹簧测力计相对地面静止,方便读数
【详解】(1)运动鞋在水平地砖上做匀速直线运动,处于平衡状态,水平方向受到的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,二者大小相等,因此根据二力平衡知识可知滑动摩擦力大小等于拉力。
(2)喷雾次数越多,地砖表面越潮湿。由表中数据可知,喷雾次数由0次增加到4次时,滑动摩擦力由3.2 N增大到4.0 N;喷雾次数由4次增加到10次时,滑动摩擦力由4.0 N减小到2.6 N。因此,在其他条件一定时,滑动摩擦力的大小随接触面潮湿程度的增大先增大后减小。
(3)结论正确。在水平地面上,运动鞋对地砖的压力等于其重力。新鞋重4 N,旧鞋重5 N,新鞋对地砖的压力小于旧鞋,但新鞋受到的滑动摩擦力为3 N,大于旧鞋受到的2 N,说明新鞋鞋底更粗糙。
(4)拉动地砖时,运动鞋相对地面保持静止,弹簧测力计也相对地面静止,示数较稳定,便于读数;同时不需要控制地砖做匀速直线运动,操作更简便。
四、改变摩擦力大小的方法
37. 如图所示,塑料瓶上刻有凹凸不平的花纹,这是通过增大_______来增大摩擦;用8N的力握住重4N的塑料瓶,使塑料瓶在竖直方向上保持静止,此时塑料瓶受到的摩擦力为_______N,如果慢慢向塑料瓶中加水(未溢出),仍保持静止的塑料瓶受到的摩擦力将_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 接触面的粗糙程度 4 变大
【详解】[1]矿泉水瓶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。
[2]静止的矿泉水瓶在竖直方向上受到竖直向上的摩擦力和竖直向下的重力是一对平衡力,其大小相等,即
[3]向矿泉水瓶中加水,瓶的重力变大,但矿泉水瓶受到的摩擦力始终和重力大小相等,所以矿泉水瓶受到的摩擦力也增大。
38. 如图所示,某消防员自身及装备的重力共800N。
(1)当消防员抓着竖直的杆匀速下滑时,人受到杆对人的摩擦力大小是__________N;
(2)快接近地面时,消防员要减小下滑速度,需增加摩擦,例举1个合理可行的措施__________。
【答案】(1)800
(2)加大抓杆的压力
【详解】(1)当消防员抓着竖直的杆匀速下滑时,消防员处于平衡状态,消防员受到的重力等于摩擦力,消防员自身及装备的重力共800N,所以人受到杆的摩擦力大小是800N。
(2)快接近地面时,消防员要减小下滑速度,需要增大摩擦力。手与杆的接触面粗糙程度不变,则应通过增大压力来增大摩擦力,故可采用增大抓杆的压力的方法来增大摩擦力。
39. 如图是一种流行的指尖陀螺玩具,它的中间是一个轴承,两侧各有一片飞叶,拨动飞叶后可以在手指上转动,时长可达 4~6 分钟。这种陀螺内部装有滚珠轴承,这是为了 _________(填“增大”或“减小”)摩擦,同时飞叶一般采用密度大的金属制作,目的是为了通过增大质量来增大飞叶的________ ,从而在停止拨动陀螺后,陀螺依然能够长时间转动。
【答案】 减小 惯性
【详解】[1]陀螺中装滚珠是为了变滑动摩擦为滚动摩擦,可减小摩擦力。
[2]因为一切物体都有惯性,惯性大小只跟物体的质量大小有关,质量越大,惯性越大,所以,为了使飞叶在工作时更稳定,通过增大质量从而增大惯性。
40. 小明练习书法时,将具有一定重量的镇纸放在书写纸张上(如图甲),可使纸张不易滑动,这是通过增大___________的方式增大摩擦;手执毛笔竖直悬空静止,若手握笔杆的力增大,手对笔杆的摩擦力将___________(填“变大”“变小”或“不变”);写“一”字时发现笔毫向左弯曲,笔对纸张的摩擦力方向向___________(选填“左”或“右”)。
【答案】 压力 不变 右
【详解】[1]将具有一定重量的镇纸放在书写纸张上,通过增大压力,从而增大摩擦力,使纸张不易滑动。
[2]手执毛笔竖直悬空静止,若手握笔杆的力增大,笔仍然处于静止状态,受到的摩擦力与重力是一对平衡力,即笔受到手竖直向上的摩擦力始终等于毛笔的重力,毛笔的重力不变,所以受到的摩擦力不变。
[3]在纸上写字,笔运行中受到纸面的摩擦力,笔毫向左弯曲,说明笔毫向右运动,此时摩擦力的方向与相对运动方向相反,故笔毫所受摩擦力的方向向左。笔对纸张的摩擦力与纸张对笔的摩擦力是一对相互作用力,方向相反,故笔对纸张的摩擦力方向向右。
41. 若人不“扫刷”冰面时,可认为水平冰面的粗糙程度不变,如图所示,人用水平向右大小不同的力F推动冰壶从A运动到D,冰壶运动到D点后,人不再施力,冰壶继续向前运动。
(1)在AC段推力,冰壶做匀速直线运动。AC段冰壶受到的摩擦力为_________N。在CD段,推力减小为4N,冰壶受到的摩擦力为_________N。
(2)冰壶运动到D点后继续向前运动若适当“扫刷”冰面,冰壶能够运动更长的距离,这是利用_________的方法减小摩擦力。
(3)推理可知:如果冰壶运动时不受阻力,它将_________。(选填“保持静止”、“保持匀速直线运动”或“保持静止或匀速直线运动”)
【答案】(1) 5 5
(2)减小接触面粗糙程度
(3)保持匀速直线运动
【详解】(1)[1][2]在AC段推力,冰壶做匀速直线运动,故受力平衡,推力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,摩擦力为5N,在CD段,推力减小为4N,但压力大小和接触面的粗糙程度没变,故滑动摩擦力大小也不变,仍为5N。
(2)由题意知,用毛刷刷冰可以改变水平冰面的粗糙程度,减小了冰壶与冰面之间的摩擦力,从而使冰壶能够运动更长的距离。
(3)由实验可以看出,冰壶所受的阻力减小,向前滑行的距离变大,速度减小变慢,据此推理可知,如果冰壶运动时不受阻力,它将运动的无穷远,速度大小不变,即做匀速直线运动。
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