内容正文:
课时13 力 重力 摩擦力
课标要求
1.通过常见事例或实验,了解重力、弹力和摩擦力。
2.认识力的作用效果。
3.探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
4.能用示意图描述力,会测量力的大小。
5.了解同一直线上的二力合成,知道二力平衡条件。
知识结构导图
实验探究突破
实验13 探究影响滑动摩擦力大小的因素
核心考点
【设计和进行实验】
1.实验器材:木块、砝码、粗糙程度不同的水平面、弹簧测力计。
2.实验原理:二力平衡。
3.实验步骤
(1)用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿水平长木板滑动,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。
(2)在木块上放上砝码,用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿水平长木板滑动,测出此时滑动摩擦力。
(3)换用材料相同但表面粗糙的长木板,保持放在木块上的砝码不变,用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿水平长木板滑动,测出此时的滑动摩擦力大小。
【记录数据及分析现象】
次数
压力的大小程度
接触面粗糙程度
摩擦力/N
1
小
光滑
2
2
大
光滑
3
3
大
粗糙
4
1.在这个实验中,在第1、2次实验中变量是 ,控制的变量是 。得到的结论是 。
2.在研究接触面的粗糙程度对摩擦力大小的影响时,可采用第 次的实验结果,得到的结论是 。
【实验结论】
滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小有关,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大;滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
【实验方法】
1.控制变量法
(1)探究滑动摩擦力的大小与压力的关系,控制接触面的粗糙程度不变,改变物块对接触面的压力,比较压力不同时滑动摩擦力的大小关系。
(2)探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,控制压力不变,改变接触面粗糙程度,比较接触面粗糙程度不同时滑动摩擦力的大小关系。
2.转换法:通过读取弹簧测力计的示数来间接测量滑动摩擦力的大小。
【交流与讨论】
1.实验中要 拉动木块,使木块做匀速直线运动,重力和支持力平衡,才能保证拉力大小等于滑动摩擦力。
2.滑动摩擦力的大小与运动 、 的大小无关。
【实验评估】
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:对比甲图,乙图中无论是否匀速拉动弹簧测力计,都可以保证拉力大小始终等于摩擦力大小。
针对训练
例题 (2026·河南)小明对滑动摩擦力的大小与哪些因素有关进行了探究。
(1)根据生活经验,小明发现∶手掌压在桌面上滑动的过程中,向下用力越大,手掌受到的阻碍越大;桌面越粗糙,滑起来越费力。于是猜想:滑动摩擦力的大小可能与 有关,也可能与接触面的粗糙程度有关。
(2)如图为小明做实验时的情景,用弹簧测力计水平拉着木块沿水平长木板做匀速直线运动,根据 知识,可知木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计拉力的大小。甲实验中,木块受到的滑动摩擦力大小为 N。
(3)小明设计了一个记录数据的表格,请将表中①②处的内容填写完整。
实验序号
接触面情况
①
②
甲
木块与较光滑的A木板
乙
木块与较光滑的A木板
丙
木块与较粗糙的B木板
(4)通过比较 (填实验序号)两次实验得出的结论,可以解释“桌面越粗糙,滑起来越费力”这一现象。
高频考点突破
考
点
1
力的概念 力的测量
1.(2026·广西)运动员投篮时,将篮球投出去的力的施力物体是( )
A.地球 B.篮球 C.篮筐 D.运动员
2.(2026·四川乐山)如图所示,小刚在操场上踢足球。下列说法正确的是( )
A.小刚踢球时,只改变了足球的形状
B.脚对球用力的方向不会影响踢球效果
C.小刚对足球的力和足球对小刚的力是一对相互作用力
D.踢出去的足球最终会停下来是因为运动需要力来维持
3.(2026·四川乐山)如图所示,将一物体竖直悬挂在弹簧测力计的挂钩上,物体静止时弹簧测力计的示数为 N;把弹簧测力计倒过来,将此物体竖直挂在弹簧测力计的拉环上,物体静止时弹簧测力计的示数将 。
4.(2025·山东枣庄)嫦娥六号探测器于2024年6月2日着陆月球背面阿波罗盆地进行采样,嫦娥六号探测器在降落月球实施制动减速时,要将发动机喷管朝向 (选填“前方”“侧方”或“后方”),使探测器减速的施力物体是 (选填“燃气”或“喷嘴”),此现象可以说明 。
考点知识链接
力
定义
力是物体对物体的作用。用符号F表示
单位
国际单位制中力的单位是牛顿,简称牛,用N表示
产生条件
①必须有两个或两个以上的物体(力不能单独存在)。②物体间必须有相互作用(可以不接触)
测量
实验室常用的测量力的工具是 。
(1)弹簧测力计的原理:在 内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的 就越大。
(2)使用弹簧测力计的注意事项:
①使用前,要看清它的 和 ;要校零,使指针对准零刻度线;
②所测的力不能超出测量范围,以免损坏弹簧测力计;
③测量时,弹簧测力计的弹簧伸长方向要跟所测力的方向在同一条直线
力的作用效果
力可以改变物体的运动状态。力可以改变物体的形状,使物体发生形变
力的三要素
力的大小、方向和作用点
性质
物体间力的作用是相互的
1.物体间力的作用同时产生、同时消失,没有先后之分。相互作用的两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,但作用在不同物体上。
2.力可以改变物体的运动状态。物体运动状态的变化包括速度大小的变化和运动方向的变化,二者可以同时发生,也可以单独发生。
考
点
2
重力
5.(2025·广东深圳)2024年6月2日,嫦娥六号探测器成功着陆月背面南极艾特肯盆地,这是人类历史上首次登陆月球背面,如图是嫦娥六号探测器,成功着陆月球背面3D动画模拟图。嫦娥六号从月球带回月壤,月壤的( )
A.质量不变 B.质量变小 C.重力变小 D.重力不变
6.(2026·四川遂宁)中国探月工程总设计师吴伟仁表示未来可通过3D打印技术将月壤“打印”成不同规格的“月壤砖”,用于建造月球科研站。相关资料表明:月球表面是真空,昼夜温度在-173 ℃~127 ℃,同一物体所受重力约为地球表面所受重力的六分之一。假若未来你到月球科研站工作,你会发现( )
A.夜空中的星星仍会像地球上看到的那样“眨眼睛”
B.在月球表面能较轻松举起与自身质量相当的物体
C.当陨石落到月球表面时,能听到巨大的碰撞声音
D.用普通酒精温度计可以测量月球表面的昼夜温差
7.(2026·广东惠州二模)下列图是谷爱凌参加自由式滑雪时的精彩瞬间,此时重力方向正确的是( )
A B C D
8.(2026·广东珠海一模)下列物体中受到的重力约为1 N的是( )
A.一只大象 B.中学生的书包 C.两个鸡蛋 D.一瓶矿泉水
9.(2026·四川南充)如图所示,两物体位于地球两极上,画出两物体所受重力的示意图。(其中O1、O2为两物体重心,O为地心)
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定义
地面附近的物体,由于地球的吸引而受到的力叫重力;重力的符号是G
三要素
大小
物体所受重力大小跟它的质量成正比,计算公式:G=mg,其中g取9.8 N/kg,粗略计算时g取10 N/kg
方向
竖直向下(指向地心)
作用点
重心
常考重力估测
一名普通中学生的体重约为500 N,托起两个鸡蛋的力约为1 N,一本初中物理课本的重力约为3 N
(1)力示意图作图方法:定对象(确定研究对象),先重力,后弹力,最后按物体运动状态找摩擦力;(2)弹力包括拉力、压力、支持力等,产生的条件是相互接触且发生弹性形变;(3)摩擦力产生的条件是物体表面不光滑,相互之间存在弹力,且发生(或将要)发生相对运动。
考
点
3
摩擦力
10.(2026·湖北武汉)如图所示,为了研究影响滑动摩擦力大小的因素,某同学利用一个砝码,一个木块,两个材料相同但粗糙程度不同的长木板进行三次实验。三次实验中,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.甲、丙两次实验可得出滑动摩擦力大小与压力大小有关
B.甲、丙两次实验可得出滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关
C.乙、丙两次实验中,木块速度大小相同时,木块受到的滑动摩擦力大小也相同
D.乙、丙两次实验中,木块向右做匀速直线运动时,砝码受到的摩擦力都为零
11.(2026·广东)冰壶在水平冰面上沿直线滑动的过程中,若冰面粗糙程度相同,则冰壶所受的摩擦力( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.保持不变 D.先增大后减小
12.(2026·甘肃兰州)如图所示为人骨关节的示意图,关节由关节囊包裹形成密闭的关节腔,
关节腔内含有滑液,可以减小骨与骨之间的摩擦。下列改变摩擦的方法与此相同的是( )
A.推书柜时,先将柜中的书移出
B.行李箱下装有滚轮
C.自行车脚踏板凹凸不平
D.机械手表保养时上油
13.(2026·四川泸州)小复周末参加家庭劳动。如图甲所示,他用抹布向左擦拭桌面时,抹布受到桌面的摩擦力方向向 ,为了擦干净桌面上一小团“顽固”污渍,他加大了向下的压力,这是为了 摩擦;如图乙所示,他用50 N的水平推力推重为300 N的餐桌,没推动,此时餐桌受到的摩擦力大小为 N。
14.(2026·山东威海)如图所示,运动员握住标枪静止不动,支撑标枪的手掌面(支撑点为A)与标枪平行,请在A点画出标枪受到手掌的支持力和摩擦力。
15.(2026·吉林)如图是“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)实验中需要用弹簧测力计沿水平方向拉动木块A,使其做 运动。图甲中木块受到的滑动摩擦力大小为 N。
(2)甲、乙所示两次实验,探究的问题是滑动摩擦力的大小与 的关系。
(3)比较 两次实验可知,滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关。
(4)2025年第九届亚冬会在我国成功举办,其中冰壶项目备受关注。推出去的冰壶在向前运动过程中,运动员用力刷冰是为了 摩擦。
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定义
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,就会在接触面产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫摩擦力
产生条件
①接触面粗糙
②相互接触且相互挤压
③两个物体之间要发生运动(或已经相对运动)
三要素
大小
弹簧测力计匀速水平拉动时,利用二力平衡的条件可知,弹簧测力计对物体的拉力与物体所受的摩擦力大小相等
方向
总跟接触面相切,并跟物体的相对运动方向相反
作用点
作用点在接触面上,但作图时一般画在物体的几何中心
影响因素
滑动摩擦力的影响因素:①与物体间压力有关;②与接触面的粗糙程度有关;③与物体的运行速度、接触面积的大小等无关。压力越大、接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
1.“与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”;滑动摩擦力可能起动力作用,也可能起阻力作用。
2.摩擦力并不都是有害的,如擦黑板时,在黑板上写字时,走路时,自行车刹车时等,都需要利用摩擦力。
省考新趋演练
16.(2026·广东深圳一模)小田看到“纸飞机比赛”中,纸飞机大小、形状各异,通过对比取得优异成绩同学的纸飞机,将不同之处划分为机翅面积和机身夹角,如图所示,对飞机飞行距离的影响因素进行了实验:①制作其他形状相同,机身夹角不同的纸飞机试飞;②制作其他形状相同,机翅面积不同的纸飞机试飞。
(1)小田将每个纸飞机用最大力气水平掷出,重复3次实验,记录纸飞机飞出的 (选填“最大”或“平均”)距离作为最终实验数据,得到多组实验记录数据如表所示:
实验序号
机翅面积S/cm2
机身夹角θ/°
飞行距离s/m
1
55
5
9.6
2
55
10
12.4
3
55
15
13.1
4
85
10
15.7
5
95
10
16.3
(2)通过分析1、2、3三次实验数据,可初步得出结论:纸飞机飞行的距离与机身夹角 (选填“有关”或“无关”)。根据 (填实验序号)三次实验数据可知,在适当范围内,其他条件一定,机翅面积越大,纸飞机飞行距离越 (选填“远”或“近”)。
(3)小田还发现有同学投掷纸飞机前会给机头哈气,使得飞机飞行更远,哈气可以增大纸飞机机头的 力,哈气后纸飞机的重心向 (选填“前”或“后”)移。
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课时13 力 重力 摩擦力
知识结构导图
1.作用 N
2.相互
3.形状 运动状态
4.大小 方向 作用点
5.力 弹簧的伸长和受到的拉力成正比
6.0~5 N 0.2 N
7.校零 一致 正对
8.地球吸引 G
9.地球 竖直向下 重心
10.正比 G=mg 9.8 N/kg
11.粗糙 运动
12.压力 接触面的粗糙程度
13.二力平衡 水平 匀速直线运动
14.增大压力 增大接触面的粗糙程度
15.减小压力 减小接触面的粗糙程度 用滚动代替滑动 使接触面分开
实验探究突破
核心考点
【记录数据及分析现象】
1.接触面的压力 接触面的粗糙程度 接触面的粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大
2.2、3 在接触面压力一定时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大
【交流与讨论】
1.水平匀速
2.速度大小 接触面面积
针对训练
例题 (1)压力大小 (2)二力平衡 1.2 (3) 压力大小情况 弹簧测力计示数/N (4)乙、丙
高频考点突破
考点1 力的概念 力的测量
1.D 2.C 3.2.2 变大
4.前方 燃气 力的作用是相互的
考点知识链接
知识归纳
弹簧测力计 (1)弹性限度 伸长量
(2)①测量范围 分度值
考点2 重力
5.A 6.B 7.B
8.C
9.
考点3 摩擦力
10.D 11.C 12.D
13.右 增大 50
14.
15.(1)匀速直线 1.6 (2)接触面粗糙程度
(3)乙、丙 (4)减小
16.(1)最大 (2) 有关 2、4、5 远 (3) 重 前
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