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人教版(2024)八年級(jí)下冊(cè)第八章 運(yùn)動(dòng)和力8.3 摩擦力同步練習(xí)題
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這是一份人教版(2024)八年級(jí)下冊(cè)第八章 運(yùn)動(dòng)和力8.3 摩擦力同步練習(xí)題,共37頁。
1.理解摩擦力的概念;
2.熟悉影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素;
3.會(huì)進(jìn)行影響滑動(dòng)摩擦力大小因素的實(shí)驗(yàn)探究;
4.了解生活中應(yīng)用與防止摩擦力的現(xiàn)象。
【知識(shí)導(dǎo)圖】
【基礎(chǔ)知識(shí)】
知識(shí)點(diǎn)一、摩擦力
1.認(rèn)識(shí):阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力
相互接觸的物體的兩個(gè)面,有時(shí)用肉眼看起來很光滑,但是放到顯微鏡下觀察,就會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)際上像如圖所示的那樣是凹凸不平的。在壓力的作用下,這些凹凸不平的部位會(huì)相互嚙合,當(dāng)兩者發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí),嚙合部分就會(huì)彼此阻礙,產(chǎn)生阻礙作用。兩個(gè)相互接觸的物體,當(dāng)它們做相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))時(shí),在接觸面產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))的力,這種力叫做摩擦力。
2.摩擦力產(chǎn)生的條件
(1)接觸面粗糙;
(2)兩物體相互接觸并相互擠壓(產(chǎn)生壓力);
(3)兩物體間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。
這三個(gè)條件缺一不可。
3.摩擦力的作用效果
摩擦力的作用總是阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))。“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”(“或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)”)是以相互接觸的物體作為參照物的。
4.摩擦力的作用點(diǎn)
實(shí)際上,摩擦力是作用在這個(gè)物體接觸面上的,但為了研究方便可以把摩擦力的作用等效到一個(gè)點(diǎn)上,可以把這個(gè)點(diǎn)等效在接觸面上,也可以取在物體的重心上。
5.摩擦力的方向
總是與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反。
【歸納總結(jié)】
判斷摩擦力方向的三種方法
【典例1】(多選)冰壺運(yùn)動(dòng)員的鞋底一只是塑料的,另一只是橡膠的。他滑行時(shí),橡膠底的鞋比塑料底的鞋受到的摩擦力大。如圖所示,他用b腳蹬冰面后,只用a腳向右滑行,可以確定的是( )。
A.滑行時(shí)冰對(duì)a鞋的摩擦力向右;
B.蹬冰時(shí)冰對(duì)b鞋的摩擦力向右;
C.a(chǎn)鞋底是橡膠會(huì)滑得更近;
D.a(chǎn)鞋底是塑料會(huì)滑得更遠(yuǎn)
知識(shí)點(diǎn)二、影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素
1.實(shí)驗(yàn)探究:影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素
2.注意事項(xiàng)
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的木板要足夠長,以保證木塊在木板上滑動(dòng)時(shí)由勻速直線運(yùn)動(dòng)的過程;
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)保持拉動(dòng)彈簧測力計(jì)的方向與長木板平行;
(3)實(shí)驗(yàn)中要做到勻速拉動(dòng)木塊不好實(shí)現(xiàn),建議采用如下操作:將彈簧測力計(jì)的掛鉤與木板相連,拉環(huán)處固定,拉動(dòng)長木板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(如圖所示),這樣不但方便讀數(shù),而且長木板也不需要做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
【典例2】如圖是小明“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn),銅塊和木塊的大小和形狀完全相同、下表面粗糙程度不同,實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧測力計(jì)拉著物體沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
(1)如圖甲,彈簧測力計(jì)的示數(shù)是__________N.若物體不是做勻速運(yùn)動(dòng),而是做加速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)彈簧測力計(jì)示數(shù)將__________摩擦力。(選填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)如圖乙和圖丙中銅塊和木塊疊在一起的目的是保持________不變,探究影響滑動(dòng)摩擦力大小與_________的關(guān)系。
(3)實(shí)際操作時(shí),手拉著彈簧測力計(jì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)是比較難做到的,因而彈簧測力計(jì)的示數(shù)不一定等于摩擦力的大小,為確保彈簧測力計(jì)的示數(shù)等于摩擦力的大小,請(qǐng)?zhí)岢鲆粋€(gè)改進(jìn)的方法(在圖1中畫圖表示)。
(4)冰壺運(yùn)動(dòng)員的鞋底一只是塑料的,另一只是橡膠的,滑行時(shí)橡膠底的鞋受到的摩擦力比塑料底的鞋受到的大。如圖2,他用b腳蹬冰面后只用a腳向右滑行,則鞋蹬冰面時(shí)冰對(duì)b腳穿的鞋的摩擦力方向__________(選填“向左”或“向右);a腳穿的鞋的鞋底是__________(選填“塑料的”或“橡膠的”)。
知識(shí)點(diǎn)三、摩擦的利用與防止
1.有益摩擦和有害摩擦
(1)摩擦有時(shí)是有益的。如用手拿物體時(shí),手與物體間的摩擦;人行走時(shí),鞋底與地面間的摩擦;剎車時(shí),剎車裝置的摩擦以及車輪與地面間的摩擦等。
(2)摩擦有時(shí)是有害的。如機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)各部件之間的摩擦?xí)箼C(jī)器磨損,進(jìn)而使機(jī)器喪失原有的精度和功能等。
2.增大或減小摩擦的方法
【典例3】圖的四幅圖中,通過增大壓力的方法增大摩擦力的是( )。
A.用力握緊球拍 B.滾動(dòng)軸承
C.車軸加潤滑油 D.鞋底有花紋
【方法幫】
題型一:摩擦力的產(chǎn)生
產(chǎn)生摩擦力必須同時(shí)滿足三個(gè)條件:(1)接觸面粗糙;(2)接觸并相互擠壓;(3)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。
【典例4】關(guān)于摩擦力的說法中不正確的是( )。
A.相互接觸的物體間不一定有摩擦力;
B.兩物體保持相對(duì)靜止時(shí)也有可能有摩擦;
C.摩擦力的方向可能與物體運(yùn)動(dòng)的方向相同;
D.兩個(gè)表面光滑的物體間也可能有摩擦
題型二:摩擦力的大小和方向
【角度1】滑動(dòng)摩擦力的大小和方向
根據(jù)二力平衡判斷摩擦力的大小和方向:
(1)確定研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為平衡狀態(tài);
(2)分析摩擦力以外的力的大小和方向;
(3)根據(jù)平衡力的條件(大小相等、方向相反)來判斷摩擦力的大小和方向。
【典例5】如圖甲所示,完全相同的木塊A和B疊放在水平桌面上,在水平推力F1=18N的作用下一起做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)木塊B所受的摩擦力為________N,木塊A所受的摩擦力為________N;若將A、B緊靠著平放在水平桌面上,如圖乙所示,用水平力F2推A使它們一起勻速運(yùn)動(dòng),則推力F2是________N。
【角度2】靜摩擦力的大小和方向
靜摩擦力總是與引起相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的外力大小相等、方向相反,故靜摩擦力會(huì)隨著外力的變化而變化,不是定值。
★易錯(cuò)警示
“推了但沒有推動(dòng)”的兩種誤區(qū):
(1)“沒推動(dòng)”就是推力太小,小于物體所受靜摩擦力;
(2)“沒推動(dòng)”就是不受摩擦力。
正確理解:(1)“沒推動(dòng)”=“物體靜止”=“物體受力平衡”,即推力大小等于摩擦力;
(2)“沒推動(dòng)”,物體只是沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng),但存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),此時(shí)有靜摩擦力。
【典例6】用大小為10N的水平推力推水平地面上的某物體,沒有推動(dòng),則物體所受摩擦力f_____10N(選填“<”或“=”);當(dāng)水平推力增大至15N時(shí),物體沿水平地面勻速前進(jìn),此時(shí)物體所受摩擦力f1_____15N(選填“<“或“=”);當(dāng)水平推力增大至16N時(shí),物體所受摩擦力大小為________N。
【角度3】結(jié)合運(yùn)動(dòng)圖像分析摩擦力的大小
(1)分析運(yùn)動(dòng)物體所受滑動(dòng)摩擦力時(shí),若物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),則可根據(jù)二力平衡知識(shí)直接解答;
(2)若物體做加速運(yùn)動(dòng)或減速運(yùn)動(dòng),此時(shí)物體不處于平衡狀態(tài),則分析物體與接觸面之間的壓力及接觸面的粗糙程度是否發(fā)生變化(一般均不變),若不變,則滑動(dòng)摩擦力的大小不變。
【典例7】如圖甲所示,放在水平地面上的物體,受到水平向右的拉力F 的作用,F(xiàn) 的大小與時(shí)間t 的關(guān)系如圖乙所示,物體運(yùn)動(dòng)速度 v 與時(shí)間t 的關(guān)系如圖丙所示,由圖象可知,當(dāng) t=1.5s 時(shí),物體受到摩擦力為______N;當(dāng)t=4.8s 時(shí),物體受到的合力為________N。
題型三:探究滑動(dòng)摩擦力大小的影響因素
【典例8】如圖所示,小明用彈簧測力計(jì)、木塊、砝碼、長木板和毛巾探究影響滑動(dòng)摩擦力大小因素的實(shí)驗(yàn)。
(1)實(shí)驗(yàn)過程中,應(yīng)拉著木塊在木板上做_______運(yùn)動(dòng),彈簧測力計(jì)的示數(shù)如圖所示,則木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小為______N;
(2)對(duì)比甲、乙兩次實(shí)驗(yàn),是為了探究滑動(dòng)摩擦力的大小與_______的關(guān)系。圖甲中,若拉著木塊以較大的速度勻速運(yùn)動(dòng),木塊所受摩擦力的大小_______(填變大、變小或不變);
(3)小明想進(jìn)一步探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系,進(jìn)行了圖丙的實(shí)驗(yàn),當(dāng)測力計(jì)示數(shù)達(dá)到最大值時(shí)仍沒拉動(dòng)木塊,為了使用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材順利完成此實(shí)驗(yàn)探究,小明可采取的辦法是:_______。
題型四:摩擦力的利用與防止
1.減小摩擦的方法:(1)減小壓力;(2)減小粗糙程度;(3)變滑動(dòng)為滾動(dòng);(4)使接觸面分離。
2.增大摩擦的方法:(1)增大壓力;(2)增大粗糙程度;(3)變滾動(dòng)為滑動(dòng)。
【典例9】下列實(shí)例中,屬于減小摩擦的是( )。
A.汽車輪胎上刻有花紋;
B.軸承中裝有滾珠;
C.運(yùn)動(dòng)鞋底有凹凸不平的花紋;
D.打球時(shí)用力握緊球拍
題型五:摩擦力示意圖
摩擦力的作用點(diǎn)
摩擦力的作用點(diǎn)一般選在接觸面上,也可將作用點(diǎn)畫在物體的重心(一般是物體的幾何中心)上。
【典例10】如圖所示,用F=30N的力按住一重為5N的木塊,木塊靜止在墻壁上,請(qǐng)畫出木塊所受摩擦力的示意圖。
【中考幫】
考點(diǎn)一:探究滑動(dòng)摩擦力大小的影響因素
【典例11】(2022·四川遂寧)某興趣小組在探究“滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”時(shí),用同一木塊分別做了如圖所示的甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)。
(1)甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)中以相同速度沿水平方向勻速拉動(dòng)木塊,根據(jù)二力平衡知識(shí),彈簧測力計(jì)對(duì)木塊的拉力大小___________(選填“等于”、“大于”或“小于”)滑動(dòng)摩擦力的大??;
(2)通過對(duì)比甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)可知:其他條件相同時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;
(3)通過對(duì)比___________兩次實(shí)驗(yàn)可知:其他條件相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大;
(4)興趣小組的同學(xué)利用甲圖實(shí)驗(yàn)裝置繼續(xù)探究滑動(dòng)摩擦力與速度的關(guān)系,改變木塊的速度,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:
分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知:滑動(dòng)摩擦力的大小與物體運(yùn)動(dòng)的速度___________(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”);
(5)小組交流討論時(shí)發(fā)現(xiàn):在實(shí)驗(yàn)中很難使木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),于是小偉設(shè)計(jì)了如圖丁所示實(shí)驗(yàn)裝置,該裝置的優(yōu)點(diǎn)是___________(選填“需要”或“不需要”)長木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
中考考題要求同學(xué)們掌握基本實(shí)驗(yàn)器材的使用規(guī)則,能正確使用實(shí)驗(yàn)器材獲得數(shù)據(jù),并能準(zhǔn)確表述和評(píng)估探究過程與結(jié)果,這是物理核心素養(yǎng)的科學(xué)探究的體現(xiàn)。
考點(diǎn)二:摩擦力的利用與防止
【典例12】(2022·四川樂山)以下說法中正確的是( )。
A. 樂山名食麻辣燙的竹簽一端削尖是為了增大壓強(qiáng);
B. 同學(xué)們的書包帶都比較寬其目的是為了減小壓力;
C. 鞋底印有花紋是為了減小摩擦;
D. 冰壺運(yùn)動(dòng)中“擦冰”是為了增大摩擦
中考考題要求同學(xué)們能結(jié)合影響摩擦力大小的因素正確描述和解釋生活中的摩擦現(xiàn)象,并能交流和評(píng)估實(shí)驗(yàn)探究的過程,這是物理核心素養(yǎng)的物理觀念的體現(xiàn)。
【作業(yè)幫】
一、基礎(chǔ)練(知識(shí)鞏固)
1.你在上體育課時(shí),遇到了一些場景,并聯(lián)想到學(xué)過的物理知識(shí)。下列聯(lián)想錯(cuò)誤的是( )。
A.“單杠表演”時(shí)運(yùn)動(dòng)員手上搓鎂粉是為了增大摩擦;
B.“跳遠(yuǎn)”時(shí)運(yùn)動(dòng)員起跳離開地面利用了力的作用是相互的;
C.“踢足球”時(shí)利用了力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);
D.滑冰時(shí),冰刀與冰面間的摩擦是通過減小接觸面大小來減小滑動(dòng)摩擦
2.在圖所示的四個(gè)實(shí)例中,為了增大摩擦力的是( )。
A.汽車輪胎表面刻有花紋;
B.車軸承內(nèi)部裝有滾珠;
C.氣墊船與水之間形成空氣層;
D.磁懸浮列車行駛時(shí)不接觸軌道
3.2020年7月2日是全國低碳日,騎車出行是“低碳生活”倡導(dǎo)方式之一。自行車上各部件,屬于減小有害摩擦的是( )。
A.滾圓堅(jiān)硬的鋼珠B.花紋規(guī)則的輪胎
C.粗糙柔軟的把手D.凸凹不平的腳踏
4.關(guān)于重力、彈力、摩擦力,下列說法正確的是( )。
A.形狀規(guī)則的物體,重心一定在幾何中心;
B.摩擦力的方向一定與物體運(yùn)動(dòng)方向相反;
C.人對(duì)地面的壓力,是因?yàn)榈孛姘l(fā)生彈性形變產(chǎn)生的;
D.物體間如果有摩擦力,就一定存在相互作用的壓力
5.如圖,在光滑的水平面上疊放著甲、乙兩個(gè)木塊,甲木塊用一根細(xì)繩拴在左邊固定的豎直墻上,現(xiàn)在用F=20N的力把木塊乙從右端勻速地抽出來,則甲、乙兩木塊所受的摩擦力是( )。
A.甲和乙都受向左20N的摩擦力;
B.甲和乙都受向右20N 的摩擦力;
C.甲受向右20N的摩擦力,乙受向左20N的摩擦力;
D.甲沒有受到摩擦力,乙受向右的20N的摩擦力
6.在“探究滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,小明找來了量程合適的彈簧測力計(jì)一個(gè)、長木板兩塊(一塊光滑,另一塊粗糙),長方體木塊一塊(帶有掛鉤),鉤碼一盒,實(shí)驗(yàn)過程如圖所示,下列說法錯(cuò)誤的是( )。
A.測量摩擦力時(shí),要使彈簧測力計(jì)拉著木塊沿水平長木板做勻速直線運(yùn)動(dòng);
B.通過圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論:在保持壓力一定時(shí),粗糙程度越大,滑動(dòng)摩擦力越大;
C.此實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用了一種重要的探究物理問題的方法一控制變量法;
D.圖甲中用不同速度拉著木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),摩擦力大小也不同
7.?dāng)D壓礦泉水瓶,用力越大,瓶子形變程度越大,說明力的作用效果跟______有關(guān),瓶子蓋上有很多花紋是為了______(選填“增大”或“減小”)摩擦
8.如圖甲所示,用10N的力握住玻璃瓶懸空靜止不動(dòng),。
(1)在圖乙代表玻璃瓶的黑點(diǎn)A上,畫出其靜止時(shí)豎直方向受到的力的示意圖。
(2)若將手的握力增加到20N,則手與玻璃瓶之間摩擦力的大小將________(選填“增大”、“減小”或“不變”)。
(3)玻璃瓶受到手對(duì)它的壓力時(shí),玻璃瓶會(huì)不會(huì)發(fā)生微小的形變?答:__________(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)。
二、綜合練(能力提升)
9.(2022·四川自貢)如圖所示,用5N的水平拉力F拉動(dòng)木板A在水平地面上向右勻速運(yùn)動(dòng),物體B相對(duì)地面靜止不動(dòng),彈簧測力計(jì)示數(shù)為2N,下列說法正確的是( )。
A. 必須使木板A作勻速運(yùn)動(dòng)才能測出B受到的摩擦力;
B. A對(duì)B的摩擦力大小為2N,方向水平向右;
C. B對(duì)A的摩擦力大小為3N,方向水平向右;
D. 地面對(duì)A的摩擦力大小為3N,方向水平向右
10.(2022·湖南長沙)如圖所示,為保障市民安全出行,志愿者們正在清理道路冰雪,他們采用增大壓力的方法來增大摩擦的是( )。
A. 戴防滑手套B. 在路面上鋪防滑墊
C. 穿鞋底粗糙的橡膠鞋D. 鏟雪時(shí)握緊鏟子,防止鏟子滑落
11.(2022·四川南充)粗糙水平面上一木箱重200N,當(dāng)用50N的水平推力推木箱時(shí),木箱靜止不動(dòng),此時(shí)木箱受到水平方向的摩擦力為___________N;當(dāng)用100N的水平推力推木箱時(shí),木箱恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)用150N的水平推力推木箱時(shí),木箱受到水平方向的摩擦力為___________N。
12.(2022·安徽?。┬≤娫谡矸块g時(shí),用平行于水平地面的力推動(dòng)玩具箱,如圖所示。若地面粗糙程度相同,則箱內(nèi)玩具越重,箱子運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力越______(選填“大”或“小”)。
13.(2022·山東泰安)如圖所示,用的水平拉力拉著木塊在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)拉力變?yōu)闀r(shí),木塊受到的摩擦力為___________。
三、培優(yōu)練(挑戰(zhàn)自我)
14.(2022·四川內(nèi)江)如圖所示的小實(shí)驗(yàn),將書和直尺疊放在水平桌面上,一只手用力壓住課本,另一只手抽出直尺。下列說法正確的是( )。
A. 當(dāng)手壓課本的力增大時(shí),抽出直尺的力將變大;
B. 手對(duì)書的壓力和書對(duì)手的支持力是一對(duì)平衡力;
C. 書受到的重力和直尺對(duì)書的支持力是一對(duì)平衡力;
D. 當(dāng)直尺水平向左抽出時(shí),書受到直尺對(duì)它的摩擦力水平向右
15.(2022·四川達(dá)州)如圖所示,用手握住裝有水的杯子靜止在空中,杯子___________(選填“具有”或“不具有”)慣性,杯子所受摩擦力的方向?yàn)開__________,若喝掉杯中一部分水后,仍按如圖方式保持靜止,則杯子所受摩擦力___________(選填“增大”“不變”或“減小”)。
16.(2022·江蘇揚(yáng)州)冬奧會(huì)冰壺比賽中,如圖所示,在AB過程中,投手用水平方向的力推冰壺,使冰壺在粗糙程度相同的冰面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),人對(duì)冰壺的推力___________冰面對(duì)冰壺的摩擦力;撤去推力,在BC過程中所受摩擦力___________;在CD過程中,隊(duì)友刷冰是通過___________方式增加冰面內(nèi)能,才使之熔化,從而___________摩擦。
17.(2022·湖南衡陽)在“研究影響滑動(dòng)摩擦力大小因素”的實(shí)驗(yàn)中,同學(xué)們猜想影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素可能有:
①接觸面所受的壓力:②接觸面的粗糙程度。根據(jù)猜想,同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示甲、乙、丙的實(shí)驗(yàn)。
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),沿水平方向拉動(dòng)木塊使它沿木板做勻速直線運(yùn)動(dòng),彈簧測力計(jì)的示數(shù)就等于滑動(dòng)摩擦力的大小,因?yàn)檫@時(shí)木塊受到的拉力和滑動(dòng)摩擦力是一對(duì)___________力;
(2)由實(shí)驗(yàn)甲、乙可知,其他條件相同時(shí),接觸面所受的壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越___________;
(3)由實(shí)驗(yàn)乙、丙可知,其他條件相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越___________;
(4)以下事例中,增大摩擦的是___________,減小摩擦的是___________(該兩空選填字母)。
A.鞋底有凹凸不平的花紋 B.給自行車軸加潤滑油
教材深挖
滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力
當(dāng)兩個(gè)相互接觸的物體反射相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),在接觸面上會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力;當(dāng)兩物體沒有發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),但有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí),在接觸面上會(huì)產(chǎn)生靜摩擦力,如用力推箱子但未推動(dòng)時(shí),雖然箱子處于靜止?fàn)顟B(tài),但箱子在推理作用下已有了“要發(fā)生”相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),此時(shí)地面對(duì)箱子的摩擦力就是靜摩擦力。
溫馨提示
相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向的理解
“相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向”不是“運(yùn)動(dòng)方向”。水平地面上的物體前進(jìn)時(shí),物體相對(duì)地面向前運(yùn)動(dòng)(相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向向前),物體受到地面對(duì)它向后的摩擦力(摩擦力方向向后);人走路時(shí),腳向后蹬地,腳相對(duì)于地面有向后運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),地面給鞋底的摩擦力方向向前,有利于人向前運(yùn)動(dòng)。
摩擦力有時(shí)阻礙運(yùn)動(dòng),有時(shí)有利于運(yùn)動(dòng),無論哪種情況,摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。
由摩擦力概念判斷
摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反
由假設(shè)法判斷
此方法通常用來判斷相對(duì)靜止的物體間所受靜摩擦力的方向。首先假設(shè)接觸面光滑、無摩擦,分析兩物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況,然后根據(jù)摩擦力阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)確定摩擦力的方向
由二力平衡的條件判斷
一對(duì)平衡力的方向相反,可以通過與摩擦力相互平衡的另一個(gè)力的方向來判斷摩擦力的方向
▲拓展培優(yōu)摩擦力的分類
常見摩擦除了滑動(dòng)摩擦和靜摩擦,還有滾動(dòng)摩擦。滾動(dòng)摩擦是物體在接觸面上滾動(dòng)時(shí)所受的摩擦。在情況相同時(shí),一般滾動(dòng)摩擦?xí)h(yuǎn)小于滑動(dòng)摩擦。
種類
定義
示例
滑動(dòng)摩擦力
一個(gè)物體在另一個(gè)物體上面滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力
在粗糙地面上滑動(dòng)的物體受到滑動(dòng)摩擦力
滾動(dòng)摩擦力
一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力
沿水平方向運(yùn)動(dòng)的小車車輪受到滾動(dòng)摩擦力
靜摩擦力
兩個(gè)相互接觸的物體,當(dāng)它們要發(fā)生而未發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),在它們的接觸面上產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力
兩個(gè)力共同作用在同一物體上,使物體保持平衡
提出問題
滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)?
猜想與假設(shè)
(1)滑動(dòng)摩擦力的大小可能與接觸面所受壓力有關(guān);
(2)滑動(dòng)摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)
實(shí)驗(yàn)原理
用彈簧測力計(jì)水平拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)木塊在水平方向上受到的拉力和滑動(dòng)摩擦力為一對(duì)平衡力,這樣讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù),就可以知道滑動(dòng)摩擦力的大?。ɑ瑒?dòng)摩擦力大小不能直接測量,是根據(jù)二力平衡知識(shí)間接測量出的)
制訂計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素有多個(gè),因此在探究過程中要應(yīng)用控制變量法,如探究壓力對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響時(shí),要保持接觸面的粗糙程度不變;在探究接觸面粗糙程度對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小影響時(shí),應(yīng)控制壓力不變
實(shí)驗(yàn)步驟
(1)如圖甲所示,用彈簧測力計(jì)水平勻速拉動(dòng)木塊,使其在較光滑的長木板上勻速滑動(dòng),記下此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù),其示數(shù)大小等于滑動(dòng)摩擦力的大小。
(2)如圖乙所示,在木塊上放砝碼,從而改變木塊對(duì)長木板的壓力,測出此時(shí)勻速拉動(dòng)木塊時(shí)的滑動(dòng)摩擦力的大??;
(3)如圖丙所示,在長木板上鋪上較粗糙的毛巾,保持木塊上砝碼不變,測出此時(shí)勻速拉動(dòng)木塊時(shí)的滑動(dòng)摩擦力大小。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
實(shí)驗(yàn)條件
摩擦力f/N
壓力情況
接觸面情況
1
等于木塊的重力
木板表面較光滑
0.9
2
等于木塊和砝碼的總重力
木板表面較光滑
1.6
3
等于木塊和砝碼的總重力
表面較粗糙
2.1
分析與論證
(1)由實(shí)驗(yàn)1、2可知,接觸面粗糙程度相同,壓力越大,彈簧測力計(jì)的示數(shù)越大,即滑動(dòng)摩擦力越大;
(2)由實(shí)驗(yàn)2、3可知,壓力大小相同,接觸面越粗糙,彈簧測力計(jì)示數(shù)越大,即滑動(dòng)摩擦力越大。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)。當(dāng)接觸面的粗糙程度相同時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;當(dāng)壓力相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。
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1.用力拉木箱,木箱沒有動(dòng),這是因?yàn)榈孛鎸?duì)木箱的靜摩擦力的作用,阻礙了木箱的運(yùn)動(dòng);用手握緊茶杯,茶杯沒有下落,是因?yàn)椴璞艿搅耸重Q直向上的靜摩擦力作用,阻礙了茶杯落下。
推箱子 握緊茶杯
2.在推箱子這一實(shí)例中:不推箱子,箱子沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),此時(shí)地面對(duì)箱子沒有摩擦力作用;當(dāng)用力推箱子時(shí),箱子有相對(duì)地面滑動(dòng)的趨勢(shì),此時(shí)地面就會(huì)對(duì)箱子施加一個(gè)反方向的靜摩擦力阻礙其滑動(dòng),因箱子未被推動(dòng),保持靜止,由二力平衡可知,在水平方向上靜摩擦力大小等于推力的大小。推力為1N時(shí),靜摩擦力為1N;推力為10N時(shí),靜摩擦力為10N,只有當(dāng)大于地面能對(duì)箱子產(chǎn)生的最大靜摩擦力時(shí),箱子才會(huì)滑動(dòng),之后,箱子和地面之間的摩擦力大小不變,為滑動(dòng)摩擦力大小。
3.在握緊茶杯這一實(shí)例中:茶杯受重力作用,有下滑的趨勢(shì),則手對(duì)茶杯有向上的靜摩擦力作用,茶杯靜止,由二力平衡可知,在豎直方向上靜摩擦力的大小等于茶杯和杯內(nèi)水的總重力,若總重力為3N,則靜摩擦力為3N,若中重力為4N,則靜摩擦力也變?yōu)?N。
類別
方法
應(yīng)用舉例
增大有益摩擦
增大接觸面間的壓力
自行車車閘
增大接觸面的粗糙程度
汽車、拖拉機(jī)、自行車車輪上有凹凸不平的花紋,運(yùn)動(dòng)員往手上涂防滑粉
變滾動(dòng)摩擦為滑動(dòng)摩擦
火車、汽車在緊急剎車時(shí),制動(dòng)系統(tǒng)使車輪變滾動(dòng)為滑動(dòng)
減小有害摩擦
減小接觸面的壓力
推動(dòng)熄火的汽車使其再次啟動(dòng)時(shí),讓車內(nèi)乘客都下車以減小車重
減小接觸面的粗糙程度
冰壺比賽中用冰壺刷擦冰
變滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)摩擦
輪滑鞋
使接觸面分離
給機(jī)械部件加潤滑油,氣墊船、磁懸浮列車
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
運(yùn)動(dòng)速度(m/s)
0.2
0.3
0.4
0.5
測力計(jì)的示數(shù)(N)
1.2
1.2
1.2
1.2
課時(shí)8.3 摩擦力(幫課堂)(解析版)
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.理解摩擦力的概念;
2.熟悉影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素;
3.會(huì)進(jìn)行影響滑動(dòng)摩擦力大小因素的實(shí)驗(yàn)探究;
4.了解生活中應(yīng)用與防止摩擦力的現(xiàn)象。
【知識(shí)導(dǎo)圖】
【基礎(chǔ)知識(shí)】
知識(shí)點(diǎn)一、摩擦力
1.認(rèn)識(shí):阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力
相互接觸的物體的兩個(gè)面,有時(shí)用肉眼看起來很光滑,但是放到顯微鏡下觀察,就會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)際上像如圖所示的那樣是凹凸不平的。在壓力的作用下,這些凹凸不平的部位會(huì)相互嚙合,當(dāng)兩者發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí),嚙合部分就會(huì)彼此阻礙,產(chǎn)生阻礙作用。兩個(gè)相互接觸的物體,當(dāng)它們做相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))時(shí),在接觸面產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))的力,這種力叫做摩擦力。
2.摩擦力產(chǎn)生的條件
(1)接觸面粗糙;
(2)兩物體相互接觸并相互擠壓(產(chǎn)生壓力);
(3)兩物體間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。
這三個(gè)條件缺一不可。
3.摩擦力的作用效果
摩擦力的作用總是阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))?!跋鄬?duì)運(yùn)動(dòng)”(“或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)”)是以相互接觸的物體作為參照物的。
4.摩擦力的作用點(diǎn)
實(shí)際上,摩擦力是作用在這個(gè)物體接觸面上的,但為了研究方便可以把摩擦力的作用等效到一個(gè)點(diǎn)上,可以把這個(gè)點(diǎn)等效在接觸面上,也可以取在物體的重心上。
5.摩擦力的方向
總是與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反。
【歸納總結(jié)】
判斷摩擦力方向的三種方法
【典例1】(多選)冰壺運(yùn)動(dòng)員的鞋底一只是塑料的,另一只是橡膠的。他滑行時(shí),橡膠底的鞋比塑料底的鞋受到的摩擦力大。如圖所示,他用b腳蹬冰面后,只用a腳向右滑行,可以確定的是( )。
A.滑行時(shí)冰對(duì)a鞋的摩擦力向右;
B.蹬冰時(shí)冰對(duì)b鞋的摩擦力向右;
C.a(chǎn)鞋底是橡膠會(huì)滑得更近;
D.a(chǎn)鞋底是塑料會(huì)滑得更遠(yuǎn)
【答案】BD。
【解析】A.只用a腳向右滑行時(shí),a鞋相對(duì)于冰面向右運(yùn)動(dòng),冰對(duì)a鞋的摩擦力與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反,故冰對(duì)a鞋的摩擦力方向向左,故A不符合題意;
B.用b腳蹬冰時(shí),b鞋相對(duì)于冰面有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),冰對(duì)b鞋的摩擦力方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反,所以,冰對(duì)b鞋的摩擦力向右,故B符合題意;
CD.橡膠底的鞋比塑料底的鞋受到的摩擦力大,若a鞋底是橡膠,則受到的摩擦較大,會(huì)滑得更近,故C不符合題意,D符合題意。
故選BD。
知識(shí)點(diǎn)二、影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素
1.實(shí)驗(yàn)探究:影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素
2.注意事項(xiàng)
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的木板要足夠長,以保證木塊在木板上滑動(dòng)時(shí)由勻速直線運(yùn)動(dòng)的過程;
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)保持拉動(dòng)彈簧測力計(jì)的方向與長木板平行;
(3)實(shí)驗(yàn)中要做到勻速拉動(dòng)木塊不好實(shí)現(xiàn),建議采用如下操作:將彈簧測力計(jì)的掛鉤與木板相連,拉環(huán)處固定,拉動(dòng)長木板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(如圖所示),這樣不但方便讀數(shù),而且長木板也不需要做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
【典例2】如圖是小明“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn),銅塊和木塊的大小和形狀完全相同、下表面粗糙程度不同,實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧測力計(jì)拉著物體沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
(1)如圖甲,彈簧測力計(jì)的示數(shù)是__________N.若物體不是做勻速運(yùn)動(dòng),而是做加速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)彈簧測力計(jì)示數(shù)將__________摩擦力。(選填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)如圖乙和圖丙中銅塊和木塊疊在一起的目的是保持________不變,探究影響滑動(dòng)摩擦力大小與_________的關(guān)系。
(3)實(shí)際操作時(shí),手拉著彈簧測力計(jì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)是比較難做到的,因而彈簧測力計(jì)的示數(shù)不一定等于摩擦力的大小,為確保彈簧測力計(jì)的示數(shù)等于摩擦力的大小,請(qǐng)?zhí)岢鲆粋€(gè)改進(jìn)的方法(在圖1中畫圖表示)。
(4)冰壺運(yùn)動(dòng)員的鞋底一只是塑料的,另一只是橡膠的,滑行時(shí)橡膠底的鞋受到的摩擦力比塑料底的鞋受到的大。如圖2,他用b腳蹬冰面后只用a腳向右滑行,則鞋蹬冰面時(shí)冰對(duì)b腳穿的鞋的摩擦力方向__________(選填“向左”或“向右);a腳穿的鞋的鞋底是__________(選填“塑料的”或“橡膠的”)。
【答案】(1)2.2;大于;(2)壓力接觸面粗糙程度;(3)如圖;(4)向右;塑料的。
【解析】(1)由圖甲知道,彈簧測力計(jì)的分度值為0.2N,示數(shù)是2.2N;若物體不是做勻速運(yùn)動(dòng),而是做加速直線運(yùn)動(dòng),則拉力大于受到的摩擦力,即此時(shí)彈簧測力計(jì)示數(shù)將大于摩擦力;
(2)由圖乙和圖丙知道,銅塊和木塊疊在一起的目的是為了保持對(duì)木板的壓力不變;由圖乙和圖丙知道,對(duì)木板的壓力不變,但接觸面的粗糙程度發(fā)生了變化,故可以探究影響滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系;
(3)實(shí)驗(yàn)裝置改為如下圖所示(銅塊相對(duì)地面靜止,受到的測力計(jì)拉力與木板施加的摩擦力為一對(duì)平衡力):
(4)由圖2知道,他用b腳蹬冰面后,b腳相對(duì)冰面有向左運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),則冰面阻礙b腳向左運(yùn)動(dòng),所以b腳受到的摩擦力方向向右;根據(jù)題意知道,橡膠底的鞋比塑料底的鞋受到的摩擦力大;b腳受到的摩擦力方向向右,使運(yùn)動(dòng)員向右運(yùn)動(dòng),所以b腳受到的摩擦力是人向右運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力,即摩擦力大更好,所以a腳應(yīng)該穿塑料底的鞋。
知識(shí)點(diǎn)三、摩擦的利用與防止
1.有益摩擦和有害摩擦
(1)摩擦有時(shí)是有益的。如用手拿物體時(shí),手與物體間的摩擦;人行走時(shí),鞋底與地面間的摩擦;剎車時(shí),剎車裝置的摩擦以及車輪與地面間的摩擦等。
(2)摩擦有時(shí)是有害的。如機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)各部件之間的摩擦?xí)箼C(jī)器磨損,進(jìn)而使機(jī)器喪失原有的精度和功能等。
2.增大或減小摩擦的方法
【典例3】圖的四幅圖中,通過增大壓力的方法增大摩擦力的是( )。
A.用力握緊球拍 B.滾動(dòng)軸承
C.車軸加潤滑油 D.鞋底有花紋
【答案】D。
【解析】A.用力握緊球拍在接觸面粗糙程度一定時(shí),通過增大壓力來增大摩擦力,故A符合題意;
B.滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與外圈之間用滾動(dòng)代替滑動(dòng)減小了摩擦力,故B不符合題意;
C.滴加潤滑油是通過減小接觸面的粗糙程度來減小摩擦力,故C不符合題意;
D.鞋底刻有凹凸不平的花紋,是在壓力一定時(shí),通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力,故D不符合題意。
故選A。
【方法幫】
題型一:摩擦力的產(chǎn)生
產(chǎn)生摩擦力必須同時(shí)滿足三個(gè)條件:(1)接觸面粗糙;(2)接觸并相互擠壓;(3)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。
【典例4】關(guān)于摩擦力的說法中不正確的是( )。
A.相互接觸的物體間不一定有摩擦力;
B.兩物體保持相對(duì)靜止時(shí)也有可能有摩擦;
C.摩擦力的方向可能與物體運(yùn)動(dòng)的方向相同;
D.兩個(gè)表面光滑的物體間也可能有摩擦
【答案】D。
【解析】相互接觸的兩物體,發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)時(shí),兩物體間產(chǎn)生摩擦力。
A、如果兩個(gè)物體接觸沒有運(yùn)動(dòng),也沒有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)兩個(gè)物體之間就沒有摩擦力。故A正確;
B、例如斜面上靜止的物體,雖然相對(duì)斜面來講物體是靜止的,但是物體在斜面上有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),兩者之間也存在摩擦力。故B正確;
C、摩擦力的方向總是跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反,但跟物體運(yùn)動(dòng)方向可能是相同的,如人走路時(shí),受到的摩擦力向前。故C正確;
D、兩個(gè)物體之間要產(chǎn)生摩擦力接觸面一定是粗糙的,光滑表面不會(huì)產(chǎn)生摩擦力。故D錯(cuò)誤。
故選D。
題型二:摩擦力的大小和方向
【角度1】滑動(dòng)摩擦力的大小和方向
根據(jù)二力平衡判斷摩擦力的大小和方向:
(1)確定研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為平衡狀態(tài);
(2)分析摩擦力以外的力的大小和方向;
(3)根據(jù)平衡力的條件(大小相等、方向相反)來判斷摩擦力的大小和方向。
【典例5】如圖甲所示,完全相同的木塊A和B疊放在水平桌面上,在水平推力F1=18N的作用下一起做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)木塊B所受的摩擦力為________N,木塊A所受的摩擦力為________N;若將A、B緊靠著平放在水平桌面上,如圖乙所示,用水平力F2推A使它們一起勻速運(yùn)動(dòng),則推力F2是________N。
【答案】0;18;18。
【解析】[1]由圖甲可知,在18N的水平拉力F1作用下,A、B一起做勻速直線運(yùn)動(dòng),B相對(duì)于A沒有發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),B沒有受到摩擦力。
[2]AB一起做勻速直線運(yùn)動(dòng),AB看成整體,受到拉力和摩擦力是平衡力,由二力平衡條件得到木塊A所受的摩擦力的大小等于拉力的大小,即f=F1=18N
[3]若將A、B緊靠著放在水平桌面上,接觸的粗糙程度不變,壓力也不變,因此摩擦力也不變,使它們一起勻速運(yùn)動(dòng)因此推力和摩擦力是平衡力,推力F2的大小等于摩擦力的大小,為18N。
【角度2】靜摩擦力的大小和方向
靜摩擦力總是與引起相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的外力大小相等、方向相反,故靜摩擦力會(huì)隨著外力的變化而變化,不是定值。
★易錯(cuò)警示
“推了但沒有推動(dòng)”的兩種誤區(qū):
(1)“沒推動(dòng)”就是推力太小,小于物體所受靜摩擦力;
(2)“沒推動(dòng)”就是不受摩擦力。
正確理解:(1)“沒推動(dòng)”=“物體靜止”=“物體受力平衡”,即推力大小等于摩擦力;
(2)“沒推動(dòng)”,物體只是沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng),但存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),此時(shí)有靜摩擦力。
【典例6】用大小為10N的水平推力推水平地面上的某物體,沒有推動(dòng),則物體所受摩擦力f_____10N(選填“<”或“=”);當(dāng)水平推力增大至15N時(shí),物體沿水平地面勻速前進(jìn),此時(shí)物體所受摩擦力f1_____15N(選填“<“或“=”);當(dāng)水平推力增大至16N時(shí),物體所受摩擦力大小為________N。
【答案】=;=;15N。
【解析】[1]物體靜止,處于平衡狀態(tài)變成,在水平方向受到的是平衡力,靜摩擦力與推力相互平衡,大小相等。
[2]物體勻速前進(jìn),處于平衡狀態(tài),在水平方向受到的滑動(dòng)摩擦力與推力相互平衡,大小相等。
[3]滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力、接觸面的粗糙程度有關(guān),與其他因素?zé)o關(guān)。即使水平推力增大了,但物體受到的滑動(dòng)摩擦力不變,依然為15N。
【角度3】結(jié)合運(yùn)動(dòng)圖像分析摩擦力的大小
(1)分析運(yùn)動(dòng)物體所受滑動(dòng)摩擦力時(shí),若物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),則可根據(jù)二力平衡知識(shí)直接解答;
(2)若物體做加速運(yùn)動(dòng)或減速運(yùn)動(dòng),此時(shí)物體不處于平衡狀態(tài),則分析物體與接觸面之間的壓力及接觸面的粗糙程度是否發(fā)生變化(一般均不變),若不變,則滑動(dòng)摩擦力的大小不變。
【典例7】如圖甲所示,放在水平地面上的物體,受到水平向右的拉力F 的作用,F(xiàn) 的大小與時(shí)間t 的關(guān)系如圖乙所示,物體運(yùn)動(dòng)速度 v 與時(shí)間t 的關(guān)系如圖丙所示,由圖象可知,當(dāng) t=1.5s 時(shí),物體受到摩擦力為______N;當(dāng)t=4.8s 時(shí),物體受到的合力為________N。
【答案】2;0。
【解析】[1]從丙圖可知,在0~2s時(shí)是靜止,在2~4s是加速,在4~6s是勻速,勻速時(shí),摩擦力等于拉力,等于4N,當(dāng) t=1.5s 時(shí),物體處于靜止,摩擦力屬于靜摩擦力,物體處于平衡狀態(tài),拉力等于推力等于2N,故其大小為2N。
[2]當(dāng)t=4.8s 時(shí),物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),物體處于平衡狀態(tài),故合力為零。
題型三:探究滑動(dòng)摩擦力大小的影響因素
【典例8】如圖所示,小明用彈簧測力計(jì)、木塊、砝碼、長木板和毛巾探究影響滑動(dòng)摩擦力大小因素的實(shí)驗(yàn)。
(1)實(shí)驗(yàn)過程中,應(yīng)拉著木塊在木板上做_______運(yùn)動(dòng),彈簧測力計(jì)的示數(shù)如圖所示,則木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小為______N;
(2)對(duì)比甲、乙兩次實(shí)驗(yàn),是為了探究滑動(dòng)摩擦力的大小與_______的關(guān)系。圖甲中,若拉著木塊以較大的速度勻速運(yùn)動(dòng),木塊所受摩擦力的大小_______(填變大、變小或不變);
(3)小明想進(jìn)一步探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系,進(jìn)行了圖丙的實(shí)驗(yàn),當(dāng)測力計(jì)示數(shù)達(dá)到最大值時(shí)仍沒拉動(dòng)木塊,為了使用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材順利完成此實(shí)驗(yàn)探究,小明可采取的辦法是:_______。
【答案】勻速直線;4.2;壓力;不變;見解析。
【解析】(1)探究影響滑動(dòng)摩擦力大小因素的實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)拉著木塊在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng),拉力與摩擦力是一對(duì)平衡力,摩擦力等于拉力。
由圖可知,彈簧測力計(jì)的分度值為0.2N,讀數(shù)為4.2N,滑動(dòng)摩擦力大小為4.2N。
(2)對(duì)比甲、乙兩次實(shí)驗(yàn),接觸面相同,壓力不同,是為了探究滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力的關(guān)系。
滑動(dòng)摩擦力的大小與運(yùn)動(dòng)速度無關(guān),若拉著木塊以較大的速度勻速運(yùn)動(dòng),木塊所受摩擦力的大小不變。
(3)將砝碼取下,勻速拉動(dòng)木塊,讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù),然后與甲實(shí)驗(yàn)對(duì)比。
題型四:摩擦力的利用與防止
1.減小摩擦的方法:(1)減小壓力;(2)減小粗糙程度;(3)變滑動(dòng)為滾動(dòng);(4)使接觸面分離。
2.增大摩擦的方法:(1)增大壓力;(2)增大粗糙程度;(3)變滾動(dòng)為滑動(dòng)。
【典例9】下列實(shí)例中,屬于減小摩擦的是( )。
A.汽車輪胎上刻有花紋;
B.軸承中裝有滾珠;
C.運(yùn)動(dòng)鞋底有凹凸不平的花紋;
D.打球時(shí)用力握緊球拍
【答案】B。
【解析】A.汽車輪胎上刻有花紋,在壓力一定時(shí),通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力,故A不符合題意;
B.軸承中裝有滾珠,是用滾動(dòng)代替滑動(dòng)來減小摩擦力,故B符合題意;
C.運(yùn)動(dòng)鞋底有凹凸不平的花紋,在壓力一定時(shí),通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力,故C不符合題意;
D.打球時(shí)用力握緊球拍,在接觸面粗糙程度一定時(shí),通過增大壓力來增大摩擦力,故D不符合題意。
故選B。
題型五:摩擦力示意圖
摩擦力的作用點(diǎn)
摩擦力的作用點(diǎn)一般選在接觸面上,也可將作用點(diǎn)畫在物體的重心(一般是物體的幾何中心)上。
【典例10】如圖所示,用F=30N的力按住一重為5N的木塊,木塊靜止在墻壁上,請(qǐng)畫出木塊所受摩擦力的示意圖。
【解析】物體靜止在墻壁上,在豎直方向上物體受到的重力與摩擦力是一對(duì)平衡力,二力的大小相等,均為5N,方向相反,重力的方向是豎直向下的,故摩擦力的方向是豎直向上的,作用點(diǎn)可選擇在物體的重心上,如圖所示:
【中考幫】
考點(diǎn)一:探究滑動(dòng)摩擦力大小的影響因素
【典例11】(2022·四川遂寧)某興趣小組在探究“滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”時(shí),用同一木塊分別做了如圖所示的甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)。
(1)甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)中以相同速度沿水平方向勻速拉動(dòng)木塊,根據(jù)二力平衡知識(shí),彈簧測力計(jì)對(duì)木塊的拉力大小___________(選填“等于”、“大于”或“小于”)滑動(dòng)摩擦力的大?。?br>(2)通過對(duì)比甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)可知:其他條件相同時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;
(3)通過對(duì)比___________兩次實(shí)驗(yàn)可知:其他條件相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大;
(4)興趣小組的同學(xué)利用甲圖實(shí)驗(yàn)裝置繼續(xù)探究滑動(dòng)摩擦力與速度的關(guān)系,改變木塊的速度,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:
分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知:滑動(dòng)摩擦力的大小與物體運(yùn)動(dòng)的速度___________(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”);
(5)小組交流討論時(shí)發(fā)現(xiàn):在實(shí)驗(yàn)中很難使木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),于是小偉設(shè)計(jì)了如圖丁所示實(shí)驗(yàn)裝置,該裝置的優(yōu)點(diǎn)是___________(選填“需要”或“不需要”)長木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
【答案】①等于;②甲、丙;③無關(guān);④不需要。
【解析】(1)[1]實(shí)驗(yàn)時(shí),用彈簧測力計(jì)水平拉動(dòng)木塊,使其在水平桌面上做做勻速直線運(yùn)動(dòng),物體在水平方向上受到平衡力的作用,根據(jù)二力平衡知識(shí),可知滑動(dòng)摩擦力的大小等于拉力的大小。
(3)[2]要得到其他條件相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大的結(jié)論,需要控制壓力不變,接觸面的粗糙程度不同,選擇甲丙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(4)[3]由表中數(shù)據(jù)可知,壓力和接觸面的粗糙程度不變,速度大小不同,測力計(jì)的示數(shù)不變,滑動(dòng)摩擦力的大小不變,可以得到滑動(dòng)摩擦力的大小與物體運(yùn)動(dòng)的速度無關(guān)。
(5)[4]丁圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,拉動(dòng)長木板向左運(yùn)動(dòng),木塊相對(duì)于地面靜止,受到摩擦力和測力計(jì)的拉力為一對(duì)平衡力,摩擦力的大小等于彈簧測力計(jì)的拉力,不需要長木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
中考考題要求同學(xué)們掌握基本實(shí)驗(yàn)器材的使用規(guī)則,能正確使用實(shí)驗(yàn)器材獲得數(shù)據(jù),并能準(zhǔn)確表述和評(píng)估探究過程與結(jié)果,這是物理核心素養(yǎng)的科學(xué)探究的體現(xiàn)。
考點(diǎn)二:摩擦力的利用與防止
【典例12】(2022·四川樂山)以下說法中正確的是( )。
A. 樂山名食麻辣燙的竹簽一端削尖是為了增大壓強(qiáng);
B. 同學(xué)們的書包帶都比較寬其目的是為了減小壓力;
C. 鞋底印有花紋是為了減小摩擦;
D. 冰壺運(yùn)動(dòng)中“擦冰”是為了增大摩擦
【答案】D。
【解析】A.把竹簽的一端削尖是為了在壓力一定時(shí),通過減小受力面積來增大壓強(qiáng),故A正確;
B.把書包帶做得寬些是在壓力一定時(shí),通過增大受力面積來減小壓強(qiáng)的,故B錯(cuò)誤;
C.鞋底印有花紋,是在壓力一定時(shí),增大接觸面粗糙程度來增大鞋底和地面之間的摩擦力,防止打滑,故C錯(cuò)誤;
D.冰壺運(yùn)動(dòng)員擦冰,冰面會(huì)熔化為水,是在壓力一定時(shí),通過減小接觸面的粗糙程度來減小摩擦力,故D錯(cuò)誤。故選A。
中考考題要求同學(xué)們能結(jié)合影響摩擦力大小的因素正確描述和解釋生活中的摩擦現(xiàn)象,并能交流和評(píng)估實(shí)驗(yàn)探究的過程,這是物理核心素養(yǎng)的物理觀念的體現(xiàn)。
【作業(yè)幫】
一、基礎(chǔ)練(知識(shí)鞏固)
1.你在上體育課時(shí),遇到了一些場景,并聯(lián)想到學(xué)過的物理知識(shí)。下列聯(lián)想錯(cuò)誤的是( )。
A.“單杠表演”時(shí)運(yùn)動(dòng)員手上搓鎂粉是為了增大摩擦;
B.“跳遠(yuǎn)”時(shí)運(yùn)動(dòng)員起跳離開地面利用了力的作用是相互的;
C.“踢足球”時(shí)利用了力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);
D.滑冰時(shí),冰刀與冰面間的摩擦是通過減小接觸面大小來減小滑動(dòng)摩擦
【答案】D。
【解析】A.運(yùn)動(dòng)員手上搓鎂粉是為了增大單杠與手之間的粗糙程度,從而增大摩擦,故A正確,不符合題意;
B.人對(duì)地面用力,地面給人一個(gè)反作用力,使人跳離開地面,利用了力的作用是相互的,故B正確,不符合題意;
C.“踢足球”時(shí),可以改變足球的速度,也可以改變足球的運(yùn)動(dòng)方向,二者都是改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),故C正確,不符合題意;
D.影響動(dòng)摩擦的因素是接觸面的粗糙程度和對(duì)接觸面的壓力大小,而接觸面的大小不影響滑動(dòng)摩擦力的大小,故D錯(cuò)誤,符合題意。
故選D。
2.在圖所示的四個(gè)實(shí)例中,為了增大摩擦力的是( )。
A.汽車輪胎表面刻有花紋;
B.車軸承內(nèi)部裝有滾珠;
C.氣墊船與水之間形成空氣層;
D.磁懸浮列車行駛時(shí)不接觸軌道
【答案】D。
【解析】A.汽車輪胎表面刻有花紋,是在壓力一定時(shí),通過增大接觸面的粗糙程度,增大摩擦力,故A符合題意;
B.車軸承內(nèi)部裝有滾珠,用滾動(dòng)代替滑動(dòng),減小摩擦力,故B不符合題意;
C.氣墊船行駛時(shí),在船體與水之間形成高壓空氣層,是通過使接觸面脫離來減小摩擦力,故C不符合題意;
D.磁懸浮列車行駛時(shí)不接觸軌道,是通過使接觸面脫離來減小摩擦力,故D不符合題意。
故選A。
3.2020年7月2日是全國低碳日,騎車出行是“低碳生活”倡導(dǎo)方式之一。自行車上各部件,屬于減小有害摩擦的是( )。
A.滾圓堅(jiān)硬的鋼珠B.花紋規(guī)則的輪胎
C.粗糙柔軟的把手D.凸凹不平的腳踏
【答案】D。
【解析】A.滾圓堅(jiān)硬的鋼珠,將滑動(dòng)改為滾動(dòng),摩擦力減小,故A符合題意;
B.花紋規(guī)則的輪胎,通過增大接觸面的粗糙程度從而增大摩擦力,故B不符合題意;
C.粗糙柔軟的把手,是通過增大接觸面的粗糙程度從而增大摩擦力,故C不符合題意;
D.凸凹不平的腳踏,通過增大接觸面的粗糙程度從而增大摩擦力,故D不符合題意。
故選A。
4.關(guān)于重力、彈力、摩擦力,下列說法正確的是( )。
A.形狀規(guī)則的物體,重心一定在幾何中心;
B.摩擦力的方向一定與物體運(yùn)動(dòng)方向相反;
C.人對(duì)地面的壓力,是因?yàn)榈孛姘l(fā)生彈性形變產(chǎn)生的;
D.物體間如果有摩擦力,就一定存在相互作用的壓力
【答案】D。
【解析】A.只有質(zhì)量分布均勻且有規(guī)則的外形的物體,其重心才在幾何中心上,故A錯(cuò)誤;
B.摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)的方向相反,可以與運(yùn)動(dòng)的方向相同,比如人向前走路,地面對(duì)腳的摩擦力向前,與人運(yùn)動(dòng)方向相同,故B錯(cuò)誤;
C.彈力是物體由于發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力,人對(duì)地面的壓力,是因?yàn)槿税l(fā)生彈性形變產(chǎn)生的,故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件可知,物體間接觸面粗糙、有彈力、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),所以物體間如果有摩擦力,就一定存在相互作用的壓力,故D正確。
故選D。
5.如圖,在光滑的水平面上疊放著甲、乙兩個(gè)木塊,甲木塊用一根細(xì)繩拴在左邊固定的豎直墻上,現(xiàn)在用F=20N的力把木塊乙從右端勻速地抽出來,則甲、乙兩木塊所受的摩擦力是( )。
A.甲和乙都受向左20N的摩擦力;
B.甲和乙都受向右20N 的摩擦力;
C.甲受向右20N的摩擦力,乙受向左20N的摩擦力;
D.甲沒有受到摩擦力,乙受向右的20N的摩擦力
【答案】A。
【解析】由木塊乙向右端勻速運(yùn)動(dòng)可知,木塊乙處于平衡狀態(tài),在水平方向受拉力F和甲對(duì)乙的摩擦力的作用,根據(jù)二力平衡的條件可以判斷,乙受到的摩擦力為20N,方向水平向左;木塊甲靜止,木塊甲處于平衡狀態(tài),在水平方向受細(xì)繩對(duì)其向左的拉力與乙對(duì)其向右的摩擦力作用,摩擦力的大小為20N。故C符合題意。
故選C。
6.在“探究滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,小明找來了量程合適的彈簧測力計(jì)一個(gè)、長木板兩塊(一塊光滑,另一塊粗糙),長方體木塊一塊(帶有掛鉤),鉤碼一盒,實(shí)驗(yàn)過程如圖所示,下列說法錯(cuò)誤的是( )。
A.測量摩擦力時(shí),要使彈簧測力計(jì)拉著木塊沿水平長木板做勻速直線運(yùn)動(dòng);
B.通過圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論:在保持壓力一定時(shí),粗糙程度越大,滑動(dòng)摩擦力越大;
C.此實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用了一種重要的探究物理問題的方法一控制變量法;
D.圖甲中用不同速度拉著木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),摩擦力大小也不同
【答案】D。
【解析】A.因?yàn)橹挥袕椈蓽y力計(jì)拉著木塊沿水平長木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),物體在水平方向上才受到平衡力的作用,即拉力大小才等于摩擦力的大小,故A正確,不符合題意;
B.比較甲乙兩圖知道,兩圖中對(duì)接觸面的壓力大小相同,乙接觸面粗糙,乙測測力計(jì)示數(shù)大于甲的示數(shù),所以,得出在保持壓力一定時(shí),粗糙程度越大,滑動(dòng)摩擦力越大,故B正確,不符合題意;
C.此實(shí)驗(yàn)中影響滑動(dòng)摩擦力大小因素有兩個(gè):壓力大小和接觸面的粗糙程度,控制了壓力不變,而探究與接觸面的粗糙程度的關(guān)系,所以是應(yīng)用了控制變量法,故C正確,不符合題意;
D.因?yàn)橛绊懟瑒?dòng)摩擦力大小的兩個(gè)因素:壓力大小和接觸面的粗糙程度都不變,故圖甲中用不同速度拉著木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),摩擦力大小相同,故D錯(cuò)誤,符合題意。
7.?dāng)D壓礦泉水瓶,用力越大,瓶子形變程度越大,說明力的作用效果跟______有關(guān),瓶子蓋上有很多花紋是為了______(選填“增大”或“減小”)摩擦
【答案】力的大?。辉龃?。
【解析】[1]擠壓礦泉水瓶時(shí),用力越大,瓶子形變程度越大,即力的作用效果越明顯,說明力的作用效果與力的大小有關(guān)。
[2]瓶子蓋上有很多花紋是為了增大接觸面的粗糙程度從而增大摩擦。
8.如圖甲所示,用10N的力握住玻璃瓶懸空靜止不動(dòng),。
(1)在圖乙代表玻璃瓶的黑點(diǎn)A上,畫出其靜止時(shí)豎直方向受到的力的示意圖。
(2)若將手的握力增加到20N,則手與玻璃瓶之間摩擦力的大小將________(選填“增大”、“減小”或“不變”)。
(3)玻璃瓶受到手對(duì)它的壓力時(shí),玻璃瓶會(huì)不會(huì)發(fā)生微小的形變?答:__________(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)。
【答案】如圖;不變;會(huì)。
【解析】(1)[1]用力握住玻璃瓶懸空靜止不動(dòng),玻璃瓶處于平衡狀態(tài),受到重力和摩擦力是平衡力,大小相等,從A點(diǎn)沿豎直向下畫出重力的示意圖,從A點(diǎn)沿豎直向上畫出摩擦力的示意圖,如圖所示:
(2)[2]若將手的握力增加到20N,玻璃瓶仍然靜止不動(dòng),因此玻璃瓶受到的摩擦力仍然等于玻璃瓶的重力,而玻璃瓶的重力不變,故手與瓶之間摩擦力的大小將不變;
(3)[3]力可以改變物體的形狀,玻璃瓶受到手對(duì)它的壓力時(shí),玻璃瓶會(huì)發(fā)生微小的形變。
二、綜合練(能力提升)
9.(2022·四川自貢)如圖所示,用5N的水平拉力F拉動(dòng)木板A在水平地面上向右勻速運(yùn)動(dòng),物體B相對(duì)地面靜止不動(dòng),彈簧測力計(jì)示數(shù)為2N,下列說法正確的是( )。
A. 必須使木板A作勻速運(yùn)動(dòng)才能測出B受到的摩擦力;
B. A對(duì)B的摩擦力大小為2N,方向水平向右;
C. B對(duì)A的摩擦力大小為3N,方向水平向右;
D. 地面對(duì)A的摩擦力大小為3N,方向水平向右
【答案】B。
【解析】A.在拉動(dòng)A的過程中,B相對(duì)地面靜止,它受到的摩擦力等于水平拉力,即彈簧測力計(jì)的示數(shù),因?yàn)樗鼈兪且粚?duì)平衡力,所以無論A是否作勻速運(yùn)動(dòng),都可測得B受到的摩擦力,故A錯(cuò)誤;
BC.B相對(duì)地面靜止,在水平方向上所受的彈簧測力計(jì)的向左拉力與A對(duì)B的摩擦力是一對(duì)平衡力,它們大小相等,方向相反,所以A對(duì)B的摩擦力fAB=2N
方向向右。而A對(duì)B的摩擦力與B對(duì)A的摩擦力是一對(duì)相互作用力,它們的大小相等,方向相反,所以B對(duì)A的摩擦力大小為2N,方向向左。故C錯(cuò)誤,B正確;
D.A受到水平向右的拉力的作用,勻速向右運(yùn)動(dòng),地面對(duì)A的摩擦力向左,則A在水平方向上受到的向左的地面的摩擦力、B對(duì)A的摩擦力和向右的拉力作用處于平衡狀態(tài),所以地面對(duì)A的摩擦力fA=F-fBA=5N-2N=3N;
故D錯(cuò)誤。故選B。
10.(2022·湖南長沙)如圖所示,為保障市民安全出行,志愿者們正在清理道路冰雪,他們采用增大壓力的方法來增大摩擦的是( )。
A. 戴防滑手套B. 在路面上鋪防滑墊
C. 穿鞋底粗糙的橡膠鞋D. 鏟雪時(shí)握緊鏟子,防止鏟子滑落
【答案】D。
【解析】A.戴防滑手套,手套上有花紋,采用增大接觸面粗糙程度的方法來增大摩擦,故A不符合題意;
B.在路面上鋪防滑墊,防滑墊上有凹凸不平的花紋,采用增大接觸面粗糙程度的方法來增大摩擦,故B不符合題意;
C.穿鞋底粗糙的橡膠鞋,采用增大接觸面粗糙程度的方法來增大摩擦,故C不符合題意;
D.鏟雪時(shí)握緊鏟子,防止鏟子滑落,采用增大壓力的方法來增大摩擦,故D符合題意。
故選D。
11.(2022·四川南充)粗糙水平面上一木箱重200N,當(dāng)用50N的水平推力推木箱時(shí),木箱靜止不動(dòng),此時(shí)木箱受到水平方向的摩擦力為___________N;當(dāng)用100N的水平推力推木箱時(shí),木箱恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)用150N的水平推力推木箱時(shí),木箱受到水平方向的摩擦力為___________N。
【答案】① 50;②100。
【解析】[1]由題意可知,當(dāng)用50N的水平推力推木箱時(shí),木箱靜止不動(dòng),即木箱處于平衡狀態(tài),故木箱所受的靜摩擦力與推力平衡,所以可得f靜=F1=50N
[2]當(dāng)用100N的水平推力推木箱時(shí),木箱恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng),即木箱處于平衡狀態(tài),故木箱所受的滑動(dòng)摩擦力與推力平衡,所以可得f動(dòng)=F2=100N
當(dāng)用150N的水平推力推木箱時(shí),根據(jù)影響滑動(dòng)摩擦力的因素可知,壓力大小沒變,接觸面的粗糙程度沒變,所以滑動(dòng)摩擦力不變,即仍為100N。
12.(2022·安徽?。┬≤娫谡矸块g時(shí),用平行于水平地面的力推動(dòng)玩具箱,如圖所示。若地面粗糙程度相同,則箱內(nèi)玩具越重,箱子運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力越______(選填“大”或“小”)。
【答案】大。
【解析】滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小、接觸面的粗糙程度有關(guān),當(dāng)接觸面粗糙程度相同時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大。若地面粗糙程度相同,箱內(nèi)玩具越重,則對(duì)地面的壓力越大,箱子運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力越大。
13.(2022·山東泰安)如圖所示,用的水平拉力拉著木塊在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)拉力變?yōu)闀r(shí),木塊受到的摩擦力為___________。
【答案】2。
【解析】用的水平拉力拉著木塊在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),木塊在水平方向上受到的拉力與滑動(dòng)摩擦力為一對(duì)平衡力,大小相等,即木塊受到的摩擦力為2N;當(dāng)拉力變?yōu)闀r(shí),因壓力大小和接觸面粗糙程度不變,故木塊受到的摩擦力大小不變,為2N。
三、培優(yōu)練(挑戰(zhàn)自我)
14.(2022·四川內(nèi)江)如圖所示的小實(shí)驗(yàn),將書和直尺疊放在水平桌面上,一只手用力壓住課本,另一只手抽出直尺。下列說法正確的是( )。
A. 當(dāng)手壓課本的力增大時(shí),抽出直尺的力將變大;
B. 手對(duì)書的壓力和書對(duì)手的支持力是一對(duì)平衡力;
C. 書受到的重力和直尺對(duì)書的支持力是一對(duì)平衡力;
D. 當(dāng)直尺水平向左抽出時(shí),書受到直尺對(duì)它的摩擦力水平向右
【答案】D。
【解析】A.當(dāng)手壓課本的力增大時(shí),直尺與課本間的摩擦力會(huì)變大,抽出直尺的力將變大,故A正確;
B.手對(duì)書的壓力和書對(duì)手的支持力大小相等,方向相反,作用在同一直線上,作用在兩個(gè)物體上,是一對(duì)相互作用力,故B錯(cuò)誤;
C.書受到的重力和直尺對(duì)書的支持力大小不相等,不是一對(duì)平衡力,故C錯(cuò)誤;
D.當(dāng)直尺水平向左抽出時(shí),書相對(duì)于直尺向右運(yùn)動(dòng),書受到直尺對(duì)它的摩擦力水平向左,故D錯(cuò)誤。故選A。
15.(2022·四川達(dá)州)如圖所示,用手握住裝有水的杯子靜止在空中,杯子___________(選填“具有”或“不具有”)慣性,杯子所受摩擦力的方向?yàn)開__________,若喝掉杯中一部分水后,仍按如圖方式保持靜止,則杯子所受摩擦力___________(選填“增大”“不變”或“減小”)。
【答案】①具有;②豎直向上; ③減小。
【解析】[1]物體的慣性與物質(zhì)的質(zhì)量有關(guān),質(zhì)量越大,慣性越大,杯子具有質(zhì)量,故具有慣性。
[2]杯子受到豎直向下的重力,處于受力平衡狀態(tài),故由二力平衡可知,杯子所受摩擦力的方向?yàn)樨Q直向上。
[3]若喝掉杯中一部分水后,杯子和水的總重力減小,仍按如圖方式保持靜止,則由二力平衡可知,杯子所受摩擦力減小。
16.(2022·江蘇揚(yáng)州)冬奧會(huì)冰壺比賽中,如圖所示,在AB過程中,投手用水平方向的力推冰壺,使冰壺在粗糙程度相同的冰面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),人對(duì)冰壺的推力___________冰面對(duì)冰壺的摩擦力;撤去推力,在BC過程中所受摩擦力___________;在CD過程中,隊(duì)友刷冰是通過___________方式增加冰面內(nèi)能,才使之熔化,從而___________摩擦。
【答案】① 等于;②不變;③做功;④減小。
【解析】[1] 冰壺在做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以處于平衡狀態(tài),要受到平衡力的作用,所以水平方向上人對(duì)冰壺的推力等于冰面對(duì)冰壺的摩擦力。
[2]滑動(dòng)摩擦力大小只與壓力小和接觸面粗糙程度有關(guān),撤去推力后,壓力小和接觸面粗糙程度不變,所以滑動(dòng)摩擦力大小也不變。
[3] [4]不斷的刷冰通過做功的方式使冰面的溫度升高,內(nèi)能增大,讓冰熔化成水,使冰面變得光滑,從而減小滑動(dòng)摩擦力,讓冰壺運(yùn)動(dòng)的更遠(yuǎn)。
17.(2022·湖南衡陽)在“研究影響滑動(dòng)摩擦力大小因素”的實(shí)驗(yàn)中,同學(xué)們猜想影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素可能有:
①接觸面所受的壓力:②接觸面的粗糙程度。根據(jù)猜想,同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示甲、乙、丙的實(shí)驗(yàn)。
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),沿水平方向拉動(dòng)木塊使它沿木板做勻速直線運(yùn)動(dòng),彈簧測力計(jì)的示數(shù)就等于滑動(dòng)摩擦力的大小,因?yàn)檫@時(shí)木塊受到的拉力和滑動(dòng)摩擦力是一對(duì)___________力;
(2)由實(shí)驗(yàn)甲、乙可知,其他條件相同時(shí),接觸面所受的壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越___________;
(3)由實(shí)驗(yàn)乙、丙可知,其他條件相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越___________;
(4)以下事例中,增大摩擦的是___________,減小摩擦的是___________(該兩空選填字母)。
A.鞋底有凹凸不平的花紋 B.給自行車軸加潤滑油
【答案】①平衡;②大;③大;④A;⑤B。
【解析】(1)[1]只有沿水平方向拉著物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),物體在水平方向上受到平衡力的作用,拉力大小才等于摩擦力的大小,實(shí)驗(yàn)時(shí),用彈簧測力計(jì)水平拉動(dòng)木塊,使它沿長木板做勻速直線運(yùn)動(dòng),木塊受到的拉力和滑動(dòng)摩擦力是平衡力,根據(jù)二力平衡知識(shí),兩個(gè)力大小相等,從而測出木塊與長木板之間的滑動(dòng)摩擦力。
(2)[2]由實(shí)驗(yàn)甲、乙可知,接觸面的粗糙程度相同,乙圖中壓力較大,滑動(dòng)摩擦力較大,可以得到其他條件相同時(shí),接觸面所受的壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大。
(3)[3]由實(shí)驗(yàn)乙、丙可知,壓力相同,丙圖中接觸面比較粗糙,滑動(dòng)摩擦力較大,可以得到其他條件相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。
(4)[4]A.鞋底有凹凸不平的花紋,在壓力一定時(shí),增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力。
B.給自行車軸加潤滑,在壓力一定時(shí),減小接觸面的粗糙程度來減小摩擦力。
教材深挖
滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力
當(dāng)兩個(gè)相互接觸的物體反射相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),在接觸面上會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力;當(dāng)兩物體沒有發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),但有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí),在接觸面上會(huì)產(chǎn)生靜摩擦力,如用力推箱子但未推動(dòng)時(shí),雖然箱子處于靜止?fàn)顟B(tài),但箱子在推理作用下已有了“要發(fā)生”相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),此時(shí)地面對(duì)箱子的摩擦力就是靜摩擦力。
溫馨提示
相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向的理解
“相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向”不是“運(yùn)動(dòng)方向”。水平地面上的物體前進(jìn)時(shí),物體相對(duì)地面向前運(yùn)動(dòng)(相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向向前),物體受到地面對(duì)它向后的摩擦力(摩擦力方向向后);人走路時(shí),腳向后蹬地,腳相對(duì)于地面有向后運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),地面給鞋底的摩擦力方向向前,有利于人向前運(yùn)動(dòng)。
摩擦力有時(shí)阻礙運(yùn)動(dòng),有時(shí)有利于運(yùn)動(dòng),無論哪種情況,摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。
由摩擦力概念判斷
摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反
由假設(shè)法判斷
此方法通常用來判斷相對(duì)靜止的物體間所受靜摩擦力的方向。首先假設(shè)接觸面光滑、無摩擦,分析兩物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況,然后根據(jù)摩擦力阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)確定摩擦力的方向
由二力平衡的條件判斷
一對(duì)平衡力的方向相反,可以通過與摩擦力相互平衡的另一個(gè)力的方向來判斷摩擦力的方向
▲拓展培優(yōu)
摩擦力的分類
常見摩擦除了滑動(dòng)摩擦和靜摩擦,還有滾動(dòng)摩擦。滾動(dòng)摩擦是物體在接觸面上滾動(dòng)時(shí)所受的摩擦。在情況相同時(shí),一般滾動(dòng)摩擦?xí)h(yuǎn)小于滑動(dòng)摩擦。
種類
定義
示例
滑動(dòng)摩擦力
一個(gè)物體在另一個(gè)物體上面滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力
在粗糙地面上滑動(dòng)的物體受到滑動(dòng)摩擦力
滾動(dòng)摩擦力
一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力
沿水平方向運(yùn)動(dòng)的小車車輪受到滾動(dòng)摩擦力
靜摩擦力
兩個(gè)相互接觸的物體,當(dāng)它們要發(fā)生而未發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),在它們的接觸面上產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力
兩個(gè)力共同作用在同一物體上,使物體保持平衡
提出問題
滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)?
猜想與假設(shè)
(1)滑動(dòng)摩擦力的大小可能與接觸面所受壓力有關(guān);
(2)滑動(dòng)摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)
實(shí)驗(yàn)原理
用彈簧測力計(jì)水平拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)木塊在水平方向上受到的拉力和滑動(dòng)摩擦力為一對(duì)平衡力,這樣讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù),就可以知道滑動(dòng)摩擦力的大小(滑動(dòng)摩擦力大小不能直接測量,是根據(jù)二力平衡知識(shí)間接測量出的)
制訂計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素有多個(gè),因此在探究過程中要應(yīng)用控制變量法,如探究壓力對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響時(shí),要保持接觸面的粗糙程度不變;在探究接觸面粗糙程度對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小影響時(shí),應(yīng)控制壓力不變
實(shí)驗(yàn)步驟
(1)如圖甲所示,用彈簧測力計(jì)水平勻速拉動(dòng)木塊,使其在較光滑的長木板上勻速滑動(dòng),記下此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù),其示數(shù)大小等于滑動(dòng)摩擦力的大小。
(2)如圖乙所示,在木塊上放砝碼,從而改變木塊對(duì)長木板的壓力,測出此時(shí)勻速拉動(dòng)木塊時(shí)的滑動(dòng)摩擦力的大?。?br>(3)如圖丙所示,在長木板上鋪上較粗糙的毛巾,保持木塊上砝碼不變,測出此時(shí)勻速拉動(dòng)木塊時(shí)的滑動(dòng)摩擦力大小。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
實(shí)驗(yàn)條件
摩擦力f/N
壓力情況
接觸面情況
1
等于木塊的重力
木板表面較光滑
0.9
2
等于木塊和砝碼的總重力
木板表面較光滑
1.6
3
等于木塊和砝碼的總重力
表面較粗糙
2.1
分析與論證
(1)由實(shí)驗(yàn)1、2可知,接觸面粗糙程度相同,壓力越大,彈簧測力計(jì)的示數(shù)越大,即滑動(dòng)摩擦力越大;
(2)由實(shí)驗(yàn)2、3可知,壓力大小相同,接觸面越粗糙,彈簧測力計(jì)示數(shù)越大,即滑動(dòng)摩擦力越大。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)。當(dāng)接觸面的粗糙程度相同時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;當(dāng)壓力相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。
教材深挖
1.用力拉木箱,木箱沒有動(dòng),這是因?yàn)榈孛鎸?duì)木箱的靜摩擦力的作用,阻礙了木箱的運(yùn)動(dòng);用手握緊茶杯,茶杯沒有下落,是因?yàn)椴璞艿搅耸重Q直向上的靜摩擦力作用,阻礙了茶杯落下。
推箱子 握緊茶杯
2.在推箱子這一實(shí)例中:不推箱子,箱子沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),此時(shí)地面對(duì)箱子沒有摩擦力作用;當(dāng)用力推箱子時(shí),箱子有相對(duì)地面滑動(dòng)的趨勢(shì),此時(shí)地面就會(huì)對(duì)箱子施加一個(gè)反方向的靜摩擦力阻礙其滑動(dòng),因箱子未被推動(dòng),保持靜止,由二力平衡可知,在水平方向上靜摩擦力大小等于推力的大小。推力為1N時(shí),靜摩擦力為1N;推力為10N時(shí),靜摩擦力為10N,只有當(dāng)大于地面能對(duì)箱子產(chǎn)生的最大靜摩擦力時(shí),箱子才會(huì)滑動(dòng),之后,箱子和地面之間的摩擦力大小不變,為滑動(dòng)摩擦力大小。
3.在握緊茶杯這一實(shí)例中:茶杯受重力作用,有下滑的趨勢(shì),則手對(duì)茶杯有向上的靜摩擦力作用,茶杯靜止,由二力平衡可知,在豎直方向上靜摩擦力的大小等于茶杯和杯內(nèi)水的總重力,若總重力為3N,則靜摩擦力為3N,若中重力為4N,則靜摩擦力也變?yōu)?N。
類別
方法
應(yīng)用舉例
增大有益摩擦
增大接觸面間的壓力
自行車車閘
增大接觸面的粗糙程度
汽車、拖拉機(jī)、自行車車輪上有凹凸不平的花紋,運(yùn)動(dòng)員往手上涂防滑粉
變滾動(dòng)摩擦為滑動(dòng)摩擦
火車、汽車在緊急剎車時(shí),制動(dòng)系統(tǒng)使車輪變滾動(dòng)為滑動(dòng)
減小有害摩擦
減小接觸面的壓力
推動(dòng)熄火的汽車使其再次啟動(dòng)時(shí),讓車內(nèi)乘客都下車以減小車重
減小接觸面的粗糙程度
冰壺比賽中用冰壺刷擦冰
變滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)摩擦
輪滑鞋
使接觸面分離
給機(jī)械部件加潤滑油,氣墊船、磁懸浮列車
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
運(yùn)動(dòng)速度(m/s)
0.2
0.3
0.4
0.5
測力計(jì)的示數(shù)(N)
1.2
1.2
1.2
1.2
相關(guān)試卷
這是一份初中人教版8.3 摩擦力綜合訓(xùn)練題,共36頁。試卷主要包含了選擇題,填空題,作圖題,實(shí)驗(yàn)探究題,計(jì)算題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份人教版八年級(jí)下冊(cè)8.3 摩擦力同步達(dá)標(biāo)檢測題,共7頁。試卷主要包含了單選題,判斷題,填空題,綜合題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份初中物理人教版八年級(jí)下冊(cè)8.3 摩擦力精品當(dāng)堂檢測題,文件包含人教版物理八年級(jí)下冊(cè)同步精品講義104第十章浮力復(fù)習(xí)總結(jié)原卷版doc、人教版物理八年級(jí)下冊(cè)同步精品講義104第十章浮力復(fù)習(xí)總結(jié)教師版doc等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共63頁, 歡迎下載使用。

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