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人教版八年级下册第八章 运动和力8.3 摩擦力图片ppt课件
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这是一份人教版八年级下册第八章 运动和力8.3 摩擦力图片ppt课件，共60页。
知识点一 摩擦力1.滑动摩擦力定义:两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面上会 产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫做滑动摩擦力。拓展 (1)产生条件:①两个物体必须接触;②两个物体之间要相互挤压,发生形变; ③两个物体之间有相对运动或有相对运动的趋势;④两接触面不光滑。四 个条件必须同时具备。(2)滑动摩擦力的方向一定与物体相对运动方向相反,而不是与运动方向相 反,有时与运动方向相同。(3)摩擦力也不一定都是阻力,有时也可以是动力。
2.探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验(1)实验器材:弹簧测力计、带钩木块、表面粗糙程度不同的同种材料的长 木板、砝码(或其他小重物)等。(2)实验方法:转换法、控制变量法。(3)实验步骤:①如图8-3-1所示,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摩擦力。②改变放在木板上的砝 码,从而改变木块与长木板之间的压力,测出此种情况下的滑动摩擦力。③ 换用材料相同但表面更粗糙的长木板,保持木块上的砝码不变,测出此种情 况下的滑动摩擦力。……
图8-3-1 (4)实验记录:
(5)实验结论:滑动摩擦力大小与压力和接触面的粗糙程度有关。接触 面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。压力一定时,接触面越粗 糙,滑动摩擦力越大。
例1 (2018湖北襄阳谷城模拟)小君用500 N的力拉放在水平地面上的木 箱没有拉动,此时木箱与地面之间的摩擦力为 N。当爸爸帮忙推 一下放手之后,小君发现木箱能匀速拉动了,且用的力变为480 N,此时木箱 与地面间的摩擦力为 N。解析 当拉力为500 N时,由于木箱处于静止状态,摩擦力与拉力是一对平 衡力,故其大小相等,即f1=F1=500 N;当在爸爸帮助后,木箱在水平地面上匀 速运动,此时木箱受到的滑动摩擦力和此时的拉力是一对平衡力,故f2=F2=4 80 N。答案 500 480
知识点二 摩擦的利用与防止
例2 (2017贵州安顺期中)下列属于有害摩擦的是 ( )A.自行车车轴与轴承之间的摩擦B.自行车脚踏板与鞋之间的摩擦C.自行车刹车时,刹车闸与车轮间的摩擦D.自行车把手与手之间的摩擦
解析 答案 A
题型一 判断增大还是减小摩擦例1 (2019广西北部湾经济区中考)下列实例中,属于增大摩擦的是 ( )A.往自行车轴承中加润滑油B.行李箱下安装滚动轮子C.骑自行车刹车时用力捏闸D.将滑梯的滑道做得光滑
解析答案 C方法归纳 明确增大和减小摩擦的方法,紧扣试题情景找到变化因素,进而 做出判断是解答此类问题的关键。
题型二 “影响滑动摩擦力大小的因素”的实验探究及应用例2 (2017四川自贡中考)在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中, 实验装置如图8-3-2所示,选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上, 其中甲、乙两图的接触面是相同的木板,丙图的接触面是棉布。图8-3-2(1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做 运动,木块所受 摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。(2)由 图和 图可以探究滑动摩擦力大小与压力的关系。(3)若乙装置中,木块在运动过程中拉力突然变大,滑动摩擦力将 (选填“不变”“变大”或“变小”)。(4)评估此实验方案的不足之处: 。(答出一条即可)
解析 (1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做匀速直线运动,此 时拉力与摩擦力大小相等,即木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示 数。(2)图甲和图乙,接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,可探究摩擦力大小 与压力大小的关系。(3)由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,即使拉力增大,滑动摩擦力也 不变。(4)实验中需拉动木块做匀速直线运动时进行读数,而很难保证其一直做匀 速直线运动,会造成测力计的读数困难。答案 (1)匀速直线 (2)甲 乙 (3)不变(4)不能保证木块一直做匀速直线运动(或测力计在运动中读数困难,或拉 动木块匀速运动非常困难)
点拨 在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”及应用结论分析问题时,要 注意应用二力平衡的知识和控制变量法。比较滑动摩擦力大小时,首先明 确所控制的变量,再明确未控制变量的变化,得出结论即可,同时要注意物 体的接触面积大小、运动速度等因素不影响滑动摩擦力的大小。
易错点 摩擦力作用及方向的判断例 (2018广东模拟)将一袋大米放在匀速向右运动的输送带上,如图8-3-3 所示,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。 (回答下列各题,请选填以下合适的字母标号)A.受到方向向右的摩擦力 B.受到方向向左的摩擦力C.不受摩擦力图8-3-3(1)米袋刚放上输送带的瞬间,米袋在水平方向上受力情况为 。
(2)当米袋随输送带一起匀速运动时,米袋在水平方向上受力情况为 。(3)当输送带突然制动时,米袋在水平方向上受力情况为 。解析 (1)米袋刚放上时,由静止变为向右运动,水平方向上只受摩擦力的 作用,这个力使它由静止到运动,故方向是向右的;(2)米袋匀速直线运动时, 运动状态保持不变,故在水平方向上不受力或者受平衡力,若在水平方向上 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;(3)当将 输送带突然制动时,输送带停止运动,但米袋由于惯性仍向右运动,为了阻 碍米袋向右运动,就会产生一个方向向左的摩擦力,故米袋在水平方向上受 到方向向左的摩擦力。答案 (1)A (2)C (3)B
易错警示 有的同学认为,摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反,这种 观点是错误的,出错的原因在于不理解摩擦力的概念,混淆了物体的运动方 向与相对运动方向的关系。摩擦力的作用是阻碍物体相对运动(或相对运 动趋势),并非阻碍物体的运动。当摩擦力阻碍物体的运动时,摩擦力的方 向与物体的运动方向相反;当摩擦力作为物体运动的动力时,其方向与物体 的运动方向相同。
赏析“运动和力”中的学科素养素养呈现 本章中“牛顿第一定律”、“惯性”、“二力平衡”和“摩 擦力”等物理观念不仅是“力学”知识的基础,也是人们在生产和生活中 经常接触到的物理现象,为此,本章的实验方法、物理思维、知识应用是各 类考试考查的重要考点和热门考点。
典例剖析例 (2019四川泸州一模改编)科技的进步也为测摩擦力的大小提供了先 进的手段,如图8-3-4甲所示,用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向 右拉一水平面上的木块,A端的拉力均匀增加,0~t1时间木块静止,木块运动 后改变拉力,使木块t2后处于匀速直线运动状态。计算机对数据处理后,得 到如图乙所示拉力随时间变化图线,回答下列问题:图8-3-4(1)当用F=4 N的水平拉力拉静止的木块时,木块所受摩擦力大小为
N;(2)若用F=5.8 N的水平拉力拉木块,木块所受摩擦力大小为 N;(3)如图丙所示,为研究滑动摩擦力Ff大小与接触面受到压力F压大小的关 系,在重力为17 N的木块上每次增加1 N重的砝码,分别用水平拉力F使木 块做匀速直线运动。实验测量数据如下:
根据表格数据,得出滑动摩擦力Ff大小与接触面受到压力FN大小的关 系式为 。
解析 (1)由乙图和题干可知,0~t1时间木块静止,此过程中木块受到的最大 拉力为5.5 N,即木块受到5.5 N的拉力后开始运动,故可知当用F=4 N的水 平拉力拉静止的木块时,木块静止,则受到的拉力与摩擦力是一对平衡力, 木块所受摩擦力大小等于拉力等于4 N;(2)由乙图和题干可知,木块t2后处 于匀速直线运动状态,所受拉力和摩擦力是一对平衡力,此时拉力F=5.1 N, 所以此时摩擦力f=F=5.1 N;当F=5.8 N时,物体将做加速运动,由于压力大小 和接触面的粗糙程度不变,所以物体所受摩擦力仍为5.1 N;(3)从表格中数 据可以看出,拉力与压力大小的比值是0.3,即摩擦力与所受压力的比值是0. 3,所以摩擦力大小与接触面受到压力之间的关系是Ff=0.3F压。答案 (1)4 (2)5.1 (3)Ff=0.3F压
素养解读 本题借助图象和实验记录综合考查了“获取和处理信息”、 “基于证据得出结论”的科学探究素养,(1)、(2)问还同时考查了“能应 用物理知识解决一些实际问题”的物理观念素养以及科学思维素养。总 之,本题是一道综合性较强的题目,对物理核心素养的考查较为全面。
知识点一 摩擦力1.(2019吉林长春德惠四模)如图所示的四种情况,木块一定不受摩擦力的 是 ( )答案 A 水平面上静止的木块不运动,也没有运动趋势,故不受摩擦力。
2.(2018贵州安顺中考)如图8-3-1所示,物体重5 N,一人用20 N的力将它压在 竖直墙上,物体处于静止状态。这时物体受到的摩擦力大小为 N, 方向是 。 图8-3-1答案 5 竖直向上解析 用20 N的水平力把重5 N的物体紧压在竖直墙壁上,处于静止状态, 竖直方向上受到的重力和摩擦力是一对平衡力,故摩擦力f=G=5 N,方向是 竖直向上。
3.(2019江苏盐城建湖一模)如图8-3-2,用弹簧测力计水平拉着木块在长木 板上做匀速直线运动,此时木块受到的摩擦力为 N。在不同水平 面上用弹簧测力计水平拉着同一木块做匀速直线运动,可探究木块的 的关系 (选填序号)。①滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度;②滑动摩擦力的大小与压力大小。 图8-3-2
答案 0.8 ①解析 由图可知,弹簧测力计的分度值是0.2 N,其示数为0.8 N。在不同水 平面上用弹簧测力计水平拉着同一木块做匀速直线运动,木块对水平面的 压力相同,改变了接触面的粗糙程度,可以探究滑动摩擦力的大小与接触面 粗糙程度的关系,故①正确。
知识点二 摩擦的利用与防止4.(2019四川乐山中考)如图的各种做法,属于减小摩擦的是 ( )
答案 D “鞋底上印有花纹”、“举重前,在手上涂防滑粉”、“自行 车的车闸用橡胶制作”,三种做法均是在压力一定时,通过增大接触面的粗 糙程度来增大摩擦力,故A、B、C选项均不符合题意;气垫船底部跟水面 之间有一层空气垫,是通过使接触面分离来减小摩擦力,故D选项符合题 意。
5.(2018中央民大附中期中)如图8-3-3所示,爷爷推箱子感到吃力。聪明的 芳芳在爷爷推的箱子下面撒一些圆形的砂子后,爷爷感觉轻松多了。这是 因为压力一定时,滚动摩擦力比滑动摩擦力要 (选填“大”或 “小”)得多。 图8-3-3答案 小解析 当压力一定时,滚动摩擦力比滑动摩擦力小得多。
1.(2019北京通州一模)随着低碳理念的不断深入,自行车成为绿色出行的 重要交通工具。下列为了减小摩擦的是 ( )A.轮胎表面制有凹凸不平的花纹B.给车轴加润滑油C.刹车时用力捏闸D.车把处有橡胶套答案 B 给车轴加润滑油,是通过使接触面分离来减小摩擦力的,故B选 项正确;其他三个选项均是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增 大摩擦力。
2.(2018山东临沂郯城四模)下列有关摩擦力的说法中正确的是( )A.只有相互接触的物体间才可能产生摩擦力B.只要两个物体相互接触,则这两个物体间一定存在摩擦力C.摩擦力总是与物体的运动方向相反D.摩擦力总是有害的答案 A 摩擦力产生的条件是,两个物体相互接触挤压,且发生相对运动 或有相对运动的趋势,故A正确,B错误;滑动摩擦力阻碍相对运动,与物体相 对运动的方向相反,有时会和物体的运动方向相同,故C错误;有些摩擦力对 人们有益,例如人走路时,鞋底和地面之间的摩擦力,自行车的车把和手之 间的摩擦力等都是有益的摩擦力,故D错误。
(2017江苏无锡一模)如图所示,重为5 N的物体A在8 N的水平压力作用下静 止在竖直墙壁上,物体A所受的摩擦力为 N,方向 。当水 平力减小为原来的一半,物体A恰好沿竖直墙壁匀速下滑,则物体A受到的 摩擦力为 N。
答案 5 竖直向上 5解析 物体静止时,摩擦力与重力平衡,所以摩擦力大小等于重力大小,为5 N,重力竖直向下,故摩擦力竖直向上。物体匀速下滑时,摩擦力与重力仍是 一对平衡力,故摩擦力大小仍等于重力大小,为5 N。
4.(2016湖南长沙中考)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,实 验小组的同学利用长木板、玻璃板及一些完全相同的木块,进行了如图所 示的实验: (1)实验中用弹簧测力计拉动木块沿水平方向做 直线运动来测量滑 动摩擦力的大小;(2)由甲、丙两图可知滑动摩擦力的大小与接触面的 有关;(3)由 两图可知,滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
答案 (1)匀速 (2)粗糙程度 (3)甲、乙解析 (1)当木块做匀速直线运动时,所受拉力和滑动摩擦力是一对平衡 力,此时两力大小相等,弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小;(2)甲、丙两图中,压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,这两个实验探究 的是滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系;(3)在探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系时,要控制接触面的粗糙程度 相同,所以选甲、乙两图对比。
1.(2018四川攀枝花中考)如图8-3-4所示,A、B两个物体叠放在水平面上,同 时有F=2 N的两个水平力分别作用于A、B两物体上,使A、B两个物体处于 静止状态,下列分析正确的是 ( ) 图8-3-4A.A和B之间摩擦力为0B.地面对B的摩擦力为0C.地面对B的摩擦力为2 N,方向水平向左D.地面对B的摩擦力为2 N,方向水平向右
答案 B 对A分析,A在水平方向上受水平向左的拉力F和B对A向右的摩 擦力,因为A处于静止状态,受到的这两个力是平衡力,大小相等,所以f1=F=2 N,故A错误;把A、B看成一个整体,处于静止状态,受到平衡力的作用,在水 平方向上受向左的拉力F和向右的拉力F,由于两个拉力大小相等,所以整 体在水平方向上只受两个拉力,地面对B没有摩擦力,故B正确,C、D错误。
2.(2019北京延庆一模)(多选)小明观察如图8-3-5漫画,总结了四个观点,错 误的是 ( ) 图8-3-5A.甲图此刻人对箱子的推力等于箱子受到的摩擦力B.乙图此刻箱子受到的摩擦力等于甲图此刻箱子受到的摩擦力C.图丙此刻人对箱子的推力大于箱子受到的摩擦力D.丙图箱子在同一水平面上滑动时受到的摩擦力大小不变
答案 BC 甲图中人用水平推力推箱子,但没有推动,即此时箱子处于平 衡状态,此时所受的推力和摩擦力是一对平衡力,这两个力大小相等,故A选 项正确;乙图中表示人用更大的推力,但箱子仍然没有推动,即仍处于平衡 状态,所受的推力和摩擦力是一对平衡力,这两个力大小相等,此刻箱子受 到的摩擦力大于甲图此刻箱子受到的摩擦力,故B选项错误;丙图中表示箱 子在水平地面上已运动起来,但人已经摔倒,不再对箱子施加推力,故C选项 错误;丙图中箱子在水平地面上运动,由于箱子和水平地面没有改变,所以 受到的摩擦力大小不变,故D选项正确。
3.(2019云南保山施甸模拟)请在图8-3-6中画出沿斜面向上运动的物体受 到的摩擦力f的示意图。 图8-3-6
答案 如图所示解析 物体在斜面上沿斜面向上运动,所以受沿斜面向下的摩擦力,作用点 在物体下端与斜面接触处,作用点也可画在物体的重心上。
4.(独家原创试题)试着用摩擦的物理知识来解释如图8-3-7所示漫画《不 公平的拔河》中左侧同学们的疑问。
答案 涂上肥皂水,减小了图甲中左侧同学与绳子间接触面的粗糙程度,从 而减小了左侧同学与绳子间的摩擦,故他们抓不住绳子;穿上旱冰鞋,图乙 中左侧同学与地面间的摩擦为滚动摩擦,且该滚动摩擦小于右侧一个同学 与地面间的摩擦,故左侧同学拉不过右侧的同学。
1.(2019山东淄博三模)农民在清除黄豆的砂粒时,常常把黄豆放在倾斜的 桌面上,黄豆就顺桌面滚下,而砂粒仍旧留在桌面上,这主要是由于 ( )A.砂粒比黄豆密度大B.砂粒比黄豆体积小,不易脱落C.砂粒比黄豆对桌面的压强大D.砂粒受到的滑动摩擦比黄豆受到的滚动摩擦大答案 D 因为黄豆受到的滚动摩擦力远远小于砂粒受到的滑动摩擦力, 所以农民清除黄豆中夹杂的砂粒时,常把黄豆放在倾斜的桌面上,黄豆就顺 着桌面滚下,而砂粒却留在桌面上,故选D。
2.(2018甘肃武威期中)如图所示,用F=6 N水平向右的拉力匀速拉动物块A 时,物块B静止不动,此时弹簧测力计的示数为4 N,则物块B所受摩擦力的大 小及方向为 ( )A.4 N,向左 B.4 N,向右 C.6 N,向右 D.6 N,向左答案 B 研究对象是B,对B进行受力分析,在水平方向B受向左的拉力和 向右的摩擦力作用,由于B静止,则B所受摩擦力大小等于拉力的大小,等于 弹簧测力计的示数4 N。
3.(2018江苏泰州姜堰二模)在图中画出人向前走路时后脚受到的摩擦力的 示意图。
答案 如图所示解析 人在走路时,后脚向后蹬地,由于力的作用是相互的,所以地面也给 后脚一个向前的力,这个力就是脚底受到的摩擦力,其方向是向前的。
4.(2018辽宁营口中考)冰壶比赛时,运动员需要不断调整自己的运动状态, 他的两只脚的作用分别为蹬冰和滑行,所以两只鞋底的表面不同。请你说 出甲、乙两只鞋底哪只是滑行脚的鞋底?并利用学过的物理知识解释其中 的道理。
答案 见解析解析 由图知,甲鞋底比较光滑,这样可以通过减小接触面的粗糙程度来减 小摩擦力,便于滑行,所以甲是滑行脚的鞋底;乙鞋底比较粗糙,这样可以通 过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力(即向前运动的动力),也起到防滑 的作用,所以乙是蹬冰脚的鞋底。
1.(2018四川成都高新区期中,6,★★☆)在下列事例中,属于有害摩擦的是 ( )A.夹取食物时筷子与食物的摩擦B.走路时鞋子与地面的摩擦C.机器转动时转轴受到的摩擦D.爬竿时手与竿的摩擦答案 C 机器转轴上的摩擦是有害的,对轴有磨损作用,故C选项符合题 意。
2.(2017广东广州天河一模,11,★★☆)如图8-3-8,小明用4 N的力把重2 N的 粉笔擦压在竖直黑板上静止,压力方向沿水平方向向左。此过程粉笔擦羊 毛面和黑板接触,羊毛面比背面木壳粗糙。下列说法正确的是 ( ) 图8-3-8A.黑板对粉笔擦的摩擦力为4 NB.压力保持不变,若木壳摔掉一小块,则黑板对粉笔擦的摩擦力不变C.改用木壳与黑板接触,其他条件不变,则黑板对粉笔擦的摩擦力将减小D.若压力增大到6 N,黑板对粉笔擦的摩擦力不变
答案 D 粉笔擦被压在竖直黑板上静止,在竖直方向上,重力与摩擦力平 衡,f=G=2 N,故A错误;压力保持不变,若木壳摔掉一小块,则粉笔擦质量减 小,重力减小,在竖直方向上,重力与摩擦力平衡,则黑板对粉笔擦的摩擦力f' =G'
(1)在实验过程中,需用弹簧测力计水平拉动木块做 运动,根据二 力平衡的知识可知,滑动摩擦力大小 (选填“>”“=”或“<”) 拉力大小。(2)比较图甲和图乙,可验证猜想B正确,并可得到结论: 。(3)在实验中还发现,按照图甲的方式匀速快拉或慢拉木块,弹簧测力计的 示数都相同,说明滑动摩擦力的大小与速度大小无关;测量时,如果不小心 使弹簧测力计向右上方倾斜,则木块受到的滑动摩擦力会 (选填 “变大”“变小”或“不变”)。(4)实验中,如果弹簧测力计的示数不稳定,可能的原因是 。
答案 (1)匀速直线 = (2)接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大 (3)变小 (4)没有拉动木块做匀速直线运动解析 (1)用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动时,拉力与摩擦力是 一对平衡力,根据二力平衡条件可得出二者大小相等;(2)由图甲、乙可知, 接触面粗糙程度相同,压力不同,弹簧测力计的示数不同即受到的摩擦力不 同,可验证猜想B,可得结论:接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大; (3)测量时,如果不小心使弹簧测力计向右上方倾斜,则木块对支持面的压 力变小,根据影响滑动摩擦力大小的因素,可知受到的滑动摩擦力会变小; (4)实验过程中弹簧测力计示数不稳定,可能是没有拉动木块做匀速直线运 动。
1.(2017四川成都七中育才学校期中,14,★★☆)如图所示,有两个相同的梯 形物体,它们在力的作用下,以下列四种方式沿相同的水平面运动,下列对 不同情况下物体所受摩擦力的比较,正确的是 ( ) A.f丙>f甲=f丁>f乙 B.f乙>f丙>f丁>f甲C.f乙>f丁>f甲>f丙 D.f乙>f甲=f丁>f丙
答案 D 甲、丁两图,压力和接触面的粗糙程度相等,接触面积的大小不 同,由于滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关,因此甲、丁两图摩擦力 大小相等,即f甲=f丁;甲、乙两图,接触面的粗糙程度相同,压力的大小不同,乙 图的压力大,因此乙图的摩擦力比甲图的大,即f乙>f甲;甲、丙两图,压力相同, 甲图是滑动摩擦,丙图是滚动摩擦,相同情况下,滚动摩擦力比滑动摩擦力 小,即f甲>f丙。综合可知:f乙>f甲=f丁>f丙。
2.(2019江苏南京秦淮期中,21,★★☆)用久了的传送带会打滑,人们往往会 通过张紧皮带和打蜡的方法来增大摩擦,其中张紧皮带是通过 来 增大摩擦,打蜡是通过 来增大摩擦;在雪地上撒沙子目 的是 摩擦;挂在黑板上的带磁条的黑板擦不掉下来是因为受到 (填“黑板的吸引力”或“黑板的摩擦力”)的作用。
答案 增大压力 增大接触面粗糙程度 增大 黑板的摩擦力解析 为了防止皮带在轮子上打滑而将皮带张紧,这样做是在接触面粗糙 程度一定时,通过增大压力来增大摩擦;给皮带打蜡,增大了接触面的粗糙 程度,增大了摩擦力。给结冰的路面撒上一层沙子增大了接触面的粗糙程 度,增大了摩擦力。挂在黑板上的带磁条的黑板擦不掉下来是因为其受到 平衡力的作用,竖直方向上的摩擦力和重力为一对平衡力,故其运动状态不 会改变。
3.(2018山东日照莒县期中,21,★★☆)在探究影响滑动摩擦力大小的因素 的实验中,某小组通过增减放在木块上的砝码重来改变木块对水平面的压 力,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块(如图甲),使它在粗糙程度不同的水 平面上做匀速直线运动,他们进行了三组实验,并记录有关数据,如表所 示。
(1)分别分析序号为1、2、3或4、5、6或7、8、9的数据,可得出的初步结 论是 。(2)分析比较序号 ,可得出的初步结论是:当压力相同时,接触面越 粗糙,滑动摩擦力越大。(3)该实验采用的方法是: 。A.类比法 B.理想实验法C.控制变量法 D.等效替代法(4)实验过程中要特别注意水平匀速拉动木块,为什么? (5)该小组对实验进行了改进,如图乙,向左拉动木板,当木块稳定后木块受
到木板给它的摩擦力方向向 ;(6)图乙实验时,木板运动虽然时快时慢,但是弹簧测力计的示数不变,这说 明滑动摩擦力的大小与 无关。
答案 (1)接触面的粗糙程度相同时,接触面所受压力越大摩擦力越大 (2)1、6、9(或4与7,5与8,6与9,1与6,1与9) (3)C (4)水平匀速拉动木块, 木块处于平衡状态,弹簧测力计的示数就等于滑动摩擦力 (5)左(6)相对运动的快慢解析 (1)分析比较序号为1、2、3或4、5、6或7、8、9的数据,可以得出: 接触面粗糙程度相同,接触面所受压力越大,滑动摩擦力越大;(2)要得出 “当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大”的结论,因此要控制压 力相同,改变接触面的粗糙程度,符合条件的实验序号有:1、6、9(或4与7,5 与8,6与9,1与6,1与9);(3)该实验中主要运用了控制变量法,故选C;(4)实验中 用测力计沿水平方向匀速拉动木块,因为可利用二力平衡的条件,则可将摩 擦力的大小转化成测力计示数的大小进行测量;(5)由图乙可知,当拉着下
面足够长的木板沿水平面向左运动时,木块与木板之间发生的是相对滑动, 所以产生的是滑动摩擦力,木板向左运动,木块相对于木板向右运动,所以 木块受到的摩擦力方向水平向左;(6)木块处于静止状态,受到的摩擦力与 测力计拉力为平衡力,而摩擦力大小只与压力和接触面粗糙程度有关,这两 个因素不变,故摩擦力大小不变,与木板的运动状态无关。当拉动木板向左运动时快时慢,木板对木块的摩擦力将不变,这说明滑动摩擦力的大小与相 对运动的快慢无关。
1.(2016四川南充中考,15,★★☆)如图8-3-10甲所示,放在粗糙程度不变的 水平地面上的物体,用方向不变的力F向右推物体,推力F的大小随时间的 变化关系如图乙所示,物体的运动速度随时间的变化关系如图丙所示。则 在t=1 s时,物体受到的摩擦力为 N;在t=3 s时,物体受到的摩擦力为 N。
丙图8-3-10答案 2 4解析 由乙、丙两图可知,0~2 s内,F=2 N,物体静止,所以根据二力平衡,f=F =2 N;2~4 s内,F=6 N,物体加速运动,则F>f;4~6 s内,F=4 N,物体匀速运动,则f =F=4 N。物体运动后,由于滑动摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度有 关,且压力和接触面粗糙程度不变,所以2~6 s内f=4 N。
2.[2019黑龙江龙东中考,28(1),★★☆]某班级同学为了帮助体委解决参加 学校拔河比赛的组队问题,做了如图8-3-11所示的“探究影响滑动摩擦力 大小因素”的实验:(4分) 图8-3-11①分析总结:实验现象表明在拔河比赛中可以通过 接触面的粗糙 程度和 来增大人与地面的摩擦力,使班级赢得比赛。②科学决策:组队时在班级选体重 的同学参加比赛,同时在比赛时 穿图8-3-12中的 (填“甲”、“乙”或“丙”)种鞋。
答案 ①增大 压力 ②大 甲解析 ①实验现象说明,滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关,压 力越大,接触面越粗糙,摩擦力越大,所以在拔河比赛中可以通过增大接触 面的粗糙程度和压力来增大人与地面的摩擦力,使班级赢得比赛;②根据生 活经验可知,压力越大,摩擦力越大,所以组队时,在班上选体重大的同学参 加比赛;鞋底越粗糙摩擦力越大,所以拔河时脚要穿鞋底有较深花纹的鞋, 故选甲。
3.(2019山东烟台中考,24,★★☆)图8-3-13所示的是小明同学“探究影响 滑动摩擦力大小的因素”的实验,铁块和木块的大小和形状完全相同。(8 分) 图8-3-13(1)实验时,小明同学先在竖直方向上对弹簧测力计调零,然后用弹簧测力 计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动,那么弹簧测力计的示数与实际摩
擦力相比是偏大还是偏小?(2)分析比较甲、乙两图弹簧测力计示数,得到的结论是什么?(3)图乙、丙所示的实验过程,探究的问题是什么?(4)图丁是小红同学对实验方案的改进,D是一个电动装置,可带动木板匀速 运动,请你指出小红同学方案的优点。
答案 (1)偏小 (2)接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大 (3)在压力相同时滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系 (4)弹簧测力计读 数较稳定,方便准确读数,且易于保持长木板做匀速直线运动解析 (1)当物体保持静止或做匀速直线运动时受平衡力,此时滑动摩擦力 等于测力计的拉力;因为弹簧自身重力的作用,所以当在竖直方向上对弹簧 测力计调零后,再在水平方向上测拉力的大小,指针的位置会有一定的回 缩,使所测出的摩擦力小于实际摩擦力的大小;(2)甲、乙两图,接触面粗糙 程度相同,乙图对水平面的压力大,滑动摩擦力大。所以在接触面粗糙程度 一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;(3)图乙、丙中铁块和木块叠在一起,对 水平面的压力相同,接触面的粗糙程度不同,是探究在压力相同时滑动摩擦 力与接触面粗糙程度的关系;(4)D是电动装置,电动机匀速转动这样可保证 弹簧测力计读数较稳定,方便准确读数,且易于保持长木板做匀速直线运 动。
1.(2019山东潍坊中考,15,★★★)(多选)如图所示,用水平推力F将质量均为 m的木块A、B压在竖直墙面上保持静止,下列说法中正确的是 ( ) A.木块B受到的摩擦力大小一定等于FB.木块B受到的摩擦力方向竖直向上C.木块A受到墙面的摩擦力大小等于2mgD.若增大力F,则木块B受到的摩擦力变大
答案 BC 对B进行受力分析可知,在竖直方向上B受到重力和A对B的摩 擦力,二者是一对平衡力,因此,木块B受到的摩擦力大小等于B的重力,为 mg,其大小与F无关,摩擦力的方向与重力方向相反,故A选项错误、B选项 正确。把A、B看成一个整体,其在竖直方向上受到的重力与墙面的摩擦力 是一对平衡力,故木块A受到墙面的摩擦力大小等于2mg,故C选项正确。若 增大力F,木块仍保持静止状态,重力与摩擦力仍平衡,所以木块B受到的摩 擦力不变,故D选项错误。
2.(2018吉林长春中考,8,★★☆)下列实例中增大摩擦的方法与其他三个不 同的是 ( )A.举重运动员手涂防滑粉B.足球守门员戴防滑手套C.长跑运动员的鞋底有花纹D.自行车运动员捏闸刹车答案 D 举重运动员手涂防滑粉、足球守门员戴防滑手套、长跑运动 员的鞋底有花纹,三者是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大 摩擦力;自行车运动员捏闸刹车,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压 力来增大摩擦力。综上分析,只有D选项增大摩擦的方法与其他三个不 同。
3.(2016浙江杭州中考,18,★★★)如图所示,第一次甲单独用50 N的力推墙, 第二次甲推墙的力不变,乙用30 N的力向左推甲,前后两次,人均未运动,则 下列说法错误的是 ( ) A.在两幅图中,墙壁都受到50 N的推力B.乙受到地面30 N的摩擦力,方向向左C.第二次推时,甲受到地面20 N的摩擦力,方向向左D.第二次推时,墙壁受到80 N的推力
答案 D 第一次甲在地面对它的摩擦力和墙对他的推力作用下处于平 衡状态,甲在水平方向的受力情况如图: 第二次甲在乙对甲的推力、地面对甲的摩擦力和墙对甲的推力作用下处 于平衡状态,甲在水平方向的受力情况如图: 第二次乙在水平方向的受力情况如图: 结合以上受力分析可知,A、B、C三个选项的说法正确,D选项错误。
4.(2018山东泰安中考,19,★★☆)如图所示,在水平拉力F1=10 N作用下,木 板甲在水平地面上匀速向右运动,同时物块乙相对于地面静止,已知此时绳 对物块乙的拉力F2=4 N。则木板甲与地面间的摩擦力是 N。答案 6解析 此时绳对物块乙的拉力F2=4 N,方向向左;物块乙水平方向上受拉力 和摩擦力,由二力平衡可得,摩擦力与拉力应大小相等,方向相反,故木板甲 对物块乙的摩擦力大小为4 N,方向水平向右;以甲为研究对象,它受到向右 的拉力F1=10 N,同时受到地面对它的摩擦力和物块乙对它的摩擦力,二者 之和为10 N,所以地面对木板甲的摩擦力为f=10 N-4 N=6 N。
5.[2017四川绵阳中考,26(2),★★☆]某同学用如图所示的装置研究影响滑 动摩擦力大小的因素。木板P放在水平桌面上,木块Q放在木板P上,弹簧测 力计一端固定,一端挂在木块Q上,拉动木板P,木块Q稳定时,读取测力计的 示数。回答下列问题: ①读取测力计的示数,是为了测量 。(填序号)A.木板P受到地面的滑动摩擦力大小B.木板P受到木块Q的滑动摩擦力大小C.木块Q受到地面的滑动摩擦力大小D.木块Q受到木板P的滑动摩擦力大小
②用相同的木板P和木块Q,在木块Q上放不同个数的砝码,拉动木板P快慢 相同,记录测力计的示数及对应的砝码个数。这是为了研究滑动摩擦力大 小与 的关系。③用相同的木板P和木块Q,发现拉动木板P的快慢不同时,测力计的示数相 等。由此得到的结论是 。
答案 ①D ②压力 ③滑动摩擦力大小与运动快慢无关解析 ①结合图示可知,拉动木板P,木块Q稳定时,读取测力计的示数,此时 木块Q受到木板P的滑动摩擦力大小与弹簧测力计的拉力相等,二力平衡, 故D选项正确;②根据控制变量法,用相同的木板P和木块Q,在木块Q上放 不同个数的砝码,拉动木板P快慢相同,记录测力计的示数及对应的砝码个 数,这是控制接触面粗糙程度不变,改变压力,是为了研究滑动摩擦力大小 与压力的关系;③木块的运动速度不同,测力计的示数相同,说明木块受到 的摩擦力不变,故可得滑动摩擦力大小与运动快慢无关。
1.(2019山西中考)同学们利用如图8-3-14甲所示的实验装置,测量物体所受 的滑动摩擦力。(1)实验中,应在水平方向拉着木块做 直线运动;根据 得 出滑动摩擦力大小等于拉力大小,即等于弹簧测力计示数。(2)“创新”小组在同一木板上,测量了不同压力下滑动摩擦力的大小,并 根据测量数据作出了如图乙所示的图象,分析图象可以得出的结论是 。
图8-3-14(3)“牛顿”小组在桌面上也做了同样的实验,记录实验数据如表,请你根 据表格中的数据,在图乙中描点作出图象。对比分析两组图象你的新发现 是 。
答案 (1)匀速 二力平衡(2)同一木板上,滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比(3)如图所示 木板和桌面的粗糙程度不同(开放性试题,答案合理即可)
解析 本题重点考查了对实验原理理解、表格与图象等数据的处理分析 能力。(1)实验中,应在水平方向拉着木块做匀速直线运动;根据二力平衡 得出滑动摩擦力大小等于拉力大小,即等于弹簧测力计示数。(2)分析图象 可知,在同一木板上进行实验,压力越大,而测力计的示数较大,说明受到的 摩擦力较大,且成正比,故可以得出的结论是同一木板,滑动摩擦力的大小 与压力的大小成正比。(3)根据“牛顿”小组的实验数据在图象中对应描 点然后连线即可得到图象。对比分析两组图象可发现:压力相同时,滑动摩 擦力不同,故可得结论:木板和桌面的粗糙程度不同。
2.(2019北京怀柔一模)在冰壶比赛中,为了取得更好的成绩,冰壶运动员都 会用力用硬毛刷擦拭冰面如图8-3-15所示。小明同学在学习摩擦力的知 识后,他认为:冰面原本很平整、光滑,用力用硬毛刷擦拭冰面只能使冰面 变得粗糙,从而使冰壶所受的摩擦力会增大,冰壶会运动得更近一些。请你 根据所学的知识,设计一个实验方案证明小明的观点是否正确。 图8-3-15
答案 在冰壶场地做2次实验,每次保证冰壶的出手速度相等。第一次不 擦冰,记录冰壶的运动距离s1;第二次用刷子在冰壶的前方用力擦冰,记录冰 壶的运动距离s2。若s1>s2,说明他的观点正确,若s1
答案 (1)没有控制压力大小相同 (2)如图所示
解析 本题考查了对实验方案的评估与设计能力。(1)铁块与木块的密度 不同,故体积和形状相同的木块和铁块质量不同,重力大小不同,对支持面 的压力大小不同,研究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系,要控制 压力大小相同,故按甲、乙两图先后拉动形状相同的木块、铁块,并测出滑 动摩擦力大小,不能比较出木块和铁块下表面的粗糙程度;(2)为控制压力 大小相同,可将木块放在铁块上,再将铁块放在木块上。
2.(2017江苏淮安中考)如图所示,一张很长的红地毯平铺在地面上。要把 地毯沿着其长度方向移动一段距离,最直接的方法就是从一端拉,但拉动整 张地毯很困难,需要非常大的力。 (1)解释从一端拉动地毯需要非常大的力的原因: ;(2)设计一种既简单又省力的方案,能将地毯沿长度方向移动一段距离(方 案可选用的工具只有圆木棒,也可不选用工具;对方案也可结合示意图描 述): ;
知识点一 摩擦力1.滑动摩擦力定义:两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面上会 产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫做滑动摩擦力。拓展 (1)产生条件:①两个物体必须接触;②两个物体之间要相互挤压,发生形变; ③两个物体之间有相对运动或有相对运动的趋势;④两接触面不光滑。四 个条件必须同时具备。(2)滑动摩擦力的方向一定与物体相对运动方向相反,而不是与运动方向相 反,有时与运动方向相同。(3)摩擦力也不一定都是阻力,有时也可以是动力。
2.探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验(1)实验器材:弹簧测力计、带钩木块、表面粗糙程度不同的同种材料的长 木板、砝码(或其他小重物)等。(2)实验方法:转换法、控制变量法。(3)实验步骤:①如图8-3-1所示,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摩擦力。②改变放在木板上的砝 码,从而改变木块与长木板之间的压力,测出此种情况下的滑动摩擦力。③ 换用材料相同但表面更粗糙的长木板,保持木块上的砝码不变,测出此种情 况下的滑动摩擦力。……
图8-3-1 (4)实验记录:
(5)实验结论:滑动摩擦力大小与压力和接触面的粗糙程度有关。接触 面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。压力一定时,接触面越粗 糙,滑动摩擦力越大。
例1 (2018湖北襄阳谷城模拟)小君用500 N的力拉放在水平地面上的木 箱没有拉动,此时木箱与地面之间的摩擦力为 N。当爸爸帮忙推 一下放手之后,小君发现木箱能匀速拉动了,且用的力变为480 N,此时木箱 与地面间的摩擦力为 N。解析 当拉力为500 N时,由于木箱处于静止状态,摩擦力与拉力是一对平 衡力,故其大小相等,即f1=F1=500 N;当在爸爸帮助后,木箱在水平地面上匀 速运动,此时木箱受到的滑动摩擦力和此时的拉力是一对平衡力,故f2=F2=4 80 N。答案 500 480
知识点二 摩擦的利用与防止
例2 (2017贵州安顺期中)下列属于有害摩擦的是 ( )A.自行车车轴与轴承之间的摩擦B.自行车脚踏板与鞋之间的摩擦C.自行车刹车时,刹车闸与车轮间的摩擦D.自行车把手与手之间的摩擦
解析 答案 A
题型一 判断增大还是减小摩擦例1 (2019广西北部湾经济区中考)下列实例中,属于增大摩擦的是 ( )A.往自行车轴承中加润滑油B.行李箱下安装滚动轮子C.骑自行车刹车时用力捏闸D.将滑梯的滑道做得光滑
解析答案 C方法归纳 明确增大和减小摩擦的方法,紧扣试题情景找到变化因素,进而 做出判断是解答此类问题的关键。
题型二 “影响滑动摩擦力大小的因素”的实验探究及应用例2 (2017四川自贡中考)在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中, 实验装置如图8-3-2所示,选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上, 其中甲、乙两图的接触面是相同的木板,丙图的接触面是棉布。图8-3-2(1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做 运动,木块所受 摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。(2)由 图和 图可以探究滑动摩擦力大小与压力的关系。(3)若乙装置中,木块在运动过程中拉力突然变大,滑动摩擦力将 (选填“不变”“变大”或“变小”)。(4)评估此实验方案的不足之处: 。(答出一条即可)
解析 (1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做匀速直线运动,此 时拉力与摩擦力大小相等,即木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示 数。(2)图甲和图乙,接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,可探究摩擦力大小 与压力大小的关系。(3)由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,即使拉力增大,滑动摩擦力也 不变。(4)实验中需拉动木块做匀速直线运动时进行读数,而很难保证其一直做匀 速直线运动,会造成测力计的读数困难。答案 (1)匀速直线 (2)甲 乙 (3)不变(4)不能保证木块一直做匀速直线运动(或测力计在运动中读数困难,或拉 动木块匀速运动非常困难)
点拨 在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”及应用结论分析问题时,要 注意应用二力平衡的知识和控制变量法。比较滑动摩擦力大小时,首先明 确所控制的变量,再明确未控制变量的变化,得出结论即可,同时要注意物 体的接触面积大小、运动速度等因素不影响滑动摩擦力的大小。
易错点 摩擦力作用及方向的判断例 (2018广东模拟)将一袋大米放在匀速向右运动的输送带上,如图8-3-3 所示,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。 (回答下列各题,请选填以下合适的字母标号)A.受到方向向右的摩擦力 B.受到方向向左的摩擦力C.不受摩擦力图8-3-3(1)米袋刚放上输送带的瞬间,米袋在水平方向上受力情况为 。
(2)当米袋随输送带一起匀速运动时,米袋在水平方向上受力情况为 。(3)当输送带突然制动时,米袋在水平方向上受力情况为 。解析 (1)米袋刚放上时,由静止变为向右运动,水平方向上只受摩擦力的 作用,这个力使它由静止到运动,故方向是向右的;(2)米袋匀速直线运动时, 运动状态保持不变,故在水平方向上不受力或者受平衡力,若在水平方向上 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;(3)当将 输送带突然制动时,输送带停止运动,但米袋由于惯性仍向右运动,为了阻 碍米袋向右运动,就会产生一个方向向左的摩擦力,故米袋在水平方向上受 到方向向左的摩擦力。答案 (1)A (2)C (3)B
易错警示 有的同学认为,摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反,这种 观点是错误的,出错的原因在于不理解摩擦力的概念,混淆了物体的运动方 向与相对运动方向的关系。摩擦力的作用是阻碍物体相对运动(或相对运 动趋势),并非阻碍物体的运动。当摩擦力阻碍物体的运动时,摩擦力的方 向与物体的运动方向相反;当摩擦力作为物体运动的动力时,其方向与物体 的运动方向相同。
赏析“运动和力”中的学科素养素养呈现 本章中“牛顿第一定律”、“惯性”、“二力平衡”和“摩 擦力”等物理观念不仅是“力学”知识的基础,也是人们在生产和生活中 经常接触到的物理现象,为此,本章的实验方法、物理思维、知识应用是各 类考试考查的重要考点和热门考点。
典例剖析例 (2019四川泸州一模改编)科技的进步也为测摩擦力的大小提供了先 进的手段,如图8-3-4甲所示,用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向 右拉一水平面上的木块,A端的拉力均匀增加,0~t1时间木块静止,木块运动 后改变拉力,使木块t2后处于匀速直线运动状态。计算机对数据处理后,得 到如图乙所示拉力随时间变化图线,回答下列问题:图8-3-4(1)当用F=4 N的水平拉力拉静止的木块时,木块所受摩擦力大小为
N;(2)若用F=5.8 N的水平拉力拉木块,木块所受摩擦力大小为 N;(3)如图丙所示,为研究滑动摩擦力Ff大小与接触面受到压力F压大小的关 系,在重力为17 N的木块上每次增加1 N重的砝码,分别用水平拉力F使木 块做匀速直线运动。实验测量数据如下:
根据表格数据,得出滑动摩擦力Ff大小与接触面受到压力FN大小的关 系式为 。
解析 (1)由乙图和题干可知,0~t1时间木块静止,此过程中木块受到的最大 拉力为5.5 N,即木块受到5.5 N的拉力后开始运动,故可知当用F=4 N的水 平拉力拉静止的木块时,木块静止,则受到的拉力与摩擦力是一对平衡力, 木块所受摩擦力大小等于拉力等于4 N;(2)由乙图和题干可知,木块t2后处 于匀速直线运动状态,所受拉力和摩擦力是一对平衡力,此时拉力F=5.1 N, 所以此时摩擦力f=F=5.1 N;当F=5.8 N时,物体将做加速运动,由于压力大小 和接触面的粗糙程度不变,所以物体所受摩擦力仍为5.1 N;(3)从表格中数 据可以看出,拉力与压力大小的比值是0.3,即摩擦力与所受压力的比值是0. 3,所以摩擦力大小与接触面受到压力之间的关系是Ff=0.3F压。答案 (1)4 (2)5.1 (3)Ff=0.3F压
素养解读 本题借助图象和实验记录综合考查了“获取和处理信息”、 “基于证据得出结论”的科学探究素养,(1)、(2)问还同时考查了“能应 用物理知识解决一些实际问题”的物理观念素养以及科学思维素养。总 之,本题是一道综合性较强的题目,对物理核心素养的考查较为全面。
知识点一 摩擦力1.(2019吉林长春德惠四模)如图所示的四种情况,木块一定不受摩擦力的 是 ( )答案 A 水平面上静止的木块不运动,也没有运动趋势,故不受摩擦力。
2.(2018贵州安顺中考)如图8-3-1所示,物体重5 N,一人用20 N的力将它压在 竖直墙上,物体处于静止状态。这时物体受到的摩擦力大小为 N, 方向是 。 图8-3-1答案 5 竖直向上解析 用20 N的水平力把重5 N的物体紧压在竖直墙壁上,处于静止状态, 竖直方向上受到的重力和摩擦力是一对平衡力,故摩擦力f=G=5 N,方向是 竖直向上。
3.(2019江苏盐城建湖一模)如图8-3-2,用弹簧测力计水平拉着木块在长木 板上做匀速直线运动,此时木块受到的摩擦力为 N。在不同水平 面上用弹簧测力计水平拉着同一木块做匀速直线运动,可探究木块的 的关系 (选填序号)。①滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度;②滑动摩擦力的大小与压力大小。 图8-3-2
答案 0.8 ①解析 由图可知,弹簧测力计的分度值是0.2 N,其示数为0.8 N。在不同水 平面上用弹簧测力计水平拉着同一木块做匀速直线运动,木块对水平面的 压力相同,改变了接触面的粗糙程度,可以探究滑动摩擦力的大小与接触面 粗糙程度的关系,故①正确。
知识点二 摩擦的利用与防止4.(2019四川乐山中考)如图的各种做法,属于减小摩擦的是 ( )
答案 D “鞋底上印有花纹”、“举重前,在手上涂防滑粉”、“自行 车的车闸用橡胶制作”,三种做法均是在压力一定时,通过增大接触面的粗 糙程度来增大摩擦力,故A、B、C选项均不符合题意;气垫船底部跟水面 之间有一层空气垫,是通过使接触面分离来减小摩擦力,故D选项符合题 意。
5.(2018中央民大附中期中)如图8-3-3所示,爷爷推箱子感到吃力。聪明的 芳芳在爷爷推的箱子下面撒一些圆形的砂子后,爷爷感觉轻松多了。这是 因为压力一定时,滚动摩擦力比滑动摩擦力要 (选填“大”或 “小”)得多。 图8-3-3答案 小解析 当压力一定时,滚动摩擦力比滑动摩擦力小得多。
1.(2019北京通州一模)随着低碳理念的不断深入,自行车成为绿色出行的 重要交通工具。下列为了减小摩擦的是 ( )A.轮胎表面制有凹凸不平的花纹B.给车轴加润滑油C.刹车时用力捏闸D.车把处有橡胶套答案 B 给车轴加润滑油,是通过使接触面分离来减小摩擦力的,故B选 项正确;其他三个选项均是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增 大摩擦力。
2.(2018山东临沂郯城四模)下列有关摩擦力的说法中正确的是( )A.只有相互接触的物体间才可能产生摩擦力B.只要两个物体相互接触,则这两个物体间一定存在摩擦力C.摩擦力总是与物体的运动方向相反D.摩擦力总是有害的答案 A 摩擦力产生的条件是,两个物体相互接触挤压,且发生相对运动 或有相对运动的趋势,故A正确,B错误;滑动摩擦力阻碍相对运动,与物体相 对运动的方向相反,有时会和物体的运动方向相同,故C错误;有些摩擦力对 人们有益,例如人走路时,鞋底和地面之间的摩擦力,自行车的车把和手之 间的摩擦力等都是有益的摩擦力,故D错误。
(2017江苏无锡一模)如图所示,重为5 N的物体A在8 N的水平压力作用下静 止在竖直墙壁上,物体A所受的摩擦力为 N,方向 。当水 平力减小为原来的一半,物体A恰好沿竖直墙壁匀速下滑,则物体A受到的 摩擦力为 N。
答案 5 竖直向上 5解析 物体静止时,摩擦力与重力平衡,所以摩擦力大小等于重力大小,为5 N,重力竖直向下,故摩擦力竖直向上。物体匀速下滑时,摩擦力与重力仍是 一对平衡力,故摩擦力大小仍等于重力大小,为5 N。
4.(2016湖南长沙中考)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,实 验小组的同学利用长木板、玻璃板及一些完全相同的木块,进行了如图所 示的实验: (1)实验中用弹簧测力计拉动木块沿水平方向做 直线运动来测量滑 动摩擦力的大小;(2)由甲、丙两图可知滑动摩擦力的大小与接触面的 有关;(3)由 两图可知,滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
答案 (1)匀速 (2)粗糙程度 (3)甲、乙解析 (1)当木块做匀速直线运动时,所受拉力和滑动摩擦力是一对平衡 力,此时两力大小相等,弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小;(2)甲、丙两图中,压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,这两个实验探究 的是滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系;(3)在探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系时,要控制接触面的粗糙程度 相同,所以选甲、乙两图对比。
1.(2018四川攀枝花中考)如图8-3-4所示,A、B两个物体叠放在水平面上,同 时有F=2 N的两个水平力分别作用于A、B两物体上,使A、B两个物体处于 静止状态,下列分析正确的是 ( ) 图8-3-4A.A和B之间摩擦力为0B.地面对B的摩擦力为0C.地面对B的摩擦力为2 N,方向水平向左D.地面对B的摩擦力为2 N,方向水平向右
答案 B 对A分析,A在水平方向上受水平向左的拉力F和B对A向右的摩 擦力,因为A处于静止状态,受到的这两个力是平衡力,大小相等,所以f1=F=2 N,故A错误;把A、B看成一个整体,处于静止状态,受到平衡力的作用,在水 平方向上受向左的拉力F和向右的拉力F,由于两个拉力大小相等,所以整 体在水平方向上只受两个拉力,地面对B没有摩擦力,故B正确,C、D错误。
2.(2019北京延庆一模)(多选)小明观察如图8-3-5漫画,总结了四个观点,错 误的是 ( ) 图8-3-5A.甲图此刻人对箱子的推力等于箱子受到的摩擦力B.乙图此刻箱子受到的摩擦力等于甲图此刻箱子受到的摩擦力C.图丙此刻人对箱子的推力大于箱子受到的摩擦力D.丙图箱子在同一水平面上滑动时受到的摩擦力大小不变
答案 BC 甲图中人用水平推力推箱子,但没有推动,即此时箱子处于平 衡状态,此时所受的推力和摩擦力是一对平衡力,这两个力大小相等,故A选 项正确;乙图中表示人用更大的推力,但箱子仍然没有推动,即仍处于平衡 状态,所受的推力和摩擦力是一对平衡力,这两个力大小相等,此刻箱子受 到的摩擦力大于甲图此刻箱子受到的摩擦力,故B选项错误;丙图中表示箱 子在水平地面上已运动起来,但人已经摔倒,不再对箱子施加推力,故C选项 错误;丙图中箱子在水平地面上运动,由于箱子和水平地面没有改变,所以 受到的摩擦力大小不变,故D选项正确。
3.(2019云南保山施甸模拟)请在图8-3-6中画出沿斜面向上运动的物体受 到的摩擦力f的示意图。 图8-3-6
答案 如图所示解析 物体在斜面上沿斜面向上运动,所以受沿斜面向下的摩擦力,作用点 在物体下端与斜面接触处,作用点也可画在物体的重心上。
4.(独家原创试题)试着用摩擦的物理知识来解释如图8-3-7所示漫画《不 公平的拔河》中左侧同学们的疑问。
答案 涂上肥皂水,减小了图甲中左侧同学与绳子间接触面的粗糙程度,从 而减小了左侧同学与绳子间的摩擦,故他们抓不住绳子;穿上旱冰鞋,图乙 中左侧同学与地面间的摩擦为滚动摩擦,且该滚动摩擦小于右侧一个同学 与地面间的摩擦,故左侧同学拉不过右侧的同学。
1.(2019山东淄博三模)农民在清除黄豆的砂粒时,常常把黄豆放在倾斜的 桌面上,黄豆就顺桌面滚下,而砂粒仍旧留在桌面上,这主要是由于 ( )A.砂粒比黄豆密度大B.砂粒比黄豆体积小,不易脱落C.砂粒比黄豆对桌面的压强大D.砂粒受到的滑动摩擦比黄豆受到的滚动摩擦大答案 D 因为黄豆受到的滚动摩擦力远远小于砂粒受到的滑动摩擦力, 所以农民清除黄豆中夹杂的砂粒时,常把黄豆放在倾斜的桌面上,黄豆就顺 着桌面滚下,而砂粒却留在桌面上,故选D。
2.(2018甘肃武威期中)如图所示,用F=6 N水平向右的拉力匀速拉动物块A 时,物块B静止不动,此时弹簧测力计的示数为4 N,则物块B所受摩擦力的大 小及方向为 ( )A.4 N,向左 B.4 N,向右 C.6 N,向右 D.6 N,向左答案 B 研究对象是B,对B进行受力分析,在水平方向B受向左的拉力和 向右的摩擦力作用,由于B静止,则B所受摩擦力大小等于拉力的大小,等于 弹簧测力计的示数4 N。
3.(2018江苏泰州姜堰二模)在图中画出人向前走路时后脚受到的摩擦力的 示意图。
答案 如图所示解析 人在走路时,后脚向后蹬地,由于力的作用是相互的,所以地面也给 后脚一个向前的力,这个力就是脚底受到的摩擦力,其方向是向前的。
4.(2018辽宁营口中考)冰壶比赛时,运动员需要不断调整自己的运动状态, 他的两只脚的作用分别为蹬冰和滑行,所以两只鞋底的表面不同。请你说 出甲、乙两只鞋底哪只是滑行脚的鞋底?并利用学过的物理知识解释其中 的道理。
答案 见解析解析 由图知,甲鞋底比较光滑,这样可以通过减小接触面的粗糙程度来减 小摩擦力,便于滑行,所以甲是滑行脚的鞋底;乙鞋底比较粗糙,这样可以通 过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力(即向前运动的动力),也起到防滑 的作用,所以乙是蹬冰脚的鞋底。
1.(2018四川成都高新区期中,6,★★☆)在下列事例中,属于有害摩擦的是 ( )A.夹取食物时筷子与食物的摩擦B.走路时鞋子与地面的摩擦C.机器转动时转轴受到的摩擦D.爬竿时手与竿的摩擦答案 C 机器转轴上的摩擦是有害的,对轴有磨损作用,故C选项符合题 意。
2.(2017广东广州天河一模,11,★★☆)如图8-3-8,小明用4 N的力把重2 N的 粉笔擦压在竖直黑板上静止,压力方向沿水平方向向左。此过程粉笔擦羊 毛面和黑板接触,羊毛面比背面木壳粗糙。下列说法正确的是 ( ) 图8-3-8A.黑板对粉笔擦的摩擦力为4 NB.压力保持不变,若木壳摔掉一小块,则黑板对粉笔擦的摩擦力不变C.改用木壳与黑板接触,其他条件不变,则黑板对粉笔擦的摩擦力将减小D.若压力增大到6 N,黑板对粉笔擦的摩擦力不变
答案 D 粉笔擦被压在竖直黑板上静止,在竖直方向上,重力与摩擦力平 衡,f=G=2 N,故A错误;压力保持不变,若木壳摔掉一小块,则粉笔擦质量减 小,重力减小,在竖直方向上,重力与摩擦力平衡,则黑板对粉笔擦的摩擦力f' =G'
(1)在实验过程中,需用弹簧测力计水平拉动木块做 运动,根据二 力平衡的知识可知,滑动摩擦力大小 (选填“>”“=”或“<”) 拉力大小。(2)比较图甲和图乙,可验证猜想B正确,并可得到结论: 。(3)在实验中还发现,按照图甲的方式匀速快拉或慢拉木块,弹簧测力计的 示数都相同,说明滑动摩擦力的大小与速度大小无关;测量时,如果不小心 使弹簧测力计向右上方倾斜,则木块受到的滑动摩擦力会 (选填 “变大”“变小”或“不变”)。(4)实验中,如果弹簧测力计的示数不稳定,可能的原因是 。
答案 (1)匀速直线 = (2)接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大 (3)变小 (4)没有拉动木块做匀速直线运动解析 (1)用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动时,拉力与摩擦力是 一对平衡力,根据二力平衡条件可得出二者大小相等;(2)由图甲、乙可知, 接触面粗糙程度相同,压力不同,弹簧测力计的示数不同即受到的摩擦力不 同,可验证猜想B,可得结论:接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大; (3)测量时,如果不小心使弹簧测力计向右上方倾斜,则木块对支持面的压 力变小,根据影响滑动摩擦力大小的因素,可知受到的滑动摩擦力会变小; (4)实验过程中弹簧测力计示数不稳定,可能是没有拉动木块做匀速直线运 动。
1.(2017四川成都七中育才学校期中,14,★★☆)如图所示,有两个相同的梯 形物体,它们在力的作用下,以下列四种方式沿相同的水平面运动,下列对 不同情况下物体所受摩擦力的比较,正确的是 ( ) A.f丙>f甲=f丁>f乙 B.f乙>f丙>f丁>f甲C.f乙>f丁>f甲>f丙 D.f乙>f甲=f丁>f丙
答案 D 甲、丁两图,压力和接触面的粗糙程度相等,接触面积的大小不 同,由于滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关,因此甲、丁两图摩擦力 大小相等,即f甲=f丁;甲、乙两图,接触面的粗糙程度相同,压力的大小不同,乙 图的压力大,因此乙图的摩擦力比甲图的大,即f乙>f甲;甲、丙两图,压力相同, 甲图是滑动摩擦,丙图是滚动摩擦,相同情况下,滚动摩擦力比滑动摩擦力 小,即f甲>f丙。综合可知:f乙>f甲=f丁>f丙。
2.(2019江苏南京秦淮期中,21,★★☆)用久了的传送带会打滑,人们往往会 通过张紧皮带和打蜡的方法来增大摩擦,其中张紧皮带是通过 来 增大摩擦,打蜡是通过 来增大摩擦;在雪地上撒沙子目 的是 摩擦;挂在黑板上的带磁条的黑板擦不掉下来是因为受到 (填“黑板的吸引力”或“黑板的摩擦力”)的作用。
答案 增大压力 增大接触面粗糙程度 增大 黑板的摩擦力解析 为了防止皮带在轮子上打滑而将皮带张紧,这样做是在接触面粗糙 程度一定时,通过增大压力来增大摩擦;给皮带打蜡,增大了接触面的粗糙 程度,增大了摩擦力。给结冰的路面撒上一层沙子增大了接触面的粗糙程 度,增大了摩擦力。挂在黑板上的带磁条的黑板擦不掉下来是因为其受到 平衡力的作用,竖直方向上的摩擦力和重力为一对平衡力,故其运动状态不 会改变。
3.(2018山东日照莒县期中,21,★★☆)在探究影响滑动摩擦力大小的因素 的实验中,某小组通过增减放在木块上的砝码重来改变木块对水平面的压 力,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块(如图甲),使它在粗糙程度不同的水 平面上做匀速直线运动,他们进行了三组实验,并记录有关数据,如表所 示。
(1)分别分析序号为1、2、3或4、5、6或7、8、9的数据,可得出的初步结 论是 。(2)分析比较序号 ,可得出的初步结论是:当压力相同时,接触面越 粗糙,滑动摩擦力越大。(3)该实验采用的方法是: 。A.类比法 B.理想实验法C.控制变量法 D.等效替代法(4)实验过程中要特别注意水平匀速拉动木块,为什么? (5)该小组对实验进行了改进,如图乙,向左拉动木板,当木块稳定后木块受
到木板给它的摩擦力方向向 ;(6)图乙实验时,木板运动虽然时快时慢,但是弹簧测力计的示数不变,这说 明滑动摩擦力的大小与 无关。
答案 (1)接触面的粗糙程度相同时,接触面所受压力越大摩擦力越大 (2)1、6、9(或4与7,5与8,6与9,1与6,1与9) (3)C (4)水平匀速拉动木块, 木块处于平衡状态,弹簧测力计的示数就等于滑动摩擦力 (5)左(6)相对运动的快慢解析 (1)分析比较序号为1、2、3或4、5、6或7、8、9的数据,可以得出: 接触面粗糙程度相同,接触面所受压力越大,滑动摩擦力越大;(2)要得出 “当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大”的结论,因此要控制压 力相同,改变接触面的粗糙程度,符合条件的实验序号有:1、6、9(或4与7,5 与8,6与9,1与6,1与9);(3)该实验中主要运用了控制变量法,故选C;(4)实验中 用测力计沿水平方向匀速拉动木块,因为可利用二力平衡的条件,则可将摩 擦力的大小转化成测力计示数的大小进行测量;(5)由图乙可知,当拉着下
面足够长的木板沿水平面向左运动时,木块与木板之间发生的是相对滑动, 所以产生的是滑动摩擦力,木板向左运动,木块相对于木板向右运动,所以 木块受到的摩擦力方向水平向左;(6)木块处于静止状态,受到的摩擦力与 测力计拉力为平衡力,而摩擦力大小只与压力和接触面粗糙程度有关,这两 个因素不变,故摩擦力大小不变,与木板的运动状态无关。当拉动木板向左运动时快时慢,木板对木块的摩擦力将不变,这说明滑动摩擦力的大小与相 对运动的快慢无关。
1.(2016四川南充中考,15,★★☆)如图8-3-10甲所示,放在粗糙程度不变的 水平地面上的物体,用方向不变的力F向右推物体,推力F的大小随时间的 变化关系如图乙所示,物体的运动速度随时间的变化关系如图丙所示。则 在t=1 s时,物体受到的摩擦力为 N;在t=3 s时,物体受到的摩擦力为 N。
丙图8-3-10答案 2 4解析 由乙、丙两图可知,0~2 s内,F=2 N,物体静止,所以根据二力平衡,f=F =2 N;2~4 s内,F=6 N,物体加速运动,则F>f;4~6 s内,F=4 N,物体匀速运动,则f =F=4 N。物体运动后,由于滑动摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度有 关,且压力和接触面粗糙程度不变,所以2~6 s内f=4 N。
2.[2019黑龙江龙东中考,28(1),★★☆]某班级同学为了帮助体委解决参加 学校拔河比赛的组队问题,做了如图8-3-11所示的“探究影响滑动摩擦力 大小因素”的实验:(4分) 图8-3-11①分析总结:实验现象表明在拔河比赛中可以通过 接触面的粗糙 程度和 来增大人与地面的摩擦力,使班级赢得比赛。②科学决策:组队时在班级选体重 的同学参加比赛,同时在比赛时 穿图8-3-12中的 (填“甲”、“乙”或“丙”)种鞋。
答案 ①增大 压力 ②大 甲解析 ①实验现象说明,滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关,压 力越大,接触面越粗糙,摩擦力越大,所以在拔河比赛中可以通过增大接触 面的粗糙程度和压力来增大人与地面的摩擦力,使班级赢得比赛;②根据生 活经验可知,压力越大,摩擦力越大,所以组队时,在班上选体重大的同学参 加比赛;鞋底越粗糙摩擦力越大,所以拔河时脚要穿鞋底有较深花纹的鞋, 故选甲。
3.(2019山东烟台中考,24,★★☆)图8-3-13所示的是小明同学“探究影响 滑动摩擦力大小的因素”的实验,铁块和木块的大小和形状完全相同。(8 分) 图8-3-13(1)实验时,小明同学先在竖直方向上对弹簧测力计调零,然后用弹簧测力 计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动,那么弹簧测力计的示数与实际摩
擦力相比是偏大还是偏小?(2)分析比较甲、乙两图弹簧测力计示数,得到的结论是什么?(3)图乙、丙所示的实验过程,探究的问题是什么?(4)图丁是小红同学对实验方案的改进,D是一个电动装置,可带动木板匀速 运动,请你指出小红同学方案的优点。
答案 (1)偏小 (2)接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大 (3)在压力相同时滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系 (4)弹簧测力计读 数较稳定,方便准确读数,且易于保持长木板做匀速直线运动解析 (1)当物体保持静止或做匀速直线运动时受平衡力,此时滑动摩擦力 等于测力计的拉力;因为弹簧自身重力的作用,所以当在竖直方向上对弹簧 测力计调零后,再在水平方向上测拉力的大小,指针的位置会有一定的回 缩,使所测出的摩擦力小于实际摩擦力的大小;(2)甲、乙两图,接触面粗糙 程度相同,乙图对水平面的压力大,滑动摩擦力大。所以在接触面粗糙程度 一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;(3)图乙、丙中铁块和木块叠在一起,对 水平面的压力相同,接触面的粗糙程度不同,是探究在压力相同时滑动摩擦 力与接触面粗糙程度的关系;(4)D是电动装置,电动机匀速转动这样可保证 弹簧测力计读数较稳定,方便准确读数,且易于保持长木板做匀速直线运 动。
1.(2019山东潍坊中考,15,★★★)(多选)如图所示,用水平推力F将质量均为 m的木块A、B压在竖直墙面上保持静止,下列说法中正确的是 ( ) A.木块B受到的摩擦力大小一定等于FB.木块B受到的摩擦力方向竖直向上C.木块A受到墙面的摩擦力大小等于2mgD.若增大力F,则木块B受到的摩擦力变大
答案 BC 对B进行受力分析可知,在竖直方向上B受到重力和A对B的摩 擦力,二者是一对平衡力,因此,木块B受到的摩擦力大小等于B的重力,为 mg,其大小与F无关,摩擦力的方向与重力方向相反,故A选项错误、B选项 正确。把A、B看成一个整体,其在竖直方向上受到的重力与墙面的摩擦力 是一对平衡力,故木块A受到墙面的摩擦力大小等于2mg,故C选项正确。若 增大力F,木块仍保持静止状态,重力与摩擦力仍平衡,所以木块B受到的摩 擦力不变,故D选项错误。
2.(2018吉林长春中考,8,★★☆)下列实例中增大摩擦的方法与其他三个不 同的是 ( )A.举重运动员手涂防滑粉B.足球守门员戴防滑手套C.长跑运动员的鞋底有花纹D.自行车运动员捏闸刹车答案 D 举重运动员手涂防滑粉、足球守门员戴防滑手套、长跑运动 员的鞋底有花纹,三者是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大 摩擦力;自行车运动员捏闸刹车,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压 力来增大摩擦力。综上分析,只有D选项增大摩擦的方法与其他三个不 同。
3.(2016浙江杭州中考,18,★★★)如图所示,第一次甲单独用50 N的力推墙, 第二次甲推墙的力不变,乙用30 N的力向左推甲,前后两次,人均未运动,则 下列说法错误的是 ( ) A.在两幅图中,墙壁都受到50 N的推力B.乙受到地面30 N的摩擦力,方向向左C.第二次推时,甲受到地面20 N的摩擦力,方向向左D.第二次推时,墙壁受到80 N的推力
答案 D 第一次甲在地面对它的摩擦力和墙对他的推力作用下处于平 衡状态,甲在水平方向的受力情况如图: 第二次甲在乙对甲的推力、地面对甲的摩擦力和墙对甲的推力作用下处 于平衡状态,甲在水平方向的受力情况如图: 第二次乙在水平方向的受力情况如图: 结合以上受力分析可知,A、B、C三个选项的说法正确,D选项错误。
4.(2018山东泰安中考,19,★★☆)如图所示,在水平拉力F1=10 N作用下,木 板甲在水平地面上匀速向右运动,同时物块乙相对于地面静止,已知此时绳 对物块乙的拉力F2=4 N。则木板甲与地面间的摩擦力是 N。答案 6解析 此时绳对物块乙的拉力F2=4 N,方向向左;物块乙水平方向上受拉力 和摩擦力,由二力平衡可得,摩擦力与拉力应大小相等,方向相反,故木板甲 对物块乙的摩擦力大小为4 N,方向水平向右;以甲为研究对象,它受到向右 的拉力F1=10 N,同时受到地面对它的摩擦力和物块乙对它的摩擦力,二者 之和为10 N,所以地面对木板甲的摩擦力为f=10 N-4 N=6 N。
5.[2017四川绵阳中考,26(2),★★☆]某同学用如图所示的装置研究影响滑 动摩擦力大小的因素。木板P放在水平桌面上,木块Q放在木板P上,弹簧测 力计一端固定,一端挂在木块Q上,拉动木板P,木块Q稳定时,读取测力计的 示数。回答下列问题: ①读取测力计的示数,是为了测量 。(填序号)A.木板P受到地面的滑动摩擦力大小B.木板P受到木块Q的滑动摩擦力大小C.木块Q受到地面的滑动摩擦力大小D.木块Q受到木板P的滑动摩擦力大小
②用相同的木板P和木块Q,在木块Q上放不同个数的砝码,拉动木板P快慢 相同,记录测力计的示数及对应的砝码个数。这是为了研究滑动摩擦力大 小与 的关系。③用相同的木板P和木块Q,发现拉动木板P的快慢不同时,测力计的示数相 等。由此得到的结论是 。
答案 ①D ②压力 ③滑动摩擦力大小与运动快慢无关解析 ①结合图示可知,拉动木板P,木块Q稳定时,读取测力计的示数,此时 木块Q受到木板P的滑动摩擦力大小与弹簧测力计的拉力相等,二力平衡, 故D选项正确;②根据控制变量法,用相同的木板P和木块Q,在木块Q上放 不同个数的砝码,拉动木板P快慢相同,记录测力计的示数及对应的砝码个 数,这是控制接触面粗糙程度不变,改变压力,是为了研究滑动摩擦力大小 与压力的关系;③木块的运动速度不同,测力计的示数相同,说明木块受到 的摩擦力不变,故可得滑动摩擦力大小与运动快慢无关。
1.(2019山西中考)同学们利用如图8-3-14甲所示的实验装置,测量物体所受 的滑动摩擦力。(1)实验中,应在水平方向拉着木块做 直线运动;根据 得 出滑动摩擦力大小等于拉力大小,即等于弹簧测力计示数。(2)“创新”小组在同一木板上,测量了不同压力下滑动摩擦力的大小,并 根据测量数据作出了如图乙所示的图象,分析图象可以得出的结论是 。
图8-3-14(3)“牛顿”小组在桌面上也做了同样的实验,记录实验数据如表,请你根 据表格中的数据,在图乙中描点作出图象。对比分析两组图象你的新发现 是 。
答案 (1)匀速 二力平衡(2)同一木板上,滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比(3)如图所示 木板和桌面的粗糙程度不同(开放性试题,答案合理即可)
解析 本题重点考查了对实验原理理解、表格与图象等数据的处理分析 能力。(1)实验中,应在水平方向拉着木块做匀速直线运动;根据二力平衡 得出滑动摩擦力大小等于拉力大小,即等于弹簧测力计示数。(2)分析图象 可知,在同一木板上进行实验,压力越大,而测力计的示数较大,说明受到的 摩擦力较大,且成正比,故可以得出的结论是同一木板,滑动摩擦力的大小 与压力的大小成正比。(3)根据“牛顿”小组的实验数据在图象中对应描 点然后连线即可得到图象。对比分析两组图象可发现:压力相同时,滑动摩 擦力不同,故可得结论:木板和桌面的粗糙程度不同。
2.(2019北京怀柔一模)在冰壶比赛中,为了取得更好的成绩,冰壶运动员都 会用力用硬毛刷擦拭冰面如图8-3-15所示。小明同学在学习摩擦力的知 识后,他认为:冰面原本很平整、光滑,用力用硬毛刷擦拭冰面只能使冰面 变得粗糙,从而使冰壶所受的摩擦力会增大,冰壶会运动得更近一些。请你 根据所学的知识,设计一个实验方案证明小明的观点是否正确。 图8-3-15
答案 在冰壶场地做2次实验,每次保证冰壶的出手速度相等。第一次不 擦冰,记录冰壶的运动距离s1;第二次用刷子在冰壶的前方用力擦冰,记录冰 壶的运动距离s2。若s1>s2,说明他的观点正确,若s1
答案 (1)没有控制压力大小相同 (2)如图所示
解析 本题考查了对实验方案的评估与设计能力。(1)铁块与木块的密度 不同,故体积和形状相同的木块和铁块质量不同,重力大小不同,对支持面 的压力大小不同,研究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系,要控制 压力大小相同,故按甲、乙两图先后拉动形状相同的木块、铁块,并测出滑 动摩擦力大小,不能比较出木块和铁块下表面的粗糙程度;(2)为控制压力 大小相同,可将木块放在铁块上,再将铁块放在木块上。
2.(2017江苏淮安中考)如图所示,一张很长的红地毯平铺在地面上。要把 地毯沿着其长度方向移动一段距离,最直接的方法就是从一端拉,但拉动整 张地毯很困难,需要非常大的力。 (1)解释从一端拉动地毯需要非常大的力的原因: ;(2)设计一种既简单又省力的方案,能将地毯沿长度方向移动一段距离(方 案可选用的工具只有圆木棒,也可不选用工具;对方案也可结合示意图描 述): ;
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