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第8.2讲 摩擦力【教材为纲·探题源】-2024年中考物理一轮复习讲义(解析版)
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知识点1:摩擦力
滑动摩擦力:两个互相接触的物体,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(frictinfrce)。
影响滑动摩擦力大小的因素:滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关,接触面受到的压力越大,滑
动摩擦力越大。滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
改变摩擦力大小的方式:根据影响摩擦力大小的因素我们知道:可以通过改变压力或接触面的粗糙
程度来改变摩擦力的大小。
【典例探究】如图所示,三个相同的物体叠放在一起,当 B 受到 6 N的水平拉力时,三个物体一起向右匀速运动,则A与B 之间、B与C之间及 C与地面间的摩擦力分别为________N、__________N、____________N。
【解题思路】面上整体求摩擦
多个物体叠加求解某个面上的摩擦力时,可以先把这个平面上的一个物体或者多个物体当成一个整体来受力分析,根据关键的条件“静止”和“匀速直线运动”得到受力亚衡,最后列方程求解摩擦力的大小。
【答案】0 6 6
【解题大招】首先看到多物体叠加且求解某一个面上的摩擦力。快速定位“面上整体求摩擦”这个大招,其次看到匀速向右运动知道物体受力平衡。分别分析三种情况。情况1:求解A和B之间的摩擦力,只需研究A。在水平方向上没有任何力,故A与B这个平面的摩擦力为0;情况 2:求解B与C之间的摩擦力,只需把A和B当成是一个整体去分析,在水平方向上受到了一个向右的6N的拉力,故必有一个水平向左、大小等于6 N的摩擦力与其平衡;情况3:求解C和地面之间的摩擦力,只需把ABC当成是一个整体,在水平方向上,这个整体受到了一个向右的6N的拉力,故必有一个水平向左、大小也为6N的摩擦力与其平衡。故答案为0;6;6。
【典例探究2】如图所示,A、B 两个物体叠放在水平面上,同时有 F=2N 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( )
A和B之间摩擦力为0 B.地面对B的摩擦力为0
C.地面对 B的摩擦力为2N,方向水平向左 D.地面对B的摩擦力为2N方向水平向右
【解题思路】
【答案】B
【解析】对A分析,A 在水平方向上受水平向左的拉力F和B对A 向右的静摩擦力,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F fA=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。
【解题大招】将地面以上的A、B 看成整体,整体所受合力为0,可分析出地面对B的摩擦力。对 B以上的物体A受力分析,所受合力为0,可分析出A、B之间的摩擦力。
【总结归纳】区分静摩擦力与滑动摩擦力
注意:静摩擦力与接触面相对静止,滑动摩擦力与接触面相对运动。
一、单选题
1.(2023·江苏宿迁·统考中考真题)图中两个实验分别是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”和“探究阻力对物体运动的影响”,以下分析正确的是( )
A.在图甲实验中,三次木块做匀速直线运动的速度应该相等
B.在图乙实验中,三次小车运动到水平面时的初速度应该相等
C.在图甲实验中,弹簧测力计可以不沿着水平方向拉动木块
D.在图乙实验中,小车所受阻力的改变可以通过在小车上放不同质量的砝码来实现
2.(2023·宁夏·统考中考真题)下列事例中,属于减小摩擦的是( )
A.拉杆式行李箱下面安装滚轮B.汽车轮胎表面有粗糙的花纹
C.体操运动员赛前在手上涂抹防滑粉D.用力捏闸使自行车更快地停下来
3.(2023·山东日照·统考中考真题)书法教育是对中小学生进行书法基本技能的培养和书法艺术欣赏,是传承中华民族优秀传统文化,培养爱国情怀的重要途径。如图所示,在某次书法课上,小明同学在水平桌面上平铺一张白纸,然后在白纸的左侧靠近边缘处放镇纸,防止书写过程中白纸在桌面上打滑。书写“一”字时,在向右行笔的过程中镇纸和白纸都处于静止状态。则( )
A.毛笔受到白纸的摩擦力的方向水平向左B.镇纸受到白纸的摩擦力的方向水平向右
C.白纸受到毛笔的摩擦力的方向水平向左D.白纸只受到向左的摩擦力
4.(2023·湖南郴州·统考中考真题)下列有关摩擦力的说法不正确的是( )
A.走路时鞋底与路面间的摩擦是有益摩擦
B.自行车刹车时,是通过增大刹车胶皮与钢圈之间的压力来增大摩擦力
C.摩擦力不一定是阻力
D.摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
5.(2023·湖北省直辖县级单位·统考中考真题)水平桌面上有物体A、B。如图甲,A在的作用下向左做匀速直线运动:如图乙,A、B用轻绳水平连接,在F1和共同作用下一起向右做匀速直线运动,水平拉力、图乙中,下列说法正确的是( )
A.A与桌面的摩擦力方向向右
B.A与桌面的摩擦力为14N
C.B与桌面的摩擦力为8N
D.绳子的拉力为6N
二、实验题
6.(2023·山东日照·统考中考真题)小明“五一”假期到游乐场体验了一项惊险刺激的游戏项目“过山车”,满载游客的“过山车”从轨道的最高端飞驰而下,到达大回环的顶端,再疾驰而下、体验了“过山车”的惊险刺激后,小明做了以下的实验探究。
(1)小明设计了如图甲所示的装置,右侧斜面上可以铺设不同材质的面料,右侧的斜面倾角可以调节:
①保持右侧斜面倾角不变,在斜面铺上毛巾,让小球从左端等高线A处自由下滑,小球 (选填“能”或“不能”)到达右侧等高线处;
②更换较光滑的棉布面,重复刚才的操作,发现滑到右侧斜面最高点比第一次距离等高线 (选填“远”或“近”);
③继续更换成更光滑的面料,重复上述操作……;
通过以上实验现象,小明进一步推理得出:当右侧斜面 时,小球将到达右侧等高线处;
(2)小明在上述第①次实验中,取下毛巾,其他条件不变,只减小了右侧斜面的倾角。他发现倾角越小,小球在右侧斜面上运行的距离越大;
进一步推理得出:当倾角为0°时,如图乙,如果小球在水平面运动时受到的阻力为0,则小球将做 运动。英国科学家牛顿在此类研究成果上,概括总结出一条重要的物理规律“牛顿第一定律”;
(3)通过以上实验,小明发现物体接触表面的粗糙程度是影响滑动摩擦力大小的因素之一,为了验证是否还有其他影响因素,小明进一步设计了以下实验进行探究。如图丙、丁、戊所示,A、B是完全相同的两个物块,与木板的接触面的粗糙程度不变:
①实验要求拉动物块时均需要保持物块做 运动,此时物块受力平衡,拉力大小等于物块受到的滑动摩擦力大小;
②由图丙、图丁两次实验测得(物块AB一起运动),可得出结论:当接触面的粗糙程度相同时,接触面受到的 越大,滑动摩擦力越大;
③由图丁和图戊两次实验可以探究滑动摩擦力大小与接触面积大小的关系(物块AB一起运动),实验测得。可得出结论: 。
7.(2023·吉林·统考中考真题)在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动。
(1)甲图中,弹簧测力计示数为 N,根据 原理可得,此时木块受到的滑动摩擦力与木块受到的拉力大小相等;
(2)比较甲、乙两图可得:在接触面粗糙程度相同时, 越大,滑动摩擦力越大;
(3)通过比较 两图可探究:滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
8.(2023·黑龙江绥化·统考中考真题)如图是“探究二力平衡条件”的实验装置。
(1)把小车放在比较光滑的水平桌面上,用手按住小车不动,在两托盘中放入质量相等的砝码,放手后小车静止;在两托盘中放入质量不相等的砝码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力 。用手按住小车不动,把两个托盘放在小车的同一侧,放入质量相等的砝码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力 ;
(2)把小车放在水平桌面上,保持两托盘砝码质量相等,使小车静止,将小车扭转一个角度后释放,观察到小车 ,这说明相互平衡的两个力作用在 ;
(3)实验中为了减小摩擦力对实验的影响,应选择质量较 的砝码进行实验。(选填“大”或“小”)
三、作图题
9.(2023·江苏无锡·统考中考真题)按要求作图:如图所示,在水平桌面上匀速拉动木块,请画出木块所受拉力F和摩擦力f的示意图。
10.(2023·贵州·统考中考真题)如图所示是在水平地板上推动拖把向左移动的情景,请分析并画出地板对拖把头的作用力的示意图(O点为拖把头重心)。
四、填空题
11.(2023·河南·统考中考真题)小亮与小华在课后利用本质黑板擦对滑动摩擦力进行探究。如图所示,先让黑板擦平整的一面轻触竖直黑板面,松手后黑板擦沿着黑板面竖直下落。黑板擦在下落过程中,小亮认为其受到黑板面的摩擦力作用。小华则认为黑板擦不受摩擦力。你认为 的观点正确,请简要说明理由: 。
12.(2023·内蒙古通辽·统考中考真题)如图所示,用6N的水平拉力F拉动木板A在水平地面上向右做匀速直线运动,物体B相对地面静止不动,弹簧测力计示数为2N,则B所受摩擦力的大小为 N,方向为 (选填“水平向左”或“水平向右”),地面对A的摩擦力大小为 N。
一、单选题
1.(2023·黑龙江齐齐哈尔·一模)如图所示,水平桌面上的小车上放一木块,木块随小车在重物的牵引下向右做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.木块受到小车对它的摩擦力方向水平向左
B.小车受到桌面对它的摩擦力方向水平向左
C.木块对小车的压力和小车对木块的支持力是一对平衡力
D.小车受到的重力和桌面对小车的支持力是一对平衡力
2.(2023·湖北武汉·统考模拟预测)如图甲所示,用水平压力F将物体压在竖直墙上,图乙为压力F与时间t的关系。图丙为物体所受摩擦力f与时间t的关系,下列说法错误的是( )
A.由甲图可知,0~t1时间内,物体静止在竖直的墙上,重力与静摩擦力是一对平衡力
B.由乙图可知,物体的重力为10N
C.可丙图可知,0~t2时间内,摩擦力先不变、后减小
D.由丙图可知,t1后物体开始下滑,受到的滑动摩擦力越来越小
3.(2023·湖北·统考模拟预测)在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验时,小明认为实验过程中难以拉动木块做匀速直线运动,所以对实验装置进行了如图所示的改进。下列说法正确的是( )
A.拉动长木板时,方木块相对地面是静止的
B.水平向右匀速拉动长木板时,拉力F与弹簧测力计的示数相等
C.长木板受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力
D.拉动长木板向右加速运动时,方木块受到向右的摩擦力变大
4.(2023·北京顺义·统考二模)如图所示,木块在水平拉力F作用下,在水平桌面上向右做匀速直线运动,下列说法中正确的是( )
A.桌面对木块的支持力与木块对桌面的压力是一对平衡力
B.桌面对木块的摩擦力与木块受到的重力是一对平衡力
C.木块受到的重力与木块对桌面的压力是一对平衡力
D.拉力F与桌面对木块的摩擦力是一对平衡力
二、实验题
5.(2023·广东·统考模拟预测)如图所示是小方同学在做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验。如图甲乙两所示,测量滑动摩擦力时,小方用测力计拉动木块沿水平方向做匀速直线运动。
(1)在图甲实验中,小方首先拉动木块以4cm/s的速度做匀速直线运动,测力计示数如图中所示。接着,小方立刻拉动木块以8cm/s的速度做匀速直线运动,测力计示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)对比甲、乙两次实验可知:在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越 。比较甲、丙两次实验数据, (选填“能”或“不能”)得出滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糖程度有关的结论;
(3)小方继续找来接触面粗糙程度不同的木板a、b,通过改变木块上砝码的个数来改变压力,记录多组滑动摩擦力f及压力FA的大小,作出了如图丁所示滑动摩擦力f随压力FA变化的图象。由图象可知,长木板 (选填“a”或“b”)的接触面更粗糙;
(4)小方发现,原来实验在操作中较困难,经老师引导后,将实验装置改成如图戊所示,实验中用力下向右拉着木板运动,当F变大时,弹簧测力计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)在物理学中,两个物体间的滑动摩擦力f与压力FA的关系为f=μFA,μ称为这两个接触面间的动摩擦因数。在图戊所示实验中,木块重为5N,木板重为10N,木块与木板间的动摩擦因数大小为0.2,若木板与地面之间的动摩擦因数大小为0.3,用拉力F将木板匀速抽出,则拉力F= N。
6.(2023·广东深圳·统考二模)物理小组成员购买了两双质量不同的运动鞋,为了比较两双鞋子的防滑性,需要测量摩擦力大小,物理小组成员各取其中一只鞋A和B,在水平桌面上进行如图所示的四次实验:
(1)四次实验均需拉着鞋子做 运动,图③中A鞋子所受的摩擦力为 N。
(2)根据 (选填序号)两次实验,可知 (选填“A”或“B”)鞋的防滑性更好。
(3)④图中,若拉力增大为5N,则鞋子B所受摩擦力为 N。
7.(2023·广东东莞·校考一模)物理小组用如图所示的装置探究二力平衡的条件:
(1)在探究中,小组的同学发现两边砝码质量不等时,小车也处于静止状态,原因是小车受到 的过大;由此小组同学认为,应该把小车放在 (选填“光骨”或“粗糙”)的水平桌面上进行实验;(不考虑滑轮的摩擦)
(2)更换桌面后,小组的同学向两端完全相同的小盘里加砝码,当两盘砝码的质量相等时,小车处于静止状态。于是总结得到二力平衡的条件之一:两个力大小相等。这种做法是不合理的,原因是 ;
(3)保持两盘砝码质量相等,把小车在水平桌面上扭转一个角度,松手后小车将 (选填“能”“不能”)平衡。把小车扭转不同的角度是为了探究 ;
(4)为了探究平衡的两个力是否作用在同一物体上,小组的同学用轻质小卡片代替图甲中的小车,实验装置如图乙所示,两端所挂钩码质量相等时,小明下一步的操作是 ,发现小卡片不能保持平衡,由此可以得出二力平衡的又一个条件: 。
三、填空题
8.(2023·湖北武汉·统考模拟预测)如图所示是冰壶比赛时的场景。
(1)冰壶在前进过程中运动员不停的擦冰,这是通过改变接触面的粗糙程度来 (填“增大”或“减小”)摩擦,从而改变冰壶的运动状态。
(2)运动员掷出的冰壶A撞击停在大本营的另一个冰壶B,从而使冰壶B离开大本营,在撞击过程中冰壶A对冰壶B的作用力 (填“大于”、“等于”或“小于”)冰壶B对冰壶A的作用力。冰壶B离开大本营后由于 ,继续向远离大本营的方向运动。
9.(2023·湖北黄冈·校考模拟预测)尊老爱幼是中华民族的传统美德,初三(1)班全体同学深入社区养老院,开展志愿者服务活动,下图是小文同学打扫卫生时推移沙发的情景。当他推动沙发向左运动时,地面对沙发的摩擦力方向是向 的。小文觉得如果给沙发装上轮子,推起来会更省力,他这样思考的依据是:在一般情况下,滚动摩擦 滑动摩擦。
10.(2023·黑龙江伊春·一模)如图所示,用手握住重为3N的瓶子在竖直方向保持静止不动,此时瓶子受到摩擦力的方向是 (填“竖直向上”或“竖直向下”)。当对瓶底施加一个竖直向上10N的推力时,瓶子仍然保持竖直静止,此时瓶子受到的摩擦力大小为 N。
11.(2023·广东汕头·统考一模)如图所示,在水平面上叠放着A、B两个木块,A木块用一根细绳拴在固定的墙面上。这时用力F1=7N向左拉动B,使它以2m/s的速度做匀速直线运动,绳的拉力为F2=3N,则A木块所受到的摩擦力大小为 N,B木块与地面之间的摩擦力大小为 N。若增大拉力F,则木块B受到地面的摩擦力 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
四、作图题
12.(2023·江苏宿迁·一模)在桌面匀速拉动木块时,请画出木块的受力示意图。
13.(2023·广东揭阳·统考模拟预测)如图所示,物块正在粗糙的水平面上向右滑动,并拉伸弹簧,画出物块在水平方向上的受力示意图(不计空气阻力)。
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