初中物理苏科版八年级下册摩擦力学案
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3 摩擦力
[学习目标]
1. 知道滑动摩擦力是如何产生的;
2. 知道影响滑动摩擦力的大小的因素;
3. 知道摩擦力的利用和防止;
1. 摩擦力:两个互相接触的物体,当它们要发生或已发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力就叫摩擦力。
① 摩擦力的方向:摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反;摩擦力有时起阻力作用,有时起动力作用。
② 摩擦力的大小:滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。
③ 接触面粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
④ 滑动摩擦:相互接触的两个物体,当它们之间有相对运动时,产生的摩擦力。
⑤ 滚动摩擦:相互接触的两个物体,当一个物体在另一个物体上发生滚动时,产生的摩擦力。
⑥ 静摩擦力:相互接触的两个物体,当它们有相对运动趋势,但它们之间处于相对静止时产生的摩擦力。
2. 摩擦力应用
① 理论上增大摩擦力的方法有:增大压力、接触面变粗糙、变滚动为滑动。
② 理论上减小摩擦的方法有:减小压力、使接触面变光滑、变滑动为滚动(滚动轴承)、使接触面彼此分开(加润滑油、气垫、磁悬浮)。
③ 在相同条件(压力、接触面粗糙程度相同)下,滚动摩擦力比滑动摩擦力小得多。
一、 摩擦力产生原因:两个互相接触的物体,当它们做相对运动(或有相对运动趋势)时,就会在接触面上产生一种阻碍相对运动(或相对运动趋势)的力;
二、 摩擦力分类:静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力。
静摩擦力
滑动摩擦力
定义
两个具有相对运动趋势的物体间在接触面上产生的阻碍相对运动趋势的力
两个具有相对运动的物体间在接触面上产生的阻碍相对运动的力
方向
沿着接触面,跟物体相对运动趋势的方向相反
沿着接触面,跟物体的相对运动的方向相反
大小及
影响因素
(1)水平面上的物体所受静摩擦力大小等于水平推力或拉力的大小;
(2)静摩擦力的大小,与正压力无关
滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度、压力的大小有关,接触面越粗糙、压力越大,滑动摩擦力越大
产生条件
(1)接触面粗糙;(2)接触处有弹力(接触);(3)两物体间有相对运动趋势,仍保持相对静止
(1)接触面粗糙;(2)接触处有弹力(接触);(3)两物体间有相对运动,即滑动。
三、 滑动摩擦力的测量:将物体置于水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使其做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数等于物体所受滑动摩擦力的大小。
四、 减小物体间的(有害)(滑动)摩擦:除了减小接触面的压力、接触面的粗糙程度以外,还可以采用加润滑剂(使两个相互接触的摩擦面彼此分离)、变滑动为滚动的方法。
五、 实验:控制变量法探究滑动摩擦力大小与什么因素有关
1. 工具:木块、弹簧测力计、水平木板、砝码、不同粗糙面等
① 方法1、使木块在同一木板上面匀速滑动,即保持接触面的粗糙程度相同,通过加砝码改变压力的大小,测出滑动摩擦力的大小;
② 方法2、保持压力相同,改变接触面的粗糙程度,让木块分别在较光滑的木板上和较粗糙的毛巾上匀速滑动,测出滑动摩擦力的大小。
③ *方法3、让相同小车从斜面上滚下,比较在不同粗糙面的滑行距离;
④ 方法4、由于很难控制木块做匀速直线运动,弹簧测力计的示数就不稳定,很难读数,我们就运用逆向思维,改拉长木板,当拉动长木板时,木块相对于地面处于静止状态,较好地解决了这个问题。
2. 探究过程:实验中用弹簧测力计水平匀速拉动木块,目的是:使弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的摩擦力大小相等(即利用“二力平衡”)
3. 得出结论:滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关;接触面的粗糙程度相同时,压力越大,摩擦力越大(对比乙、丙);压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大(对比甲、乙)
知识点一:摩擦力产生的条件
【探究重点】
根据两个物体的运动情况不同,可将摩擦力分为三种:当一个物体在另一个物体表面滑动时,产生的摩擦力叫滑动摩擦力;当一个物体在另一个物体表面滚动时,产生的摩擦力叫滚动摩擦力;当两个物体未发生相对运动,但有相对运动趋势时,产生的摩擦力叫静摩擦力。
【例题精讲】
1. 关于弹力和摩擦力的说法中,正确的是 ( )
A.物体间有弹力作用,一定存在摩擦
B.物体间没有弹力作用,一定不存在摩擦
C.摩擦力总是阻碍物体的运动
D.摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同
【答案】B;
【解析】产生滑动摩擦力的条件:相互接触且接触面粗糙,有压力,有相对运动;
A、如果接触面光滑,即使物体间有弹力作用,也没有摩擦力,故A错误;
B、如果物体间没有弹力,一定没有摩擦力,故B正确;
C、摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,故C错误;
D、摩擦力的方向可以与物体的运动方向相反,也可以与运动方向相同,故D错误。;
【巩固训练】
2. 关闭发动机的汽车会慢慢停下,是因为受到了( )
A.压力 B.重力 C.支持力 D.摩擦力
【答案】D
【解析】
关闭发动机的汽车由于惯性继续向前运动,在运动过程中会受到摩擦力的作用,所以会慢慢停下来。
故选D。
知识点二:摩擦力的方向
【探究重点】
【例题精讲】
3. 如图,一个物体m静止在斜面上不动,则物体受到的摩擦力方向可能是 ( )
A.竖起向上 B.竖起向下 C.沿斜面向上 D.沿斜面向下
【答案】C;
【解析】物体有向下运动的趋势,摩擦力与相对运动趋势方向相反;
【巩固训练】
4. 如图是“竹筷提米”实验。玻璃杯和米被慢慢提起后,使玻璃杯不掉下的力是 ( )
A.米对竹筷产生的压力 B.米对玻璃杯的摩擦力
C.竹筷对米的摩擦力 D.手对竹筷向上的提力
【答案】B;
【解析】如图,将竹筷插入玻璃杯的米中,米中倒入少量的水,等候一段时间,米膨胀,米和玻璃杯之间产生压力,产生了摩擦力,玻璃杯静止在空中,受到重力和米对玻璃杯的摩擦力,玻璃杯没有掉下来是受到摩擦力的作用;
知识点三:影响摩擦力的因素
【探究重点】
【例题精讲】
5. 用30N的力握住重为15N装油的瓶子悬空静止不动,则手与油瓶之间的摩擦力的大小为_________,若将手的握力增加到40N,则手与油瓶之间的摩擦力的大小将_________(填“增大”、“减小”或“不变”)
【答案】15N 不变
【解析】
手握装油的瓶子悬空静止不动时,瓶子受到的重力与受到的摩擦力是一对平衡力,所以手与油瓶之间的摩擦力的大小为瓶子的重,即15N;
只要瓶子静止,则瓶子受到的重力与受到的摩擦力始终是一对平衡力,摩擦力不会因为手的握力增加而变化,所以握力增加到40N,手与油瓶之间的摩擦力不变.
【巩固训练】
6. (2020·襄阳)如图甲所示,完全相同的木块A和B紧靠着平放在粗糙程度相同的水平桌面上,在12N的水平推力F1作用下,A、B一起作匀速直线运动。若将A、B叠放到该桌面上,用水平力F2拉着B使它们一起匀速运动(如图乙所示),则拉力F2=______N;此时木块A所受的摩擦力为______N。
【答案】(1)12;(2)0。
【解析】将A、B紧靠着放在水平桌面上,A、B一起作匀速直线运动,处于平衡状态,受到的推力和摩擦力是平衡力,所以摩擦力大小等于推力,即f=F1=12N
将A、B叠放到该桌面上,用水平力F2拉着B使它们一起匀速运动,接触面的粗糙程度不变,对桌面的压力也不变,因此B受到的摩擦力也不变,仍为12N,即f′=12N,AB整体处于平衡状态,拉力和摩擦力是平衡力,所以拉力F2=f′=12N
A、B一起作匀速直线运动,因此,A、B都受平衡力,木块A在水平方向不受拉力,AB之间没有相对运动趋势,因此A所受的摩擦力为0N。
知识点四:滑动摩擦及测量
【探究重点】
【例题精讲】
7. 如图,手拉着木块在粗糙程度不变的水平面上做加速运动,则木块受到的摩擦力大小( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.总是等于拉力的大小 D.保持不变
【答案】D;
【解析】由题意知,木块对水平面的压力和接触面的粗糙程度均不变,所以做加速运动时,木块所受的摩擦力不变,故ABC错误,D正确;
【巩固训练】
8. 如图所示是“测量滑动摩擦力”的实验,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做 运动,此时弹簧测力计的示数为2N,则木块受到的滑动摩擦力为 N。
【答案】匀速直线 2
【解析】
[1][2]物体做匀速直线运动时,处于平衡态,受到平衡力的作用,此时拉力等于摩擦力,所以摩擦力2N。
知识点五:探究影响滑动摩擦力大小的因素
【探究重点】
【例题精讲】
9. 图17是“测量滑动摩擦力大小”的实验装置示意图。
(1)图甲中,将木板固定水平拉动木块,木块受到的滑动摩擦力与其受到的水平拉力_____大小相等;图乙中,水平拉动木板,待测力计示数稳定后,木块受到的滑动摩擦力与其受到的水平拉力______大小相等。(选填“一定”或“不一定")
(2)图丙中,水平拉动木板,待测力计示数稳定后,测力计A的示数为4.0 N,测力计B的示数为2.5 N,木块受到的滑动摩擦力大小为_____N。若增大拉力,当A的示数为4.8 N时,B的示数为_______N。
【答案】(1)不一定;一定;(2)2.5;2.5。
【解析】本题属于常规的力学探究实验题,测量滑动摩擦力的大小。属于简单题。
第(1)题,第一种测量方式刚开始拉动物体时受力不一定平衡,第二种测量方式当测力计示数稳定时木块受力平衡。第(2)题滑动摩擦力和压力大小及接触面的粗糙程度有关, 当增大拉力拉动木板时摩擦力的影响因素不变,即摩擦力大小不变。
【巩固训练】
10. 在“探究影响滑动摩擦力大小因素”实验中,水平桌面上的器材有:弹簧测力计、木块、钩码、水平木板和毛巾,实验装置如图所示。
(1)甲、乙、丙三次实验中,每次用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,这样操作是为了测量 。
(2)比较 两次实验可探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系。
(3)鞋底做得凹凸不平,应用了比较 两次实验所得的结论。
【答案】滑动摩擦力大小、甲乙、甲丙;
【解析】(1)用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,此时木块受平衡力的作用,由二力平衡知识可知,此时木块所受的滑动摩擦力大小 等于弹簧测力计的示数; (2)探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系时应控制接触面的粗糙程度相同,压力不同,故选择甲乙两图进行实验; (3)鞋底做的凹凸不平,表明接触面粗糙程度不同,探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时,控制压力相同,接触面粗糙程度不同,故选择甲丙两图进行实验;
知识点六:摩擦力分类增加或者减小摩擦的方法
【探究重点】
【例题精讲】
11. 下列关于摩擦的说法中,正确的是( )。
A.自行车的钢圈与刹车闸皮之间的摩擦是滚动摩擦
B.滑冰时,冰刀与冰面间的摩擦是滑动摩擦
C.人在正常行走时,脚与地面之间的摩擦是滑动摩擦
D.划火柴时,火柴头和砂纸之间的摩擦是滚动摩擦
【答案】B
【解答】A、自行车的钢圈与刹车闸皮之间发生的是相对滑动,它们之间的摩擦是滑动摩擦,故A错误;
B、滑冰时,冰刀与冰面之间发生的是相对滑动,它们之间的摩擦是滑动摩擦,故B正确;
C、人在正常行走时,脚向后蹬地,与地面之间有相对运动的趋势,脚与地面间的摩擦是静摩擦,故C错误;
D、划火柴时,火柴头和砂纸之间发生的是相对滑动,它们之间的摩擦是滑动摩擦,故D错误。
故选B。
【巩固训练】
12. (2020·北京市朝阳区中考模拟(延期开学网上考试)如图的事例中,目的是为了减小摩擦的是( )
A. 在瓶盖上制出细条纹;B. 在乒乓球拍上粘一层胶粒;
C. 在守门员的手套上粘橡胶;D. 为车轴添加润滑油
【答案】D。
【解析】A.在瓶盖上制出细条纹,这是在压力不变的情况下,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,不符合题意;
B.在乒乓球拍上粘一层胶粒,这是在压力不变的情况下,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,不符合题意;
C.在守门员的手套上粘橡胶,这是在压力不变的情况下,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,不符合题意;
D.为车轴添加润滑油,是通过使接触面脱离来减小摩擦力。符合题意;故选D。
1. 一本字典在下列情况下不会受到摩擦力的是 ( )
A.静止放在斜面上 B.在水平桌面上被推动
C.静止放在水平桌面上 D.静止被压在竖直墙壁上
【答案】C;
【解析】A、字典静止放在斜面上,相对于斜面有向下滑动的趋势,所以字典受到沿斜面向上的摩擦力,A不合题意;B、字典在水平桌面上被推动,它与桌面间发生了相对运动,所以字典会受桌面的摩擦力,B不合题意;C、字典静止放在水平桌面上,相对于桌面没有相对运动的趋势,不受摩擦力,C符合题意;D、静止被压在竖直墙壁上,由于字典受到竖直向下的重力作用,它具有向下滑动的趋势,所以字典会竖直向上与重力平衡的摩擦力,D不合题意。;
2. 如图所示,用手握住一根重为G的长直铁棒,使铁棒沿竖直方向静止时,铁棒受到的摩擦力( )。
A.大小等于G
B.大小大于G
C.方向竖直向下
D.随着手握棒的力增大而增大
【答案】A
【解答】长直铁棒处于静止状态,竖直方向上的合力为零,即静摩擦力等于重力G;握棒的力(压力)变大时,静摩擦力的大小和方向不变,方向竖直向上。故A正确,B、C、D错误。
故选A。
3. 下列实例中,通过增大压力的方法来增大摩擦的是( )
A.鞋底加深槽纹 B.用手捏刹车把手 C.给转轴加润滑油 D.用铅笔移动书本
【答案】B
【解析】A、鞋底加深槽纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A不符合题意;
B、用手捏刹车把手,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故B符合题意;
C.给转轴加润滑油,是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力,故C不符合题意;
D.用铅笔移动书本,通过滚动摩擦代替滑动摩擦减小摩擦力,故D不符合题意。
故选:B。
4. (2020·襄阳)下列做法中为了减小摩擦的是( )
A. 定期给机器的转动轴加润滑油;
B. 鞋底和轮胎上都刻上花纹;
C. 骑自行车刹车时用力捏车闸;
D. 下大雪后,在结冰的路面上撒煤渣
【答案】A。
【解析】A.定期给机器的转动轴加润滑油,在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力,符合题意;
B.鞋底和轮胎上都刻上花纹,在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,不符合题意;
C.骑自行车刹车时用力捏车闸,在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,不符合题意;
D.下大雪后,在结冰的路面上撒煤渣,在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,不符合题意。故选A。
5. .(2020·四川甘孜州)下列实例中,为了减小摩擦的是( )
A. 用力握紧羽毛球拍 B. 足球守门员戴有防滑手套
C. 拧瓶盖时垫上毛巾 D. 给自行车的车轴加润滑油
【答案】D。
【解析】A.用力握紧羽毛球拍是通过增大压力来增大摩擦力,故A不符合题意;
B.足球守门员戴有防滑手套是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B不符合题意;
C.拧瓶盖时垫上毛巾是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C不符合题意;
D.给自行车的车轴加润滑油是减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力,故D符合题意。故选D。
6. (2020·吉林省长春市中考模拟四)下列实例中,为了增大摩擦的是( )
A.磁悬浮列车行驶时,车身悬在空中;
B.行李箱安装滚动的轮子;
C.运动鞋的底部制有凹凸不平的花纹;
D.给自行车的车轴加润滑油
【答案】C。
【解析】A、磁悬浮列车行驶时,车身悬在空中,是通过使接触面脱离来减小摩擦力的。故A错误;
B、行李箱安装滚动的轮子,是用滚动代替滑动来减小摩擦力的。故B错误;
C、运动鞋的底部制有凹凸不平的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。故C正确;
D、给自行车的车轴加润滑油,是通过使接触面脱离来减小摩擦力的。故D错误。故选C。
7. (2020·自贡)下列四幅图呈现的是小明在探究影响滑动摩擦力大小因素时设计的几种实验方案,则下列说法中正确的是( )
A. 通过甲、乙对比,可探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响;
B. 通过乙、丙对比,可探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响;
C. 通过乙、丙对比,可探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力大小的影响;
D. 通过乙、丁对比,可探究接触面的大小对滑动摩擦力大小的影响
【答案】A。
【解析】A. 甲、乙两次实验,控制接触面粗糙程度相同,改变压力,所以探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响。故A正确。
B. C.乙、丙两次实验,压力和接触面粗糙程度都改变了,触面的大小相同.既不能探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响,也不能探究接触面的大小对滑动摩擦力大小的影响。故B、C错误。
D.乙、丁两次实验中,改变了接触面的大小,但没有控制压力相同,所以不能探究接触面的大小对滑动摩擦力大小的影响。故D错误。
8. (2020·宜昌)如图用4N的水平推力把重2N的物理书压在竖直黒板上静止,下列说法正确的( )
A. 书对黑板的压力与黑板对书的支持力彼此平衡;
B. 黑板对书的摩擦力为4N;
C. 书受到摩擦力的方向竖直向下;
D. 书受到两对平衡力的作用
【答案】D。
【解析】A.书对黑板的压力与黑板对书的支持力是一对相互作用力,不是平衡力,故A错误;
BC.书处于静止状态,则书在竖直方向上所受的两个力:书所受的竖直向下重力G和黑板对书的竖直向上摩擦力f是一对平衡力,所以f=G=2N,故BC错误;
D.书处于平衡状态,除了受到竖直方向的平衡力之外,还受到水平方向的推力、黑板对书的支持力这一对平衡力,故D正确。故选D。
9. (2020·黑龙江龙东)自行车的设计中有很多地方利用了物理知识。如车座设计的宽大是为了减小 ,车把上有花纹是为了增大 。
【答案】压强 摩擦力
【解析】车座设计的宽大是为了增大受力面积,减小压强;车把上有花纹是为了增大接触面的粗糙程度,增大摩擦力。
10. 如图所示,叠放在一起的a、b两物体在水平力的作用下,沿水平方向一起向右匀速直线运动,a、b的接触面之间 (“存在”或“不存在”)摩擦力。若将换为质量更大的物体c压在a上面,让a、c 也以相同的方式运动,则地面与a之间的摩擦力将 (选填“变大”,“变小”或“不变”)。
【答案】存在 变大
【解析】
[1]a、b 两物体一起水平向右匀速直线运动,它们之间没有相对运动或相对运动的趋势,根据摩擦力产生条件可知,它们的接触面之间不存在摩擦力。
[2]将 b 换为质量更大的物体c压在a上面,则地面与a之间的压力增大,而接触面粗糙程度不变,所以地面与a之间的摩擦力将变大。
11. (2020·安顺)如图所示,物块置于长木板上表面,两者一起沿斜面匀速下滑,物块与木板始终保持相对静止。请在图中画出长木板对物块作用力的示意图。(O点为力的作用点)
【答案】
【解析】物块置于长木板上表面,两者一起沿斜面匀速下滑,物块与木板始终保持相对静止,此时的木块受力平衡,木块受到竖直向下的重力G、垂直于长木板表面向上的支持力F、平行于长木板表面向上的摩擦力f的作用,则长木板对物块的作用力是摩擦力和支持力,这两个力的作用点在O点,如图所示:
12. 在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,实验装置如图所示。
(1)用弹簧测力计水平拉着物体在长木板上做_________运动,由_________的知识可知,物体所受滑动摩擦力的大小与弹簧测力计的拉力大小相等,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。改变木块上砝码的数量,测出滑动摩擦力;在长木板上铺上棉布,重复以上实验,将所有实验数据记录在表格中。第5次实验时,弹簧测力计的读数是_________N,如图(戊)所示;
示实验次数
砝码的个数
接触面材质
弹簧测力计的读数/N
1
0
木块-长木板
0.3
2
1
木块-长木板
0.4
3
2
木块-长木板
0.5
4
0
木块-棉布
0.6
5
1
木块-棉布
6
2
木块-棉布
1.0
(2)由甲和丁,乙和戊,丙和己三组数据得出实验结论:接触面所受压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;由甲、乙、丙组数据得出实验结论:____________;
(3)有同学设计了另一种实验方案如图所示,请说一说这个方案的好处:____________。(说出一条即可)
【答案】匀速直线 二力平衡 0.8 当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大 无需匀速拉动木板
【解析】
(1)[1][2]用弹簧测力计水平拉着物体在长木板上做匀速直线运动,由二力平衡的知识可知,物体所受滑动摩擦力的大小与弹簧测力计的拉力大小相等,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。
[3]由图知,弹簧测力计的分度值为0.1N,其示数为0.8N。
(2)[4]甲、乙、丙知,接触面粗糙程度相同,压力越大,滑动摩擦力越大,故可得出结论:当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)[5]由图知,当弹簧测力计的示数稳定后,木块相对于地面的位置没有发生改变,是静止的,故这个方案的好处是:无需匀速拉动木板。
1. 小强沿水平方向用力推木箱,没有推动。对此现象下面说法错误的是 ( )
A.木箱同时受到四个力的作用
B.小强对木箱的推力使木箱发生了形变
C.木箱受到摩擦力的方向与木箱相对运动趋势的方向相反
D.小强对木箱的推力小于地面对木箱的摩擦力
【答案】D;
【解析】A、木箱同时受到重力和地面对它的支持力,小强对他的推力和地面对它的摩擦力,故A不符合题意; B、力作用在物体上出现两种效果:一是改变物体的形状;二是改变物体的运动状态。小强没有推动木箱,就改变了物体的形状,只是木箱的形变很小,看不清楚,故B不符合题意; C、摩擦力是木箱与地面接触产生的阻碍木箱运动的力,与木箱相对运动趋势的方向相反,故C不符合题意; D、小强对他的推力和地面对它的摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反,故D符合题意;
2. 关于摩擦力,下列说法正确的是( )
同
A. 一物块在同一木板上分别以v1、v2(v1>v2)的速度做匀速直线运动,则F1>F2
B.骑自行车下坡时,要捏紧刹车,是通过增大压力的方法来增大摩擦力
C.如果没有摩擦,写字时铅笔会从手中滑出漂在空中
D.人走路时,地面给人的摩擦力方向向后
【答案】B
【解析】
A.因为摩擦力的大小与速度大小无关,所以同一物块在同一木板上以不同的速度做匀速直线运动,压力大小和接触面的粗糙程度不变,则摩擦力不变,此时拉力等于摩擦力,即拉力大小相同,故A错误;
B.骑自行车下坡时,要捏紧刹车,是通过增大压力的方法来增大摩擦力,故B正确;
C.如果没有摩擦,写字时铅笔会从手中滑出,但铅笔受到重力作用,不会漂在空中,故C错误;
D.人鞋底受到的摩擦力是人前进的动力,所以人在水平地面上向前行走,地面给人的摩擦力的方向是向前的,故D错误。
故选B。
3. 小杰有四双鞋子,鞋底由同种材料制成,鞋底花纹样式分别如图所示。他在同一路面行走时,穿着其中一双鞋子最容易打滑,这双鞋的鞋底样式是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由图题意可知,四双鞋子,鞋底由同种材料制成,由图可知,B图没有花纹,接触面比较光滑,在压力一定时,接触面越光滑,滑动摩擦力越小,容易打滑,故他在同一路面行走时,穿着B鞋子最容易打滑。
故选:B。
4. (2020·龙东)如图所示,物体A和B叠放在一起放在水平地面上,在大小为F的恒力作用下,沿水平面做匀速直线运动,则下列结论错误的是( )
A.甲乙两图中A物体所受摩擦力大小均为F;
B.甲乙两图中B物体受到地面对它的摩擦力均为F;
C.甲图中物体A受到的摩擦力为F,物体B受到地面对它摩擦力为F;
D.乙图中物体A受到的摩擦力为F,物体B受到地面对它摩擦力为F
【答案】AD。。
【解析】由题意可知,
在甲图中:A物体在水平方向上受水平向右的拉力F和水平向左的摩擦力fA甲,因A处于平衡态,fA甲和F是一对平衡力,故fA甲=F;
B物体在水平方向上受A对它水平向右的摩擦力fB甲和地面对它的水平向左的摩擦力f甲,因B处在平衡态,fB甲和f甲是一对平衡力,故f甲=fB甲,因fA甲和fB甲是一对相互作用力,故fB甲=fA甲=F,故f甲=fB甲=F;
在乙图中:A物体由于是做匀速直线运动,处在平衡态,故A物体在水平方向不受力的作用,故fA乙=0N;
B物体由于是做匀速直线运动,处在平衡态,B物体在水平方向受水平向右的拉力F和地面对它的水平向左的摩擦力f乙的作用,拉力F和摩擦力f乙是一对平衡力,故f乙=F;
由以上分析可知:
A.甲图中A物体所受摩擦力大小为F,甲图中A物体所受摩擦力大小为0N,故A错;
B.甲图中B物体受到地面对它的摩擦力f甲=F,乙图中B物体受到地面对它的摩擦力f乙=F,故B正确;
C.甲图中物体A受到的摩擦力fA甲=F,物体B受到地面对它摩擦力f甲=F,故C正确;
D.乙图中物体A受到的摩擦力fA乙=0N,物体B受到地面对它摩擦力f乙=F,故D错;故选AD。
5. (2020·湘潭)以下可以增大摩擦的是( )
A.轴承中装有滚珠 B.旋钮侧面制有条纹
C.给自行车加润滑油 D.磁悬浮列车车身悬浮
【答案】B。
【解析】A、轴承中装有滚珠,是用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力。故A错误。
B、旋钮侧面制有条纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。故B正确。
C、给自行车加润滑油,是通过使接触面脱离的方法减小摩擦力;故C错误。
D、磁悬浮列车车身悬浮,是通过使接触面脱离的方法减小摩擦力;故D错误。故选:B。
6. 钢笔写字时,笔尖与纸之间的摩擦是 摩擦,自行车刹车时的摩擦是 摩擦,圆珠笔尖与纸的摩擦是 ,静止在斜面上的物体与斜面之间的摩擦是 摩擦。
【答案】滑动 滑动 滚动 静
【解析】
[1]钢笔写字时,笔尖与纸之间发生了相对运动的摩擦是滑动摩擦。
[2]自行车刹车时,自行车刹车皮与轮子之间发生了相对运动,所以,这种摩擦属于滑动摩擦力。
[3]用圆珠笔写字时,圆珠在纸面滚动,所以,属于是滚动摩擦。
[4]静止在斜面上的物体与斜面之间存在相对的趋势,属于是静摩擦力。
7. (2020·广东省佛山市南海区石门实验中学一模)如图所示为测量木块所受的滑动摩擦力的实验装置:当拉动小车向左作加速运动时,小车对木块的摩擦力将 (选填“大于”、“小于”或“等于”)测力计的示数。
【答案】等于。
【解析】拉动小车向左作加速运动时,木块静止不动,在水平方向上受到测力计的拉力和小车的摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,故摩擦力的示数等于测力计的示数。
故答案为:等于。
8. 如图所示,在足够长的水平面上,小杰用30N的水平推力推着箱子做匀速直线运动,6s内运动的路程为3m,箱子的运动速度是_____m/s;将水平推力增大到35N时,箱子受到的摩擦力大小是_____N。(不考虑空气阻力)
【答案】0.5 30
【解析】
[1]由知道,箱子的运动速度为
[2]当水平推力为30N时,箱子恰好做匀速直线运动,处于平衡状态,则摩擦力与推力大小相等,此时箱子受到的摩擦力为30N;当水平推力增大到35N时,箱子做加速直线运动,而由于压力和接触面的粗糙程度没有变,所以,箱子受到的摩擦力不变,仍为30N。
9. (2020·齐齐哈尔)如图所示,一个木箱放在各处粗糙程度均相同的水平地面上,对木箱施加一个水平向右、大小为15N的拉力,使木箱水平向右做匀速直线运动,则此过程中木箱受到的摩擦力为 N,方向水平向 (选填“左”或“右”)
【答案】15;左。
【解析】对木箱施加一个水平向右、大小为15N的拉力,使木箱水平向右做匀速直线运动,此时木箱处于平衡状态,拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力为15N;木箱水平向右做匀速直线运动,则摩擦力的方向是水平向左的。
故答案为:15;左。
10. 如图甲所示,小林用水平推力F把木块向前推动,此过程中,推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图乙、丙所示。则:物体在0~1s内摩擦力大小为______N;1~3s内摩擦力大小为______N; 5~6s内摩擦力大小为______N。
【答案】100;200;200。
【解析】(1)从v-t图象可知,0~1s内物体的速度大小为0,即木块处于静止状态,由F-t图象可知此时推力F1=100N,由二力平衡条件可知,此时摩擦力的大小:f1=F1=100N;
(2)从v-t图象可知,3~5s内物体做匀速直线运动,由F-t图象读出此时推力F3=200N,
由二力平衡条件可知,滑动摩擦力的大小:f3=F3=200N;
物体在1~3s做加速直线运动,5~6s做减速运动,因为压力不变,接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力不变,所以1~3s和5~6s时物体受到的摩擦力大小:f2=f4=f3=200N。
故答案为:100;200;200。
11. 图中的木块在水平面上沿图示方向作匀速直线运动,请画出它所受重力和摩擦力的示意图。
【答案】
【解析】根据二力平衡的条件确定摩擦力的方向和作用点,再根据重力的方向和作用点画出摩擦力和重力的示意图。
1. 用5N的水平拉力使木块在水平桌面上做匀速直线运动。若用6N和4N的水平力分别拉水平桌面上的木块,此时木块受到的摩擦力分别是 ( )
A.6N和4N B.6N和0N
C.5N和4N D.5N和0N
【答案】C;
【解析】(1)木块受到5N的拉力在水平面上做匀速直线运动,木块在水平方向上受到拉力和滑动摩擦力作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,所以滑动摩擦力大小f滑=F1=5N。 (2)当拉力增大为6N时,木块对水平面的压力不变、接触面的粗糙程度不变,所以滑动摩擦力不变,大小还是5N,此时拉力大于滑动摩擦力,木块将做加速运动。 当用4N的水平力拉水平桌面上的木块时,此时拉力小于5N(即小于滑动摩擦力),此时木块将处于静止状态,受到的是静摩擦力,此时静摩擦力和拉力是平衡力,大小相等,则f静=F3=4N。 综上分析可知,选项ABD错误,C正确。;
2. 小刚用水平推力推静止在水平地面上的讲台桌,结果没有推动(如图所示)。则下列说法正确的是( )。
A.讲台桌不受摩擦力;
B.推力与讲台桌的重力大小相等;
C.推力小于地面对讲台桌的摩擦力;
D.推力与地面对讲台桌的摩擦力大小相等
【答案】C
【解析】要解决此题,首先要知道平衡状态或静止状态都属于平衡状态;要掌握二力平衡的条件,知道处于平衡状态的物体所受力相互平衡,相互平衡的两个力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
解答:小刚用水平推力推静止在水平地面上的讲台桌,结果没有推动,则讲台桌仍处于静止状态,所以其受力平衡。
在水平方向上,人对讲台的推力与地面对讲台的摩擦力是一对平衡力,大小相等.
故选D.
3. 下列做法中,为了增大摩擦的是( )
A.缝衣针表面做得很光滑 B.自行车刹车时用力捏车闸
C.旅行箱下装有小轮子 D.磁悬浮列车车身悬浮
【答案】B
【解析】
A.缝衣针表面做得很光滑,是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦,故A不符合题意;
B.自行车刹车时用力捏车闸,是在接触面的粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦的,故B符合题意;
C.旅行箱下装有小轮子,是用滚动代替滑动来减小摩擦力,故C不符合题意;
D.磁悬浮列车车身悬浮,是通过使接触面脱离来减小摩擦力,故D不符合题意。
故选B。
4. (2020·北京四中中考模拟(适应性测试))下列实例中,为了增大摩擦的是( )
A. 旱冰鞋下装有滚轮 B. 给车轴加润滑油
C. 冰壶底面打磨得很光滑 D. 足球守门员戴有防滑手套
【答案】D。
【解析】A.旱冰鞋上装了轮子,是用滚动代替滑动来减小摩擦,故A不符合题意;
B.给车轴加润滑油,是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力,故B不符合题意;
C.冰壶底面打磨得很光滑,这是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦,故C不符合题意;
D.足球守门员戴有防滑手套,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故D正确。故选D。
5. 如图所示,轻弹簧一端固定,另一端自由伸长时恰好到达O点,将质量为m的物体P与弹簧连接,并将弹簧压缩到A由静止释放物体后,物体将沿水平面运动。若物体与水平面的摩擦力不能忽略,则关于物下列说法中正确的是
A.A到O速度不断增大 B.A到O速度先增大后减小
C.物体运动到O点时速度最大 D.从A到O的过程中摩擦力逐渐减小
【答案】B
【解析】
从A到O过程中,弹簧的弹力先大于摩擦力,后小于摩擦力,则知物体先加速后减速,故AC错误,B正确;从A到O过程中物体一直在运动,物体与水平面间是滑动摩擦力,滑动摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度有关,在从A到O过程中对水平面的压力和接触面没有改变,所以摩擦力的大小不变,故D错误。
6. (2020·南京)重100N的木箱放在粗糙程度相同的水平地板上,用水平推力F推木箱。F=15N时,没推动,木箱所受摩擦力为______N;F=30N时,木箱做匀速直线运动;F=50N时,木箱做加速运动,它所受摩擦力为______N;撤去F,木箱做减速运动,它所受摩擦力为______N。
【答案】(1)15;(2)30;(3)30。
【解析】用15N的水平推力推木箱,木箱静止不动,此时推力跟摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以它受到的摩擦力为15N。
F=30N时,木箱做匀速直线运动,此时推力跟摩擦力也是一对平衡力,大小相等,所以它受到的摩擦力为30N。F=50N时,木箱做加速运动,木箱对水平地面的压力和接触面的粗糙程度都没有变,所以摩擦力不变,仍为30N。
撤去F,木箱做减速运动,木箱对水平地面的压力和接触面的粗糙程度都没有变,所以摩擦力不变,仍为30N。
7. 一辆重为2×104N的汽车在平直的马路上做匀速直线运动时,汽车受到的牵引力大小为4×103N,则汽车受到的摩擦力大小为____N,当加大油门,汽车所受牵引力突然增大时,汽车受到的摩擦力大小___(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】4×103 不变
【解析】
[1]汽车在马路面上水平向右做匀速直线运动,汽车处于平衡状态,由平衡条件得
汽车受到的摩擦力大小是。
[2]当加油门时汽车所受牵引力突然增大时,由于接触面的粗糙程度以及车对地面的压力大小都不变,所以车受到的摩擦力大小不变。
8. 重力为50N的物体放在斜面上,请用力的示意图画出此物体所受的力。
【答案】
【解析】物体重力G=50N,过重心作竖直向下的重力G,过重心作沿斜面向上的摩擦力f,过重心作垂直于斜面向上的支持力F。如图所示:
9. 在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中:
(1)为测量滑动摩擦力的大小,小明把木块放在水平长木板上,如图所示,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使其做 运动,此时木块受到摩擦力大小与拉力大小 。
(2)添加砝码,继续实验,这是为了探究 对滑动摩擦力大小的影响.小明正确操作,完成实验。
(3)弹簧测力计时本实验中重要的测量器材,以下探究实验,在课本中也用到弹簧测力计 (填字母)。
A.探究定滑轮工作时的特点;
B.探究压力的作用效果;
C.探究阻力对物体运动的影响;
D.探究动能大小与哪些因素有关。
【答案】(1)匀速直线、相等;(2)压力大小;(3)A。
【解析】(1)只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,木块受到摩擦力大小与拉力大小相等;故使其做匀速直线运动。
(2)添加砝码,物体对支持面的压力增大,而受力面积不变,这是为了探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响。
A.探究定滑轮工作时的特点,要比较使用定滑轮提起物体所用的力和不使用定滑轮直接提起物体所用力的大小,故要用弹簧测力计测出力的大小;
B.探究压力的作用效果,根据转换法,是通过受压物体的凹陷程度来反映压力的作用效果,无需测力计;
C.探究阻力对物体运动的影响,根据转换法,是通过运动距离的长短来说明阻力的大小,无需测力计;
D.探究动能大小与哪些因素有关,根据转换法,是根据具有动能的物体推动另一个质量较小的物体通过距离的长短来反应运动大小的,无需测力计;
故选A。
10. 小明按如下步骤完成探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验:
a.如图1中甲图所示,将木块A平放在长木板B上,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录了其示数。
b.如图1中乙图所示,将毛巾固定在长木板B上,木块A平放在毛巾上,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录了其示数。
c.如图1中丙图所示,将木块A平放在长木板B上,并在木块A上放一钩码,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录了其示数。
(1)该实验主要采用的探究方法是 。
(2)由图1中 两图可知: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。
(3)由图1中甲乙两图可知:当接触面受到的压力一定时,接触面越粗糙滑动摩擦力越 (选填“大”或“小”)。
(4)实验后小组交流讨论时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动。于是小丽设计了如图1中丁图所示的实验装置,该装置的优点是 长木板做匀速直线运动(选填“需要”或“不需要”)。实验中小丽发现:当F为3N时,木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,则长木板B受到地面的摩擦力大小为 N。
(5)实验拓展:如图2所示,放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用,F﹣t和v﹣t图象分别如图3图4所示。则物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为 N。
【答案】
【解析】(1)该实验主要采用的探究方法是控制变量法。
(2)因沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡,拉力大小等于摩擦力的大小;
由图1中甲丙两图可知: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。
(3)由图1中甲乙两图可知:当接触面受到的压力一定时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大;
(4)如图1中丁图所示的实验装置,A相对于地面静止,受到摩擦力和测力计的拉力为一对平衡力,故该装置的优点是不需要长木板做匀速直线运动;
实验中小丽发现:当F为3N时,木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,根据二力平衡,则长木板B受到地面的摩擦力大小为3N。
(5)实验拓展:如图2所示,放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用,F﹣t和v﹣t图象分别如图3图4所示,由图4知,6﹣9秒物体做匀速直线运动,受到的拉力与摩擦力为一对平衡力,大小相等,因压力大小和接触面粗糙程度不变,则受到摩擦力大小不变,故物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为4N。
故答案为:(1)控制变量法;(2)甲丙;(3)大;(4)不需要;3;(5)4。
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