物理八年级下册摩擦力优秀达标测试
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第八章《力》
8.3摩擦力
【知识梳理】
一、滑动摩擦力
1.定义:一个物体在另一个物体表面上滑动时,会受到阻碍它运动的力,这种力叫作滑动摩擦力,用f表示。
2.滑动摩擦力的方向:沿接触面,与受力物体相对施力物体的运动方向相反。
3.实验:探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关
【实验猜想】猜想一:滑动摩擦力与接触面间的压力大小有关
猜想二:滑动摩擦力与接触面的粗糙程度有关
猜想三:滑动摩擦力与接触面的面积有关
猜想四:滑动摩擦力与两物体间相对运动速度有关
【实验器材】弹簧测力计、长方体木块、木板、砝码、毛巾
【实验设计】
(1)将木板固定到桌面上
(2)将木块放到木板上,一端用弹簧测力计连接。
(3)沿水平方向拉动弹簧测力计,使木块做匀速直线运动,读出弹簧测力计的示数即为滑动摩擦力,如图甲所示,弹簧测力计示数为F甲。
(4)探究猜想一,在甲图实验基础上,在木块上放一个砝码,重复实验,如图乙所示,弹簧测力计示数为F乙。
(5)探究猜想二,在甲图实验基础上,在木板上铺一层毛巾,重复实验,如图丙所示,弹簧测力计示数为F丙。
(6)探究猜想三,在甲图实验基础上,将木块竖起,重复实验,如图丁所示,弹簧测力计示数为F丁。
(7)探究猜想四,在甲图实验基础上,以更快的速度匀速拉动木块,重复实验,弹簧测力计示数为F戊。
【实验原理】二力平衡(物体在两个力的作用下保持静止或匀速直线运动状态,称为二力平衡,二力平衡的两个力大小相等、方向相反,在第九章会有详细讲解)
【实验方法】
(1)控制变量法:分别控制猜想的几种可能影响摩擦力的因素,只改变其中一种,观察对滑动摩擦力有什么影响
(2)转换法:把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉木块,使木块匀速运动,读出这时的拉力就等于滑动摩擦力的大小。
【实验结果及分析】
实验结果 | 实验分析 |
F甲<F乙 | 接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大 |
F甲<F丙 | 压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 |
F甲=F丁 | 滑动摩擦力与接触面积无关 |
F甲=F戊 | 滑动摩擦力与物体间相对运动速度无关 |
【实验结论】
滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面间的粗糙程度有关。
【实验不足】
匀速直线运动很难实现且弹簧测力计运动而不易读数
【实验改进】
如下图,通过弹簧测力计将木块与墙壁相连,拉动木板,待木块与桌面相对静止时,读出弹簧测力计的示数,即为滑动摩擦力的大小。
优点:不需要拉动木板做匀速直线运动,方便操作,读数稳定,便于读数。
二、静摩擦力
1.定义:作用于静止物体而阻碍其运动趋势的力称为静摩擦力,用f表示。运动趋势是指假定不受摩擦力时,物体相对于接触物体的运动方向。
2.静摩擦力的方向:沿接触面,与受力物体相对施力物体的运动趋势方向相反。
3.静摩擦力的大小:与和静摩擦力方向相反的力的大小有关。当物体保持静止,且在某一方向上只受到静摩擦力和另一外力,则静摩擦力等于这个外力。例如人用10N的力推箱子,箱子没动,则箱子受到的静摩擦力为10N。
三、滚动摩擦
滚动摩擦,是物体滚动时,接触面一直在变化着,物体所受的摩擦力。它实质上是静摩擦力。接触面愈软,形状变化愈大,则滚动摩擦力就愈大。在相同条件(压力、接触面粗糙程度相同)下,滚动摩擦比滑动摩擦小得多。
四、摩擦力的应用
方法 | 事例 | |
增大 摩擦 | 增大压力 | ①防止皮带打滑,把皮带张紧些②用力握住球拍③捏闸停车等 |
使接触面变粗糙 | ①塑料瓶盖上有一些竖纹②防滑脚垫③结冰的路面撒煤渣④轮胎装防滑链⑤鞋底有凹凸不平的花纹等 | |
变滚动为滑动 | 急刹车时车轮只滑不滚,车会很快停止运动等 | |
减小 摩擦 | 减小压力 | 体操运动员在单杠上做回转动作时,手握单杠不能太紧等 |
使接触面变光滑 | 冰壶运动员用刷子刷冰面等 | |
变滑动为滚动 | ①移动重物时,在它下面垫上钢管②滑冰时穿的旱冰鞋③使用滚动轴承等 | |
使接触面分离 | ①气垫船②磁悬浮列车③给轴承加润滑剂等 |
【易错点】
摩擦力阻碍的是物体间的相对运动,但摩擦力不一定是阻力,也可以是动力。例如,将物体放到正在运行的传送带上时,物体受到的摩擦力阻碍了物体相对于传送带向后的运动,使得物体随传送带向前运动,这时摩擦力就是动力。
【规律总结】
1.摩擦力产生的条件:
(1)两个物体相互接触;
(2)接触面粗糙;
(3)两物体有相对运动或相对运动趋势;
(4)两个物体相互有挤压。
题目中若出现表面光滑的字眼,是告诉我们忽略摩擦力。
2.摩擦力方向的判断
(1)确定施力物体和受力物体;
(2)分析受力物体相对施力物体的运动方向或运动趋势方向;
(3)摩擦力方向与相对运动或运动趋势方向相反。
例:如图所示自行车,轮受到滚动摩擦,实质是静摩擦力。先分析后轮,后轮在链条的带动下顺时针转动,车轮有相对于地面向后的运动趋势,因此受到向前的摩擦力;再分析前轮,车向前运动,前轮有相对于地面向前的运动趋势,因此受到向后的摩擦力。
3.准确来说,滑动摩擦力与接触面间压力成正比,当压力变为原先的一半时,滑动摩擦力也会变为原先的一半。
【典例分析】
1.(2023·重庆市·八年级期末)关于重力、弹力和摩擦力,下列说法中正确的是( )
A.因为物体本身就有重力,所以重力没有施力物体
B.物体所受摩擦力的方向一定与物体运动的方向相同
C.物体间如果有相互作用的弹力,就一定存在摩擦力
D.物体受到的重力方向总是竖直向下
2.(2020·江苏常州·八年级期末)如图所示,用黑板擦在黑板上擦动时,第一次沿直线擦动,第二次沿圆周擦动,前后两次的摩擦分别是( )
A.滑动摩擦,滑动摩擦 B.滑动摩擦,滚动摩擦
C.滚动摩擦,滑动摩擦 D.滚动摩擦,滚动摩擦
3.(2023·安徽黄山·八年级期末)如图所示,木块在接触面粗糙的斜面上,下列受力示意图中,正确的是( )
A. B.
C. D.
【夺冠训练】
一、单选题
1.(2023·山东济南·八年级期末)关于摩擦力,下面说法正确的是( )
A.相互紧压的两个物体之间一定存在摩擦力
B.滑动摩擦力一定发生在相互接触的两个物体上
C.发生相对运动的两个物体,一定存在摩擦力
D.摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
2.(2020·山东威海·八年级期末)如图所示,物体M在光滑的水平面上滑行。关于物体M的受力情况,下列说法正确的是( )
A.物体M只受重力 B.物体M受重力和支持力
C.物体M受重力、支持力和摩擦力 D.物体M受到四个力的作用
3.(2023·广西贵港·八年级期末)如图所示,小林静止站在商场的电梯上,随电梯匀速向上运动,下列说法正确的是( )
A.小林受到重力、支持力和水平向左的摩擦力作用
B.小林受到重力、支持力和水平向右的摩擦力作用
C.以地面为参照物,小林是静止的
D.小林受到重力、支持力作用
4.用同样大小的力F,分别以图所示的方式依次作用在同一木箱上,使木箱向右运动,其中滑动摩擦力最小的是 ( )
A.图甲 B.图乙 C.图丙 D.摩擦力都相同
5.(2023·河南南阳·八年级期末)在研究摩擦力时,小明同学用一块各侧面光滑程度完全相同的木块,在同一水平桌面上进行了三次实验。如图所示,弹簧测力计三次示数F1、F2、F3的大小关系为( )
A.F1=F2>F3 B.F1>F2>F3 C.F2>F1>F3 D.F1<F2=F3
6.水平皮带传输装置如图所示,O1为主动轮,O2为从动轮。当主动轮顺时针匀速转动时,物体被轻轻地放在A端皮带上,开始时,物体在皮带上滑动,当它到达位置C后停止滑动,直到传送到目的地B端。在传送过程中,若皮带与轮不打滑,则关于物体受的摩擦力和图中P、Q两处(在O1、O2连线上)皮带所受摩擦力方向的正确说法是( )
①在AC段物体受水平向左的滑动摩擦力,P处皮带受向上的静摩擦力。
②在AC段物体受水平向右的滑动摩擦力,P处皮带受向下的静摩擦力。
③在CB段物体不受静摩擦力,Q处皮带受向下的静摩擦力。
④在CB段物体受到水平向右的静摩擦力,P、Q两处皮带始终受向下的静摩擦力。
A.①③ B.①④ C.②③ D.③④
7.如图所示,当皮带逆时针转动时,皮带上a点和轮上b点所受摩擦力方向正确的是( )
A.向上、向下 B.向下、向上 C.向上、向上 D.向下、向下
8.(2023·重庆丰都·八年级期末)关于滑动摩擦力大小的下列说法,正确的是( )
A.跟接触面的面积大小有关 B.跟压力大小有关
C.跟物体运动速度的大小有关 D.跟重力大小有关
9.(2023·山东省济南·中考模拟)下列事例中,目的是为了减小摩擦的是( )
A.汽车轮胎上装有防滑链 B.自行车轴承中装有滚珠
C.运动鞋底表面刻有花纹 D.浴室里面铺着的条纹垫
10.(2020·黑龙江鸡西·八年级期末)图中所示的四个实例中,为了增大摩擦的是( )
A.轴承中加有滚珠 B.行李箱装有小轮
C.给车轴加润滑油 D.车轮胎制有花纹
二、填空题
11.(2023·广西贵港·八年级期末)高铁已成为人们方便快捷的出行方式,如图是在高铁站安检时传送带运行的示意图,某乘客把一行李箱放在水平传送带上,行李箱在传送摩擦力带上经历加速、匀速的运动过程,在行李箱加速运动过程___________摩擦力的作用;在匀速运动过程___________摩擦力的作用(以上两空填“受到”或“不受”);若传送带突然停止,行李箱将会向前做减速运动,在行李箱停下来之前,所受摩擦力___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
12.(2021·北京门头沟·八年级期中)如图甲所示,完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,在的水平拉力作用下木块A、B一起以的速度做匀速直线运动,此时木块A受到桌面的摩擦力大小为____________N,木块B受到的摩擦力大小为____________N,若将木块A、B紧靠着放在水平桌面上,用水平力推动它们一起以的速度做匀速直线运动,如图乙所示,此时木块B所受的摩擦力大小为____________N,木块B所受摩擦力的方向为____________。
13.(2022·宁夏吴忠·八年级期中)如图,用手握着一个质量为1kg的烧瓶静止不动。则瓶子受到的摩擦力为___________N,方向为___________。(g=10N/kg)
14.(2020·广西南宁·八年级期末)一个重为50N的箱子,放在水平地面上,当它受到8N的水平推力时,箱子未被推动,此时箱子所受到的摩擦力______(选填“大于”“等于”或“小于”)8N;当水平推力增大到12N时,箱子恰好做匀速直线运动,此时箱子所受到的摩擦力为______N;当水平推力增大到20N时,箱子所受到的摩擦力为______N。
三、作图题
15.(2023·湖南长沙·八年级月考)如图是正在奔跑的小荣同学,在A点画出地面对他右脚的摩擦力的示意图 (用f表示)。
16.(2023·河南濮阳·八年级期末)按要求作图(请保存作图痕迹),图为在粗糙的水平面上滚动的小球,在图中画出小球所受力的示意图。
17.(2022·贵州安顺·中考真题)如图所示,将木块与长木板叠放在水平地面上,用绳子将木块与墙相连,绳子处于伸直状态。水平向右拉动长木板,请画出长木板对木块作用力的示意图。(以O点为力的作用点)
四、实验题
18.(2023·湖南长沙·八年级月考)在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验中,某实验小组选择如下器材:长木板、棉布、木块、 砝码、弹簧测力计等进行实验。
(1) 用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做___________运动时,根据___________知识,木块所受滑动摩擦力的大 小等于拉力的大小;
(2)实验中发现图 1 乙弹簧测力计的示数比图 1 甲的大,由此得出结论:当接触面粗糙程度相同时,___________ 越大,滑动摩擦力越大;
(3) 该小组将木块沿竖直方向切掉一半后重新进行实验,如图 1 丁所示,测得木块所受摩擦力与图 1 甲 测得的摩擦力进行比较,得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积有关。另一小组的同学认为实验过程和 结论是错误的,为什么他们认为这样的过程不正确:___________ ;
(4) 实验后,小荣和同学们对实验中存在的问题进行了交流,改进了实验方案,设计了如图2 所示的实 验装置:将弹簧测力计固定不动、木块挂在弹簧测力计的挂钩上,不拉木块,改为拉动长木板,使长木板 与木块相对运动。再次验证了结论。针对实验改进,同学们提出了以下观点,其中正确的是___________(选填序号)。
A.改进后,拉动长木板时不必保持匀速运动,更易于操作
B.改进后,测力计示数较稳定,容易读出正确的数值
C.改进后,木块稳定时受到的滑动摩擦力小于弹簧测力计对木块的拉力
D.改进后,木板还受到地面的摩擦力,所以不好
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