8.3 摩擦力 同步练习
一、单选题
1.下列实例中,可以减小摩擦的是( )
A.鞋底印有花纹 B.用力擦黑板
C.塑料瓶盖边缘常有凹凸条纹 D.旱冰鞋安装滚轮
2.关于重力、弹力、摩擦力,下列说法正确的是( )
A.形状规则的物体,重心一定在几何中心
B.摩擦力的方向一定与物体运动方向相反
C.人对地面的压力,是因为地面发生弹性形变产生的
D.物体间如果有摩擦力,就一定存在相互作用的压力
3.如图所示自行车的各个部件中,减小了有害摩擦的是( )
A.车胎刻花纹 B.
车把套上有小疙瘩
C.车轴里有滚珠 D.脚踏板面凹凸不平
4.图示的四个实例中,为了减小摩擦的是( )
A.汽车轮胎上刻有花纹 B.瓶盖上刻有竖条纹
C.脚蹬面做得凹凸不平 D.储物箱下装有滚轮
5.疫情期间,小超购买了一款消毒机器人,如图所示,药液储存于机器人箱体内部,机器人在水平地面上一边前进一边喷洒药液消毒的过程中( )
A.机器人的惯性大小保持不变
B.机器人受到的重力没有施力物体
C.机器人与地面间摩擦力的大小不变
D.机器人对地面的压力大小等于机器人和药液的总重力
6.如下图所示自行车各个部分中减小了有害摩擦的是( )
A.车胎表面凸凹不平 B.车把表面凸凹不平
C.车轴用滚珠 D.脚踏板面凸凹不平
7.如图所示,小丽乘坐电梯匀速向上运动时。下列说法正确的是( )
A.以扶梯为参照物,顾客是运动的
B.小丽受到的重力和扶梯对顾客的支持力是一对平衡力
C.小丽对扶梯的压力和扶梯对顾客的支持力是一对平衡力
D.小丽受摩擦力的作用
8.一个静止在水平地面上的物体,从t=0开始受到一个水平向右拉力F的作用,如图甲所示。将物体的s-t图像记录在图乙中,则下列有关说法正确的是( )
A.t=ls时,物体受到的摩擦力为0N
B.在4~6s的过程中,拉力F逐渐增大
C.物体0~6s内,物体一直处于非平衡状态
D.物体做匀速直线运动阶段的速度大小为3m/s
9.下图是中国女子冰壶队正积极备战2022北京冬奥会的场景。下列判断正确的是( )
A.19kg冰壶的重力为1900N B.被掷出的冰壶受到向前的牵引力
C.“刷冰”可以减小冰壶与冰面的摩擦 D.“刷冰”时用力下压可减小冰刷与冰面的摩擦
10.图的四幅图中,通过增大压力的方法增大摩擦力的是( )
A.用力握紧球拍 B.滚动轴承
C.车轴加润滑油 D.鞋底有花纹
11.如下图所示,三个同学用同一组器材进行了下面三项操作:甲同学用水平方向的力拉木块A在长木板B上匀速直线运动;乙同学用水平方向的力拉木块A在长木板B上加速运动;丙同学用水平方向的力拉B,使A、B一起匀速直线运动。三个同学的操作中A与B之间的摩擦力的大小分别为f甲、f乙、f丙,则下列说法正确的是( )
A.f甲=f乙=f丙
B.f甲=f乙,f丙=0
C.f甲D.f甲12.学校运动会上,体重为700N的李老师沿竖直木杆匀速向上爬的过程中,他受到的摩擦力的大小和方向分别是( )
A.等于700N,竖直向下
B.等于700N,竖直向上
C.大于700 N,竖直向下
D.大于700N,竖直向上
二、填空题
13.小白在探究影响滑动摩擦力大小因素时,用如图所示的方式拉动木块,使木块在水平桌面上做匀速直线运动,实验操作有错误,应该沿________方向匀速直线拉动弹簧测力计。改正错误后,若在木块上再放一个砝码,则木块运动时受到的滑动摩擦力将_________(选填“不变”“变大”或“变小”),若木块在运动过程中拉力突然变大,木块此时受到的滑动摩擦力大小________(选填“不变”“变大”或“变小”)。
14.冬天小红家门前有一长条冰面,一场大雪过后,冰面变滑了小红在助跑相同的情况下,比平时滑的更远。可见:压力一定时,冰面越______,摩擦力越______。
15.书法是中华民族文化的瑰宝。如图,手执毛笔竖直悬空静止,若手握笔杆的力增大,笔受到的摩擦力将______(选填“增大”、“减小”或“不变”);在纸上写字,笔运行中笔毫向左弯曲,此时笔毫所受摩擦力的方向______(选填“向左”或“向右”);书写时能闻到淡淡的“墨香”,是由于墨汁分子在做______。
16.冰冰用手握着一个重为10N的圆形水杯静止在空中,杯口竖直向上,手的握力为20N,则水杯受到的摩擦力为________N,方向_______;若使手的握力增大到30N,则水杯受到的摩擦力为________N。
三、综合题
17.平衡车是一种新兴的省心省力智能平衡的代步工具,具有低能耗、低噪声、长寿命等特点.在许多景区都有出租,甚至成为小孩子喜欢的玩具.
请写出与平衡车相关现象和物理知识解释:
例如:现象:平衡车前行;解释:电能转化为动能
(1)现象:_____________ 解释:________________
(2)现象:_____________ 解释:________________
18.现代社会汽车大量增加,发生交通事故的一个重要原因是遇到意外情况时车不能立即停止.司机从看到情况到肌肉动作操纵制动器来刹车需要一段时间,这段时间叫反应时间;在这段时间内汽车要保持原速前进一段距离,这段距离叫反应距离.从操纵制动器刹车,到车停下来,汽车又要前进一段距离,这段距离叫制动距离.下面是一个机警的司机驾驶一辆保养得很好的汽车在干燥的水平公路上以不同的速度行驶时,测得的反应距离和制动距离.请回答:
(1)刹车过程中轮胎会发热,这是什么原因 在这个过程中能量是怎样转化的____?
(2)利用下表数据,通过计算求出该司机的反应时间大约是多少____
(3)分析下表数据可知,汽车制动距离与行驶速度有什么关系____
(4)为了提醒司机朋友在雨雪天气里注意行车安全,在高速公路旁边设置了“雨雪路滑减速慢行”的警示牌,请简要说明这句话的物理道理____.
19.如图甲所示,水平地面上有一块正方体木块。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。请解答下列问题:
(1)请简要说明:由图中哪个时间段的数据可以知道木块所受滑动摩擦力的大小 它等于多少
(2)请在图丁中,画出5~6s时间段内木块所受的滑动摩擦力f随时间t变化的图线。( 保留必要的作图痕迹)
20.阅读下则新闻,回答问题
2021年4月2日上午,台铁408次“太鲁阁”号列车2日拖上从边坡滑落的工程车,造成出轨重大伤亡。运安会取得事故前影像,列车驾驶看到轨道上的工程车时只有约250公尺距离,反应时间仅6.9秒。
台铁408次太鲁阁号列车是在2日上午9时28分于清水隧道北口前发生事故,但在当天上午9时13分,才有另一辆列车通过事故地点,如果有装设预警系统,是否可及早发现并避免事故。清水隧道前还有一个隧道,2个隧道的距离非常短,408次列车从前一个隧道出来后,驾驶肯定有看到轨道上有异物,但反应时问不到10秒钟。台铁指出,大清水路段因无平交道,太鲁阁号列车时速可达130公里,从刹车到停车需要600公尺、约16.6秒。以250公尺、时速130公里推算,408次太鲁阁列车驾驶看到轨道上的工程车时,能反应的时间才约6.9秒,根木来不及应变。即使在事故路段有装设预警系统,对这次事故来说,驾驶反应时间有限,且这么短的距离内,根本无法让时速超过100公里的列车立即刹车后就停下来。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)事故车辆严重损坏,说明力可以改变物体的___________;
(2)如遇降雨天气会使路面湿滑,车辆与地面之间的摩擦力___________(选填“变大”或“变小”),刹车距离会变得更长;
(3)此次事故中,即使发现工程车后马上踩刹车,这么短的距离内,根本无法让时速超过10公里的列车立即刹车后就停下来,是因为车辆具有___________;
(4)同理,高速路上严禁超载,是因为___________越大,惯性越大,容易发生事故。
21.学习了摩擦力有关知识后,同学们都已经知道:滑动摩擦力跟物体间接触表面的粗糙程度及压力大小有关.但小明同学总感觉滑动摩擦力还应与接触面积的大小有关,猜想:“面积越大,滑动摩擦力越大”.于是他找来了一块长方体木块(各表面粗糙程度相同)、弹簧测力计、长木板,如图所示.那么,他应怎样用这些器材验证他的猜想是否正确呢?请你写出他的探究过程:
步骤(1):________________________________________________________________;
步骤(2):____________________________________________________________________;
分析比较:__________________________________________________________________.
探究中采用定研究问题的方法是控制变量法,被控制的变量是_____________________.
试卷第1页,共3页
试卷第2页,共2页
参考答案:
1.D
【解析】
【详解】
A.鞋底印有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故A不符合题意;
B.用力擦黑板,是在接触面粗糙程度不变时,通过增大压力来增大摩擦力,故B不符合题意;
C.塑料瓶盖边缘常有凹凸条纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故C不符合题意;
D.旱冰鞋安装滚轮,是变滑动摩擦为滚动摩擦,可以减小摩擦,故D符合题意。
故选D。
2.D
【解析】
【详解】
A.只有质量分布均匀且有规则的外形的物体,其重心才在几何中心上,故A错误;
B.摩擦力的方向与相对运动或相对运动的趋势的方向相反,可以与运动的方向相同,比如人向前走路,地面对脚的摩擦力向前,与人运动方向相同,故B错误;
C.弹力是物体由于发生弹性形变而产生的力,人对地面的压力,是因为人发生弹性形变产生的,故C错误;
D.根据摩擦力产生的条件可知,物体间接触面粗糙、有弹力、有相对运动或相对运动趋势,所以物体间如果有摩擦力,就一定存在相互作用的压力,故D正确。
故选D。
3.C
【解析】
【详解】
A.车胎刻花纹是通过增大接触面粗糙度以增大摩擦,故A不符合题意;
B.车把套上有小疙瘩是通过增大接触面粗糙度以增大摩擦,故B不符合题意;
C.车轴里有滚珠是将滑动摩擦转换为滚动摩擦,以减小摩擦,故C符合题意;
D.脚踏板面凹凸不平是通过增大接触面粗糙度以增大摩擦,故D不符合题意。
故选C。
4.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.汽车轮胎上刻有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦,故A不符合题意;
B.瓶盖上刻有竖条纹,是在压力一定时,通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦,故B不符合题意;
C.脚蹬面做得凹凸不平,是在压力一定时,通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦,故C不符合题意,
D.储物箱下装有滚轮,是在压力一定时,变滑动为滚动,是为了减小摩擦,故D符合题意。
故选D。
5.D
【解析】
【详解】
A.惯性的大小只与质量有关,机器人在水平地面上一边前进一边喷洒药液消毒,质量变小,故惯性变小,故A不符合题意;
B.机器人受到的重力施力物体是地球,故B不符合题意;
C.由于质量减小,对地面的压力减小,故机器人与地面间摩擦力的大小减小,故C不符合题意;
D.将机器人和药液当成一个整体,该整体受到了向下的重力和向上的支持力,机器人在水平面上运动,则竖直方向上处于平衡态,重力与支持力是平衡力,故大小相等,而机器人和药液对地面的压力和地面对其的支持力是相互作用力,故机器人和药液对地面的压力和地面对其的支持力大小相等,故机器人对地面的压力大小等于机器人和药液的总重力,故D符合题意。
故选D。
6.C
【解析】
【详解】
ABD.车胎表面凸凹不平、车把表面凸凹不平、脚踏板面凸凹不平,都是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的,故ABD不符合题意;
C.车轴用滚珠,是利用滚动来代替滑动的方式减小摩擦力。故C符合题意。
故选C。
7.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.小丽乘坐电梯匀速向上运动时, 以扶梯为参照物,小丽的位置没有发生变化,是静止的,故A错误;
B.小丽受到的重力和扶梯对小丽的支持力是一对大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一物体上的平衡力,故B正确;
C.小丽对扶梯的压力作用在扶梯上,而扶梯对顾客的支持力作用在顾客身上,两个力作用物体不同,不是一对平衡力,故C错误;
D.小丽乘坐电梯匀速向上运动时,相对与电梯静止,没有发生相对运动,也没用相对运动趋势,所以小丽不会受到摩擦力作用,故D错误。
故选B。
8.D
【解析】
【详解】
A.t=1s时,从乙图可知,此时物体处于静止状态。此时物体受到了向右的拉力,却处于静止,必然受到了向左的摩擦力,故A错误;
B.在4~6s的过程中,从乙图可知,s-t图像处于倾斜的直线,故此时物体是做匀速直线运动,则拉力与摩擦力是平衡力,滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力有关,而这两者的大小都不变,故摩擦力的大小不变,故拉力的大小不变,故B错误;
C.物体0~4s内,s-t图像不是倾斜的直线,故不是匀速直线运动,而4~6s的过程中,是匀速直线运动,故C错误;
D.物体做匀速直线运动阶段的速度大小为
故D正确。
故选D。
9.C
【解析】
【详解】
A.19kg冰壶的重力为
G=mg=19kg×10N/kg=190N
故A错误;
B.被掷出的冰壶没有受到向前的牵引力,由于惯性向前运动,故B错误;
C.“刷冰”是为了使冰面变光滑,减小冰壶受到的摩擦力,使其运动得更远,故C正确;
D.“刷冰”时用力下压,通过增大压力可增大冰刷与冰面的摩擦,故D错误。
故选C。
10.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.用力握紧球拍在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故A符合题意;
B.滚动轴承内圈与外圈之间用滚动代替滑动减小了摩擦力,故B不符合题意;
C.滴加润滑油是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.鞋底刻有凹凸不平的花纹,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D不符合题意。
故选A。
11.B
【解析】
【详解】
甲同学拉木块A在长木板B上匀速直线运动,乙同学拉木块A在长木板B上加速运动,A、B之间有相对运动,A与B之间的摩擦力属于滑动摩擦力,而滑动摩擦力与接触面上受到的压力大小和接触面粗糙程度成有关,甲乙两种情况接触面上受到的压力大小和接触面的粗糙程度都相同,所以A与B之间的摩擦力相等。丙同学用水平方向的力拉B,使A、B一起匀速直线运动,A、B之间相对静止,且没有相对运动的趋势,摩擦力为0。故ACD错误,B正确。
故选B。
12.B
【解析】
【详解】
由题意知:李老师沿竖直的木杆匀速上爬,那么他在竖直方向上受到的重力和摩擦力为一对平衡力,由二力平衡的条件知,所受的重力和摩擦力,大小相等,方向相反,且在同一条直线上。因此,他受到的摩擦力大小为
f=G=700N
因重力的方向竖直向下,故受到的摩擦力方向竖直向上。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
13. 水平 变大 不变
【解析】
【详解】
[1]为了使拉力等于滑动摩擦力,由二力平衡条件可知,拉力方向与滑动摩擦力方向应在同一直线上,所以应沿水平方向匀速直线拉动弹簧测力计。
[2]滑动摩擦力的大小与压力和接触面粗糙程度有关,若在木块上再放一个砝码,则木块对桌面的压力变大,接触面粗糙程度不变,木块运动时受到的滑动摩擦力将变大。
[3]滑动摩擦力的大小与压力和接触面粗糙程度有关,若木块在运动过程中拉力突然变大,此时压力大小和接触面粗糙程度均没有发生变化,所以木块此时受到的滑动摩擦力大小不变。
14. 光滑 小
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]冰面变滑了,小红在助跑相同的情况下,比平时滑的更远,说明摩擦阻力变小了,可见压力一定时,冰面越光滑,摩擦力越小。
15. 不变 向右 无规则运动
【解析】
【分析】
【详解】
[1]手执毛笔竖直悬空静止,受重力和摩擦力,摩擦力与重力是平衡力,若手握笔杆的力增大,重力不变,故摩擦力的大小不变。
[2]在纸上写字,笔运行中笔毫向左弯曲,向左写字,摩擦力是阻碍物体相对运动而产生的力,则摩擦力的方向是向右的。
[3]闻到墨香是因为分子在做无规则运动。
16. 10 竖直向上 10
【解析】
【详解】
[1][2]由受力分析可知,水杯静止时,受到竖直向下的重力G,大小为10N,因水杯处于受力平衡状态,由二力平衡可知,水杯受到竖直向上的摩擦力,大小等于重力的大小,为10N。
[3]当手的握力增大到30N时,因水杯的重力不变,故由二力平衡可知,水杯受到的摩擦力也不变,仍为10N。
17. 平衡车静止在地面上 收到的重力和平衡力是一对平衡力 在粗糙的路面行走比较慢 滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关
【解析】
【详解】
根据平衡车的特点可知:(1)平衡车静止在地面上,是因为受到的重力与支持力是一对平衡力;(2)平衡车在粗糙的平面上行走较慢,是由于粗糙的平面与平衡车的接触面摩擦力较大.
18. (1)刹车过程中轮胎发热是由于摩擦引起的,这个过程中机械能转化为内能. (2)司机的反应时间t等于反应距离s与汽车行驶速度v的比值,即.
然后计算五种情况下反应时间t,再取平均可计算结果都在0.6s-0.7s之间. (3)分析题中所给数据表可知,汽车的行驶速度越大制动距离越大.
具体计算可知,当速度增加为原来的2倍时,制动距离约增加为原来的4倍. (4)雨雪天,道路较滑,汽车所受的刹车阻力越小
在相同车速的情况下,汽车所受的刹车阻力越小,汽车的运动状态越不易改变,汽车刹车后滑行的距离就越长,因此汽车越难停下来,所以为安全起见要减速慢行.
【解析】
【详解】
分析:(1)刹车过程中轮胎发热是由于摩擦引起的,这个过程中机械能转化为内能;
(2)司机的反应时间得于反应距离s与汽车行驶速度v的比值,即t= ;
需要注意式中物理量都必须用国际单位,因此,需要把第一行中的速度单位转化为m/s;
然后计算五种情况下反应时间t,再取平均值可计算结果都在0.6s~0.7s之间;
(3)分析题中所给数据表可知,汽车的行驶速度越大制动距离越大;
具体计算可知,当速度增加为原来的2倍时,制动距离约增加为原来的4倍;
(4)雨雪天,道路较滑,汽车所受的刹车阻力较小;
在相同车速的情况下,汽车所受的刹车阻力越小,汽车的运动状态越不易改变,汽车刹车后滑行的距离就越长,因此汽车就越难停下来,所以为安全起见要减速慢行.
解答:解:(1)刹车过程中轮胎发热是由于摩擦引起的,这个过程中机械能转化为内能;
(2)以第一组数据为例40km/h≈11m/s;
t==0.64s,依次计算不同速度下司机的反应时间,可得出其大至的范围为0.62s-0.68s;
(3)由表中数据可知:速度由40km/h到100km/h,对应的制动距离由8m到54m,故知:行驶速度越大制动距离越长.
(4)雨雪路滑,接触面的粗糙程度减小,摩擦力减小.汽车制动后,由于惯性仍向前运动,摩擦力越小越不易停下来,所以要减速慢行.
19.(1)3~5s;200N;(2)
【解析】
【详解】
(1)由F-t图象可知,在3~5s内木箱受到的推力为200N,由v-t图象可知,在3~5s内木箱做匀速直线运动处于平衡状态,受到的滑动摩擦力和推力是一对平衡力,二力大小相等,所以,由3~5s内数据可以知道木块所受滑动摩擦力的大小,它等于200N。
(2)由图丙可知,5~6s时间段内木箱做匀减速直线运动,因滑动摩擦力的大小只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与其它因素无关,所以,5~6s时间段内木块所受的滑动摩擦力大小为200N不变,图象如下图:
20. 形状 变小 惯性 质量
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]根据力的作用效果可知,力可以使物体发生形变。则事故车辆严重损坏,说明力可以改变物体的形状。
(2)[2]如遇降雨天气会使路面湿滑,车辆与地面之间的摩擦力变大,刹车距离会变得更长。
(3)[3]由牛顿第一定律可知,刹车时,车轮停止转动,但是列车由于惯性会继续向前运动,又因为地面阻力作用,运动一段距离后才会停下来。则列车立即刹车后不能马上停下来,是因为车辆具有惯性。
(4)[4]质量是惯性的唯一量度,质量大则惯性大。惯性大则物体的运动状态越难改变。所以高速路上严禁超载,是因为质量越大,惯性越大,容易发生事故。
21. 将木块平放在木板上,用弹簧测力计水平匀速直线拉动,并读出拉力F1 将木块侧放在木板上,用弹簧测力计水平匀速直线拉动,并读出拉力F2 若F1=F2,滑动摩擦力与面积无关;若F1不等于F2,则与面积有关 接触面积的大小
【解析】
【详解】
考点:控制变量法与探究性实验方案;探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验.
(1)滑动摩擦力跟压力大小和接触面的粗糙程度有关.
(2)滑动摩擦力可能跟接触面积有关,研究两者之间的关系时,采用控制变量法,控制压力和接触面的粗糙程度不变,改变接触面积大小.
(3)弹簧测力计显示的是拉力的大小,要想使摩擦力等于拉力,木块一定匀速直线运动.
解:同一长方体木块放在水平木板上,压力相同,长方体的各面粗糙程度相同,使木块平放、侧放匀速直线运动,分别记录弹簧测力计的示数.然后比较拉力大小,也就是滑动摩擦力大小.比较滑动摩擦力是否与接触面积有关.
故答案为(1)将木块平放在木板上,用弹簧测力计水平匀速直线拉动,并读出拉力F1;
(2)将木块侧放在木板上,用弹簧测力计水平匀速直线拉动,并读出拉力F2;
(3)若F1=F2,滑动摩擦力与面积无关;若F1不等于F2,则与面积有关.
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页