[第七章 六、学生实验:探究——摩擦力的大小与什么有关 第1课时 摩擦力]
一、选择题
1.下列摩擦中,不属于滑动摩擦的是 ( )
A.滑雪时,滑雪板与雪地的摩擦
B.擦黑板时,板擦与黑板的摩擦
C.慢刹车时,闸皮与自行车钢圈的摩擦
D.在地面上滚动的皮球与地面之间的摩擦
2.下列物体中,受静摩擦力的是 ( )
A.静止放在水平桌面上的课本
B.随传送带一起加速运动的货物
C.乘升降电梯匀速上升的小朋友
D.在水平光滑的冰面上滑冰的运动员
3.(2020株洲)小华在班上擦黑板时隐隐约约感觉一个很奇特的现象,回到家,他拿出小时候的一块玩具黑板,把它平放并固定在水平桌面上,再用一个板擦来擦黑板,如图图所示,他给板擦斜向下施力,当方向与竖直方向的夹角较大时,板擦滑动起来;当他给板擦的施力方向与竖直方向夹角较小(大于0°)时,他怎么也推不动板擦,在这两种情形下,板擦分别 ( )
A.受摩擦力、不受摩擦力 B.受摩擦力、受摩擦力
C.不受摩擦力、受摩擦力 D.不受摩擦力、不受摩擦力
4.对于摩擦力,下列叙述中错误的是 ( )
A.只要两个物体接触并相互挤压,且接触面不光滑,它们之间一定产生摩擦力
B.运动的物体可能不受摩擦力的作用
C.摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同
D.静止的物体可能受到摩擦力的作用
5.如图图所示,人沿水平方向拉牛,但没有拉动。下列说法正确的是 ( )
A.绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力
B.绳拉牛的力与牛拉绳的力是一对平衡力
C.绳拉牛的力与牛受到的重力是一对平衡力
D.绳拉牛的力小于地面对牛的摩擦力
6.假如图图摩擦力消失了,下列情境可能出现的是 ( )
A.老师在黑板上挥洒自如图图地写字 B.汽车能轻而易举地刹住
C.徒手不能爬上直杆 D.人在路面上行走如图图飞
7.一物体以1 m/s的速度在水平桌面上做匀速直线运动时受到的摩擦力为40 N,物体运动的速度增加到3 m/s时仍在该桌面上做匀速直线运动,此时它受到的摩擦力 ( )
A.大于40 N B.小于40 N
C.等于40 N D.无法确定
二、填空题
8.正常步行时,鞋底与地面之间的摩擦是 摩擦;用钢笔写字时,笔尖与纸面之间的摩擦是 摩擦;人推车前进,轮子与地面之间的摩擦是 摩擦。
9.在水平地面上有一质量为5 kg的木箱,用10 N的水平推力向右推木箱,木箱静止不动,此时它所受的摩擦力为 N;推力增大至20 N时,木箱做匀速直线运动,它所受的摩擦力为
N;推力增大至30 N时,木箱做加速运动,木箱所受的摩擦力为 N。
三、作图题
10.(2021内江)如图图所示,瓶子在手中保持静止,请画出瓶子在竖直方向的受力示意图。(作用点已给出)
11.如图图所示,小星用绳子拉着小车前进,请在O点画出小星左脚所受地面摩擦力的示意图。
四、实验探究题
12.为了探究影响滑动摩擦力大小的因素,某小组同学利用物体A、B,弹簧测力计,水平放置的木板和玻璃板等进行实验。实验中,他们通过在物体A的上方放置物体B来改变A对水平表面的压力,并始终用同一弹簧测力计拉动物体A做匀速直线运动,研究过程如图图甲、乙、丙、丁所示,请仔细观察图中物体A、B和测力计示数的情况,然后归纳得出初步结论。
(1)分析比较图甲与乙或图丙与丁中测力计的示数及相关条件,归纳得出的初步结论是:当接触面的粗糙程度相同时, ,滑动摩擦力越大。
(2)分析比较图甲与丙或图乙与丁中测力计的示数及相关条件,归纳得出的初步结论是:当压力一定时, ,滑动摩擦力越小。
(3)综合分析实验,得出的结论为 。
五、计算题
13.一个质量为60 kg的物体在水平向右的拉力F作用下,沿水平地面做匀速直线运动。已知地面对它的摩擦力是物体所受重力的0.2。求:(g取10 N/kg)
(1)物体所受的重力。
(2)物体受到地面的摩擦力。
(3)物体受到的水平拉力。
14.如图图所示,甲是放在水平桌面上的重为10 N的木块,重为6 N的钩码乙通过细绳绕过定滑轮带动甲做匀速直线运动,若要用力将甲木块向左水平匀速拉动,拉力大小为 ( )
A.4 N B.6 N C.12 N D.16 N
答案
第七章 六、学生实验:探究——摩擦力的大小与什么有关 第1课时 摩擦力
1.D 滑雪时,滑雪板在地面上滑动,产生的摩擦为滑动摩擦;擦黑板时,板擦在黑板面上滑动,属于滑动摩擦;刹车时,闸皮在钢圈上滑动,属于滑动摩擦;皮球在地面上滚动产生的摩擦,属于滚动摩擦。
2.B 静止放在水平桌面上的课本,只受重力和支持力,不受摩擦力。随传送带一起加速运动的货物,受重力、支持力和静摩擦力。乘升降电梯匀速上升的小朋友,受重力和支持力,不受摩擦力。在水平光滑的冰面上滑冰的运动员,受重力、支持力、滑动摩擦力,不受静摩擦力。
3.B 小华对板擦斜向下施力,当方向与竖直方向的夹角较大时,板擦滑动,因板擦对黑板有一个压力,且板擦和黑板之间的接触面粗糙,所以板擦受到黑板的摩擦力作用;小华给板擦的施力方向与竖直方向夹角较小时(大于0°),板擦对黑板有一个压力,尽管板擦没有滑动,但板擦与黑板有相对运动的趋势,所以板擦受到黑板的摩擦力作用。
4.A 两个接触并相互挤压且接触面粗糙的物体,不一定发生相对运动或有相对运动趋势,故它们之间不一定产生摩擦力,故A符合题意。运动的物体可能不受摩擦力的作用,例如图图接触面光滑时,故B不符合题意。摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同,例如图图传送带传送货物时,故C不符合题意。静止的物体可能受到摩擦力的作用,例如图图静止在斜面上的物块,故D不符合题意。
5.A 因为牛处于静止状态,所以绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一个物体上,是一对平衡力,A说法正确;绳拉牛的力和牛拉绳的力,分别作用在牛和绳上,是一对相互作用力,B说法不正确;绳拉牛的力与牛受的重力,两个力的方向不在同一直线上,所以不是平衡力,C说法不正确;因为牛处于静止状态,所以绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力大小相等,D说法不正确。
6.C 老师在黑板上写字利用了粉笔与黑板间的摩擦力,假如图图摩擦力消失,老师将无法写字,A不符合题意;汽车刹车利用了轮胎与地面的摩擦力,假如图图摩擦力消失,将不能刹住车,B不符合题意;爬杆时利用了手与杆之间的摩擦力,假如图图摩擦力消失,徒手不能爬上直杆,C符合题意;人在路面上行走利用了鞋底与地面的摩擦力,假如图图摩擦力消失,人将无法行走,D不符合题意。
7.C 一物体以1 m/s的速度在水平桌面上做匀速直线运动,所以摩擦力与拉力是一对平衡力,f=F=40 N,方向与拉力方向相反;物体运动的速度增加到3 m/s时,仍在该桌面上做匀速直线运动,此时压力和接触面的粗糙程度都不变,所以摩擦力不变,仍为40 N。
8.静 滑动 滚动 正常步行时,鞋底与地面脱离的瞬间相对静止,故它们之间的摩擦是静摩擦;用钢笔写字时,笔尖与纸之间发生了相对运动,即笔尖在纸上滑动,故属于滑动摩擦;推着车前进时,车轮在地面上滚动,故车轮与地面之间的摩擦是滚动摩擦。
9.10 20 20 用10 N的水平推力向右推木箱,木箱静止不动,此时拉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10 N;方向与拉力方向相反,水平向左;推力增大至20 N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20 N;推力增大至30 N时,木箱对水平地面的压力和接触面的粗糙程度都不变,所以摩擦力不变,仍为20 N。
10.如图图图所示
11.如图图图所示
12.(1)压力越大
(2)接触面越光滑
(3)滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,压力越大、接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
13.(1)物体所受的重力:
G=mg=60 kg×10 N/kg=600 N。
(2)物体受到地面的摩擦力:
f=0.2G=0.2×600 N=120 N。
(3)根据二力平衡条件得,物体受到的水平拉力:F=f=120 N。
14.C 钩码乙通过定滑轮拉着木块甲向右做匀速直线运动,木块在水平方向上受到水平向右的拉力和水平向左的滑动摩擦力作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,所以滑动摩擦力是f=F=6 N;若对木块施加一个水平向左的拉力F左,使木块拉动钩码匀速上升、木块向左匀速直线运动,则木块水平方向上受到水平向左的拉力F左、水平向右的滑动摩擦力、水平向右的拉力,所以F左=F+f=6 N+6 N=12 N,故C正确。 [第七章 六、学生实验:探究——摩擦力的大小与什么有关 第2课时 摩擦力的应用]
一、选择题
1.(2021乐山)如图图所示,气垫船在水面上行驶的过程中,减小摩擦采用的方法是
( )
A.减小压力
B.减小接触面的粗糙程度
C.用滚动代替滑动
D.使接触面分离
2.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.自行车运动员用力捏闸刹车
3.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。如图图所示,当用弹簧测力计水平拉着木块做匀速直线运动时,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.F14.校运动会爬杆比赛,小明第一个爬到杆顶。小明紧紧握住杆子保持静止,他受到的摩擦力为f1;片刻后,小明适度减小握杆的力使自己匀速滑下,此时他受到的摩擦力为f2,则( )
A.f1竖直向上,f2竖直向上,f1>f2
B.f1竖直向上,f2竖直向上,f1=f2
C.f1竖直向上,f2竖直向下,f1>f2
D.f1竖直向上,f2竖直向下,f1=f2
5.(多选)如图图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F与时间t的关系如图图图乙所示,物体的速度v与时间t的关系如图图图丙所示。以下说法正确的是
( )
A.0~2 s内,物体没有被推动,是因为推力小于摩擦力
B.4~6 s内,物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力
C.2~4 s内,物体受到的摩擦力是3 N
D.2~4 s内,物体所受合力为1 N
6.(多选)如图图所示,在同一水平地面上,有表面粗糙程度相同、质量不同(mpA.F1>F2 B.F2C.F3>F4 D.F3=F4
二、填空题
7.油桶放倒后推动起来容易,这是因为 ;缝衣针的表面磨得光滑发亮是为了 ;冬天,汽车在冰面上行驶时,轮胎上经常缠上防滑链,这是采用 的办法来 摩擦的;防止皮带传动打滑常用的方法是将皮带张紧,用增大 方法来增大摩擦。
8.用手握着总重为5.5 N的杯子静止在空中,瓶口竖直向上,手的握力为20 N,则杯子受到的摩擦力为 N,方向为 。若增大手的握力,则杯子受到的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
9.(2021金华)用如图图所示装置测物体B受到的摩擦力,拉力F水平向左,不计弹簧测力计重,所用弹簧测力计已校零。回答下列问题:
(1)当F=5 N时,物体A保持静止,弹簧测力计的示数为零,此时物体B受到的摩擦力为
N。
(2)当F=20 N时,物体A水平向左运动,弹簧测力计的示数为3 N且保持不变,此时物体B受到的摩擦力方向为 。
三、作图题
10.如图图所示,货物随传送带一起加速斜向上运动,请画出货物所受摩擦力的示意图。
四、实验探究题
11.(2021乐山)在做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,同学们猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:①接触面所受的压力;②接触面的粗糙程度。根据猜想,同学们设计了如图图甲、乙、丙所示的实验:
(1)用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动,根据 的知识可知,弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等。如图图图甲所示,木块受到的摩擦力大小为 N。
(2)通过比较 两图,可验证猜想①;通过比较 两图,可验证猜想②。进一步归纳得出结论:接触面所受的压力越 (选填“大”或“小”),接触面越 (选填“光滑”或“粗糙”),滑动摩擦力越大。
(3)有同学提出滑动摩擦力的大小还可能与接触面积有关,于是设计了以下两种实验方案:
A.将木块竖直切去一半,如图图图丁所示,重复(1)的操作过程,比较图甲和图丁。
B.将木块侧放,如图图图戊所示,重复(1)的操作过程,比较图甲和图戊。
你认为合理的实验方案是 (选填“A”或“B”)。
答案
第七章 六、学生实验:探究——摩擦力的大小与什么有关 第2课时 摩擦力的应用
1.D 气垫船在水面上行驶的过程中,气垫船向水面喷气,使气垫船与水面分离,从而减小气垫船受到的摩擦力,可知气垫船减小摩擦采用的方法是使接触面彼此分离,故A、B、C都不符合题意,D符合题意。
2.D 举重运动员手涂防滑粉,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的;足球守门员戴防滑手套,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的;长跑运动员的鞋底有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的;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的。综上分析,只有D选项增大摩擦的方法与其他三个选项不同。
3.A
4.B 小明紧紧握住杆子保持静止时,其受到的重力与静摩擦力平衡,由二力平衡条件可知:f1的方向竖直向上,且f1=G;匀速下滑时,其受到的重力与滑动摩擦力平衡,由二力平衡条件可知:f2的方向竖直向上,且f2=G。所以f1=f2。
5.BD 由v-t图像可知,0~2 s内,物体没有被推动,物体处于平衡状态,推力等于摩擦力,故A错误;由v-t图像可知,4~6 s内,物体做匀速直线运动,处于平衡状态,推力和摩擦力是一对平衡力,故B正确;由F-t图像可知,4~6 s内的推力F=2 N,由力的平衡条件可得,滑动摩擦力f=F=2 N,由v-t图像可知,物体在2~4 s内做加速运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,因为压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以滑动摩擦力不变,所以在2~4 s内物体受到的摩擦力仍是2 N,故C错误;由F-t图像可知,2~4 s内物体所受的推力为3 N,摩擦力仍为2 N,所以物体在2~4 s内的合力:F合=F2-f=3 N-2 N=1 N,故D正确。
6.BD
7.在接触面相同、物体间的压力相同时,滚动摩擦力小于滑动摩擦力 减小摩擦
增大接触面的粗糙程度 增大 压力
8.5.5 竖直向上 不变
杯子被握在手中,处于静止状态;在竖直方向上,杯子受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,则摩擦力的大小f=G=5.5 N;若增大手的握力,杯子仍然处于静止状态,杯子受到的摩擦力仍与重力是一对平衡力,则摩擦力的大小不变,仍为5.5 N。
9.(1)0 (2)水平向左
10.如图图图所示
11.(1)二力平衡 1.8
(2)甲、乙 甲、丙 大 粗糙
(3)B
