2023年中考物理微专题 摩擦力及其实验问题（有答案）

中考物理摩擦力及其实验问题详解
摩擦力是力学中难点内容之一，尤其在物体是否受到摩擦力及静摩擦、滑动摩擦力的大小和方向的判定，是易出错的地方，也是中考热点内容之一。
知识点1：摩擦力概念：两个相互接触的物体，当它们做相对运动时，在接触面上产生的阻碍相对运动的力叫摩擦力。
(1)摩擦分为滑动摩擦和滚动摩擦，滚动摩擦比滑动摩擦小得多。
(2)滑动摩擦和滚动摩擦既跟作用在物体表面的压力有关，又跟接触面的粗糙程度有关。
滑动摩擦力的方向跟物体相对运动方向相反。
(3)我们应增大有益摩擦，减小有害摩擦。增大摩擦的方法：增加接触面的粗慥程度，增加压力，变滚动为滑动；减小摩擦的方法：减小接触面的粗慥程度(使接触面光滑)，减小压力，使两个互相接触的表面分开，变滑动为滚动。
方法指导
一、根据产生摩擦力的条件可以判定物体是否受到摩擦力
摩擦力产生的条件：①两物体接触面粗糙；②两物体相互接触并发生挤压；③两物体间发生相对运动或有相对运动的趋势。
二、根据运动状态判定摩擦力的大小
1．静止的物体受到平衡力的作用，据此可确定静摩擦力的大小。若沿水平方向推车，但未推动，此时摩擦力为静摩擦力，大小等于推力；增大推力，若仍未动，摩擦力与推力仍平衡。吸附在竖直墙面上的磁体，竖直方向的摩擦力等于物重，增大压力，摩擦力不变。
2．做匀速直线运动的物体受平衡力，据此可确定滑动摩擦力的大小。若影响滑动摩擦力的因素(压力和接触面的粗糙程度)不变，即使物体不做匀速直线运动，滑动摩擦力也不改变，即影响滑动摩擦力的因素发生改变，滑动摩擦力随之改变。
三、摩擦力的方向
摩擦力的方向与物体相对运动(或相对运动趋势)方向相反，不一定和物体的运动方向相反。有时也和物体的运动方向相同，如自行车后轮受到的摩擦力；如人走路，若不打滑，脚相对地面有向后运动的趋势，地给脚一个向前的摩擦力，成为人向前的动力。
知识点2：探究摩擦力实验
(1)实验原理：二力平衡
(2)实验方法：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。应用转换法。
(3)实验结论：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。该研究采用了控制变量法。
由前两结论可概括为：滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。实验还可研究滑动摩擦力的大小与接触面大小、运动速度，拉力大小等无关。
【例1】如图，物体重50N静止在竖直的墙壁上，F压=30N，若物体与墙壁的接触面积为0.2m2，下列分析正确的是 ( )
A.物体受到竖直向上的摩擦力大小等于50N
B.物体对墙壁的压强为250Pa C.物体受到的压力越大，摩擦力越大
D.若物体受到的力全部消失，则物体向下运动
【答案】A
【解析】物体静止在竖直的墙壁上，则即物体处于平衡状态，所受的是平衡力，那么物体在竖直方向上所受的两个力：重力和摩擦力是一对平衡力，所以摩擦力的大小等于50N，故A项正确；物体对竖直墙壁的压力等于F=30N,物体对墙壁的压强:P===150Pa,故B项错误；物体是被压在竖直墙壁上并处于静止状态，物体受到摩擦力等于重力,所以增大对物体的压力时,物体与墙面的摩擦力大小不变,其摩擦力的大小与重力的大小有关，故C项错误；
若物体所受的力全部消失，则物体会保持原来的运动状态不变，而物体原是静止的，那么还会保持静止不动，故D项错误。
【对点练习】如图所示的各种做法中，属于增大摩擦的是( )
A．自行车上的滚动轴承 B．体操运动员手上涂有防滑粉
C．冰壶运动员用刷子刷冰面 D．给门轴上的合页加润滑油
【答案】B．
【解析】(1)增大摩擦力的方法有：增大压力，增大接触面的粗糙程度。(2)减小摩擦力的方法有：减小压力，减小接触面的粗糙程度，使接触面脱离，用滚动代替滑动．
A．自行车上的滚动轴承，是用滚动代替滑动来减小摩擦力．故A不符合题意；
B．体操运动员手上涂有防滑粉，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力．故B符合题意；
C．冰壶运动员用刷子刷冰面，是在压力一定的情况下，通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦的，故C不符合题意；
D．给门轴上的合页加润滑油，是使接触面脱离来减小摩擦力．故D不符合题意．
【例2】在探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验中，某同学所用器材如图甲所示其中长木板B的表面比A的表面更粗糙，物块各表面的粗糙程度均相同，它的长、宽和高分别是10cm、8cm和6cm。
将物块放在水平放置的长木板上，再把砝码放在物块上，用弹簧测力计水平拉动物块，沿长木板做匀速直线运动，实验记录如下表:
实验次数 物块放置情况 接触面 压力情况 弹簧测力计示数/N
1 平放 A一物块 100g的砝码放在物块上
2 平放 B一物块 100g的砝码放在物块上 2.2
3 平放 B一物块 200g的砝码放在物块上 2.4
4 侧放 B-物块 100g的砝码放在物块上
(1)第1次实验中，弹簧测力计示数如图乙所示，该示数是_____________N；
(2)由1、2两次实验可知：压力相同时，物块与长木板的接触面越粗糙，物块受到的滑动摩擦力______(填“越小”或“越大”)；
由2、3两次实验可知：增加物块上砝码的质量，从而增大______(填“砝码对物块”“砝码对长木板”或“物块对长木板”)的压力，这样就可以探究接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小跟压力的关系；
(3)第4次实验中，弹簧测力计示数是___________N。
【答案】 (1) 1.8 (2) 越大 物块对长木板 (3)2.2
【解析】(1)由图乙知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为1.8N。
(2)由1、2两次实验数据分析知，当压力相同时，物块与长木板的接触面越粗糙，物块受到的滑动摩擦力越大。
由2、3两次实验可知：增加物块上砝码的质量，从而增大物块对长木板的压力。
(3)由2、4两次实验可知，物块对长木板的压力相同，接触面的粗糙程度相同，故木块两受到摩擦力相同，故弹簧测力计示数是2.2N。
【对点练习】在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关时，用完全相同的木块分别作了如图所示的实验。
(1)实验中，当弹簧测力计拉木块沿水平方向做________运动时，木块受到的摩擦力大小等于弹簧测力计的示数；
(2)甲、乙两图的实验说明了滑动摩擦力的大小与________有关；
(3)甲、丙两图的实验说明了滑动摩擦力的大小与________有关；
(4)当所要研究的物理量与多个因素有关时，采用的探究方法应是________法。
【答案】匀速直线 压力的大小 接触面的粗糙程度 控制变量法
【解析】(1)木块受到的摩擦力大小等于弹簧测力计的示数，木块在水平方向受到平衡力作用，木块做匀速直线运动。
(2)木块接触的表面不同弹簧读数不同，摩擦力与接触面粗糙程度有关。木块接触的对接触面压力不同弹簧读数不同，摩擦力与压力有关。
(3)压力一定，接触面粗糙程度不同，摩擦力不同。
(4)让一个物理量保持不变，研究另外两个物理量之间的关系的方法称为控制变量法。
练习
一、选择题
1.下列关于力和运动的说法，正确的是( )
A物体运动状态发生改变，一定受到力的作用
B行驶的汽车急刹车时，乘客会出现向后倾的现象
C 用力推桌子，桌子静止不动，因为推力小于摩擦阻力
D 踢出去的足球能在空中飞行，是因为足球没有受到力的作用
2.关于运动和力的关系，下列说法正确的是
A．子弹从枪膛射出后能继续前进是因为子弹受到惯性作用
B．小张沿水平方向用力推课桌没推动，则他的推力小于课桌受到的摩擦力
C．茶杯静止在水平桌面上，茶杯受到的重力和桌面对茶杯的支持力是一对平衡力
D．乒乓球运动员用球拍击球时，球拍的作用力只能改变球的运动状态
3.我市部分学校在开展“足球进校园”活动中，关于同学们在足球比赛中涉及到的物理知识，下列分析中错误的是（ ）
A．足球鞋底凹凸不平，是为了增大与地面的摩擦力
B．足球能在空中飞行，是因为运动员的脚对它有力的作用
C．用头顶足球攻门时，头感到痛，说明物体间力的作用是相互的
D．守门员一下子抱住射门的足球，说明力可以改变物体的运动状态
4.如图所示,A、B 两物体叠放在水平桌面上受到两个水平拉力而保持静止,在两个已知 F1=5N,F2=3N.那么物体 B 受物体 A 和水平桌面的摩擦力大小应分别为( )
A. 5N、3N B. 5N、2N C. 2N、3N D. 3N、5N
5．如图所示，木块竖立在小车上，随小车一起以相同的速度在水平地面上向右做匀速直线运动，不考虑空气阻力，下列说法中正确的是（　　）
A．如果小车突然停止运动，木块将向左倾倒
B．由于木块向右运动，木块受到向左的摩擦力
C．小车对木块的支持力与木块受到的重力是一对平衡力
D．木块对小车的压力与地面对小车的支持力是一对相互作用力
6.九年级的小明阿学参加体育测试，下列说法不正确的是（ ）
A.小明跑步冲过终点不能立即停下来，是因为受到惯性作用
B.小明跑步穿的运动鞋鞋底有凹凸不平的花纹是为了增大摩擦力
C.跳绳时手对绳施加了カ，同时绳也对手施加了力
D.投掷实心球时，实心球在空中运动的过程中，小明对实心球没有做功
二、填空
7．如图所示，木块下面是一长木板，小明将弹簧测力计一端固定，另一端钩住长方体木块A，实验时拉着长木板沿水平地面向左运动，读出弹簧测力计示数即可测出木块A所受摩擦力大小。不计弹簧测力计的自重，在木板运动的过程中，木块A所受摩擦力的方向是　 　，拉动速度变大，弹簧测力计示数　 　。（选填“变大”“变小”或“不变”）
三、实验探究
8.如图所示，是探究“二力平衡条件”的实验装置图。
（1）实验时使用小车而不使用木块，是因为小车与桌面间的________更小，从而减小对实验结果的影响。
（2）当两个盘中分别放上两个相同的砝码后，小车静止在桌面上，这说明二力平衡时，两个力的大小________。
答案
1.A 2.C 3.B 4.B 5.C 6.A
7.【分析】（1）摩擦力的方向总是与物体运动或相对运动的趋势的方向相反；
（2）影响滑动摩擦力大小的因素是压力的大小和接触面的粗糙程度。
【解答】解：（1）摩擦力的方向跟物体相对运动的方向相反，因为木板水平向左运动，所以，木块相对木板来说是水平向右滑动了，因此它受到的摩擦力的方向水平向左；
（2）滑动摩擦力大小与物体运动速度大小无关，因此拉动速度变大，弹簧测力计的示数不会变化。
故答案为：水平向左；不变。
【点评】此题考查滑动摩擦力大小和方向，知道摩擦力大小的影响因素（压力大小和接触面的粗糙程度），并知道滑动摩擦力的方向跟物体相对运动的方向相反是解答此题关键
8.(1)摩擦力 (2)相等