第6节 摩擦力 同步练习（40张ppt）

(共40张PPT)
第3章 运动和力
第6节 摩擦力
学习目标
1.知道摩擦力的产生条件，会判断摩擦力是否存在及摩擦力的方向。
2.能够通过实验探究压力和接触面的粗糙程度对摩擦力大小的影响。
3.了解摩擦力的利弊，知道增大和减小摩擦力的方法。
知识点1 摩擦力的存在 重难点
1.教材第113页活动：摩擦力的存在
实验内容 图示 现象及分析
（1） 用手推一下放在桌面上的木块，使它运动起来，观察木块离开手指后运动状态有什么变化 运动的木块最终在桌面上静止，说明木块受到桌面阻碍它运动的力
两个相对运动的物体之间产生的摩擦力
（2） 将手掌紧压在桌面上，并慢慢拖动，使手在桌面上滑动，你的手掌有什么感觉 手掌会有受到阻碍的感觉，说明手掌受到桌面阻碍它运动的力
实验内容 图示 现象及分析
（3） 纸杯中盛有米，米内插有筷子。将米压紧后，竖直向上提筷子，观察会出现什么现象 筷子能将米和纸杯提起，说明米与筷子、米与纸杯之间存在摩擦力，摩擦力使筷子、米和纸杯保持相对静止
两个相对静止（或有相对运动趋势）的物体之间产生的摩擦力
续表
总结：当一个物体在另一个物体表面上运动（或有相对运动趋势）时，在两个物体的接触面上会产生一种阻碍物体相对运动（或相对运动趋势）的力，这种力叫做摩擦力。
2.摩擦力产生的三个条件
3.摩擦力的方向
由于摩擦力阻碍物体的相对运动或相对运动趋势，所以摩擦力的方向必定与物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
特别提醒
摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反，如左图中，人的运动方向向前，后脚受到的摩擦力方向向前，与运动方向一致，是动力；前脚受到的摩擦力方向向后，是阻力。它们都与“相对运动趋势”的方向相反。
4.摩擦力的作用点：摩擦力产生在两个物体的接触面上，即摩擦力的作用点在物体接触表面上。
静摩擦 滑动摩擦 滚动摩擦
定义 两个相互接触的物体将要发生而尚未发生相对运动时产生的摩擦 一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦 一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦
图示
现象 物体推而未动 在粗糙表面上推着物体运动 在粗糙表面上推着带轮小车运动
生活实例 手握瓶子静止时，手与瓶子之间的摩擦 用橡皮在纸上擦字时，橡皮与纸之间的摩擦 正常行驶的自行车，轴承内钢珠与内、外圈之间的摩擦
摩擦的种类
典例1 下列四个情景中，把木块放在粗糙表面上，木块一定不受摩擦力的是( )
A.&1& 木块静止 B.&2& 木块匀速运动
C.&3& 木块静止 D.&4& 木块匀速下滑
A
[解析] A中木块静止在水平的粗糙面上,木块与水平面间有挤压,但是木块与水平面没有相对运动或相对运动趋势,故不受摩擦力,A符合题意;B、C、D中三个木块所在的接触面都粗糙,三个木块对接触面都有挤压,都与接触面发生相对运动或有相对运动趋势,所以都受摩擦力。
例题点拨
假设法判断是否有相对运动趋势
假设选项C中接触面光滑，木块不受摩擦力，则木块在重力的作用下应沿接触面向下运动，故木块有向下的运动趋势，受斜向上的静摩擦力。
知识点2 影响摩擦力大小的因素 重难点
1.教材第114页活动：实验探究——影响滑动摩擦力大小的因素
提出 问题 滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？
猜想与假设 滑动摩擦力的大小可能与接触面所受压力有关；
滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关
实验 原理
制订计划与设计实验 影响滑动摩擦力大小的因素有多个，因此在探究过程中要用控制变量法，如探究压力对滑动摩擦力大小的影响时，要保持接触面的粗糙程度不变；在探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力大小的影响时，则应控制压力不变
实验 步骤 如图甲所示，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，使其在较光滑的长木板上匀速滑动，记下此时弹簧测力计的示数，其示数大小等于滑动摩擦力的大小；
如图乙所示，在木块上放砝码，从而改变木块对长木板的压力，测出木块匀速运动时受到的摩擦力大小；
如图丙所示，在长木板上铺上棉布，以增大接触面的粗糙程度，测出木块匀速运动时受到的摩擦力大小
续表
实验 数据
分析 论证 （1）由实验（1）（2）可知，接触面粗糙程度相同，压力越大，弹簧测力计的示数越大，即滑动摩擦力越大；
（2）由实验（1）（3）可知，压力大小相同，接触面越粗糙，弹簧测力计的示数越大，即滑动摩擦力越大
得出 结论 滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小和接触面的粗糙程度有关。当接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大
续表
2.实验注意事项
（1）实验时所用的木板要足够长，以保证木块在木板上滑动时有匀速直线运动的过程。
（2）实验时应保持弹簧测力计与长木板平行
（3）实验中要做到匀速拉动木块不好实现，可做以下改进：将弹簧测力计的挂钩与木块相连，拉环处固定，拉动长木板进行实验（如图所示）。这样不但方便读数，而且长木板也不用一定做匀速运动。
教材深挖
静摩擦力的大小
物体受到静摩擦力时，仍处于静止状态，受力平衡，因此静摩擦力总是与引起相对运动趋势的外力大小相等。
如图甲所示，当用 的力推箱子，而未推动时，由于箱子静止，受力平衡，故 ；如图乙所示，增大推力，用 的力推箱子，但仍未推动，此时箱子静止，受力平衡，故 ；如图丙所示，用更大的推力，箱子动起来，此时箱子和地面相对运动，受到滑动摩擦力。
典例2 [杭州西湖区期末] 如图所示为“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验,木块 分别在拉力 、 和 作用下做匀速直线运动。
（1）实验中当木块匀速直线运动时所受的拉力和摩擦力大小______，是一对______力。
相等
平衡
[解析] 实验时木块匀速直线运动，说明木块所受的力是平衡的，所以在水平方向上木块受到的拉力与滑动摩擦力大小相等,是一对平衡力；
（2）三次实验中弹簧测力计的示数分别为 、 和 ,其中最大的是___。

[解析] 三次实验中弹簧测力计的示数分别为 、 和 ,接触面越粗糙,压力越大,滑动摩擦力越大,其中最大的是 ；
（3）比较甲、乙两次实验,得出的结论是______________________________________________________。
当压力一定时，接触面越粗糙，物体所受的滑动摩擦力越大
[解析] 比较甲、乙两次实验,接触面所受的压力相同,乙中接触面较粗糙,滑动摩擦力也较大,得出的结论是当压力一定时,接触面越粗糙,物体所受的滑动摩擦力越大；
（4）在丙图中,弹簧测力计示数 为 ,若弹簧测力计示数增大到 ,此时的木块A所受滑动摩擦力为____ 。
1.6
[解析] 在丙图中,弹簧测力计示数增大到 ,由于接触面的粗糙程度和压力大小不变,所以滑动摩擦力大小不变,仍为 。
例题点拨
滑动摩擦力大小只与接触面的粗糙程度和压力大小有关，与其他因素无关，因此只改变拉力大小，滑动摩擦力大小不变，此时拉力大于摩擦力，物体将做加速运动。
知识点3 增大或减小摩擦的方法 重点
1.有益摩擦和有害摩擦
摩擦无处不在。摩擦有时是有益的，如用手拿物体时，手与物体间的摩擦；人行走时，鞋底与地面间的摩擦；刹车时刹车装置的摩擦以及车轮与地面间的摩擦等。摩擦有时是有害的，如机器运转时各部件之间的摩擦会使机器磨损，进而使机器丧失原有精度和功能等。因此有时要增大有益摩擦，有时又要设法减小有害摩擦。
2.增大摩擦和减小摩擦的方法
方法 举例
增大有益摩擦 增大接触面间的压力 将传送带的皮带张紧
增大接触面的粗糙程度 汽车、拖拉机、自行车车轮上有凹凸不平的花纹，运动员往手上涂防滑粉
变滚动摩擦为滑动摩擦 火车、汽车在紧急制动时，制动系统使车轮变滚动为滑动
减小有害摩擦 减小接触面间的压力 推动熄火的汽车使其再次启动时，让车内乘客都下车以减小车重
减小接触面的粗糙程度 冰壶比赛中用冰壶刷擦冰
变滑动摩擦为滚动摩擦 轮滑鞋
使接触面分离 给机械部件加润滑油,气垫船、磁悬浮列车
典例3 [杭州郁达夫中学期末] 如图所示的四个实例中，目的是减小摩擦的是( )
A.&5& 打球时用力握紧球拍
B.&6& 乒乓球拍上贴有橡胶皮
C.&7& 轴承中装有滚珠
D.&8& 运动鞋底有凹凸不平的花纹
C
[解析] 打球时用力握紧球拍，这是通过增大压力来增大手和球拍之间的摩擦，A不符合题意。乒乓球拍上贴有橡胶皮，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，B不符合题意。在轴承里装上滚珠是将滑动摩擦变为滚动摩擦，减小摩擦，故C符合题意。运动鞋底有凹凸花纹，是通过增大接触面的粗糙程度来增大鞋和地面之间的摩擦，D不符合题意。
题型1 摩擦力的产生★★
典例4 关于摩擦力，下列说法正确的是( )
A.相互紧压的粗糙物体间一定存在摩擦力
B.运动的物体一定受到摩擦力作用
C.静止的物体一定受到摩擦力作用
D.相互紧压的粗糙物体之间有相对滑动时，受滑动摩擦力作用
D
[解析] A、C选项忽略了“有相对运动或相对运动趋势”这一条件；B选项说的是“运动的物体”，并不代表“相对运动”，且并没有说明接触面情况，如物体在光滑的表面运动时，不受摩擦力作用。
方法点拨
产生摩擦力必须同时满足三个条件：①接触面粗糙；②接触并挤压；③发生相对运动或有相对运动趋势。
题型2 摩擦力的大小和方向
角度1 滑动摩擦力的大小和方向★★★
典例5 如图所示， 是放在水平桌面上的物体，两边用细线通过滑轮与吊盘相连，若在左盘中放重为 的砝码，右盘中放重为 的砝码，
C
A.G B. C. D.
物体 恰好以速度 向右做匀速直线运动；如果右盘中的砝码不变，物体 在水平桌面上以速度 向左做匀速直线运动，则左盘中砝码的重应为（吊盘重不计，细线与滑轮摩擦不计）( )
[解析] 过程一：
过程二：
滑动摩擦力的大小与运动速度无关，因此过程二中物体 受到的摩擦力大小与
过程一中相等
方法点拨
“三步”判断摩擦力的大小和方向
第一步：确定摩擦力的施力物体。
第二步：以该施力物体为参照物，判断受力物体的相对运动方向或相对运动趋势方向，用“相反”确定摩擦力方向。
第三步：利用二力平衡及力的相互性确定摩擦力的大小。
角度2 静摩擦力的大小和方向★★★
典例6 如图所示，用 的水平力 按着物体，物体在墙壁上保持静止，
物体的重力是 ，则物体受到的摩擦力大小是___ ，方向是__________的。
6
竖直向上
[解析] 物体静止，受力平衡，对物体受力分析，如图所示。
一题多解
假设法判断静摩擦力的方向
物体和墙壁之间相对静止，假设接触面光滑，则物体会下滑，所以物体有向下运动的趋势，静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反，所以静摩擦力的方向是竖直向上的。
角度3 结合图像分析摩擦力的大小（培优）★★★★
典例7 如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力 的作用，其 图像和 图像分别如图乙、丙所示。由图像可知，当 时，物体受到的摩擦力是___ ；当 时，物体受到的摩擦力是___ 。
3
5
[解析] 由题意知，物体在水平方向受到水平拉力 与摩擦力 的作用。由题图丙知，物体在 内静止，处于平衡状态；在 内做匀速直线运动，处于平衡状态。由题图乙知，在 内物体受到的拉力 ，由平衡条件得，静摩擦力 ；在 内，拉力 ，由平衡条件得滑动摩擦力 。在 时，物体做加速运动，物体受到滑动摩擦力的作用，由于滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力大小有关，与拉力及运动速度大小无关，所以在 内物体受到的滑动摩擦力不变，故 时，物体受到的摩擦力为 。
易错警示
直接由图乙中 时物体受到的拉力为 ，得出摩擦力为 。
正确分析：
由图丙知， 时物体做加速运动， ；要想求出滑动摩擦力，需分析物体处于平衡状态的受力情况，由图丙可知 物体做匀速直线运动，由二力平衡得出 。
题型3 探究影响滑动摩擦力大小的因素★★★★
典例8 为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”，小明设计了如图所示的实验。
（1）实验过程中，弹簧测力计______（选填“必须”或“不必”）沿水平方向拉着物块做匀速直线运动，此时滑动摩擦力的大小______（选填“大于”“等于”或“小于”）弹簧测力计的示数。
必须
等于
[解析] 由二力平衡条件可知，弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动，滑动摩擦力的大小才等于弹簧测力计的示数。
（2）在甲、乙、丙三次实验中，滑动摩擦力最小的是____实验。
甲
[解析] 甲实验中接触面的粗糙程度比丙实验中小，所受压力比乙和丙中都小，由滑动摩擦力大小的影响因素可知，甲实验中的滑动摩擦力最小。
（3）比较甲、丁两实验，发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数，小明得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关，你认为他的结论是______（选填“正确”或“错误”）的。如果要探究滑动摩擦力与接触面积大小的关系，在实验丁的基础上小明可以怎么优化？__________________________________
错误
把切去的另一半放在物块上重做实验
[解析] 甲、丁两实验做对比，存在压力、接触面积大小两个变量，未控制压力相同，因此得出的结论不可靠，在丁实验的基础上，为保证压力不变，可把切去的另一半放在物块上重做实验。
（4）小明对实验装置进行改动，如图戊所示，重复实验，发现效果更好。实验中，小明________（选填“一定”或“不一定”）要匀速拉动长木板。
不一定
[解析] 不管是否匀速拉动长木板，因物块与木板间压力和接触面粗糙程度不变，故物块所受滑动摩擦力的大小不变，弹簧测力计示数也不变。
题型4 摩擦的利用与防止★★★
典例9 [嘉兴期中] 下列跟摩擦有关的现象或应用中，叙述不正确的是( )
B
A.&1车轮、各种把手、鞋底等物体的表面凹凸不平，这是为了增大有益摩擦
B.&12鞍马、单双杠、举重等运动员赛前在手上擦一种白色粉末，这是为了减小有害摩擦
C.磁悬浮列车、气垫船等是采用使接触面分离的方法来减小摩擦的
D.&14& 汽车急刹车时，是采用变滚动为滑动的方法来增大摩擦的
[解析] 运动员赛前在手上擦白色粉末，是为了吸去手上的汗液，增大掌心与器械表面的粗糙程度，是通过增大接触面的粗糙程度来增大有益摩擦的，故B错误。
方法点拨
题型5 受力分析★★★★
典例10 如图甲是人站立在台阶式（台阶水平）自动扶梯上随扶梯一起向上做匀速运动，如图乙是人站立在履带式自动扶梯上随扶梯一起向上做匀速运动，请作出人的受力示意图。
[答案] 如图所示。
[解析] 甲中，人与台阶相对静止，且没有相对运动趋势，故人不受摩擦力；乙中，人相对扶梯有向下的运动趋势，故人受到沿扶梯向上的摩擦力。
易错警示
误认为甲中人受到水平方向的摩擦力
物体的受力情况与运动状态要相符。甲中人做匀速直线运动，处于平衡状态，受力平衡，若受到水平方向的摩擦力，则无论摩擦力向右还是向左，人都不再受到平衡力，与其运动状态不相符。