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第6节 摩擦力
考点一、摩擦力
（一）实验探究:摩擦力的存在
(1)将木块放在桌面上用手推一下， 让木块在桌面 上运动，木块最终会停下来，为什么
(2)将手掌紧压在桌面上，并慢慢拖动，使手在桌面上滑动，手掌有什么感觉
(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，你看到了什么现象
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；
手掌压在桌面上慢慢拖动，会有受到阻碍的感觉；筷子能将纸杯提起，是因为筷子与米之间也存在阻力，这个阻力使筷子和米保持相对静止。
归纳总结:像这样两个互相接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时，就会在接触面上产生一种阻碍物体相对运动趋势或相对运动的力，这种力就叫做摩擦力。
（二）摩擦力产生的三个条件
(1)两物体接触面粗糙；(2)两物体之间正在发生相对运动或有相对运动趋势；(3)两物体相互挤压，发生形变，有弹力。这三个条件缺不可。
（三）摩擦的种类
(1)滑动摩擦:两个物体之间因相对滑动而产生的摩擦。
(2)滚动摩擦:两个物体之间因相对滚动而产生的摩擦。
(3)静摩擦:两个有相对运动趋势但相对静止的物体之间存在的摩擦。
（四）摩擦力的方向
由于摩擦力阻碍物体相对运动或相对运动的趋势，所以摩擦力的方向必定与物体相对运动方向或相对运动趋势的方向相反。
典例1：（2022七下·温州期末）如图所示为冬奥会上的冰壶项月。则下图中对冰壶脱离手后，向前做减速运动过程中的受力分析正确的是( )
A． B． C． D．
变式1：小科在游玩意大利比萨斜塔时买了一个斜塔模型，当模型塔倾斜着身子静止在水平桌面上时，（如图），对模型塔是否受到摩擦力的作用及方向的分析，正确的是（ ）
A.模型塔未受到摩擦力的作用 B.模型塔受到水平向左的摩擦力
C.模型塔受到水平向右的摩擦力 D.模型塔受到沿塔身向上的摩擦力
变式2：如图所示的四种情况，木块一定不受摩擦力的是（ ）
A． 木块静止 B． 木块匀速运动
C． 木块匀速下滑 D． 木块静止
变式3：如图所示，小红站在商场匀速向上运动的自动扶梯上，她受到的力有( )
A．重力和支持力
B．重力、支持力和水平向右的摩擦力
C．重力、支持力和水平向左的摩擦力
D．重力、支持力和斜向上的摩擦力
考点二、影响摩擦力大小的因素
(1)滑动摩擦力的大小与接触面积的大小是否有关呢
探究方案:控制木块对水平面的压力、接触面粗糙程度不变，分别将木块平放、侧放、立放,水平匀速拉动木块，测出摩擦力的大小并进行比较。结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。
(2)滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小是否有关呢 探究方案:控制木块对水平面的压力、接触面的粗糙程度不变，分别以不同速度水平拉动木块做匀速直线运动，测出摩擦力的大小并进行比较。
结论:滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小无关。
注意：
①做实验时应注意让木块做匀速直线运动，此时拉力和摩擦力是一对平衡力，拉力大小等于摩擦力的大小。
②实验中,探究滑动摩擦力与压力、接触面的粗糙程度、接触面积和运动速度的关系时，采用了控制变量法。
③实验中可以固定弹簧测力计不动，拉动木板。这样即使没有使木板匀速运动，对实验也没有影响，实验更容易操作，而且弹簧测力计相对操作者静止，可使读数更准确。
典例1：（2022七下·杭州期末）如图所示是"探究影响滑动摩擦力大小因素"的实验。小应用到了一个弹簧测力计、一块木块、一个砝码、一块长木板和一条毛巾。
（1）拉着木块在木板上做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数如图甲所示，则木块受到的滑动摩擦力大小为 N。
（2）分析图甲、乙两次实验数据可以得出，滑动摩擦力大小与 有关。
（3）小应想进一步探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系，进行了图丙的实验，当测力计示数达到最大值时仍没拉动木块。为了使用现有实验器材顺利完成此实验探究，你建议他尝试采取的办法是∶ ，测出滑动摩擦力的大小，再和实验 （选填"甲""乙"）进行比较。
变式1：如图所示，一长方体木块置于同一粗糙水平面上，甲图木块竖放，乙图木块平放，丙图木块平放并在其上加一重物。在甲、乙、丙三种情况下，匀速拉动．长方体木块所需的水平力分别为F甲、F乙、F丙，则下列关系正确的是( )
A．F甲F乙>F丙 C．F甲变式2：用弹簧测力计两次水平拉同一木块，使它在同一水平木板上做匀速直线运动，图乙是木块运动的路程随时间变化的图像，下列说法正确的是( )
A．图甲中木块受到的拉力为3.2 N
B．木块两次受到滑动摩擦力之比为1：1
C．木块第一次和第二次速度之比为1：2
D．相同时间内路程之比为1：1
变式3：（2022七下·丽水期末）如图所示，水平桌面的右端固定一定滑轮(不改变力的大小，改变方向)，轻质小盘(不计重力)通过一根绕过定滑轮的细绳与桌面上质量为0.5千克的木块相连．当小盘内放有重力为1牛的砝码使木块未被拉动，这时木块受到的摩擦力大小为 牛：当小盘内放有重为1.5牛的砝码时，木块正好作匀速运动，这时木块受到的摩擦力大小为 牛； 当小盘内放上重为2.0牛的砝码时，小盘拖动木块运动，当小盘落在地面上后，木块继续运动，此时木块所受到的摩擦力大小为 牛。
考点三、增大或减小摩擦的方法
根据影响摩擦力大小的因素，我们可以从哪些方面来增大有益摩擦或减小有害摩擦呢
a在弓弦上擦些松香是为了增大弓弦的粗糙程度，从而增大弓弦与琴弦的摩擦；
b给摩擦的表面加润滑剂；
c使气垫船跟水面脱离都是使相互接触的摩擦面彼此分离，以减小摩擦；
d安装滚珠轴承，是用滚动代替滑动，减小摩擦；
e自行车的刹车装置是利用增大刹车橡皮和轮圈的压力以及通过刹车橡皮来增大接触面的粗糙程度两个方面来增大摩擦。
我们可以得到如下结论:
(1)增大有益摩擦的方法:增大压力；增大接触面的粗糙程度；用滑动代替滚动。
(2)减小有害摩擦的方法:减小压力；减小接触面的粗糙程度；用滚动代替滑动；使两个互相接触的摩擦面彼此分离(如形成气垫)。
典例1：自行车是我们熟悉的交通工具．从自行车的结构和使用来看，它涉及到不少有关摩擦的知识．以下分析中，正确的是( )
A．脚踏凹凸不平是通过增大接触面积来增大摩擦的
B．轮胎上制有花纹是通过改变接触面粗糙程度来减小摩擦的
C．刹车时用力捏刹车把是通过增大压力来增大摩擦的
D．在转动的部分加润滑油是通过变滑动为滚动来减小摩擦的
变式1：（2021七下·新昌期末）如图事例中，属于减小摩擦的是（ ）
A.鞋底制成凹凸花纹 B.手上涂防滑粉 C.轮胎外面缠绕铁链 D.机器转动部分装滚
变式2：下列是生活中的一些摩擦现象：①走路时鞋底与地面之间的摩擦；②汽车行驶时，汽车与空气之间的摩擦；③骑自行车时，车轮与轴之间的摩擦；④皮带传动中，皮带与皮带轮之间的摩擦，其中属于有害摩擦的是（ ）
A．①和② B．②和③ C．①和④ D．②和④
1.（2021七下·仙居期末）如图是一叠试卷，小明发现抽出数学试卷比抽出科学试卷要困难一些。对这一现象最合理的解释是( )
A.科学试卷的惯性较小，较易抽出 B.数学试卷的质量较大，较难抽出
C.科学试卷的表面光滑，摩擦力小，较易抽出 D.数学试卷受到压力大，摩擦力大，较难抽出
2.为了探究滑动摩擦力，小科利用牙刷做实验，当用力匀速拖动牙刷时，刷毛发生了如图所示的弯曲，对这个实验的分析正确的是( )
A.刷毛弯曲越厉害说明牙刷受到的力越小
B.牙刷受到的摩擦力作用在刷毛上
C.手对牙刷的拉力和牙刷受到的摩擦力不平衡
D.从刷毛弯曲的方向可以判断牙刷受到摩擦力的方向向右
3.（2021七下·上城期末）用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使木块在水平木板上做匀速直线运动。下列说法正确的是（ ）
A.弹簧测力计示数大于木块所受摩擦力
B.木块的速度越快，木块所受摩擦力越大
C.若在木块上放砝码，同样操作弹簧测力计示数变大
D.若在木板上铺毛巾，同样操作弹簧测力计示数变小
4．如图所示，在小明的推动下，小车与木块一起以相同的速度在水平地面上向前做匀速直线运动。下列分析中，正确的是( )
A．此时木块没有受到小车的摩擦力
B．小明对小车的推力大于小车受到的摩擦力
C．小明后面的脚受到地面的摩擦力方向向后
D．小车受到的重力与地面对小车的支持力是一对平衡力
5．（2022七下·嘉兴月考）（多选）图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙、丙所示，下列说法错误的是（ ）
A．当t=1.5s时，物体受到的摩擦力2N
B．2s～4s内，物体所受推力大于摩擦力
C．t=3s时，物体受到的摩擦力为6N
D．4s~6s，物体运动的路程为8m
6．如图甲所示，在水平面上测量木块的滑动摩擦力时，作用在木块上的水平拉力F大小随时间t变化情况的图像如图乙所示，木块运动速度v随时间t变化情况的图像如图丙所示。由以上情况可知，木块在 时间段内速度减小，木块在第15s时受到的摩擦力为 N。
7．如图甲所示的物体放在粗糙程度不变的水平地面上，用方向不变的力F向右拉物体，拉力F的大小随时间的变化关系如图乙所示，物体的运动速度随时间的变化关系如图丙所示，则在t=1 s时，物体受到的摩擦力为 N；t=3 s时，物体受到的摩擦力为 N。
8.（2021七下·越城期末）如图甲所示，放在水平地面上的物体受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系图像如图乙所示，物体运动速度v与时间t的关系图像如图丙所示。
（1）当t=1秒时，物体相对地面是________（填“静止”或“运动”）的。
（2）当t=3秒时，物体受到的摩擦力为 ________ 牛。
（3）图丙中阴影部分的面积可以表示________ .
9.（2021七下·吴兴期末）如图是某人利用免打孔墙体引体向上器锻炼身体，其安装时要让单杠保持水平，调节螺母，使单杠紧紧贴在墙上，如图所示。
（1）做引体向上时，通常要在手上抹一些白色粉末，其作用是________。
（2）小米静止悬挂在单杠中间时，墙体对单杠的摩擦力为f1，体重更大的同学同样静止悬挂时，墙体对单杠的摩擦力为f2，则f1________f2，。（填“＞”“＜”或“＝”）
10.（2020七下·越城期末）两个完全相同的物体A、B，每个重为20N。
（1）如图甲所示，A和B叠放在水平桌面上，在15N的水平拉力作用下，A、B一起向右做匀速直线运动，此时木块B受到的摩擦力大小为________ N。
（2）如图乙所示，若将A、B木块紧靠着放在水平桌面上，用水平力F2推A使它们一起向右做匀速直线运动，则F2的大小是________N，此时A对B的推力为________N。
11．（2021七下·新昌期末）某工厂发货传输分拣线示意如图，等间距排列的相同货物先被水平传送带匀速运送到工作台，在工作台AB．上匀速下滑时被扫描，后滑至水平工作台BC，最后在C点静止时被机械手臂取走进行分类。传送带与AB、AB与BC都平滑连接，AB 与BC接触面粗糙度相同，且长度均为1米，空气阻力忽略不计。
（1）货物被水平传送带匀速运送到工作台的过程中，货物与传送带之间 (选填“有”或“无”)摩擦力。
（2）AB段的摩擦力 (选填 “大于”、“等于”或“小于”) BC段的摩擦力。
12．（2022七下·仙居期末）黑板和黑板擦是一对“好朋友”，一起服务于我们的教学。
（1）小科用黑板擦擦黑板时，发现压力越大，擦的越干净。这是因为压力增大，使黑板与黑板擦之间的摩擦力变 。
（2）如图用3牛的水平压力F把重1牛的黑板擦压在黑板上保持静止，如图所示。此时黑板对黑板擦的摩擦力为 牛。
（3）若将水平压力改为2牛，黑板擦沿黑板匀速下落，则此时黑板擦受到的摩擦力大小为 牛。
13．（2022七下·鹿城月考）在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中，如图所示：
（1）甲、乙、丙三次实验中，用弹簧测力计测量滑动摩擦力的大小，操作都要求水平 拉动木块，分别读出弹簧测力计的示数为F1、F2和F3，其中示数最大的是 。
（2）比较甲、乙两次实验，得出的结论是： 。
（3）在丙图中，木块A向右匀速运动时，弹簧测力计示数为2牛，若弹簧测力计示数增大到3牛，此时的木块A所受滑动摩擦力为 牛．
（4）实验装置改为丁图后， （“必须”/“不必”）拉着木板做匀速运动。
14．（2022七下·仙居期末）为了探究“滑动摩擦力的大小与运动速度大小的关系”。小科用如图所示的装置进行实验，其中力传感器可以显示对木块拉力的大小，从而得到木块受到的摩擦力大小。实验时使木块保持静止不动，而传送带匀速运动，以实现木块相对于传送带向左运动。实验数据如下。
传送带速度(cm/s) 3 5 8 11 13
力传感器示数(N) 0.25 0.26 0.26 0.25 0.25
（1）实验中木块受到的摩擦力方向水平向 。
（2）分析表中数据，可得出的结论是 。
（3）小科同学想利用该装置继续探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系，则小科接下来的操作是 。
15．（2022七下·嘉兴月考）科学实验小组的同学用如图-1所示的装置和器材探究影响滑动摩擦力大小的因素。
（1）将木块平放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动，使其做 运动，木块所受滑动摩擦力的大小等于此时弹簧测力计示数。
（2）在木块上加放砝码，是为了探究滑动摩擦力大小与 的关系。
（3）实验中，大家发现弹簧测力计示数很难稳定，于是设计了如图-2所示的装置来进行实验。水平传送带的速度可以调节，定滑轮摩擦忽略不计。
①启动传送带沿逆时针方向转动，当弹簧测力计的示数稳定后，木块相对于地面静止，此时木块所受滑动摩擦力的方向是水平向 。
②某次实验中，当弹簧测力计的示数稳定后，改变传送带的速度大小发现弹簧测力计的示数没有改变，说明 。
16．（2022七下·杭州月考）为了研究影响滑动摩擦力大小的因素，设计了如下实验，请回答：
（1）该实验测定滑动摩擦力大小的原理是 。
（2）实验中适合用图乙所示的方法测定木块A与水平放置的木板间的滑动摩擦力的大小，其优点是 。
（3）按图乙，只改变砝码，做了4次实验，实验数据如表，分析实验数据可得出结论： 。
实验次数 1 2 3 4
砝码重G1(N) 3 5 7 9
木块G2(N) 1 1 1 1
弹簧秤示数(N) 0.8 1.2 1.6 2.0
17．（2022七下·椒江期末）为了验证“滑动摩擦力大小与物体的重力是否有关”，小科设计了实验装置。如图所示，他将木块挂在测力计下，木块的右侧面与竖直传送带接触，左侧面有可旋转的螺杆对其施加压力。启动电机，传送带转动，通过测力计的读数即可计算出木块所受的滑动摩擦力大小。小科记录的部分实验数据如下表：
实验次数 木块重力/N 螺杆旋转的圈数/圈 测力计示数/N 摩擦力/N
1 1.9 1 2.0
2 1
3 1
请回答下列问题：
（1）根据表中记录的实验数据分析，第1次木块受到的摩擦力为 牛，传送带转动的方向为上图中的 ( 选填“甲”或“乙”)方式。
（2）为了达到实验目的，小科在木块下挂一钩码， 其目的是 。
（3）该实验把木块对传送带的压力大小转换为螺杆旋转的圈数。以下实验用到类似方法的有 。
A．选用轻质塑料片研究二力平衡条件 B．利用红墨水扩散现象观察分子运动
C．利用弹簧伸长量大小测量力的大小 D．研究压力作用效果与受力面积有关时，控制压力相等
18．（2022七下·婺城期末）小科在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验，三次实验均用弹簧测力计水平匀速拉动木块。请回答：
（1）比较甲、丙两次实验，可以得出结论： 。（2）在探究“滑动摩擦力大小与压力大小关系”时，小科选择了甲、乙实验，甲实验中木块的运动速度为v1，乙实验中木块的运动速度为v2，关于v1和v2的大小，下列说法正确的是 （填字母编号）。
A．v1一定大于v2 B．v1一定小于v2
C．v1一定等于v2 D．v1可以大于、等于或小于v2
（3）上述探究结束后，老师拿来一块质量均匀分布、正反面相同的长方形木板，以中线为界，对比观察左右两部分，发现粗糙程度可能不一样，小科在老师的指导下进行了如图丁所示研究：小科将滑块放木板上，通过细线和固定的弹簧测力计相连，水平向右拉动木板，待示数稳定时，记下滑块经过左、右两部分时弹簧测力计的示数F左和F右，若F左＞F右，则木板的 侧更粗糙，实验时 （填“需要”或“不需要”）匀速拉动木板。
19．（2022七下·南浔期末）用图1所示的装置探究摩擦力跟压力大小的关系。
实验次数 1 2 3 4 5
压力F/N 3 4 5 6 7
摩擦力f/N 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4
（1）实验时，拉动木块在水平木板上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数就等于摩擦力的大小，因为这时的拉力和摩擦力是一对 力。
（2）某次实验中弹簧测力计的指针位置如图1所示，它的示数是 N。
（3）改变木块上所加钩码的个数进行多次实验，记录的数据如表所示，请根据表中的数据，在图2中画出摩擦力随压力大小变化的关系图像。
（4）分析图像可知：当接触面的粗糙程度一定时，摩擦力跟压力的大小成 。
20．（2022七下·乐清期末）小科利用如图实验装置探究滑动摩擦力的影响因素。实验时，改变钩码的个数和接触面的材料，拉动毛巾或木板，使木板和桌面保持相对静止，记录弹簧测力计的读数。本实验数据如下表所示。
（1）本实验中钩码的作用是 。
（2）分析表中1、2、3三组实验数据，可以得出的结论是： 。
实验次数 接触面材料 木块重力(牛） 钩码重力(牛） 压力大小(牛) 弹簧测力计示数(牛)
1 木板 3 0.5 2.5 1
2 木板 3 1 2 0.8
3 木板 3 1.5 1.5 0.6
4 毛巾 3 2 1
（3）小科在进行第4次实验时，用毛巾替换木板，同时改变压力大小，结果发现弹簧测力计示数大于0.6牛，结合所学知识分析其原因： 。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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