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第3节 几种常见的力
第2课时 摩擦力 弹力
A基础知识
1.当一个物体在另一个物体表面发生滑动时,接触面间产生阻碍它们相对运动的摩擦,叫做 。这种摩擦力的方向与物体 方向相反,其大小跟接触面所受的 有关,接触面所受的 越大,滑动摩擦力越大;还跟接触面的 有关,接触面越 ,滑动摩擦力越大。
2.相互接触并挤压的两物体有相对运动趋势时,两物体的接触面间存在着一种阻碍它们要发生相对运动的摩擦,叫做 。这种摩擦力的方向与 的方向相反。
3.一个物体在另一个物体表面滚动时受到的摩擦力叫做 。
4.增大或减小摩擦的方法
(1)增大摩擦:增大有益摩擦的方法有增大 和使接触面更 及 。
(2)减小摩擦:减小有害摩擦的方法有减小 、使接触面更 、 和使接触面彼此分开、加 。
5.物体发生 时,使物体恢复到 的性质叫做 。物体发生 时,它对使它发生弹性形变的物体会产生一个 ,这个力叫做弹力。弹力总是指向 的方向。
B基础练习
【考点一】摩擦力的产生及其分类
1.关于摩擦力,下面哪些说法是正确的( )
A.相互压紧的粗糙物体之间总是有摩擦力的
B.一个物体只有在另一个物体表面滑动或有相对滑动趋势时,才有可能受到摩擦力
C.静止的物体一定受到静摩擦力的作用
D.具有相对运动的两个物体,一定存在摩擦力
2.下列各种现象中,属于滑动摩擦的是 ;属于滚动摩擦的是 ;属于静摩擦的是 。
A.用笔写字时,手与笔杆之间
B.用铅笔写字时,笔尖与纸之间
C.用圆珠笔写字时,圆珠笔与纸之间
D.滑雪运动员的滑雪板与雪地之间
E.汽车行驶时,车轮与地面之间
F.自行车刹车时,刹车橡皮与车轮之间
【考点二】滑动摩擦力的影响因素
3.下列四幅图(如图)呈现的是小科在探究影响滑动摩擦力大小因素时设计的几种实验方案,则下列说法中正确的是( )
A.通过甲、乙对比,可探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响
B.通过乙、丙对比,可探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响
C.通过乙、丙对比,可探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力大小的影响
D.通过乙、丁对比,可探究接触面的大小对滑动摩擦力大小的影响
4.如图所示,探究“摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,下列说法不正确的是( )
A.让木块在水平桌面上做匀速直线运动,目的是使摩擦力大小等于测力计读数
B.在桌面上铺上毛巾使接触面粗糙一些,测力计示数变大,说明压力越大,摩擦力越大
C.在木块上放砝码,目的是改变木块对桌面的压力
D.绳对木块的拉力和木块对绳的拉力大小相等
【考点三】摩擦力的方向
5.如图所示,某同学从滑梯上匀速下滑,滑梯对该同学摩擦力F的方向是( )
6.如图是“竹筷提米”实验。玻璃杯和米被慢慢提起后,整体静止,则米对筷子的摩擦力的方向是( )
A.竖直向下 B.垂直向上 C.竖直向上 D.向上、向下都可能
【考点四】增大或减小摩擦的方法
7.下列实例中,为了减小摩擦的是( )
A.旱冰鞋上的滑轮 B.运动鞋底的花纹
C.浴室脚垫子的颗粒 D.雪天路上撒沙子
8.如图是街头随处可见的共享电动车,关于电动车上涉及的物理知识,下列说法正确的是( )
A.给轴承处加润滑油是为了减少接触面粗糙程度来减小摩擦
B.车轮轴承中装滚珠是为了变滚动为滑动来减小摩擦
C.刹车时用力捏闸是为了增大压力来增大摩擦
D.车轮上的花纹是为了增大接触面积来增大摩擦
【考点五】弹力
9.下列物体间的作用力属于弹力的是( )
①手握瓶子的压力
②绳子对溜溜球的拉力
③磁铁吸引铁钉的力
④课桌对书的支持力
A.①②③ B.①③④ C.①②④ D.①②③④
10.甲、乙、丙三个同学使用同一个弹簧拉力器锻炼身体,每位同学都可以将弹簧拉力器拉开至两臂张开伸直,其中甲同学体重最大,乙同学手臂最长,丙同学手臂最粗。当他们两臂张开伸直时对弹簧拉力器拉力最大的是( )
A.三个同学都一样大 B.手臂粗的同学 C.体重大的同学 D.手臂长的同学
C能力提升
11.一只啤酒瓶,在下列情况下没有受到摩擦力的是( )
A.啤酒瓶压着一张纸,迅速把纸张抽出 B.啤酒瓶静止在倾斜的桌面上
C.啤酒瓶被握在手中,瓶口竖直朝上 D.啤酒瓶静止在粗糙水平桌面上
12.如图,对静止在水平桌面上的花瓶来说,下列说法中正确的是( )
A.花瓶放在桌面上,花瓶和桌均不发生形变
B.花瓶放在桌面上,花瓶和桌之间没有弹力作用
C.花瓶放在桌面上,花瓶对桌的压力是因为桌面发生的形变产生的
D.花瓶放在桌面上,花瓶对桌的压力是因为花瓶发生的形变产生的
13.小科在班上擦黑板时隐隐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,再用一个黑板刷来擦黑板。如图7所示,他给黑板刷斜向下施力,当方向与竖直方向的夹角较大时,黑板刷滑动起来;当他给黑板刷的施力方向与竖直方向夹角较小(大于0)时,他怎么也推不动黑板刷。在这两种情形下,黑板刷分别( )
A.受摩擦力;受摩擦力 B.受摩擦力;不受摩擦力
C.不受摩擦力;受摩擦力 D.不受摩擦力;不受摩擦力
14.如图所示,弹簧测力计水平拉着放在桌面上的木块匀速直线滑动,在木块前端离开桌面至一半移出的过程中,弹簧测力计示数和木块受到桌面的摩擦力的变化情况是( )
A.都减小 B.都增加 C.都不变 D.不能确定
15.抽纸是生活中的常用物品,其设计是集实用与美观为一体的发明。抽出第一张带出第二张的过程中,关于这两张纸之间的摩擦力的方向与相对纸盒的速度(如图),下列说法正确的是( )
A.摩擦力方向相同,相对纸盒速度大小相同
B.摩擦力方向相同,相对纸盒速度大小不同
C.摩擦力方向不同,相对纸盒速度大小相同
D.摩擦力方向不同,相对纸盒速度大小不同
16.用如图所示的方法测量一只鞋在不同水平面上滑动时的摩擦力,下列说法正确的是( )
A.在柏油路面和冰面上测得的摩擦力相同
B.在同一路面,无论鞋内是否放上铁块,摩擦力相同
C.只要鞋被拉动了,弹簧测力计的读数就等于鞋受到的摩擦力大小
D.在同一路面鞋以不同的速度做匀速运动,测力计的示数都相同
17.冰壶比赛时,运动员需要不断调节自己的运动,通常运动员穿的两只鞋子的鞋底材质并不相同(如图)。以下说法错误的是( )
A.刷冰是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦
B.蹬冰时脚往后用力,冰面对脚产生的摩擦力阻碍运动员前进
C.蹬冰脚的鞋底用橡胶制成,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦
D.滑行脚的鞋底用塑料制成,是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦
18.如图所示,我们的祖先曾用滚木巧妙地移动巨石。下列改变摩擦力大小的方法中与此原理相同的是( )
A.气垫船利用压缩空气使船体与水面脱离接触 B.自行车转轴处装有滚珠轴承
C.用力压住橡皮,来回擦去写错的铅笔字 D.汽车在冰雪路面行驶,车轮上绕有铁链
19.一同学学习摩擦力时,老师说:汽车是靠摩擦力前进的;这个同学喜欢动脑筋,他想知道汽车前后轮的摩擦力方向是怎样?在他请教老师时,老师说:让我们共同探究一下。他们共同做了一个实验,老师在比较光滑的桌面上放两辆能自由移动的小车,把一个小玩具车,在开动马达后,拿在手上,然后慢慢的往下放(如图1所示),当玩具车与下面两辆小车刚刚接触时,发现下面的小车运动情况如图2所示( )
A.则这个玩具车的前轮受到的摩擦力方向向后,后轮受到的摩擦力方向向前
B.则这个玩具车的前轮受到的摩擦力方向向前,后轮受到的摩擦力方向向后
C.则这个玩具车的前轮受到的摩擦力方向向前,后轮受到的摩擦力方向向前
D.则这个玩具车的前轮受到的摩擦力方向向后,后轮受到的摩擦力方向向后
20.如图所示,一个木块在光滑水平面上以v0的速度做匀速直线运动,冲上粗糙斜面后最终静止在A点。以下关于木块在斜面上受到的力的说法正确的是( )
A.木块在冲上斜面过程中受到的摩擦力逐渐增大
B.木块在冲上斜面的过程中受到的重力方向发生改变
C.木块在斜面上受到的摩擦力方向始终沿斜面向下
D.木块在斜面上受到的摩擦力方向会发生改变
21.班级拔河比赛陷入僵持中,此时同学的鞋底与地面的摩擦属于 摩擦(选填“静”“滑动”或“滚动”),获胜的诀窍之一就是要设法增大队员与地面的摩擦,所以选择参赛队员应选择体重 (选填“较大”或“较小”)的同学,同时所穿鞋子鞋底的粗糙程度应 (选填“较大”或“较小”)。
22.如图,将一袋大米放在匀速向右水平运动的输送带上,开始米袋与输送带间有一段距离的相对滑动,然后米袋随输送带一起匀速运动。当输送带突然制动时,米袋会继续向前滑动一段距离后停下。(回答下列小题请选填以下合适的字母标号)
A.摩擦力方向向右
B.摩擦力方向向左
C.没有摩擦力
(1)米袋刚放上输送带的瞬间,米袋受到传送带给它的摩擦力方向为 。
(2)当米袋随输送带一起匀速运动时,米袋与传送带间摩擦力情况为 。
(3)当将输送带突然制动时,米袋受到传送带给它的摩擦力方向为 。
23.木块A沿着斜面向上运动如图,请在图中作出木块A受到的滑动摩擦力的示意图。
24.小科要探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:
A.接触面所受的压力大小
B.接触面的粗糙程度
C.物体运动的速度接下来小科通过如图17所示的实验操作开展探究。
(1)进行甲、乙、丙图实验时,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物体做 运动;
(2)要验证猜想B,需按照 两个图(选填“甲”“乙”或“丙”)进行对比实验;
(3)比较甲、乙图的实验,得到的实验结论是 ;
(4)小颖发现小科上述实验操作中弹簧测力计的示数并不稳定,于是改进了实验装置,如图丁所示。改进后,长木板 (选填“一定“或“不一定”)要做匀速直线运动。这是因为滑动摩擦力的大小与 无关,进一步分析可知木板受到木块对它的水平向 (选填“左”或“右”)的摩擦力。
D拓展提高
25.如图,传送带保持速度不变,做顺时针运转,小物块以的速度冲上传送带,、均不为零。以下说法不正确的是( )
A.物块可能减速直线运动到B,此过程中始终受到沿斜面向下的滑动摩擦力
B.物块可能先加速直线运动,再匀速直线运动到达B,由A到B过程中一直受到沿斜面向上的摩擦力
C.物块可能先减速直线向B端运动,直到速度为零,这一过程中始终受到沿斜面向下的滑动摩擦力;之后物块加速向A端滑动,下滑过程中始终受到沿斜面向上的滑动摩擦力
D.物块可能一直匀速向上运动到B,这一过程中一定一直受到沿斜面向上的静摩擦力
参考答案
A基础知识
1.滑动摩擦;相对运动;压力;压力;粗糙程度;粗糙
2.静摩擦;物体相对运动趋势
3.滚动摩擦
4.(1)压力的大小;粗糙;变滚动为滑动(2)压力的大小;光滑;以滚动代替滑动;润滑剂
5.弹性形变;原来形状;弹性;弹性形变;反抗弹性形变的力;使物体恢复原状
B基础练习
1.B 2.BDF;CE;A
3.A 4.B 5.C 6.A
7.A 8.C 9.C 10.D
C综合提升
11.D
12.D 【解析】AB.花瓶放在桌面上,花瓶对桌面产生压力,使桌面发生弹性形变,而产生桌面对花瓶的支持力,使花瓶发生一定程度的弹性形变,故A、B错误;CD.弹力是施力物体发生弹性形变产生的,花瓶放在桌面上,花瓶对桌面产生压力,施力物体是花瓶,是由于花瓶发生形变产生的,故C错误、D正确。
13.A 【解析】小科给黑板刷斜向下施力,当方向与竖直方向的夹角较大时,黑板刷滑动,黑板刷对黑板有一个压力,且黑板刷和黑板之间接触面粗糙,所以黑板刷受到黑板的摩擦力作用;小科给黑板刷的施力方向与竖直方向夹角较小时(大于0),黑板刷对黑板有一个压力,尽管黑板刷没有滑动,但黑板刷与黑板有相对运动的趋势,所以黑板刷受到黑板的摩擦力作用。
14.C 【解析】在木块前端离开桌面至一半移出的过程中,木块对水平桌面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,故木块受到的摩擦力不变;用弹簧测力计水平拉着放在桌面上的木块匀速直线滑动,拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,则拉力的大小也不变。
15.D 【解析】第一张纸在外力的作用下被抽出,第二张纸会阻碍第一张的抽出,所以给第一张纸一个摩擦力的作用;由于物体间力的作用是相互的,第一张纸给第二张纸一个摩擦力的作用,这两个力是一对相互作用力,方向相反;两张纸同时同向运动,但第一张纸运动的距离大,所以相对纸盒速度大小不相同;故D正确。
16.D【解析】A.用这只鞋分别在柏油路面和冰面上做实验时,由于压力大小相同,而接触面的粗糙程度不同,所以测得摩擦力的大小肯定不同,故A错误;B.在同一路面上,摩擦力大小与压力大小有关,鞋内放上铁块后,对路面的压力增大,摩擦力也会增大,故B错误;C.只有鞋子在水平面上匀速滑动时,摩擦力才等于拉力;鞋被拉动了,但鞋不一定处于平衡状态,所以测力计的读数不一定等于鞋受到的摩擦力大小,故C错误;D.在同一路面上鞋以不同的速度做匀速运动,此时鞋在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,由于压力大小、接触面的粗糙程度均不变,则摩擦力大小不变,拉力大小也不变,即测力计的示数都相同,故D正确。
17.B【解析】A.刷冰是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦,故A正确;B.蹬冰时脚往后用力,冰面对脚产生的摩擦力促使运动员前进,故B错误;C.掷壶员蹬冰时,脚与冰面之间的摩擦需要增大,因此蹬冰脚的鞋底是用橡胶制成的,它应该是粗糙的,故C正确;D.掷壶员滑行时,脚与冰面之间的摩擦需要减小,因此滑行脚的鞋底应该是光滑的,故D正确。
18.B【解析】用滚木巧妙地移动巨石是变滑动为滚动来减小摩擦。A.气垫船利用压缩空气使船体与水面脱离接触,从而减小摩擦,故A不符合题意;B.自行车转轴处装有滚珠轴承,是用滚动代替滑动减小摩擦力,故B符合题意。C.用力压住橡皮,来回擦去写错的铅笔字,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力增大摩擦力,故C不符合题意。D.汽车在冰雪路面行驶,车轮上绕有铁链,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力,故D不符合题意。
19.A【解析】从小车的运动情况可看出,小车受到玩具车车轮施加的力的作用,从而改变了两个小车的运动状态。前轮下面的小车向前运动,说明玩具车车轮给它施加了向前的摩擦力作用,根据力的作用是相互的,小车同时给玩具车前轮施加了向后的摩擦力作用,即前轮受摩擦力方向向后。同理:后轮下面的小车向后运动,说明玩具车后轮给它施加了向后的摩擦力作用,力的作用是相互的,小车同样给后轮施加了向前的摩擦力作用,即后轮受摩擦力的方向向前。故B、C、D错误,A正确。
20.D【解析】A.木块在斜面上运动时,压力不变、接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变。故A错误;B.重力是由于地球吸引而产生的力,与物体运动状态及所在位置无关,所以重力方向始终是竖直向下的。故B错误;CD.木块冲上粗糙斜面的过程中,摩擦力沿斜面向下,当静止在斜面上有沿斜面下滑的趋势,因此摩擦力的方向沿斜面向上,故摩擦力在斜面上受到的摩擦力方向会发生改变,故C错误、D正确。
21.静;较大;较大【解析】拔河比赛陷人僵持中,此时同学的鞋底与地面之间相对静止,故它们之间的摩擦是静摩擦;在接触面粗糙程度一定时,体重较大的运动员对地面的压力大,摩擦力大;穿鞋底粗糙程度较大的鞋子,可以在压力一定时,增大摩擦力。
22.A;C;B【解析】(1)输送带是向右匀速运动的,米袋刚放上时,由静止变为向右运动,水平方向没有其他拉力或推力,所以只受向右的摩擦力,故填A;(2)物体匀速直线运动时,或不受力,或受平衡力。米袋向右匀速运动时,水平方向上如果受摩擦力,一定有另一个力与它平衡,因为没有其他力,所以不受力,故填C。(3)输送带制动时,米袋由向右运动变成静止,只有摩擦力方向向左,才能阻止米袋继续向右运动,故填B。
23.【解析】木块A沿着斜面向上运动,所受滑动摩擦力平行于斜面向下,作用点在接触面上。滑动摩擦力的示意图如图所示。
24.(1)匀速直线;(2)甲、丙;(3)接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;(4)不一定;速度;左 【解析】(1)进行甲、乙、丙图实验时,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,此时物体在水平方向上受到平衡力的作用,由二力平衡的条件,拉力大小才等于摩擦力的大小;(2)要验证猜想B,即滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系,要控制压力大小相同和速度大小相同,改变接触面的粗糙程度,需按照甲、丙两个图进行对比实验;(3)比较甲、乙图的实验知,接触面粗糙程度相同,乙中压力大,弹簧测力计的示数大,乙受到的滑动摩擦力也大,故实验结论是:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大:(4)如图丁所示,改进后长木板不一定要做匀速直线运动(影响滑动摩擦力的两个因素:压力大小和接触面粗糙程度不变),这是因为滑动摩擦力的大小与速度无关;木块相对地面处于静止状态,受到的测力计的拉力与木板施加的摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,而测力计施加的拉力方向水平向左,故木块受到的木板施加的摩擦力方向水平向右,由力的作用是相互的,木板受到木块对它的水平向左的摩擦力。
D拓展提高
25.C【解析】A.若初始v2>v1,物块做减速运动,若到达B时仍然有v2>v1,则整个运动过程中,物块在传送带运动方向始终为向上,故摩擦力与其相反,则A正确;B.若初始v2v1,物块做减速运动,直到速度减小到v2=v1,此过程受到沿斜面向下的滑动摩擦力;之后速度减到0的过程中,虽然物块仍向上运动,但相对于传送带是向下运动的,所以受到传送带的滑动摩擦力是沿斜面向上的,则C错误;D.若初始v2=v1,则物块相对于传送带静止,但有向下的运动趋势,所以物块受到的静摩擦力沿斜面向上,则D正确。
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