浙教版七年级下册科学-第三单元-第6节摩擦力
一、单选题
1.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摩擦力的说法正确的是( )
A.木块在斜面上受到的摩擦力始终不变
B.木块在A点时受到的摩擦力大小等于木块的重力
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
2.(2018·衢州)如图所示,手握着瓶子处于竖直静止状态,下列叙述正确的是( )
A.瓶子处于静止状态,不具有惯性
B.手的握力越大,瓶子所受的摩擦力就越大
C.瓶子受到竖直向上的摩擦力
D.瓶子受到手的握力和重力是一对平衡力
3.(2020·金衢模拟)如图所示,斜劈A放在固定的斜面上,其上表面水平,物体B放在A上,在A和B一起沿斜面匀速下滑的过程中( )
A.斜面与A之间无摩擦力 B.A、B之间无摩擦力
C.A对B的摩擦力方向水平向左 D.B对A的摩擦力方向水平向左
4.一个小孩用20牛的水平推力推桌子,桌子未被推动,则桌子受到的摩擦力( )
A.大于20牛 B.等于20牛
C.小于20牛 D.以上均有可能
5.(2020八上·江北月考)体操运动员在上单杠之前总要在手上涂些镁粉;而在杠上做回环动作时,手握杠又不能太紧。这两种做法( )
A.前者是为了增大摩擦,后者是为了减小摩擦
B.两者都是为了增大摩擦
C.前者是为了减小摩擦,后者是为了增大摩擦
D.两者都是为了减小摩擦
6.(2020八上·慈溪月考)快递自动分拣系统展示了“中国智造”的实力。如图是快件在水平分拣线传动面上分拣时情形,下列对快件的分析正确的是( )
A.匀速直线运动时没有受到分拣线传动面的摩擦力
B.运动速度大,惯性也大
C.对传动面的压力与传动面对它的支持力是一对平衡力
D.碰到导流板就会斜向运动,说明力能使物体发生形变
7.(2020八上·慈溪期中)“力的三要素”告诉我们,力不仅有大小、有作用点、还有方向。下列有关力的方向的说法不正确的是( )
A.重力的方向总是竖直向下
B.摩擦力的方向总是与物质运动方向相反
C.压力的方向总是与被压物体表面垂直
D.弹力的方向总是指向恢复原状
8.(2020八上·慈溪期中)在做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,有的同学提出滑动摩擦力的大小与接触面积有关。要做这项研究,可选取下图中的两个实验是( )
A.甲与乙 B.甲与丁 C.乙与丙 D.丙与丁
9.(2020八上·镇海期中)下列设计目的是为了减小摩擦的是( )
A.圆珠笔的笔尖装有小滚珠 B.矿泉水瓶盖上刻有花纹
C.乒乓球拍上黏贴橡胶 D.黑板檫使用粗纤维做擦面
10.(2020八上·江北期中)以下几种关于摩擦力利弊的说法,正确的是( )
A.人走路时,脚与地面间的摩擦是有害摩擦,越小越好
B.皮带传动中,皮带与皮带轮间的摩擦是有害摩擦
C.骑自行车时,自行车轮胎与地面间的摩擦是有害摩擦
D.机车起动时,车轮与钢轨间的摩擦是有益摩擦
11.(2020八上·江北期中)如图 1 所示,水平路面由三段长度相等的粗糙区域组成,在 2N 水平拉力 F 的作用下,物块(体积忽略不计)从区域①的最左端从静止开始运动,在刚进入区域③时撤去拉力,物块最终停在区域③的最右端。如图 2 为物块在区域①和②上运动的 v﹣t 图象。则下列判断正确的是( )
A.区域①路面的粗糙程度比②的大
B.区域①路面的长度为 4m
C.物块在区域②上所受的摩擦力大于 2N
D.物块在区域③上运动的时间一定大于 1s
12.(2020八上·海曙月考)下列四幅图呈现的是小明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
13.(2020七下·江干期末)如图所示,质量为1kg的物体,在水平向右大小为2N的拉力作用下做匀速直线运动,其运动速度为0.1m/s。下说法正确的是( )
A.撤去拉力后,物块会越来越慢,摩擦力变小
B.若在物块上加一砝码,如果拉力仍为2N,物体运动情况不变
C.不管物块运动速度如何变大,其摩擦力始终是2N
D.若在运动过程中增大拉力,摩擦力将变大
14.(2020七下·湖州期末)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
15.(2020七下·柯桥期末)小科在没有上新课前,有以下几个对运动和力的认识,学习后发现只有一个认识是正确的,这个正确的认识是( )
A.物体的重心一定是在物体上
B.摩擦力一定是阻碍物体运动的
C.受力不平衡的物体运动状态一定改变
D.压力和支持力一定不是一对平衡力
16.(2020七下·柯桥期末)在“互联网+”与“共享经济”时代,一种无桩共享单车应运而生。柯桥很多场所都能看到共享单车。下列关于共享单车涉及的科学知识,正确的是( )
A.水平匀速骑行时,车对地面的压力和地面对车的支持力是一对平衡力
B.自行车的轮胎上刻有较深的花纹,是为了增大摩擦
C.骑自行车下坡时,人和自行车受到的惯性越来越大
D.将坐垫做的较宽,是为了增大受力面积,从而增大压强
17.(2020七下·温岭期末)下列关于摩擦力的说法正确的是( )
A.步行时两脚受到的摩擦力总向后
B.压力越大,摩擦力越大
C.人们总是设法减小有害摩擦
D.质量越大,摩擦力越大
18.(2020八上·余杭开学考)如图甲所示,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的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示。以下说法正确的是( )
A.2~4秒,物体受到的摩擦力为1N
B.2~4秒,物体受到的摩擦力为2N
C.2~4秒,物体受到的摩擦力为3N
D.2~4秒,物体受到的摩擦力在2N到3N之间
19.(2020九上·拱墅开学考)假如摩擦力消失了,将会直接导致( )
A.人无法站立在水平地面 B.抛出的石头不能下落
C.徒手不能爬上直杆 D.测力计不能测重力
20.(2020九上·拱墅开学考)如图甲是消防队员小王进行爬杆训练的示意图,在某次爬杆训练中,小王沿杆竖直向上运动的v(速度)-t(时间)图像如图乙所示,下列判断正确的是( )
A.0~6s时间内,小王沿杆匀速向上运动
B.6~15s时间内,小王沿杆上爬的距离是5.4m
C.0~18s时间内,小王受到的摩擦力方向向下
D.15~18s时间内,小王受到的摩擦力大小等于重力大小
二、填空题
21.(2020八上·慈溪月考)如图甲所示,一物体放在水平地面上,受到水平向右的拉力作用。物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系,如图丙所示。则0~2s,物体所受的摩擦力大小是 N,2~4s物体受到的摩擦力大小是 N
22.(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。
23.(2020七下·柯桥期末)通过对 v-t 图像的分析,回答下列问题:
(1)若在水平牵引力F1和F2的作用下,完全相同的甲乙两物体分别在 同一水平桌面上直线运动,受到桌面对它们的摩擦力分别是f1和f2,运动情况如图,则 f1 f2,F1 F(2选填“>”、“<”或“=”)
(2)小科发现:一段时间内,物体通过的路程刚好等于这段时间的图象与坐标轴围成图形的面积(如图阴影部分),这一猜想在老师那里得到了证实。根据这一规律,请你计算乙在 4s 内的平均速度为 m/s。
24.(2020九上·拱墅开学考)如图,三个相同的物体叠放在一起,当B受到5N的水平拉力时,三个物体一起向右匀速运动,则A与B之间、B与C之间的摩擦力分别为 N和 N。
25.摩擦现象广泛存在于人们的生活与生产中,小科对此很感兴趣,围绕生活中的摩擦现象进行了探究。
(1)小科分别对物体在静止状态和运动状态下受到摩擦力情况进行研究,并绘制了图像,如图甲所示,请比较图像中A、B两点处力的大小(选填“>”“<”“=”或“不能确定”):①FA fA;②FB fB。
(2)摩擦知识在生活中的应用非常广泛,并不断地进行着改进,火柴的擦燃就是一例,如图乙所示,火柴盒侧面已由以前的图乙(a)替换成图乙(b)的式样,这样设计的现实意义是 。
三、实验探究题
26.(2020八上·温州开学考)在“探究滑动摩擦力大小的影响因素”实验中,小永认为:在接触面粗糙程度相同时,重力 越大,滑动摩擦力越大.为了探究这一结论的准确性,小嘉同学和他一起设计了如图甲实验:
【实验装置】
【实验步骤】
步骤一:将一轻木板置于压力传感器上,示数清零。再将一金属盒放在木板上,读出压力传感器 示数为 5N;用拉力 F 拉动木板过程中读出弹簧测力计的示数。
步骤二:将质量不计的氢气球系在金属盒上,读出压力传感器的示数,用拉力 F 拉动木板过程中读出弹簧测力计的示数。
步骤三:再往金属盒注入适量的沙子,用氢气充气机往氢气球充气,使压力传感器的示数保持为 5N,用拉力 F 拉动木板过程中读出弹簧测力计的示数。
【实验数据】
实验次数 金属盒总重力 G/N 压力传感器示数 F1/N 弹簧测力计示数 F2/N
1 5 5 2.2
2 5 2.5 1.1
3 8.5 5 2.2
(1)步骤二中氢气球的作用是 。
(2)通过实验得出的结论是 ;
(3)在实验评价交流过程中,小永指出甲图实验装置的最大优点是对木板的拉力 F 的大小可以不保持恒定,不会影响弹簧测力计示数,请你说出他的判断理由 ;
(4)小嘉同学在讨论后进一步改进了实验装置(如图乙),请说出其优点 (一点即可)
27.(2020七下·椒江期末)小柯在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,设计了如图甲、乙、丙、丁所示的四次实验,四次实验均用弹簧测力计水平匀速拉动木块。
(1)比较甲、丙两次实验,可以得出结论: 。
(2)小柯探究“滑动摩擦力的大小是否与接触面积有关”时,他先将木块切去一半,以减小木块与桌面的接触面积,再匀速拉动木块,如图丁所示。他比较甲和丁的实验结果,得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。老师认为他的结论不可靠。小柯在实验中存在的问题是: 。
(3)在探究“滑动摩擦力大小与压力大小关系”时,小柯选择了甲、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( ) 。
A.v1一定大于v2 B.v1一定小于v2
C.一定等于v2 D.v1可以大于、等于或小于v2
(4)在进行乙实验时,小柯突然想到滑动摩擦力大小是否与速度有关,于是他加速拉动木块,发现弹簧测力计示数增大到3.6N,此时木块所受的滑动摩擦力为 N。
28.(2020七下·温岭期末)亚里士多德认为“力是维持物体运动的原因”;伽利略则认为“运动物体并不需要力来维持”。为了探究“运动和力的关系”,同学们设计了如下图所示的实验。
(1)选择不同材料的水平面的目的是 。
(2)结论:表面越光滑,小车运动的距离越远,速度减小的越 ,从而说明力是 物体运动状态的原因。
(3)牛顿在实验的基础上通过推理得出了“牛顿第一定律”。下列实验所采用的研究方法能体现“理想实验法”的是( )
A.研究声音能否在真空中传播
B.研究平面镜成像规律
C.研究二力平衡的条件
D.研究影响滑动摩擦力大小的因素
29.(2020七下·吴兴期末)同学们利用如图所示的实验装置探究“影响滑动摩擦力大小的因素”。
(1)实验中应该用弹簧测力计水平匀速拉动木块在木板上滑动,这样做的依据是 ,从而测出木块所受摩擦力大小。
(2)在实验过程中,小江同学记录了开始拉动后弹簧测力计的示数与弹簧测力计移动距离的关系,并根据测量数据作出了如图丁所示的图象。在进行实验丙的探究过程中,弹簧测力计的示数与弹簧测力计移动距离的关系可以用图像中曲线 (选填“A”、“B”或“C”)来表示。图像中“d”点表示此时物体受到的摩擦力类型是 。
(3)通过实验,同学们得出结论:滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。而另一组的小华得出的结论则不同,小华设计的是将图甲中的木块沿竖直方向截去一半后,测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半。他由此得出结论:滑动摩擦力的大小随受力面积的减小而减小。你认为小华的结论正确吗?请简要说明理由 。
四、解答题
30.(2020七下·吴兴期末)静止在水平面上的物体,受水平拉力F作用如图甲所示;F随时间t的变化关系如图乙所示;从t=0开始,小兵每隔2s记录的物体位置和时刻如图丙所示。则:
(1)物体在第4秒受到的摩擦力为 牛;
(2)第10秒受到的摩擦力为 牛;
(3)物体第16秒末撤去力F,物体的运动状态将如何改变?
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】摩擦力的存在;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】因为物体的表面不光滑,所以两个互相接触的物体,当它们做相对运动或有一个相对运动的趋势时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这就是摩擦力。
摩擦力的方向总是与物体相对运动方向或相对运动趋势的方向相反,据此分析答题。
【解答】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,当木块在斜面上静止时,所受的摩擦力为静摩擦力,大小与滑动时的摩擦力不相等,故A错误;
B、静止在水平面上的物体对水平面的压力等于其重力,而木块在A点时受到的摩擦力大小不等于木块的重力,故B错误;
C、摩擦力的方向与物体运动方向或运动趋势的方向相反,物体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C错误;
D、木块冲上粗糙斜面的过程中沿斜面向下,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D正确。
故答案为:D
2.【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】阻碍物体相对运动(或相对运动趋势)的力叫做摩擦力。摩擦力的方向与物体相对运动(或相对运动趋势)的方向相反。
【解答】A、惯性是物质的一种属性与其运动状态没有任何关系;故A错误;
B、 瓶子静止时,重力等于摩擦力,握力的增大不影响摩擦力;故B错误;
C、 瓶子静止,在竖直方向上,竖直向下的重力等于竖直向上的摩擦力;故C正确;
D、 手的握力与重力不在同一条直线上,所以不是平衡力;故D错误;
故答案为:C。
3.【答案】B
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)摩擦力产生的条件:①相互接触;②做相对运动或有相对运动的趋势;
(2)摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反。
【解答】在A和B一起沿斜面匀速下滑的过程中,A和B相互接触,且A和斜面之间做相对运动,因此斜面和A之间有摩擦力,故A错误;
B和A虽然相互接触,但是二者之间保持相对静止状态,因此它们之间没有摩擦力,故B正确;
A和B之间没有摩擦力产生,故C、D错误。
故选B。
4.【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的存在
【解析】【分析】当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,处于平衡状态,据此解答。
【解答】一个小孩用20牛的水平推力推桌子,桌子未被推动,那么桌子处于静止状态,即平衡状态;它受到的推力与受到的静摩擦力是一对平衡力,那么摩擦力等于推力20N。
故选B。
5.【答案】A
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【分析】根据增大或减小摩擦力的方法分析判断。
【解答】体操运动员在上单杠之前总要在手上涂些镁粉,这是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度而增大摩擦力,防止从杠上滑下来;而在杠上做回环动作时,手握杠又不能太紧,这是通过减小压力的方式减小摩擦力,保证动作的顺利完成,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
6.【答案】A
【知识点】力的作用效果;惯性;平衡力的辨别;摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)摩擦力产生的条件:①相互接触;②做相对运动或有相对运动的趋势;
(2)惯性的大小只与质量有关;
(3)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上;
(4)物体的速度大小和方向变化叫运动状态发生改变。
【解答】A.当快件做匀速直线运动时,它与传送带保持相对静止,没有相对运动的趋势,因此不会产生摩擦力,故A正确;
B.惯性与速度无关,故B错误;
C.对传动面的压力作用在传动面上,而传动面对它的支持力作用在快件上,二者没有作用在同一物体上,肯定不是平衡力,故C错误;
D.碰到导流板就会斜向运动,说明力能使物体的运动状态发生改变,故D错误。
故选A。
7.【答案】B
【知识点】弹力;重力及其方向;摩擦力的存在;压力及重力与压力的区别
【解析】【分析】根据重力、摩擦力、压力和弹力的知识判断。
【解答】A.无论物体在什么位置,它受到重力的方向总是竖直向下的,故A正确不合题意;
B.汽车车厢上放着一本书,当汽车突然加速时,书相对车厢有向后运动的趋势,于是它受到向前的摩擦力,此时摩擦力就与物体的运动方向相同,因此摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反,故B错误符合题意;
C.压力的方向总是与被压物体表面垂直,故C正确不合题意;
D.弹力的方向总是与形变的方向相反,而指向恢复原状的方向,故D正确不合题意。
故选B。
8.【答案】B
【知识点】影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】根据控制变量法的要求分析即可。
【解答】根据控制变量法的要求可知,当探究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系时,必须控制压力和接触面的粗糙程度相同,而改变接触面积的大小,因此选择对比实验甲和丁,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
9.【答案】A
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【分析】减小摩擦的方法:①减小压力;②减小接触面的粗糙程度;③注入润滑油;④改变接触面;⑤变滑动为滚动。
【解答】A.圆珠笔的笔尖装有小滚珠,通过变滑动为滚动的方式减小摩擦,故A符合题意;
B.矿泉水瓶盖上刻有花纹,通过增大接触面粗糙程度的方式增大摩擦,故B不合题意;
C.乒乓球拍上黏贴橡胶,通过改变接触面增大摩擦,故C不合题意;
D.黑板檫使用粗纤维做擦面,通过增大接触面的粗糙程度的方式增大摩擦力,故D不合题意。
故选A。
10.【答案】D
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】根据对摩擦力的认识分析判断。
【解答】A.人走路时,脚与地面间的摩擦是有益摩擦,这个力使我们能够向前运动,故A错误;
B.皮带传动中,皮带与皮带轮间的摩擦是有益摩擦,可以将动力传输到从动轮上,故B错误;
C.骑自行车时,自行车轮胎与地面间的摩擦是有益摩擦,保证自行车能够前进,故C错误;
D.机车起动时,车轮与钢轨间的摩擦是有益摩擦,故D正确。
故选D。
11.【答案】D
【知识点】速度公式及其应用;力与运动的关系;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)根据图②确定物体在区域①和区域②的运动状态,然后确定受到摩擦力和拉力的大小关系,从而得到两个摩擦力的大小关系,最后根据影响摩擦力的因素比较接触面的粗糙程度;
(2)在v-t图像中,图线与横轴围起来的面积就是通过的路程,据此比较区域①和区域②的路程关系,再根据s=vt计算区域①的长度;
(3)根据(1)中的分析比较摩擦力的大小;
(4)进入区域③后,撤去外力,这时只受摩擦力,物体做减速运动,根据t=分析运动时间的长短。
【解答】A.物体在0~2s内在区域①上做加速运动,则区域①表面上受到的摩擦力fB.根据图2可知,物体在0~2s内做加速运动,在2s~3s内做匀速运动,且物体在0~2s内图象与2s~3s内图象与坐标轴围成的面积相同,说明物体运动的路程相同。那么区域①路面的长度为s=vt=2m/s×1s=2m,故B错误;
C物体在区域②上做匀速直线运动,上受到的摩擦力等于拉力F,等于2N.故C错误;
D.区域③的路程和前面一样,都是2m,物块进入区域3时的速度为2m/s,做减速运动,在区域③的平均速度一定小于2m/s,所以运动时间一定大于1秒,故D正确。
故选D。
12.【答案】A
【知识点】影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】滑动摩擦力受到压力和接触面粗糙程度的影响,根据控制变量法对各个选项进行判断即可。
【解答】探究压力的大小对滑动摩擦力的影响时,必须控制接触面的粗糙程度相同而改变压力,故选实验甲和乙,故A正确,B错误;
探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力的影响时,必须控制压力相同而改变接触面的粗糙程度,故选实验甲和丙,故C错误;
探究接触面的大小对滑动摩擦力的影响时,必须控制压力和接触面的粗糙程度相同,而改变接触面的大小,故选实验甲和丁,故D错误。
故选A。
13.【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)根据影响滑动摩擦力的两个因素分析;
(2)首先根据影响滑动摩擦力的因素判断摩擦力的大小变化,然后根据力和运动的关系确定它的运动状态是否改变;
(3)(4)根据(1)中的分析判断。
【解答】物体在2N的水平拉力作用下做匀速直线运动,那么它受到的摩擦力与拉力相互平衡,即摩擦力为2N。
如果撤去拉力,物体会越来越慢,但是由于压力和接触面的粗糙程度不变,因此摩擦力的大小保持不变,故A错误;
如果在物块上加一砝码,那么压力增大,物体受到的滑动摩擦力会增大。由于拉力小于摩擦力,所以物体会做减速运动,故B错误;
不管物块运动速度和拉力如何变大,但是影响摩擦力的因素不变,所以摩擦力始终保持2N不变,故C正确,D错误。
故选C。
14.【答案】A
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】摩擦力产生的条件:①相互接触;②做相对运动或有相对运动的趋势。
【解答】当模型塔倾斜着身子静止在水平桌面上时,它处于静止状态,相对桌面没有运动的趋势,因此模型塔未受到摩擦力的作用,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
15.【答案】C
【知识点】平衡状态的判断;平衡力的辨别;重力及其方向;摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)圆环的重心在圆心,但是不在这个物体上;
(2)注意车辆行驶时地面摩擦力的作用;
(3)平衡状态只有两种;静止状态或匀速直线运动状态;
(4)注意分析压力和支持力是否可能作用在同一物体上。
【解答】A.钝角三角形、圆环等物体的重心就不在物体上,故A错误;
B.车辆行驶时,车轮对地面的作用力向后,而地面对车轮的摩擦力向前,正是这个力是车辆前进,故B错误;
C.受力不平衡的物体肯定不是静止状态或匀速直线运动状态,那么它们的运动状态一定改变,故C正确;
D.如果物体B叠放在物体A上,且A的重力忽略不计,那么物体B对A的压力和地面对A的支持力大小相等、方向相反、作用在同一物体上和同一直线上,可能是一对平衡力,故D错误。
故选C。
16.【答案】B
【知识点】惯性;平衡力的辨别;增大或减小摩擦的方法;增大或减小压强的方法
【解析】【分析】(1)平衡力的条件:大小相等,方向相反,作用在同一直线和同一物体上;
(2)增大摩擦的方法:增大压力或增大接触面的粗糙程度;
(3)惯性与物体的质量大小有关,与速度无关;
(4)减小压强的方法:减小压力和增大受力面积。
【解答】A.车对地面的压力作用在地面上,而地面对车的支持力作用在车上,二者没有作用在同一物体上,肯定不是平衡力,故A错误;
B.自行车的轮胎上刻有较深的花纹,是通过增大接触面粗糙程度的方式增大摩擦,故B正确;
C.骑自行车下坡时,人和自行车受到的惯性保持不变,故C错误;
D.将坐垫做的较宽,是为了增大受力面积,从而减小压强,故D错误。
故选B。
17.【答案】C
【知识点】力的作用是相互的;增大或减小摩擦的方法
【解析】【分析】(1)根据相互作用力的知识分析;
(2)注意分析静摩擦力与拉力的关系;
(3)根据对摩擦的避免和利用分析;
(4)根据摩擦力的影响因素分析。
【解答】A.步行时,人的双脚向后用力蹬地,根据相互作用力的知识可知,这时脚受到地面的摩擦力向前,这就是人能够前进的原因,故A错误;
B.物体受到的静摩擦力与压力大小无关,只与它受到的外力大小有关,故B错误;
C.人们总是设法减小有害摩擦,增大有益摩擦,故C正确;
D.摩擦力的大小与物体的质量无关,故D错误。
故选C。
18.【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】根据乙图可知,4~6s内,该物体做匀速直线运动,根据二力平衡计算出物体受到的滑动摩擦力。在2~4s内,物体做加速运动,分析影响滑动摩擦力的两个因素是否改变,从而确定此时受到摩擦力的大小。
【解答】根据乙图可知,4~6s内,该物体做匀速直线运动,则它受到的滑动摩擦力与推力相互平衡,则二者大小相等,即摩擦力f=F=2N。在2~4s内,物体做加速运动,由于压力和接触面的粗糙程度保持不变,则物体受到的滑动摩擦力保持不变,仍为f=2N,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
19.【答案】C
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】根据摩擦力的用途分析。
【解答】人站立在地面上,依靠的是地面的支持力;抛出的石头下落,是因为受到重力;测力计测重力,依靠的是弹簧的形变,都和摩擦力没有关系,故A、B、D不合题意;
徒手爬杆时,依靠的是手和杆之间的摩擦力,故C符合题意。
故选C。
20.【答案】B
【知识点】速度公式及其应用;力与运动的关系;摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)根据v-t图像分析速度的变化;
(2)根据s=vt计算爬行的高度;
(3)摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反;
(4)根据力和运动的关系判断。
【解答】A.0~6s时间内,小王的速度不断增大,做加速运动,故A错误;
B.6~15s时间内,小王的速度为0.6m/s,时间为9s,则小王沿杆上爬的距离是;s=vt=0.6m/s×9s=5.4m,故B正确;
C.0~18s时间内,小王的重力竖直向下,则它始终有向下运动的趋势,则他受到摩擦力的方向始终向上,故C错误;
D.15~18s时间内,小王做减速运动,他受到合力的方向与运动方向相反,即f-G<0,小王受到的摩擦力大小小于重力,故D错误。
故选B。
21.【答案】2;4
【知识点】二力平衡的条件及其应用;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)首先根据丙图确定0~2s内物体的运动状态,再根据甲图确定此时受到的拉力,再根据二力平衡的知识计算摩擦力;
(2)根据丙图可知,4~6s内物体做匀速直线运动,根据乙图确定此时受到的拉力,再根据二力平衡的知识计算出物体受到的摩擦力,最后根据影响滑动摩擦力的因素判断3~4s内摩擦力的大小是否发生改变。
【解答】(1)根据丙图可知,0~2s内物体保持静止状态,此时它受到的静摩擦力和拉力相互平衡。根据乙图可知,此时物体受到的拉力为2N,那么此时受到的摩擦力f=F=2N。
(2)根据丙图可知,4~6s内物体做匀速直线运动,此时它受到的滑动摩擦力和拉力相互平衡。根据乙图可知,此时物体受到的拉力为4N,那么此时受到的滑动摩擦力f'=F'=4N。在2~4s内物体做加速运动,由于物体对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,还是4N。
22.【答案】(1)0
(2)15;7.5
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)摩擦力产生的条件:①相互接触;②做相对运动或有相对运动的趋势;
(2)滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关,据此分析乙图中两个物体受到的摩擦力是否发生改变。根据滑动摩擦力与压力成正比计算出物体B受到的摩擦力,最后根据二力平衡计算A对B的推力。
【解答】(1)A、B一起向右做匀速直线运动,二者之间保持相对静止状态,肯定不会产生摩擦力,即木块B受到的摩擦力大小为0N;
(2)①A和B叠放在水平桌面上,且二者一起做匀速直线运动,那么它们处于平衡状态,即摩擦力和拉力相等,也就是f=F1=15N;
若将A、B木块紧靠着放在水平桌面上,将它们看做一个整体,那么它们对桌面的压力和接触面的粗糙程度不变,因此受到的摩擦力保持不变。根据二力平衡的知识可知,此时推力F2=f=15N。
②物体B对桌面的压力等于自身重力,肯定是AB两个物体对桌面压力的一半;因为摩擦力与压力成正比,所以物体B受到的摩擦力肯定是AB受到摩擦力的一半,即。根据二力平衡的知识可知,此时A对B的推力等于摩擦力,即F2=fB=7.5N。
23.【答案】(1)=;<
(2)1.5或3/2
【知识点】速度公式及其应用;力与运动的关系;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,与运动速度无关。当物体受到的合力为零时,它做匀速直线运动;当合力的方向与运动方向相同时,物体做加速运动;当合力的方向与运动方向相反时,物体做减速运动;
(2)首先根据三角形的面积公式计算出4s内乙运动的路程,然后根据计算乙的平均速度。
【解答】(1)因为两个物体的重力和接触面的粗糙程度相同,所以它们受到的滑动摩擦力相等,即f1=f2。甲在水平面上都做匀速直线运动,根据二力平衡的知识可知,它受到的摩擦力都等于拉力,即F1=f;乙在做加速运动,因此合力的方向与运动方向一致,即F2-f>0,也就是F2>f。前后比较可知,拉力F1(2)乙在4s内的运动距离为:;
那么乙在这4s内的平均速度为:。
24.【答案】0;5
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)摩擦力产生的条件:①相互接触;②做相对运动或有相对运动的趋势,据此分析
A、B之间摩擦力的大小;
(2)对B进行受力分析,根据二力平衡的知识计算出B、C之间摩擦力的大小。
【解答】(1)A、B之间保持相对静止,不具备产生摩擦力的条件,则A、B之间摩擦力为零;
(2)B做匀速直线运动,则它受到平衡力,即它受到的摩擦力与拉力F相互平衡。根据二力平衡的条件可知,此时B受到的摩擦力f=5N。因为A、B之间摩擦力为零,所以B、C之间摩擦力为5N。
25.【答案】(1)=;>
(2)增大摩擦
【知识点】力与运动的关系;增大或减小摩擦的方法
【解析】【分析】(1)当物体受到的合力为零时,处于静止状态或匀速直线运动状态;当合力的方向与运动方向相同时,物体做加速运动;当合力的方向与运动方向相反时,物体做减速运动;
(2)增大摩擦力的方法:增大压力和增大接触面的粗糙程度。
【解答】(1)①根据图像可知,在A点时,物体处于静止状态,那么它受到的静摩擦力与拉力相互平衡,即FA=fA。
②当在B点时,物体从静止变为运动,有一段加速过程,因此合力与运动方向一致,即FB-fB>0,则FB>fB。
(3)根据乙图可知,b的表面比a的表面更粗糙,这样可以通过增大接触面粗糙程度的方式增大摩擦力。
26.【答案】(1)改变压力(减少压力)
(2)滑动摩擦力的大小与物体的重力大小无关,与压力大小有关 (在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大)
(3)弹簧测力计的读数与物块受到的摩擦力大小相等,在改变拉力F的过程中,摩擦力大小不变,弹簧测力计的读数不变
(4)科学性:可以更好保持压力大小恒定,防止空气流动对压力大小的影响;安全性:细沙比氢气更安全 便捷性:更方便地连续改变压力大小,多次实验
【知识点】影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)当没有氢气球时,金属盒对压力传感器的压力等于重力。当有氢气球时,金属盒对压力传感器的压力等于金属盒的重力与氢气球受到的浮力之差,从而使压力减小。
(2)比较实验1、2,分析滑动摩擦力的大小与压力是否有关;比较实验1、3,分析滑动摩擦力的大小与重力是否有关。
(3)根据影响滑动摩擦力的两个因素是否改变分析摩擦力是否改变,再根据二力平衡分析弹簧测力计的示数是否改变即可;
(4)可从压力是否稳定、是否安全,操作是否方便等角度分析解答。
【解答】(1)步骤二中氢气球的作用是:改变压力(减少压力)。
(2)在实验1、2中,金属盒的重力相同,压力传感器的示数越小,测力计的示数越小,由此得到:滑动摩擦力的大小与压力大小有关;
比较实验1、3可知,压力传感器的示数相同,而金属盒的重力不同,测力计的示数相同,由此得到:滑动摩擦力的大小与重力大小无关。
(3)在实验评价交流过程中,小永指出甲图实验装置的最大优点是对木板的拉力 F 的大小可以不保持恒定,不会影响弹簧测力计示数,请你说出他的判断理由:弹簧测力计的读数与物块受到的摩擦力大小相等。在改变拉力F的过程中,压力和接触面的粗糙程度不变,则摩擦力大小不变,弹簧测力计的读数不变。
(4)小嘉同学在讨论后进一步改进了实验装置(如图乙),其优点:
①科学性:可以更好保持压力大小恒定,防止空气流动对压力大小的影响;
②安全性:细沙比氢气更安全 ;
③便捷性:更方便地连续改变压力大小,多次实验。
27.【答案】(1)当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
(2)没有控制压力相等
(3)D
(4)2.8
【知识点】影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)比较甲和丙两个实验中,哪个因素相同,哪个因素不同,然后根据测力计的示数判断摩擦力的大小,最后根据控制变量法描述结论;
(2)根据控制变量法的要求可知,探究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系时,必须控制压力和接触面的粗糙程度相同,改变接触面积,据此分析即可;
(3)在探究滑动摩擦力的影响因素的实验中,让木块在水平面上做匀速直线运动,此时拉力和摩擦力相互平衡,因此摩擦力就等于测力计的示数。这个状态与运动速度的大小无关,只要是匀速直线匀速状态即可。
(4)首先根据滑动摩擦力的影响因素判断摩擦力是否发生改变,然后根据乙图确定木块受到的摩擦力大小。
【解答】(1)比较甲和丙可知,木块对桌面的压力相同,但是接触面种类不同,弹簧测力计的示数不同,因此得到结论:当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(2)将木块切掉一块后,木块的重力变小了,它对桌面的压力也变小了,因此小柯在实验中存在的问题是:没有控制压力相等;
(3)测量滑动摩擦力的大小,只需木块保持匀速直线运动状态即可,与速度大小无关,因此V1可以大于、等于或小于V2,故选D。
(4)根据乙图可知,当木块在桌面上做匀速直线运动时,拉力为2.8N,那么此时摩擦力与拉力相等,也是2.8N。当测力计的示数变为3.6N时,由于木块对桌面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,还是2.8N。
28.【答案】(1)改变水平面上的阻力大小
(2)慢;改变
(3)A
【知识点】阻力对物体运动影响的探究实验;力与运动的关系
【解析】【分析】(1)滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关;当压力相同时,接触面越粗糙,物体受到的摩擦力越大;
(2)运动的距离越远,意味着速度减小的越慢;如果没有阻力,那么物体的运动速度就不会减小,据此分析力和物体运动状态之间的关系;
(3)理想实验法是在实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律的一种研究问题的方法,但得出的某些规律却又不能用实验直接验证,又称推理法,据此分析判断。
【解答】(1)选择不同材料的水平面的目的是改变水平面上的阻力大小。
(2)结论:表面越光滑,小车运动的距离越远,速度减小的越慢 ,从而说明力是改变物体运动状态的原因。
(3)A.研究声音能否在真空中传播,前面的真空罩实验只能得到空气越稀薄,听到的声音越小的结论,而不能得到真空不能传声的结论,这个结论只能靠科学推理得到,故A符合题意;
B.研究平面镜成像规律,用一个完全相同的物体到镜后寻找像的位置,实验了等效替代法,故B不合题意;
C.研究二力平衡的条件时,探究力的大小关系时,必须控制其它因素相同,使用了控制变量法,故C不合题意;
D.研究影响滑动摩擦力大小的因素时,探究摩擦力与压力的关系时,控制接触面粗糙程度相同,使用了控制变量法,故D不合题意。
故选A。
29.【答案】(1)二力平衡(物体匀速运动时处于平衡状态,受到的拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等)
(2)A;静摩擦力
(3)不正确,出现了压力大小和受力面积两个变量
【知识点】影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)只有当木块做匀速直线运动状态时,它受到的拉力和摩擦力相互平衡,即F=f;
(2)根据影响摩擦力的因素,对实验中摩擦力的大小进行比较,再根据二力平衡的知识确定三个测力计示数的大小,进而进行判断。将d点的拉力与a点进行比较,确定此时A是否在运动,如果在运动,那么受到的就是滑动摩擦力;如果没有运动,那么受到的就是静摩擦力。
(3)根据控制变量法的要求分析。
【解答】(1)实验中应该用弹簧测力计水平匀速拉动木块在木板上滑动,这样做的依据是二力平衡,从而测出木块所受摩擦力大小。
(2)丙图和乙图比较,压力相同,丙的接触面更粗糙,所以摩擦力f丙>f乙;乙图和甲图比较,接触面相同,乙中的压力大,所以摩擦力f乙>f甲;那么摩擦力的排序为:f丙>f乙>f甲,因此图像中的曲线A表示丙图。图像中的“d”点的测力计示数小于f丙,那么此时物体A处于静止状态,受到的摩擦力为静摩擦力。
(3)要探究滑动摩擦力的大小与受力面积的关系,必须控制压力和接触面的粗糙程度相同,再改变接触面的大小,而小华的实验中出现了压力和受力面积两个变量,因此不正确。
30.【答案】(1)2
(2)4
(3)作减速直线运动直至停下来
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力与运动的关系;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)分析乙图和丙图,确定第4s时物体受到的拉力和所处的状态,然后根据二力平衡计算摩擦力的大小;
(2)根据丙图可知,在12s~18s内,物体在相同的时间内通过相同的距离,即做匀速直线运动,据此根据二力平衡计算出物体受到的滑动摩擦力。然后分析第10s时物体对地面的压力和接触面的粗糙程度是否改变,进而分析滑动摩擦力是否改变即可。
(3)当物体受到的合力方向与运动方向相反时,会做减速运动。
【解答】(1)第4s时,根据乙图可知,物体受到的拉力是2N;根据丙图可知,物体没有移动距离,即处于静止状态,所以它受到的静摩擦力与拉力平衡,即f=F=2N;
(2)根据丙图可知,在12s~18s内,物体在相同的时间内通过相同的距离,即做匀速直线运动,那么物体受到的摩擦力和拉力相互平衡。根据乙图可知,这时物体受到的拉力为4N,那么物体受到的滑动摩擦力f=F=4N。第10s时,物体受到拉力6N,由于对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以它受到的滑动摩擦力不变,即f=4N。
(3)物体第16秒末撤去力F,这时它只受向后的摩擦力,即合力的方向与运动方向相反,那么它将做减速运动,直到停下来。
1 / 1浙教版七年级下册科学-第三单元-第6节摩擦力
一、单选题
1.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摩擦力的说法正确的是( )
A.木块在斜面上受到的摩擦力始终不变
B.木块在A点时受到的摩擦力大小等于木块的重力
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
【答案】D
【知识点】摩擦力的存在;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】因为物体的表面不光滑,所以两个互相接触的物体,当它们做相对运动或有一个相对运动的趋势时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这就是摩擦力。
摩擦力的方向总是与物体相对运动方向或相对运动趋势的方向相反,据此分析答题。
【解答】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,当木块在斜面上静止时,所受的摩擦力为静摩擦力,大小与滑动时的摩擦力不相等,故A错误;
B、静止在水平面上的物体对水平面的压力等于其重力,而木块在A点时受到的摩擦力大小不等于木块的重力,故B错误;
C、摩擦力的方向与物体运动方向或运动趋势的方向相反,物体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C错误;
D、木块冲上粗糙斜面的过程中沿斜面向下,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D正确。
故答案为:D
2.(2018·衢州)如图所示,手握着瓶子处于竖直静止状态,下列叙述正确的是( )
A.瓶子处于静止状态,不具有惯性
B.手的握力越大,瓶子所受的摩擦力就越大
C.瓶子受到竖直向上的摩擦力
D.瓶子受到手的握力和重力是一对平衡力
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】阻碍物体相对运动(或相对运动趋势)的力叫做摩擦力。摩擦力的方向与物体相对运动(或相对运动趋势)的方向相反。
【解答】A、惯性是物质的一种属性与其运动状态没有任何关系;故A错误;
B、 瓶子静止时,重力等于摩擦力,握力的增大不影响摩擦力;故B错误;
C、 瓶子静止,在竖直方向上,竖直向下的重力等于竖直向上的摩擦力;故C正确;
D、 手的握力与重力不在同一条直线上,所以不是平衡力;故D错误;
故答案为:C。
3.(2020·金衢模拟)如图所示,斜劈A放在固定的斜面上,其上表面水平,物体B放在A上,在A和B一起沿斜面匀速下滑的过程中( )
A.斜面与A之间无摩擦力 B.A、B之间无摩擦力
C.A对B的摩擦力方向水平向左 D.B对A的摩擦力方向水平向左
【答案】B
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)摩擦力产生的条件:①相互接触;②做相对运动或有相对运动的趋势;
(2)摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反。
【解答】在A和B一起沿斜面匀速下滑的过程中,A和B相互接触,且A和斜面之间做相对运动,因此斜面和A之间有摩擦力,故A错误;
B和A虽然相互接触,但是二者之间保持相对静止状态,因此它们之间没有摩擦力,故B正确;
A和B之间没有摩擦力产生,故C、D错误。
故选B。
4.一个小孩用20牛的水平推力推桌子,桌子未被推动,则桌子受到的摩擦力( )
A.大于20牛 B.等于20牛
C.小于20牛 D.以上均有可能
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的存在
【解析】【分析】当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,处于平衡状态,据此解答。
【解答】一个小孩用20牛的水平推力推桌子,桌子未被推动,那么桌子处于静止状态,即平衡状态;它受到的推力与受到的静摩擦力是一对平衡力,那么摩擦力等于推力20N。
故选B。
5.(2020八上·江北月考)体操运动员在上单杠之前总要在手上涂些镁粉;而在杠上做回环动作时,手握杠又不能太紧。这两种做法( )
A.前者是为了增大摩擦,后者是为了减小摩擦
B.两者都是为了增大摩擦
C.前者是为了减小摩擦,后者是为了增大摩擦
D.两者都是为了减小摩擦
【答案】A
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【分析】根据增大或减小摩擦力的方法分析判断。
【解答】体操运动员在上单杠之前总要在手上涂些镁粉,这是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度而增大摩擦力,防止从杠上滑下来;而在杠上做回环动作时,手握杠又不能太紧,这是通过减小压力的方式减小摩擦力,保证动作的顺利完成,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
6.(2020八上·慈溪月考)快递自动分拣系统展示了“中国智造”的实力。如图是快件在水平分拣线传动面上分拣时情形,下列对快件的分析正确的是( )
A.匀速直线运动时没有受到分拣线传动面的摩擦力
B.运动速度大,惯性也大
C.对传动面的压力与传动面对它的支持力是一对平衡力
D.碰到导流板就会斜向运动,说明力能使物体发生形变
【答案】A
【知识点】力的作用效果;惯性;平衡力的辨别;摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)摩擦力产生的条件:①相互接触;②做相对运动或有相对运动的趋势;
(2)惯性的大小只与质量有关;
(3)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上;
(4)物体的速度大小和方向变化叫运动状态发生改变。
【解答】A.当快件做匀速直线运动时,它与传送带保持相对静止,没有相对运动的趋势,因此不会产生摩擦力,故A正确;
B.惯性与速度无关,故B错误;
C.对传动面的压力作用在传动面上,而传动面对它的支持力作用在快件上,二者没有作用在同一物体上,肯定不是平衡力,故C错误;
D.碰到导流板就会斜向运动,说明力能使物体的运动状态发生改变,故D错误。
故选A。
7.(2020八上·慈溪期中)“力的三要素”告诉我们,力不仅有大小、有作用点、还有方向。下列有关力的方向的说法不正确的是( )
A.重力的方向总是竖直向下
B.摩擦力的方向总是与物质运动方向相反
C.压力的方向总是与被压物体表面垂直
D.弹力的方向总是指向恢复原状
【答案】B
【知识点】弹力;重力及其方向;摩擦力的存在;压力及重力与压力的区别
【解析】【分析】根据重力、摩擦力、压力和弹力的知识判断。
【解答】A.无论物体在什么位置,它受到重力的方向总是竖直向下的,故A正确不合题意;
B.汽车车厢上放着一本书,当汽车突然加速时,书相对车厢有向后运动的趋势,于是它受到向前的摩擦力,此时摩擦力就与物体的运动方向相同,因此摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反,故B错误符合题意;
C.压力的方向总是与被压物体表面垂直,故C正确不合题意;
D.弹力的方向总是与形变的方向相反,而指向恢复原状的方向,故D正确不合题意。
故选B。
8.(2020八上·慈溪期中)在做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,有的同学提出滑动摩擦力的大小与接触面积有关。要做这项研究,可选取下图中的两个实验是( )
A.甲与乙 B.甲与丁 C.乙与丙 D.丙与丁
【答案】B
【知识点】影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】根据控制变量法的要求分析即可。
【解答】根据控制变量法的要求可知,当探究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系时,必须控制压力和接触面的粗糙程度相同,而改变接触面积的大小,因此选择对比实验甲和丁,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
9.(2020八上·镇海期中)下列设计目的是为了减小摩擦的是( )
A.圆珠笔的笔尖装有小滚珠 B.矿泉水瓶盖上刻有花纹
C.乒乓球拍上黏贴橡胶 D.黑板檫使用粗纤维做擦面
【答案】A
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【分析】减小摩擦的方法:①减小压力;②减小接触面的粗糙程度;③注入润滑油;④改变接触面;⑤变滑动为滚动。
【解答】A.圆珠笔的笔尖装有小滚珠,通过变滑动为滚动的方式减小摩擦,故A符合题意;
B.矿泉水瓶盖上刻有花纹,通过增大接触面粗糙程度的方式增大摩擦,故B不合题意;
C.乒乓球拍上黏贴橡胶,通过改变接触面增大摩擦,故C不合题意;
D.黑板檫使用粗纤维做擦面,通过增大接触面的粗糙程度的方式增大摩擦力,故D不合题意。
故选A。
10.(2020八上·江北期中)以下几种关于摩擦力利弊的说法,正确的是( )
A.人走路时,脚与地面间的摩擦是有害摩擦,越小越好
B.皮带传动中,皮带与皮带轮间的摩擦是有害摩擦
C.骑自行车时,自行车轮胎与地面间的摩擦是有害摩擦
D.机车起动时,车轮与钢轨间的摩擦是有益摩擦
【答案】D
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】根据对摩擦力的认识分析判断。
【解答】A.人走路时,脚与地面间的摩擦是有益摩擦,这个力使我们能够向前运动,故A错误;
B.皮带传动中,皮带与皮带轮间的摩擦是有益摩擦,可以将动力传输到从动轮上,故B错误;
C.骑自行车时,自行车轮胎与地面间的摩擦是有益摩擦,保证自行车能够前进,故C错误;
D.机车起动时,车轮与钢轨间的摩擦是有益摩擦,故D正确。
故选D。
11.(2020八上·江北期中)如图 1 所示,水平路面由三段长度相等的粗糙区域组成,在 2N 水平拉力 F 的作用下,物块(体积忽略不计)从区域①的最左端从静止开始运动,在刚进入区域③时撤去拉力,物块最终停在区域③的最右端。如图 2 为物块在区域①和②上运动的 v﹣t 图象。则下列判断正确的是( )
A.区域①路面的粗糙程度比②的大
B.区域①路面的长度为 4m
C.物块在区域②上所受的摩擦力大于 2N
D.物块在区域③上运动的时间一定大于 1s
【答案】D
【知识点】速度公式及其应用;力与运动的关系;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)根据图②确定物体在区域①和区域②的运动状态,然后确定受到摩擦力和拉力的大小关系,从而得到两个摩擦力的大小关系,最后根据影响摩擦力的因素比较接触面的粗糙程度;
(2)在v-t图像中,图线与横轴围起来的面积就是通过的路程,据此比较区域①和区域②的路程关系,再根据s=vt计算区域①的长度;
(3)根据(1)中的分析比较摩擦力的大小;
(4)进入区域③后,撤去外力,这时只受摩擦力,物体做减速运动,根据t=分析运动时间的长短。
【解答】A.物体在0~2s内在区域①上做加速运动,则区域①表面上受到的摩擦力fB.根据图2可知,物体在0~2s内做加速运动,在2s~3s内做匀速运动,且物体在0~2s内图象与2s~3s内图象与坐标轴围成的面积相同,说明物体运动的路程相同。那么区域①路面的长度为s=vt=2m/s×1s=2m,故B错误;
C物体在区域②上做匀速直线运动,上受到的摩擦力等于拉力F,等于2N.故C错误;
D.区域③的路程和前面一样,都是2m,物块进入区域3时的速度为2m/s,做减速运动,在区域③的平均速度一定小于2m/s,所以运动时间一定大于1秒,故D正确。
故选D。
12.(2020八上·海曙月考)下列四幅图呈现的是小明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
【答案】A
【知识点】影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】滑动摩擦力受到压力和接触面粗糙程度的影响,根据控制变量法对各个选项进行判断即可。
【解答】探究压力的大小对滑动摩擦力的影响时,必须控制接触面的粗糙程度相同而改变压力,故选实验甲和乙,故A正确,B错误;
探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力的影响时,必须控制压力相同而改变接触面的粗糙程度,故选实验甲和丙,故C错误;
探究接触面的大小对滑动摩擦力的影响时,必须控制压力和接触面的粗糙程度相同,而改变接触面的大小,故选实验甲和丁,故D错误。
故选A。
13.(2020七下·江干期末)如图所示,质量为1kg的物体,在水平向右大小为2N的拉力作用下做匀速直线运动,其运动速度为0.1m/s。下说法正确的是( )
A.撤去拉力后,物块会越来越慢,摩擦力变小
B.若在物块上加一砝码,如果拉力仍为2N,物体运动情况不变
C.不管物块运动速度如何变大,其摩擦力始终是2N
D.若在运动过程中增大拉力,摩擦力将变大
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)根据影响滑动摩擦力的两个因素分析;
(2)首先根据影响滑动摩擦力的因素判断摩擦力的大小变化,然后根据力和运动的关系确定它的运动状态是否改变;
(3)(4)根据(1)中的分析判断。
【解答】物体在2N的水平拉力作用下做匀速直线运动,那么它受到的摩擦力与拉力相互平衡,即摩擦力为2N。
如果撤去拉力,物体会越来越慢,但是由于压力和接触面的粗糙程度不变,因此摩擦力的大小保持不变,故A错误;
如果在物块上加一砝码,那么压力增大,物体受到的滑动摩擦力会增大。由于拉力小于摩擦力,所以物体会做减速运动,故B错误;
不管物块运动速度和拉力如何变大,但是影响摩擦力的因素不变,所以摩擦力始终保持2N不变,故C正确,D错误。
故选C。
14.(2020七下·湖州期末)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
【答案】A
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】摩擦力产生的条件:①相互接触;②做相对运动或有相对运动的趋势。
【解答】当模型塔倾斜着身子静止在水平桌面上时,它处于静止状态,相对桌面没有运动的趋势,因此模型塔未受到摩擦力的作用,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
15.(2020七下·柯桥期末)小科在没有上新课前,有以下几个对运动和力的认识,学习后发现只有一个认识是正确的,这个正确的认识是( )
A.物体的重心一定是在物体上
B.摩擦力一定是阻碍物体运动的
C.受力不平衡的物体运动状态一定改变
D.压力和支持力一定不是一对平衡力
【答案】C
【知识点】平衡状态的判断;平衡力的辨别;重力及其方向;摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)圆环的重心在圆心,但是不在这个物体上;
(2)注意车辆行驶时地面摩擦力的作用;
(3)平衡状态只有两种;静止状态或匀速直线运动状态;
(4)注意分析压力和支持力是否可能作用在同一物体上。
【解答】A.钝角三角形、圆环等物体的重心就不在物体上,故A错误;
B.车辆行驶时,车轮对地面的作用力向后,而地面对车轮的摩擦力向前,正是这个力是车辆前进,故B错误;
C.受力不平衡的物体肯定不是静止状态或匀速直线运动状态,那么它们的运动状态一定改变,故C正确;
D.如果物体B叠放在物体A上,且A的重力忽略不计,那么物体B对A的压力和地面对A的支持力大小相等、方向相反、作用在同一物体上和同一直线上,可能是一对平衡力,故D错误。
故选C。
16.(2020七下·柯桥期末)在“互联网+”与“共享经济”时代,一种无桩共享单车应运而生。柯桥很多场所都能看到共享单车。下列关于共享单车涉及的科学知识,正确的是( )
A.水平匀速骑行时,车对地面的压力和地面对车的支持力是一对平衡力
B.自行车的轮胎上刻有较深的花纹,是为了增大摩擦
C.骑自行车下坡时,人和自行车受到的惯性越来越大
D.将坐垫做的较宽,是为了增大受力面积,从而增大压强
【答案】B
【知识点】惯性;平衡力的辨别;增大或减小摩擦的方法;增大或减小压强的方法
【解析】【分析】(1)平衡力的条件:大小相等,方向相反,作用在同一直线和同一物体上;
(2)增大摩擦的方法:增大压力或增大接触面的粗糙程度;
(3)惯性与物体的质量大小有关,与速度无关;
(4)减小压强的方法:减小压力和增大受力面积。
【解答】A.车对地面的压力作用在地面上,而地面对车的支持力作用在车上,二者没有作用在同一物体上,肯定不是平衡力,故A错误;
B.自行车的轮胎上刻有较深的花纹,是通过增大接触面粗糙程度的方式增大摩擦,故B正确;
C.骑自行车下坡时,人和自行车受到的惯性保持不变,故C错误;
D.将坐垫做的较宽,是为了增大受力面积,从而减小压强,故D错误。
故选B。
17.(2020七下·温岭期末)下列关于摩擦力的说法正确的是( )
A.步行时两脚受到的摩擦力总向后
B.压力越大,摩擦力越大
C.人们总是设法减小有害摩擦
D.质量越大,摩擦力越大
【答案】C
【知识点】力的作用是相互的;增大或减小摩擦的方法
【解析】【分析】(1)根据相互作用力的知识分析;
(2)注意分析静摩擦力与拉力的关系;
(3)根据对摩擦的避免和利用分析;
(4)根据摩擦力的影响因素分析。
【解答】A.步行时,人的双脚向后用力蹬地,根据相互作用力的知识可知,这时脚受到地面的摩擦力向前,这就是人能够前进的原因,故A错误;
B.物体受到的静摩擦力与压力大小无关,只与它受到的外力大小有关,故B错误;
C.人们总是设法减小有害摩擦,增大有益摩擦,故C正确;
D.摩擦力的大小与物体的质量无关,故D错误。
故选C。
18.(2020八上·余杭开学考)如图甲所示,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的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示。以下说法正确的是( )
A.2~4秒,物体受到的摩擦力为1N
B.2~4秒,物体受到的摩擦力为2N
C.2~4秒,物体受到的摩擦力为3N
D.2~4秒,物体受到的摩擦力在2N到3N之间
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】根据乙图可知,4~6s内,该物体做匀速直线运动,根据二力平衡计算出物体受到的滑动摩擦力。在2~4s内,物体做加速运动,分析影响滑动摩擦力的两个因素是否改变,从而确定此时受到摩擦力的大小。
【解答】根据乙图可知,4~6s内,该物体做匀速直线运动,则它受到的滑动摩擦力与推力相互平衡,则二者大小相等,即摩擦力f=F=2N。在2~4s内,物体做加速运动,由于压力和接触面的粗糙程度保持不变,则物体受到的滑动摩擦力保持不变,仍为f=2N,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
19.(2020九上·拱墅开学考)假如摩擦力消失了,将会直接导致( )
A.人无法站立在水平地面 B.抛出的石头不能下落
C.徒手不能爬上直杆 D.测力计不能测重力
【答案】C
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】根据摩擦力的用途分析。
【解答】人站立在地面上,依靠的是地面的支持力;抛出的石头下落,是因为受到重力;测力计测重力,依靠的是弹簧的形变,都和摩擦力没有关系,故A、B、D不合题意;
徒手爬杆时,依靠的是手和杆之间的摩擦力,故C符合题意。
故选C。
20.(2020九上·拱墅开学考)如图甲是消防队员小王进行爬杆训练的示意图,在某次爬杆训练中,小王沿杆竖直向上运动的v(速度)-t(时间)图像如图乙所示,下列判断正确的是( )
A.0~6s时间内,小王沿杆匀速向上运动
B.6~15s时间内,小王沿杆上爬的距离是5.4m
C.0~18s时间内,小王受到的摩擦力方向向下
D.15~18s时间内,小王受到的摩擦力大小等于重力大小
【答案】B
【知识点】速度公式及其应用;力与运动的关系;摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)根据v-t图像分析速度的变化;
(2)根据s=vt计算爬行的高度;
(3)摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反;
(4)根据力和运动的关系判断。
【解答】A.0~6s时间内,小王的速度不断增大,做加速运动,故A错误;
B.6~15s时间内,小王的速度为0.6m/s,时间为9s,则小王沿杆上爬的距离是;s=vt=0.6m/s×9s=5.4m,故B正确;
C.0~18s时间内,小王的重力竖直向下,则它始终有向下运动的趋势,则他受到摩擦力的方向始终向上,故C错误;
D.15~18s时间内,小王做减速运动,他受到合力的方向与运动方向相反,即f-G<0,小王受到的摩擦力大小小于重力,故D错误。
故选B。
二、填空题
21.(2020八上·慈溪月考)如图甲所示,一物体放在水平地面上,受到水平向右的拉力作用。物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系,如图丙所示。则0~2s,物体所受的摩擦力大小是 N,2~4s物体受到的摩擦力大小是 N
【答案】2;4
【知识点】二力平衡的条件及其应用;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)首先根据丙图确定0~2s内物体的运动状态,再根据甲图确定此时受到的拉力,再根据二力平衡的知识计算摩擦力;
(2)根据丙图可知,4~6s内物体做匀速直线运动,根据乙图确定此时受到的拉力,再根据二力平衡的知识计算出物体受到的摩擦力,最后根据影响滑动摩擦力的因素判断3~4s内摩擦力的大小是否发生改变。
【解答】(1)根据丙图可知,0~2s内物体保持静止状态,此时它受到的静摩擦力和拉力相互平衡。根据乙图可知,此时物体受到的拉力为2N,那么此时受到的摩擦力f=F=2N。
(2)根据丙图可知,4~6s内物体做匀速直线运动,此时它受到的滑动摩擦力和拉力相互平衡。根据乙图可知,此时物体受到的拉力为4N,那么此时受到的滑动摩擦力f'=F'=4N。在2~4s内物体做加速运动,由于物体对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,还是4N。
22.(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。
【答案】(1)0
(2)15;7.5
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)摩擦力产生的条件:①相互接触;②做相对运动或有相对运动的趋势;
(2)滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关,据此分析乙图中两个物体受到的摩擦力是否发生改变。根据滑动摩擦力与压力成正比计算出物体B受到的摩擦力,最后根据二力平衡计算A对B的推力。
【解答】(1)A、B一起向右做匀速直线运动,二者之间保持相对静止状态,肯定不会产生摩擦力,即木块B受到的摩擦力大小为0N;
(2)①A和B叠放在水平桌面上,且二者一起做匀速直线运动,那么它们处于平衡状态,即摩擦力和拉力相等,也就是f=F1=15N;
若将A、B木块紧靠着放在水平桌面上,将它们看做一个整体,那么它们对桌面的压力和接触面的粗糙程度不变,因此受到的摩擦力保持不变。根据二力平衡的知识可知,此时推力F2=f=15N。
②物体B对桌面的压力等于自身重力,肯定是AB两个物体对桌面压力的一半;因为摩擦力与压力成正比,所以物体B受到的摩擦力肯定是AB受到摩擦力的一半,即。根据二力平衡的知识可知,此时A对B的推力等于摩擦力,即F2=fB=7.5N。
23.(2020七下·柯桥期末)通过对 v-t 图像的分析,回答下列问题:
(1)若在水平牵引力F1和F2的作用下,完全相同的甲乙两物体分别在 同一水平桌面上直线运动,受到桌面对它们的摩擦力分别是f1和f2,运动情况如图,则 f1 f2,F1 F(2选填“>”、“<”或“=”)
(2)小科发现:一段时间内,物体通过的路程刚好等于这段时间的图象与坐标轴围成图形的面积(如图阴影部分),这一猜想在老师那里得到了证实。根据这一规律,请你计算乙在 4s 内的平均速度为 m/s。
【答案】(1)=;<
(2)1.5或3/2
【知识点】速度公式及其应用;力与运动的关系;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,与运动速度无关。当物体受到的合力为零时,它做匀速直线运动;当合力的方向与运动方向相同时,物体做加速运动;当合力的方向与运动方向相反时,物体做减速运动;
(2)首先根据三角形的面积公式计算出4s内乙运动的路程,然后根据计算乙的平均速度。
【解答】(1)因为两个物体的重力和接触面的粗糙程度相同,所以它们受到的滑动摩擦力相等,即f1=f2。甲在水平面上都做匀速直线运动,根据二力平衡的知识可知,它受到的摩擦力都等于拉力,即F1=f;乙在做加速运动,因此合力的方向与运动方向一致,即F2-f>0,也就是F2>f。前后比较可知,拉力F1(2)乙在4s内的运动距离为:;
那么乙在这4s内的平均速度为:。
24.(2020九上·拱墅开学考)如图,三个相同的物体叠放在一起,当B受到5N的水平拉力时,三个物体一起向右匀速运动,则A与B之间、B与C之间的摩擦力分别为 N和 N。
【答案】0;5
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)摩擦力产生的条件:①相互接触;②做相对运动或有相对运动的趋势,据此分析
A、B之间摩擦力的大小;
(2)对B进行受力分析,根据二力平衡的知识计算出B、C之间摩擦力的大小。
【解答】(1)A、B之间保持相对静止,不具备产生摩擦力的条件,则A、B之间摩擦力为零;
(2)B做匀速直线运动,则它受到平衡力,即它受到的摩擦力与拉力F相互平衡。根据二力平衡的条件可知,此时B受到的摩擦力f=5N。因为A、B之间摩擦力为零,所以B、C之间摩擦力为5N。
25.摩擦现象广泛存在于人们的生活与生产中,小科对此很感兴趣,围绕生活中的摩擦现象进行了探究。
(1)小科分别对物体在静止状态和运动状态下受到摩擦力情况进行研究,并绘制了图像,如图甲所示,请比较图像中A、B两点处力的大小(选填“>”“<”“=”或“不能确定”):①FA fA;②FB fB。
(2)摩擦知识在生活中的应用非常广泛,并不断地进行着改进,火柴的擦燃就是一例,如图乙所示,火柴盒侧面已由以前的图乙(a)替换成图乙(b)的式样,这样设计的现实意义是 。
【答案】(1)=;>
(2)增大摩擦
【知识点】力与运动的关系;增大或减小摩擦的方法
【解析】【分析】(1)当物体受到的合力为零时,处于静止状态或匀速直线运动状态;当合力的方向与运动方向相同时,物体做加速运动;当合力的方向与运动方向相反时,物体做减速运动;
(2)增大摩擦力的方法:增大压力和增大接触面的粗糙程度。
【解答】(1)①根据图像可知,在A点时,物体处于静止状态,那么它受到的静摩擦力与拉力相互平衡,即FA=fA。
②当在B点时,物体从静止变为运动,有一段加速过程,因此合力与运动方向一致,即FB-fB>0,则FB>fB。
(3)根据乙图可知,b的表面比a的表面更粗糙,这样可以通过增大接触面粗糙程度的方式增大摩擦力。
三、实验探究题
26.(2020八上·温州开学考)在“探究滑动摩擦力大小的影响因素”实验中,小永认为:在接触面粗糙程度相同时,重力 越大,滑动摩擦力越大.为了探究这一结论的准确性,小嘉同学和他一起设计了如图甲实验:
【实验装置】
【实验步骤】
步骤一:将一轻木板置于压力传感器上,示数清零。再将一金属盒放在木板上,读出压力传感器 示数为 5N;用拉力 F 拉动木板过程中读出弹簧测力计的示数。
步骤二:将质量不计的氢气球系在金属盒上,读出压力传感器的示数,用拉力 F 拉动木板过程中读出弹簧测力计的示数。
步骤三:再往金属盒注入适量的沙子,用氢气充气机往氢气球充气,使压力传感器的示数保持为 5N,用拉力 F 拉动木板过程中读出弹簧测力计的示数。
【实验数据】
实验次数 金属盒总重力 G/N 压力传感器示数 F1/N 弹簧测力计示数 F2/N
1 5 5 2.2
2 5 2.5 1.1
3 8.5 5 2.2
(1)步骤二中氢气球的作用是 。
(2)通过实验得出的结论是 ;
(3)在实验评价交流过程中,小永指出甲图实验装置的最大优点是对木板的拉力 F 的大小可以不保持恒定,不会影响弹簧测力计示数,请你说出他的判断理由 ;
(4)小嘉同学在讨论后进一步改进了实验装置(如图乙),请说出其优点 (一点即可)
【答案】(1)改变压力(减少压力)
(2)滑动摩擦力的大小与物体的重力大小无关,与压力大小有关 (在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大)
(3)弹簧测力计的读数与物块受到的摩擦力大小相等,在改变拉力F的过程中,摩擦力大小不变,弹簧测力计的读数不变
(4)科学性:可以更好保持压力大小恒定,防止空气流动对压力大小的影响;安全性:细沙比氢气更安全 便捷性:更方便地连续改变压力大小,多次实验
【知识点】影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)当没有氢气球时,金属盒对压力传感器的压力等于重力。当有氢气球时,金属盒对压力传感器的压力等于金属盒的重力与氢气球受到的浮力之差,从而使压力减小。
(2)比较实验1、2,分析滑动摩擦力的大小与压力是否有关;比较实验1、3,分析滑动摩擦力的大小与重力是否有关。
(3)根据影响滑动摩擦力的两个因素是否改变分析摩擦力是否改变,再根据二力平衡分析弹簧测力计的示数是否改变即可;
(4)可从压力是否稳定、是否安全,操作是否方便等角度分析解答。
【解答】(1)步骤二中氢气球的作用是:改变压力(减少压力)。
(2)在实验1、2中,金属盒的重力相同,压力传感器的示数越小,测力计的示数越小,由此得到:滑动摩擦力的大小与压力大小有关;
比较实验1、3可知,压力传感器的示数相同,而金属盒的重力不同,测力计的示数相同,由此得到:滑动摩擦力的大小与重力大小无关。
(3)在实验评价交流过程中,小永指出甲图实验装置的最大优点是对木板的拉力 F 的大小可以不保持恒定,不会影响弹簧测力计示数,请你说出他的判断理由:弹簧测力计的读数与物块受到的摩擦力大小相等。在改变拉力F的过程中,压力和接触面的粗糙程度不变,则摩擦力大小不变,弹簧测力计的读数不变。
(4)小嘉同学在讨论后进一步改进了实验装置(如图乙),其优点:
①科学性:可以更好保持压力大小恒定,防止空气流动对压力大小的影响;
②安全性:细沙比氢气更安全 ;
③便捷性:更方便地连续改变压力大小,多次实验。
27.(2020七下·椒江期末)小柯在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,设计了如图甲、乙、丙、丁所示的四次实验,四次实验均用弹簧测力计水平匀速拉动木块。
(1)比较甲、丙两次实验,可以得出结论: 。
(2)小柯探究“滑动摩擦力的大小是否与接触面积有关”时,他先将木块切去一半,以减小木块与桌面的接触面积,再匀速拉动木块,如图丁所示。他比较甲和丁的实验结果,得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。老师认为他的结论不可靠。小柯在实验中存在的问题是: 。
(3)在探究“滑动摩擦力大小与压力大小关系”时,小柯选择了甲、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( ) 。
A.v1一定大于v2 B.v1一定小于v2
C.一定等于v2 D.v1可以大于、等于或小于v2
(4)在进行乙实验时,小柯突然想到滑动摩擦力大小是否与速度有关,于是他加速拉动木块,发现弹簧测力计示数增大到3.6N,此时木块所受的滑动摩擦力为 N。
【答案】(1)当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
(2)没有控制压力相等
(3)D
(4)2.8
【知识点】影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)比较甲和丙两个实验中,哪个因素相同,哪个因素不同,然后根据测力计的示数判断摩擦力的大小,最后根据控制变量法描述结论;
(2)根据控制变量法的要求可知,探究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系时,必须控制压力和接触面的粗糙程度相同,改变接触面积,据此分析即可;
(3)在探究滑动摩擦力的影响因素的实验中,让木块在水平面上做匀速直线运动,此时拉力和摩擦力相互平衡,因此摩擦力就等于测力计的示数。这个状态与运动速度的大小无关,只要是匀速直线匀速状态即可。
(4)首先根据滑动摩擦力的影响因素判断摩擦力是否发生改变,然后根据乙图确定木块受到的摩擦力大小。
【解答】(1)比较甲和丙可知,木块对桌面的压力相同,但是接触面种类不同,弹簧测力计的示数不同,因此得到结论:当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(2)将木块切掉一块后,木块的重力变小了,它对桌面的压力也变小了,因此小柯在实验中存在的问题是:没有控制压力相等;
(3)测量滑动摩擦力的大小,只需木块保持匀速直线运动状态即可,与速度大小无关,因此V1可以大于、等于或小于V2,故选D。
(4)根据乙图可知,当木块在桌面上做匀速直线运动时,拉力为2.8N,那么此时摩擦力与拉力相等,也是2.8N。当测力计的示数变为3.6N时,由于木块对桌面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,还是2.8N。
28.(2020七下·温岭期末)亚里士多德认为“力是维持物体运动的原因”;伽利略则认为“运动物体并不需要力来维持”。为了探究“运动和力的关系”,同学们设计了如下图所示的实验。
(1)选择不同材料的水平面的目的是 。
(2)结论:表面越光滑,小车运动的距离越远,速度减小的越 ,从而说明力是 物体运动状态的原因。
(3)牛顿在实验的基础上通过推理得出了“牛顿第一定律”。下列实验所采用的研究方法能体现“理想实验法”的是( )
A.研究声音能否在真空中传播
B.研究平面镜成像规律
C.研究二力平衡的条件
D.研究影响滑动摩擦力大小的因素
【答案】(1)改变水平面上的阻力大小
(2)慢;改变
(3)A
【知识点】阻力对物体运动影响的探究实验;力与运动的关系
【解析】【分析】(1)滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关;当压力相同时,接触面越粗糙,物体受到的摩擦力越大;
(2)运动的距离越远,意味着速度减小的越慢;如果没有阻力,那么物体的运动速度就不会减小,据此分析力和物体运动状态之间的关系;
(3)理想实验法是在实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律的一种研究问题的方法,但得出的某些规律却又不能用实验直接验证,又称推理法,据此分析判断。
【解答】(1)选择不同材料的水平面的目的是改变水平面上的阻力大小。
(2)结论:表面越光滑,小车运动的距离越远,速度减小的越慢 ,从而说明力是改变物体运动状态的原因。
(3)A.研究声音能否在真空中传播,前面的真空罩实验只能得到空气越稀薄,听到的声音越小的结论,而不能得到真空不能传声的结论,这个结论只能靠科学推理得到,故A符合题意;
B.研究平面镜成像规律,用一个完全相同的物体到镜后寻找像的位置,实验了等效替代法,故B不合题意;
C.研究二力平衡的条件时,探究力的大小关系时,必须控制其它因素相同,使用了控制变量法,故C不合题意;
D.研究影响滑动摩擦力大小的因素时,探究摩擦力与压力的关系时,控制接触面粗糙程度相同,使用了控制变量法,故D不合题意。
故选A。
29.(2020七下·吴兴期末)同学们利用如图所示的实验装置探究“影响滑动摩擦力大小的因素”。
(1)实验中应该用弹簧测力计水平匀速拉动木块在木板上滑动,这样做的依据是 ,从而测出木块所受摩擦力大小。
(2)在实验过程中,小江同学记录了开始拉动后弹簧测力计的示数与弹簧测力计移动距离的关系,并根据测量数据作出了如图丁所示的图象。在进行实验丙的探究过程中,弹簧测力计的示数与弹簧测力计移动距离的关系可以用图像中曲线 (选填“A”、“B”或“C”)来表示。图像中“d”点表示此时物体受到的摩擦力类型是 。
(3)通过实验,同学们得出结论:滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。而另一组的小华得出的结论则不同,小华设计的是将图甲中的木块沿竖直方向截去一半后,测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半。他由此得出结论:滑动摩擦力的大小随受力面积的减小而减小。你认为小华的结论正确吗?请简要说明理由 。
【答案】(1)二力平衡(物体匀速运动时处于平衡状态,受到的拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等)
(2)A;静摩擦力
(3)不正确,出现了压力大小和受力面积两个变量
【知识点】影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)只有当木块做匀速直线运动状态时,它受到的拉力和摩擦力相互平衡,即F=f;
(2)根据影响摩擦力的因素,对实验中摩擦力的大小进行比较,再根据二力平衡的知识确定三个测力计示数的大小,进而进行判断。将d点的拉力与a点进行比较,确定此时A是否在运动,如果在运动,那么受到的就是滑动摩擦力;如果没有运动,那么受到的就是静摩擦力。
(3)根据控制变量法的要求分析。
【解答】(1)实验中应该用弹簧测力计水平匀速拉动木块在木板上滑动,这样做的依据是二力平衡,从而测出木块所受摩擦力大小。
(2)丙图和乙图比较,压力相同,丙的接触面更粗糙,所以摩擦力f丙>f乙;乙图和甲图比较,接触面相同,乙中的压力大,所以摩擦力f乙>f甲;那么摩擦力的排序为:f丙>f乙>f甲,因此图像中的曲线A表示丙图。图像中的“d”点的测力计示数小于f丙,那么此时物体A处于静止状态,受到的摩擦力为静摩擦力。
(3)要探究滑动摩擦力的大小与受力面积的关系,必须控制压力和接触面的粗糙程度相同,再改变接触面的大小,而小华的实验中出现了压力和受力面积两个变量,因此不正确。
四、解答题
30.(2020七下·吴兴期末)静止在水平面上的物体,受水平拉力F作用如图甲所示;F随时间t的变化关系如图乙所示;从t=0开始,小兵每隔2s记录的物体位置和时刻如图丙所示。则:
(1)物体在第4秒受到的摩擦力为 牛;
(2)第10秒受到的摩擦力为 牛;
(3)物体第16秒末撤去力F,物体的运动状态将如何改变?
【答案】(1)2
(2)4
(3)作减速直线运动直至停下来
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力与运动的关系;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)分析乙图和丙图,确定第4s时物体受到的拉力和所处的状态,然后根据二力平衡计算摩擦力的大小;
(2)根据丙图可知,在12s~18s内,物体在相同的时间内通过相同的距离,即做匀速直线运动,据此根据二力平衡计算出物体受到的滑动摩擦力。然后分析第10s时物体对地面的压力和接触面的粗糙程度是否改变,进而分析滑动摩擦力是否改变即可。
(3)当物体受到的合力方向与运动方向相反时,会做减速运动。
【解答】(1)第4s时,根据乙图可知,物体受到的拉力是2N;根据丙图可知,物体没有移动距离,即处于静止状态,所以它受到的静摩擦力与拉力平衡,即f=F=2N;
(2)根据丙图可知,在12s~18s内,物体在相同的时间内通过相同的距离,即做匀速直线运动,那么物体受到的摩擦力和拉力相互平衡。根据乙图可知,这时物体受到的拉力为4N,那么物体受到的滑动摩擦力f=F=4N。第10s时,物体受到拉力6N,由于对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以它受到的滑动摩擦力不变,即f=4N。
(3)物体第16秒末撤去力F,这时它只受向后的摩擦力,即合力的方向与运动方向相反,那么它将做减速运动,直到停下来。
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