2023-2024学年人教版八年级物理下册同步训练培优卷:8.3 摩擦力
一、选择题
1.(2023八下·鹿寨期中) 为响应“绿色环保,低碳出行”的号召,我们常骑自行车出行。骑行中若刹车减速,则( )
A.车的惯性减小 B.车的运动状态不变
C.车受到的是非平衡力 D.车受到的摩擦力变小
2.(2024·成都模拟)如图为冰壶比赛的场景,下列对冰壶运动过程的认识,正确的是( )
A.运动员推动冰壶滑行,以冰面为参照物冰壶是静止的
B.冰壶被推出后减速滑行,说明物体的运动需要力来维持
C.运动员用毛刷持续摩擦冰面是为了减小摩擦力
D.冰壶所受重力和它对冰面的压力是一对平衡力
3.磁悬浮列车行驶时依靠安装在列车底部的强磁铁将列车浮在轨道上方,从而可高速行驶,列车能高速行驶的原因是 ( )
A.减小了重力
B.减小了列车与铁轨之间的摩擦力
C.依靠了列车的惯性
D.减小了列车所受的空气阻力
4.人在一般情况下步行前进时,若鞋底与地面不打滑,下列说法中正确的是( )
A.鞋底花纹磨损后摩擦力增大人更难前进
B..地面对鞋底的摩擦力方向向后,阻碍人前进
C.地面对鞋底的摩擦力方向向前,推动人前进
D.鞋底花纹磨损后,摩擦力减小,人更容易前进
5.(2017八下·泰州期中)学校趣味运动会上,体重为600N的张老师沿竖直木杆匀速向上攀爬,此过程中,他受到摩擦力的大小和方向是( )
A.等于600N,竖直向下 B.等于600N,竖直向上
C.大于600N,竖直向下 D.大于600N,竖直向上
6.(2024·成都模拟)如图甲所示,用水平压力F将物体压在竖直墙上,图乙为压力F与时间t的关系。图丙为物体所受摩擦力f与时间t的关系,下列说法错误的是( )
A.由甲图可知,0~t1时间内,物体静止在竖直的墙上,重力与静摩擦力是一对平衡力
B.由乙图可知,物体的重力为10N
C.可丙图可知,0~t2时间内,摩擦力先不变、后减小
D.由丙图可知,t1后物体开始下滑,受到的滑动摩擦力越来越小
7.在光滑水平面上叠放着甲、乙两物体,如图所示,甲物体用细线拴在左边竖直墙上,现用力把乙物体从右端匀速拉出来,所用力F=15N,则甲、乙两物体受到的摩擦力( )
A.f甲=f乙=15 N,f甲向右,f乙向左
B.f甲= f乙=15N,f甲向左,f乙向右
C.f甲= f乙=15N,方向都向左
D.f甲=0,f乙= 15N且方向向左
8.(2023八下·沈阳期中)在“研究滑动摩擦力大小”实验中,将木块A放置水平木板B上,加载一个砝码,把一只测力计系在A上,如图所示。当向左拉动B时,测力计指针稳定。下列讨论中正确的是( )
A.A受到的重力与B对A的支持力是一对平衡力
B.A受B的摩擦力与测力计对A的拉力是一对相互作用力
C.B受到地面的摩擦力的大小为2.6N,方向向右
D.若增大拉动B的速度,测力计的示数不变
9.(2023·潜江)水平桌面上有物体A、B。如图甲,A在的作用下向左做匀速直线运动:如图乙,A、B用轻绳水平连接,在F1和共同作用下一起向右做匀速直线运动,水平拉力、图乙中,下列说法正确的是( )
A.A与桌面的摩擦力方向向右 B.A与桌面的摩擦力为14N
C.B与桌面的摩擦力为8N D.绳子的拉力为6N
二、填空题
10.(2023八下·西安期中)某同学在水平地面水平向右拉动木块,拉力随时间变化的图像如图甲所示,木块运动的速度随时间变化的图像如图乙所示,则木块在第时受到的摩擦力为 N,摩擦力方向是 ;此时木块受到的拉力与摩擦力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
11.(2016八下·平武期中)通过探究发现摩擦力的大小与物体间接触面的大小无关.如图甲所示,两个完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,在16N的水平拉力F1作用下,A、B一起向右做匀速直线运动.若将甲A、B紧靠着放在水平桌面上,用水平力F2推A使它们一起也向右做匀速直线运动,如图乙所示,则F2是 N;若要让图乙中的A、B在水平桌面上一起向左做匀速直线运动,在不撤除F2的情况下,应该在B的右端施加一大小为 N的水平向左的推力.
三、实验探究题
12.(2023·雅安中考)小雨在做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验时,结合生活中的现象,猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:
猜想一:接触面所受的压力大小
猜想二:接触面的粗糙程度
(1)如图甲所示,将一个木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向 拉动,根据 可知滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。
(2)如图乙所示,在木块上放一个重物,重复上面的操作。比较甲、乙两图中弹簧测力计的示数,可探究滑动摩擦力大小与 的关系。
(3)如图丙所示,将木块放在毛巾上,重复上面的操作。比较甲、丙两图可得出:压力大小相同时, 滑动摩擦力越大。
(4)小雨猜想滑动摩擦力大小还与速度大小有关。她设计了如图甲所示的实验装置,传送带速度可以自由调节,物块始终相对地面静止,拉力传感器可以显示拉力大小。改变传送带速度,根据实验数据分别绘制出传送带的速度与时间和拉力与时间(F-t)的关系图象。分析图乙、丙两图可知,滑动摩擦力的大小与物体相对传送带运动速度的大小 (选填“有关”或“无关”),理由是:
四、综合题
13.“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)用弹簧测力计拉着木块做 运动,这时木板对木块的摩擦力才等于弹簧测力计的示数.
(2)如表是某同学实验时,记录的数据:
实验次数 接触面的材料性质 压力(N) 摩擦力(N)
1 木块与木板 3 0.2
2 木块与木板 5 0.35
3 木块与棉布 3 0.4
A、比较第1、2次实验时,可以得出的结论是
B、比较第1、3次实验时,可以得出的结论是
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】力的作用效果;惯性及其现象;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】ABC、骑行中若刹车减速,自行车的运动状态发生了变化,受到的合力不为0,受到的不是平衡力,但质量不变,故惯性不变,故AB错误,C正确;
D、骑行中车轮与地面的摩擦力为滚动摩擦力,刹车时车轮与地面的摩擦力为滑动摩擦力,同等情况下,滚动摩擦力小于滑动摩擦力,所以摩擦力变大,故D错误。
故选: C。
【分析】(1)惯性的大小只与物体的质量有关,质量大的物体运动状态相对难于改变,也就是惯性大;
(2)物体的运动状态发生变化时,受到的合力不为0,物体处于静止或匀速直线运动状态时,受力平衡;
(3)同等情况下,滚动摩擦力小于滑动摩擦力。
2.【答案】C
【知识点】阻力对物体运动影响的探究实验;二力平衡的条件及其应用;增大或减小摩擦的方法;运动和静止的相对性
【解析】【解答】A、运动员推冰壶前进时,以冰面为参照物,冰壶的位置发生了改变,所以是运动的,故A错误;
B、冰壶被推出后减速滑行,是因为受到阻力的作用,说明力是改变物体运动状态的原因。物体的运动不需要力来维持,故B错误;
C、运动员用毛刷持续摩擦冰面,使冰熔化,在冰面上形成一层水膜,是通过使接触面脱离的方法减小摩擦力,故C正确;
D、冰壶所受重力和它对冰面的压力是作用在不同物体上的两个力,且方向相同,所以不是一对平衡力,故D错误;
故答案为:C。
【分析】物体相对于参照物发生位置上的变化是运动的;力是改变物体运动状态的原因;使接触面脱离的方法减小摩擦力;根据平衡力的条件判断平衡力。
3.【答案】B
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【分析】本题关键是抓住影响滑动摩擦力大小的两个因素:压力大小和接触面的粗糙程度.特别是减小摩擦的方法,用滚动代替滑动,使两个接触面分离等
【解答】磁悬浮列车是用强磁场将列车微微托起,使其浮在轨道上方,从而可以高速行驶,其可以高速行驶的原因是使接触面分离,从而减小了列车与铁轨间的摩擦力.
故选B.
4.【答案】C
【知识点】摩擦力的方向;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】人之所以走路时向前,是因为地面给人鞋底的摩擦力向前,选项A、B错误,选项C正确;
鞋底花纹磨损后,鞋与地面的接触面的粗糙程度减小,摩擦力减小,人更难前进,选项D错误;
故选C。
【分析】知道人鞋底受到的摩擦力是人前进的动力;掌握影响摩擦力大小的因素是压力大小和接触面的粗糙程度。
5.【答案】B
【知识点】摩擦力的大小;摩擦力的方向;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】由题意知:张老师沿竖直的木杆匀速上攀,那么他在竖直方向上受到一对平衡力的作用:重力和摩擦力;
由二力平衡的条件知:他所受的重力和摩擦力,大小相等,方向相反,且在同一条直线上;
因此,他受到的摩擦力f=G=600N,方向竖直向上.
故答案为:B.
【分析】解答本题,要理解平衡状态的概念,注意重力和摩擦力,大小相等,方向相反,且在同一条直线上,认真分析.
6.【答案】B
【知识点】摩擦力的大小;摩擦力产生的条件;摩擦力的方向;摩擦力的种类
【解析】【解答】A、物体静止时处于平衡状态,竖直方向受到的重力和静摩擦力是一对平衡力。由图丙可知,0~t1时间内,物体受到的摩擦力f=5N不变,说明物体静止在竖直的墙上,故A正确,不符合题意;
B、物体静止时竖直方向受到的重力和静摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,则物体的重力
G=f=5N,故B错误,符合题意;
CD、由图乙可知,物体受到的水平压力F逐渐减小,由图丙可知,t1后,物体受到的摩擦力减小,小于自身的重力,合力向下,物体下滑,则物体受到的摩擦力为滑动摩擦力,且越来越小,故CD正确,不符合题意;
故答案为:B。
【分析】物体静止时处于平衡状态,竖直方向受到的重力和静摩擦力是一对平衡力,物体运动的时候受到的力为滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关。
7.【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断;摩擦力的大小
【解析】【解答】乙向右匀速直线运动,由光滑的水平面可知,乙和地面之间不存在摩擦力,所以甲对乙的摩擦力和乙受到的拉力是一对平衡力,拉力大小为15N,方向水平向右,根据平衡力的特点,甲对乙的摩擦力f=15N,水平向左.物体间力的作用是相互的,甲对乙的摩擦大小是15N,水平向左,乙对甲的摩擦大小是15N,方向水平向右.故A正确,BCD错误
故选择A
【分析】根据二力平衡和物体的状态确定摩擦力的大小和方向
8.【答案】D
【知识点】平衡力的辨别;摩擦力的大小;摩擦力的方向
【解析】【解答】A.A和砝码受到的重力之和与B对A的支持力是一对平衡力,故A错;
B.A受B的摩擦力与测力计对A的拉力是一对平衡力,故B错;
C.B受到地面的摩擦力的方向向右,拉力和物体B的运动状态均未知,所以地面对B的摩擦力大小因条件不足无法确定,故C错;
D.滑动摩擦力与物体间接触面的粗糙程度和物体间的压力有关,与物体的运动速度无关,如果增大拉动B的速度,A、B间接触面的粗糙程度、物体间的压力保持不变,物体间的滑动摩擦力不变,由平衡条件可知,测力计的示数不变,故D正确。
故答案为:D。
【分析】 (1)根据二力平衡条件分析判断;
(2) 根据平衡力和相互作用力的特点分析判断;
(3)根据摩擦力方向与物体相对运动的关系判断,摩擦力大小根据物体所处的运动状态是否平衡状态,结合平衡力的关系确定;
(4)根据物体的状态结合影响滑动摩擦力大小的因素和二力平衡条件确定。
9.【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的方向
【解析】【解答】如图甲,A在F1的作用下向左做匀速直线运动,则它受到的拉力与摩擦力相互平衡,即二者大小相等,方向相反,那么A受到的摩擦力大小fA=F1=6N。
如图乙,A、B一起向右做匀速直线运动,此时它们处于平衡状态,受到平衡力。
由于摩擦力的方向与物体的相对运动方向或相对运动趋势相反,因为
AB向右运动,所以摩擦力都是向左的,
故A错误;
A对桌面的压力和接触面的粗糙程度不变,因此它受到的摩擦力还是6N,故B错误;
AB整体受到F1和F2、A向左的摩擦力和B向左的摩擦力,那么:
F1+fA+fB=F2;
6N+6N+fB=20N;
解得:fB=8N;
故C正确;
对乙图中的A受力分析知,绳子的拉力等于F1、A向左的摩擦力之和,
拉力F=F1+fA=6N+6N=12N,故D错误。
故选C。
【分析】(1)摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反;
(2)首先根据甲图计算出A受到的摩擦力,再从影响滑动摩擦力因素的角度分析图乙中A受到摩擦力的大小;
(3)将AB看作一个整体,根据二力平衡的知识计算B受到的摩擦力;
(4)对图乙中的A进行受力分析,根据二力平衡的知识计算绳子的拉力。
10.【答案】3;水平向左;不是
【知识点】摩擦力的大小;摩擦力的方向
【解析】【解答】图像信息解读:
①,拉力为,木块做加速运动;
②,拉力为,木块做匀速直线运动,受力平衡;
③,拉力为,木块做减速运动。
时木块处于平衡状态,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,所以滑动摩擦力为;时,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,仍为,故第时,摩擦力为,方向水平向左。
由图甲可知,拉力为,物体做减速运动,处于非平衡状态,所以拉力与摩擦力大小不相等,不是一对平衡力。
【分析】做匀速直线运动,受力平衡,摩擦力等于拉力;摩擦力方向与相对运动方向相反;两个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上和同一的物体上,是一对平衡力。
11.【答案】16;32
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的大小
【解析】【解答】解:从甲图到乙图,改变的只是物体AB与地面的接触面积,而摩擦力的大小与接触面积无关,所以物体AB受到的摩擦力不变;在两种情况下,物体都处于平衡状态,拉力都等于摩擦力,故拉力F2=F1=16N.
当物体向左运动时,物体受到的摩擦力大小仍为16N,但方向向右,此时物体受到的向右的力有摩擦力和F2,合力大小为两者之和为32N;
由于此时物体向左做匀速直线运动,故是平衡状态,所以向左的推力等于向右的力,故在B的右端施加的力为32N.
故答案为:16;32.
【分析】摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面粗糙程度,与物体间接触面的大小无关(用控制变量法研究);利用平衡状态时受力平衡来判断物体的摩擦力.
12.【答案】(1)匀速直线;二力平衡
(2)接触面所受的压力大小
(3)接触面粗糙程度越大
(4)无关;物体相对传送带的运动速度发生了变化而物体与传送带间的摩擦力保持不变
【知识点】探究二力平衡的条件;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)根据“二力平衡”的知识可知,物体在水平木板上做”匀速直线“运动时,在水平方向上所受的拉力与摩擦力是一对平衡力,根据弹簧测力计的示数可得到摩擦力的大小;
(2)比较甲、乙两图可知,在接触面的粗糙程度相同时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大,可探究滑动摩擦力与“接触面所受压力大小”有关;
(3)比较甲、丙两图可知,在压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,可探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,“接触面的粗糙程度越大” 滑动摩擦力越大 ;
(4)由图甲知,物体相对于传送带的速度可改变;由图乙知,物体运动的速度是:先变大再匀速运动最后速度由大变小;由图丙知物体在整个运动过程中,所受拉力的大小始终不变,即:物体在水平面内运动时,其摩擦力的大小与运动速度大小“无关”;其原因是:“物体相对传送带的运动速度发生了变化而物体与传送带间的摩擦力保持不变”;
综上可知,本题正确答案为:第(1)小题的第1 空应填:“匀速直线”,第2 空应填:“二力平衡”;第(2)小题的第1 空应填:“接触面所受的压力大小”;第(3)小题的第1 空应填:“接触面的粗糙程度越大”;第(4)小题的第1 空应填:“无关”,第2 空应填:“物体相对传送带的运动速度发生了变化而物体与传送带间的摩擦力保持不变” 。
【分析】(1)木块做匀速直线运动时,木块处于平衡状态,根据二力平衡可知,此时拉力等于摩擦力;
(2)(3)滑动摩擦力的大小受压力的大小和接触面的粗糙程度的影响,运用控制变量法进行探究和分析;
(4)根据图像分析,当压力不变时,传送带的速度改变,摩擦力的大小不变。
13.【答案】(1)匀速直线
(2)在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】解:(1)用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动,这时木板对木块的摩擦力才等于弹簧测力计的示数.
(2)A、由表中实验序号为1、2的两次实验数据可知,物体间接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,滑动摩擦力不同,压力越大,滑动摩擦力越大,由此可知:在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大.
B、由表中实验序号为1、3的量程实验数据可知,物体间的压力相等而接触面粗糙程度不同,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,由此可知:在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大.
故答案为:(1)匀速直线;(2)在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大.
【分析】(1)水平匀速拉动木块,木块做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件可知,滑动摩擦力等于测力计拉力.
(2)分析表中实验数据,根据实验控制的变量与实验现象得出实验结论.
1 / 12023-2024学年人教版八年级物理下册同步训练培优卷:8.3 摩擦力
一、选择题
1.(2023八下·鹿寨期中) 为响应“绿色环保,低碳出行”的号召,我们常骑自行车出行。骑行中若刹车减速,则( )
A.车的惯性减小 B.车的运动状态不变
C.车受到的是非平衡力 D.车受到的摩擦力变小
【答案】C
【知识点】力的作用效果;惯性及其现象;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】ABC、骑行中若刹车减速,自行车的运动状态发生了变化,受到的合力不为0,受到的不是平衡力,但质量不变,故惯性不变,故AB错误,C正确;
D、骑行中车轮与地面的摩擦力为滚动摩擦力,刹车时车轮与地面的摩擦力为滑动摩擦力,同等情况下,滚动摩擦力小于滑动摩擦力,所以摩擦力变大,故D错误。
故选: C。
【分析】(1)惯性的大小只与物体的质量有关,质量大的物体运动状态相对难于改变,也就是惯性大;
(2)物体的运动状态发生变化时,受到的合力不为0,物体处于静止或匀速直线运动状态时,受力平衡;
(3)同等情况下,滚动摩擦力小于滑动摩擦力。
2.(2024·成都模拟)如图为冰壶比赛的场景,下列对冰壶运动过程的认识,正确的是( )
A.运动员推动冰壶滑行,以冰面为参照物冰壶是静止的
B.冰壶被推出后减速滑行,说明物体的运动需要力来维持
C.运动员用毛刷持续摩擦冰面是为了减小摩擦力
D.冰壶所受重力和它对冰面的压力是一对平衡力
【答案】C
【知识点】阻力对物体运动影响的探究实验;二力平衡的条件及其应用;增大或减小摩擦的方法;运动和静止的相对性
【解析】【解答】A、运动员推冰壶前进时,以冰面为参照物,冰壶的位置发生了改变,所以是运动的,故A错误;
B、冰壶被推出后减速滑行,是因为受到阻力的作用,说明力是改变物体运动状态的原因。物体的运动不需要力来维持,故B错误;
C、运动员用毛刷持续摩擦冰面,使冰熔化,在冰面上形成一层水膜,是通过使接触面脱离的方法减小摩擦力,故C正确;
D、冰壶所受重力和它对冰面的压力是作用在不同物体上的两个力,且方向相同,所以不是一对平衡力,故D错误;
故答案为:C。
【分析】物体相对于参照物发生位置上的变化是运动的;力是改变物体运动状态的原因;使接触面脱离的方法减小摩擦力;根据平衡力的条件判断平衡力。
3.磁悬浮列车行驶时依靠安装在列车底部的强磁铁将列车浮在轨道上方,从而可高速行驶,列车能高速行驶的原因是 ( )
A.减小了重力
B.减小了列车与铁轨之间的摩擦力
C.依靠了列车的惯性
D.减小了列车所受的空气阻力
【答案】B
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【分析】本题关键是抓住影响滑动摩擦力大小的两个因素:压力大小和接触面的粗糙程度.特别是减小摩擦的方法,用滚动代替滑动,使两个接触面分离等
【解答】磁悬浮列车是用强磁场将列车微微托起,使其浮在轨道上方,从而可以高速行驶,其可以高速行驶的原因是使接触面分离,从而减小了列车与铁轨间的摩擦力.
故选B.
4.人在一般情况下步行前进时,若鞋底与地面不打滑,下列说法中正确的是( )
A.鞋底花纹磨损后摩擦力增大人更难前进
B..地面对鞋底的摩擦力方向向后,阻碍人前进
C.地面对鞋底的摩擦力方向向前,推动人前进
D.鞋底花纹磨损后,摩擦力减小,人更容易前进
【答案】C
【知识点】摩擦力的方向;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】人之所以走路时向前,是因为地面给人鞋底的摩擦力向前,选项A、B错误,选项C正确;
鞋底花纹磨损后,鞋与地面的接触面的粗糙程度减小,摩擦力减小,人更难前进,选项D错误;
故选C。
【分析】知道人鞋底受到的摩擦力是人前进的动力;掌握影响摩擦力大小的因素是压力大小和接触面的粗糙程度。
5.(2017八下·泰州期中)学校趣味运动会上,体重为600N的张老师沿竖直木杆匀速向上攀爬,此过程中,他受到摩擦力的大小和方向是( )
A.等于600N,竖直向下 B.等于600N,竖直向上
C.大于600N,竖直向下 D.大于600N,竖直向上
【答案】B
【知识点】摩擦力的大小;摩擦力的方向;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】由题意知:张老师沿竖直的木杆匀速上攀,那么他在竖直方向上受到一对平衡力的作用:重力和摩擦力;
由二力平衡的条件知:他所受的重力和摩擦力,大小相等,方向相反,且在同一条直线上;
因此,他受到的摩擦力f=G=600N,方向竖直向上.
故答案为:B.
【分析】解答本题,要理解平衡状态的概念,注意重力和摩擦力,大小相等,方向相反,且在同一条直线上,认真分析.
6.(2024·成都模拟)如图甲所示,用水平压力F将物体压在竖直墙上,图乙为压力F与时间t的关系。图丙为物体所受摩擦力f与时间t的关系,下列说法错误的是( )
A.由甲图可知,0~t1时间内,物体静止在竖直的墙上,重力与静摩擦力是一对平衡力
B.由乙图可知,物体的重力为10N
C.可丙图可知,0~t2时间内,摩擦力先不变、后减小
D.由丙图可知,t1后物体开始下滑,受到的滑动摩擦力越来越小
【答案】B
【知识点】摩擦力的大小;摩擦力产生的条件;摩擦力的方向;摩擦力的种类
【解析】【解答】A、物体静止时处于平衡状态,竖直方向受到的重力和静摩擦力是一对平衡力。由图丙可知,0~t1时间内,物体受到的摩擦力f=5N不变,说明物体静止在竖直的墙上,故A正确,不符合题意;
B、物体静止时竖直方向受到的重力和静摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,则物体的重力
G=f=5N,故B错误,符合题意;
CD、由图乙可知,物体受到的水平压力F逐渐减小,由图丙可知,t1后,物体受到的摩擦力减小,小于自身的重力,合力向下,物体下滑,则物体受到的摩擦力为滑动摩擦力,且越来越小,故CD正确,不符合题意;
故答案为:B。
【分析】物体静止时处于平衡状态,竖直方向受到的重力和静摩擦力是一对平衡力,物体运动的时候受到的力为滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关。
7.在光滑水平面上叠放着甲、乙两物体,如图所示,甲物体用细线拴在左边竖直墙上,现用力把乙物体从右端匀速拉出来,所用力F=15N,则甲、乙两物体受到的摩擦力( )
A.f甲=f乙=15 N,f甲向右,f乙向左
B.f甲= f乙=15N,f甲向左,f乙向右
C.f甲= f乙=15N,方向都向左
D.f甲=0,f乙= 15N且方向向左
【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断;摩擦力的大小
【解析】【解答】乙向右匀速直线运动,由光滑的水平面可知,乙和地面之间不存在摩擦力,所以甲对乙的摩擦力和乙受到的拉力是一对平衡力,拉力大小为15N,方向水平向右,根据平衡力的特点,甲对乙的摩擦力f=15N,水平向左.物体间力的作用是相互的,甲对乙的摩擦大小是15N,水平向左,乙对甲的摩擦大小是15N,方向水平向右.故A正确,BCD错误
故选择A
【分析】根据二力平衡和物体的状态确定摩擦力的大小和方向
8.(2023八下·沈阳期中)在“研究滑动摩擦力大小”实验中,将木块A放置水平木板B上,加载一个砝码,把一只测力计系在A上,如图所示。当向左拉动B时,测力计指针稳定。下列讨论中正确的是( )
A.A受到的重力与B对A的支持力是一对平衡力
B.A受B的摩擦力与测力计对A的拉力是一对相互作用力
C.B受到地面的摩擦力的大小为2.6N,方向向右
D.若增大拉动B的速度,测力计的示数不变
【答案】D
【知识点】平衡力的辨别;摩擦力的大小;摩擦力的方向
【解析】【解答】A.A和砝码受到的重力之和与B对A的支持力是一对平衡力,故A错;
B.A受B的摩擦力与测力计对A的拉力是一对平衡力,故B错;
C.B受到地面的摩擦力的方向向右,拉力和物体B的运动状态均未知,所以地面对B的摩擦力大小因条件不足无法确定,故C错;
D.滑动摩擦力与物体间接触面的粗糙程度和物体间的压力有关,与物体的运动速度无关,如果增大拉动B的速度,A、B间接触面的粗糙程度、物体间的压力保持不变,物体间的滑动摩擦力不变,由平衡条件可知,测力计的示数不变,故D正确。
故答案为:D。
【分析】 (1)根据二力平衡条件分析判断;
(2) 根据平衡力和相互作用力的特点分析判断;
(3)根据摩擦力方向与物体相对运动的关系判断,摩擦力大小根据物体所处的运动状态是否平衡状态,结合平衡力的关系确定;
(4)根据物体的状态结合影响滑动摩擦力大小的因素和二力平衡条件确定。
9.(2023·潜江)水平桌面上有物体A、B。如图甲,A在的作用下向左做匀速直线运动:如图乙,A、B用轻绳水平连接,在F1和共同作用下一起向右做匀速直线运动,水平拉力、图乙中,下列说法正确的是( )
A.A与桌面的摩擦力方向向右 B.A与桌面的摩擦力为14N
C.B与桌面的摩擦力为8N D.绳子的拉力为6N
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的方向
【解析】【解答】如图甲,A在F1的作用下向左做匀速直线运动,则它受到的拉力与摩擦力相互平衡,即二者大小相等,方向相反,那么A受到的摩擦力大小fA=F1=6N。
如图乙,A、B一起向右做匀速直线运动,此时它们处于平衡状态,受到平衡力。
由于摩擦力的方向与物体的相对运动方向或相对运动趋势相反,因为
AB向右运动,所以摩擦力都是向左的,
故A错误;
A对桌面的压力和接触面的粗糙程度不变,因此它受到的摩擦力还是6N,故B错误;
AB整体受到F1和F2、A向左的摩擦力和B向左的摩擦力,那么:
F1+fA+fB=F2;
6N+6N+fB=20N;
解得:fB=8N;
故C正确;
对乙图中的A受力分析知,绳子的拉力等于F1、A向左的摩擦力之和,
拉力F=F1+fA=6N+6N=12N,故D错误。
故选C。
【分析】(1)摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反;
(2)首先根据甲图计算出A受到的摩擦力,再从影响滑动摩擦力因素的角度分析图乙中A受到摩擦力的大小;
(3)将AB看作一个整体,根据二力平衡的知识计算B受到的摩擦力;
(4)对图乙中的A进行受力分析,根据二力平衡的知识计算绳子的拉力。
二、填空题
10.(2023八下·西安期中)某同学在水平地面水平向右拉动木块,拉力随时间变化的图像如图甲所示,木块运动的速度随时间变化的图像如图乙所示,则木块在第时受到的摩擦力为 N,摩擦力方向是 ;此时木块受到的拉力与摩擦力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
【答案】3;水平向左;不是
【知识点】摩擦力的大小;摩擦力的方向
【解析】【解答】图像信息解读:
①,拉力为,木块做加速运动;
②,拉力为,木块做匀速直线运动,受力平衡;
③,拉力为,木块做减速运动。
时木块处于平衡状态,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,所以滑动摩擦力为;时,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,仍为,故第时,摩擦力为,方向水平向左。
由图甲可知,拉力为,物体做减速运动,处于非平衡状态,所以拉力与摩擦力大小不相等,不是一对平衡力。
【分析】做匀速直线运动,受力平衡,摩擦力等于拉力;摩擦力方向与相对运动方向相反;两个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上和同一的物体上,是一对平衡力。
11.(2016八下·平武期中)通过探究发现摩擦力的大小与物体间接触面的大小无关.如图甲所示,两个完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,在16N的水平拉力F1作用下,A、B一起向右做匀速直线运动.若将甲A、B紧靠着放在水平桌面上,用水平力F2推A使它们一起也向右做匀速直线运动,如图乙所示,则F2是 N;若要让图乙中的A、B在水平桌面上一起向左做匀速直线运动,在不撤除F2的情况下,应该在B的右端施加一大小为 N的水平向左的推力.
【答案】16;32
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的大小
【解析】【解答】解:从甲图到乙图,改变的只是物体AB与地面的接触面积,而摩擦力的大小与接触面积无关,所以物体AB受到的摩擦力不变;在两种情况下,物体都处于平衡状态,拉力都等于摩擦力,故拉力F2=F1=16N.
当物体向左运动时,物体受到的摩擦力大小仍为16N,但方向向右,此时物体受到的向右的力有摩擦力和F2,合力大小为两者之和为32N;
由于此时物体向左做匀速直线运动,故是平衡状态,所以向左的推力等于向右的力,故在B的右端施加的力为32N.
故答案为:16;32.
【分析】摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面粗糙程度,与物体间接触面的大小无关(用控制变量法研究);利用平衡状态时受力平衡来判断物体的摩擦力.
三、实验探究题
12.(2023·雅安中考)小雨在做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验时,结合生活中的现象,猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:
猜想一:接触面所受的压力大小
猜想二:接触面的粗糙程度
(1)如图甲所示,将一个木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向 拉动,根据 可知滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。
(2)如图乙所示,在木块上放一个重物,重复上面的操作。比较甲、乙两图中弹簧测力计的示数,可探究滑动摩擦力大小与 的关系。
(3)如图丙所示,将木块放在毛巾上,重复上面的操作。比较甲、丙两图可得出:压力大小相同时, 滑动摩擦力越大。
(4)小雨猜想滑动摩擦力大小还与速度大小有关。她设计了如图甲所示的实验装置,传送带速度可以自由调节,物块始终相对地面静止,拉力传感器可以显示拉力大小。改变传送带速度,根据实验数据分别绘制出传送带的速度与时间和拉力与时间(F-t)的关系图象。分析图乙、丙两图可知,滑动摩擦力的大小与物体相对传送带运动速度的大小 (选填“有关”或“无关”),理由是:
【答案】(1)匀速直线;二力平衡
(2)接触面所受的压力大小
(3)接触面粗糙程度越大
(4)无关;物体相对传送带的运动速度发生了变化而物体与传送带间的摩擦力保持不变
【知识点】探究二力平衡的条件;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)根据“二力平衡”的知识可知,物体在水平木板上做”匀速直线“运动时,在水平方向上所受的拉力与摩擦力是一对平衡力,根据弹簧测力计的示数可得到摩擦力的大小;
(2)比较甲、乙两图可知,在接触面的粗糙程度相同时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大,可探究滑动摩擦力与“接触面所受压力大小”有关;
(3)比较甲、丙两图可知,在压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,可探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,“接触面的粗糙程度越大” 滑动摩擦力越大 ;
(4)由图甲知,物体相对于传送带的速度可改变;由图乙知,物体运动的速度是:先变大再匀速运动最后速度由大变小;由图丙知物体在整个运动过程中,所受拉力的大小始终不变,即:物体在水平面内运动时,其摩擦力的大小与运动速度大小“无关”;其原因是:“物体相对传送带的运动速度发生了变化而物体与传送带间的摩擦力保持不变”;
综上可知,本题正确答案为:第(1)小题的第1 空应填:“匀速直线”,第2 空应填:“二力平衡”;第(2)小题的第1 空应填:“接触面所受的压力大小”;第(3)小题的第1 空应填:“接触面的粗糙程度越大”;第(4)小题的第1 空应填:“无关”,第2 空应填:“物体相对传送带的运动速度发生了变化而物体与传送带间的摩擦力保持不变” 。
【分析】(1)木块做匀速直线运动时,木块处于平衡状态,根据二力平衡可知,此时拉力等于摩擦力;
(2)(3)滑动摩擦力的大小受压力的大小和接触面的粗糙程度的影响,运用控制变量法进行探究和分析;
(4)根据图像分析,当压力不变时,传送带的速度改变,摩擦力的大小不变。
四、综合题
13.“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)用弹簧测力计拉着木块做 运动,这时木板对木块的摩擦力才等于弹簧测力计的示数.
(2)如表是某同学实验时,记录的数据:
实验次数 接触面的材料性质 压力(N) 摩擦力(N)
1 木块与木板 3 0.2
2 木块与木板 5 0.35
3 木块与棉布 3 0.4
A、比较第1、2次实验时,可以得出的结论是
B、比较第1、3次实验时,可以得出的结论是
【答案】(1)匀速直线
(2)在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】解:(1)用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动,这时木板对木块的摩擦力才等于弹簧测力计的示数.
(2)A、由表中实验序号为1、2的两次实验数据可知,物体间接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,滑动摩擦力不同,压力越大,滑动摩擦力越大,由此可知:在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大.
B、由表中实验序号为1、3的量程实验数据可知,物体间的压力相等而接触面粗糙程度不同,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,由此可知:在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大.
故答案为:(1)匀速直线;(2)在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大.
【分析】(1)水平匀速拉动木块,木块做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件可知,滑动摩擦力等于测力计拉力.
(2)分析表中实验数据,根据实验控制的变量与实验现象得出实验结论.
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