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第八章 运动和力
第3节 摩擦力
第3节 摩擦力
新知预习 导学
知识梳理
1.滑动摩擦力
(1)定义:两个相互接触的物体,当它们相对______时,在接触面上
会产生一种阻碍__________的力。
(2)方向:与物体相对运动的方向______。
滑动
相对运动
2.测量滑动摩擦力
由__________知识可知:用弹簧测力计__________拉动木块,弹簧测力
计对木块的拉力与木块受到的____________大小______、方向______,
是一对______力。
二力平衡
水平匀速
滑动摩擦力
相等
相反
平衡
相反
3.探究影响滑动摩擦力大小的因素
(1)实验原理:__________。
(2)实验方法:____________。
二力平衡
控制变量法
(3)实验结论:滑动摩擦力的大小跟接触面所受的______有关,接触
面受到的______越大,滑动摩擦力越大。滑动摩擦力的大小还跟接触面
的__________有关,接触面越______,滑动摩擦力越大。
压力
压力
粗糙程度
粗糙
4.摩擦的利用与防止
(1)增大有益摩擦的方法:__________、______________________等。
(2)减小有害摩擦的方法:__________、______________________、
______________、______________等。
增大压力
增大接触面的粗糙程度
减小压力
减小接触面的粗糙程度
变滑动为滚动
使接触面分离
问题导思
1.探究影响滑动摩擦力大小的因素运用了什么科学探究方法?如何
运用?
2.探究影响滑动摩擦力大小的因素时为什么要匀速拉动物体?
3.探究影响滑动摩擦力大小的因素时实际很难做到匀速拉动物体,
如何改进?
4.摩擦力的方向与物体运动的方向总是相反的吗?请举例说明。
5.生活中有益摩擦和有害摩擦的实例有哪些?如何利用与防止?
第3节 摩擦力
重点直击 导析
典例精析
知识点1 探究影响滑动摩擦力大小的因素
例1 小明利用木板、毛巾、表面粗糙程度相同而底面积不同的木块 和
木块 以及弹簧测力计做了如图8-3-1所示的实验。
图8-3-1
(1)做实验时,用弹簧测力计沿水平方向拉木块 ,使其在木板上做
__________运动,此时弹簧测力计示数的大小______(选填“大于”
“小于”或“等于”)滑动摩擦力的大小。
(2)通过比较图8-3-1中________两图所示的实验可知,在压力一定的
情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
图8-3-1
(3)在图8-3-1丙所示的实验中,若将木块与木块 的位置交换,然后
用弹簧测力计拉着木块 做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数
。由此可得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积______
(选填“有关”或“无关”)。
图8-3-1
【解析】(1)实验时为了测出滑动摩擦力的大小,应用弹簧测力计拉着木块
在水平面上做匀速直线运动,此时摩擦力和拉力是一对平衡力,根据二
力平衡知识可知,此时滑动摩擦力与拉力的大小相等。
(2) 在甲、乙两图所示的实验中,接触面的粗糙程度不同、压力(木块的
重力)相同,由题图可知弹簧测力计的示数 ,由此可知:压力一定
时,接触面的粗糙程度越大,滑动摩擦力越大。
图8-3-1
【解析】(3)由图丙及题意可知,木块和木块 组成的整体对木板的压力
等于它们的重力之和,故当木块与木块 交换位置时,接触面积改变,
压力不变;由于木块与木块 表面的粗糙程度相同,因此它们与木板
的接触面的粗糙程度相同。用弹簧测力计拉着木块 做匀速直线运动,
弹簧测力计的示数不变,由此可得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面
积无关。
图8-3-1
(1)做实验时,用弹簧测力计沿水平方向拉木块 ,使其在木板上做
__________运动,此时弹簧测力计示数的大小______(选填“大于”“小
于”或“等于”)滑动摩擦力的大小。
匀速直线
等于
图8-3-1
(2)通过比较图8-3-1中________两图所示的实验可知,在压力一定的
情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
甲、乙
(3)在图8-3-1丙所示的实验中,若将木块与木块 的位置交换,然后
用弹簧测力计拉着木块 做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数
。由此可得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积______
(选填“有关”或“无关”)。
图8-3-1
无关
方法点拨 影响滑动摩擦力大小的因素是压力大小和接触面的粗糙程度,
注意利用控制变量法和二力平衡条件探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,
同时还应学会对实验进行合理的评估和改进。
针对训练
图8-3-2
1.小青用如图8-3-2所示的装置探究影响滑动摩擦力
大小的因素。木板放在水平桌面上,木块 放在木
板上,将弹簧测力计一端固定,另一端挂在木块
(1)读取弹簧测力计的示数,是为了测量___。(填字母代号)
D
A.木板 受到地面的滑动摩擦力大小
B.木板受到木块 的滑动摩擦力大小
C.木块 受到地面的滑动摩擦力大小
D.木块受到木板 的滑动摩擦力大小
上,拉动木板 ,待弹簧测力计示数稳定后再读数。回答下列问题:
图8-3-2
(2)用相同的木板和木块 进行实验,每次在木块
上放不同数量的砝码,且保持拉动木板 的快慢相
同,记录弹簧测力计的示数及对应的砝码个数。这
是为了探究滑动摩擦力大小与______的关系。
压力
(3)用相同的木板和木块 进行实验,发现拉动木板的快慢不同时,
弹簧测力计的示数相等。由此得到的结论是________________________
_______________。
滑动摩擦力的大小与物体
运动的速度无关
【提示】根据二力平衡可知,此时木块受到木板 的滑动摩擦力大小
与弹簧测力计的示数相等。
知识点2 摩擦的利用与防止
例2 如图8-3-3所示,下列实例可减小摩擦的是( )
图8-3-3
【解析】在自行车的刹车装置上装一块橡胶皮,是在压力一定时,通过
增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故选项A不符合题意。汽车轮胎
表面有凹凸不平的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度
来增大摩擦力,故选项B不符合题意。登山时穿防滑靴,是在压力一定
时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故选项C不符合题意。
给轮滑鞋的转轴加润滑油,是通过使接触面彼此分离的方式来减小摩擦
力,故选项D符合题意。
方法点拨
摩擦力在生活中的应用非常广泛,滑动摩擦力的大小与接触面所受
的压力和接触面的粗糙程度有关,此类问题通常利用控制变量法来分析。
针对训练
2.图8-3-4所示实例中为了增大摩擦的是( )
D
图8-3-4
第3节 摩擦力
素养达标 导练
基础巩固
1.班级大扫除时,小圆发现许多现象与摩擦有关。下列做法属于减小摩
擦的是( )
B
A.擦玻璃时把抹布紧压在玻璃上进行擦拭
B.书柜下装有滚轮,便于移动
C.黑板刷的刷面用粗糙的材料制成
D.水桶的手柄上刻有凹凸不平的花纹
2.关于摩擦力,下列说法正确的是( )
C
A.人在水平地面上向前行走的过程中,地面对鞋底的摩擦力向后
B.用力推停在水平地面上的汽车,未推动,是因为推力小于地面对汽车
的摩擦力
C.在浴室地面铺防滑垫,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦
D.汽车在水平路面上匀速行驶时,不受摩擦力作用
3.(多选)下列关于滑动摩擦力的说法正确的是( )
CD
A.滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
B.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动
C.相对地面静止的物体也可能受到滑动摩擦力的作用
D.滑动摩擦力方向与物体的相对运动方向相反
4.(多选)如图8-3-5所示,在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验
中,下列说法错误的是( )
BC
图8-3-5
A.实验时要把实验装置放在水平桌面上
B.木块受到滑动摩擦力的大小可以直接用弹
簧测力计测量
C.比较图甲和图乙所示的实验,可说明滑动
摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关
D.比较图乙和图丙所示的实验,可说明滑动
摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关
图8-3-6
5.如图8-3-6所示,质量为的物体被 的水平压
力 压在竖直墙上静止,则此时物体受到墙壁的摩擦力大
小是____,方向为__________。取
30
竖直向上
能力提升
6.在研究摩擦力时,小明用一块各个面光滑程度完全相同的木块,在同
一水平桌面上进行了三次实验。如图8-3-7所示,当用弹簧测力计水平拉
木块使其做匀速直线运动时,弹簧测力计三次示数、、 的大小关
系为( )
C
图8-3-7
A. B. C. D.
7.将重为 的木箱放置在粗糙程度相同的水平地板上,然后用水平
推力推木箱。当 时,木箱未被推动,此时木箱所受摩擦力为
____;当时,木箱做匀速直线运动;当 时,木箱做
加速运动,它受到的摩擦力为____ 。
15
30
【提示】当 时,木箱处于静止状态,由二力平衡知识可知,
。当 时,木箱做匀速直线运动,此时
。当增大到 时,由于地板的粗糙程度和木箱对地板
的压力不变,因此摩擦力仍为 。
图8-3-8
8.图8-3-8中的水平桌面足够长,不计托盘质量和滑轮
与绳的摩擦。物体重,当物体重为 时,物体
保持静止,这时物体受到的摩擦力为___ ;当物体
重为时,物体 向右做匀速直线运动,运动一段时
间后托盘着地,此后物体 __________(选填 “停止运动”或“继续运
动”),此过程中受到的摩擦力是___ 。
图8-3-8
【提示】当物体重为时,物体静止,此时物体
所受的摩擦力和绳子的拉力是一对平衡力,故物体 受
到的摩擦力。物体 向右做匀速直线
运动时,物体 所受的摩擦力和绳子对它的拉力是一对
平衡力,故物体受到的摩擦力为 。当托盘落地时,
绳子不再对物体施加拉力,物体 由于惯性将继续向前运动,而在水
平方向上只受摩擦力的作用,所以物体 将做减速直线运动,此时物体
仍在水平桌面上运动而受到的摩擦力不变,仍为 。
图8-3-8
8.图8-3-8中的水平桌面足够长,不计托盘质量和滑轮
与绳的摩擦。物体重,当物体重为 时,物体
保持静止,这时物体受到的摩擦力为___ ;当物体
重为时,物体 向右做匀速直线运动,运动一段时
间后托盘着地,此后物体 __________(选填 “停止运动”或“继续运
动”),此过程中受到的摩擦力是___ 。
2
继续运动
3
综合拓展
图8-3-9
9.如图8-3-9所示,将弹簧测力计左端固定在墙上,
右端用细线与重为 的木块相连,木块放在水平
的小车上,弹簧测力计保持水平。现拉动小车沿水
平方向做匀速直线运动,木块静止时弹簧测力计的
D
A.,水平向右 B. ,水平向左
C.,水平向左 D. ,水平向右
【提示】木块相对于小车向左运动,则木块受到的滑动摩擦力方向与木
块的相对运动方向相反,即水平向右。
示数为 ,则木块所受摩擦力的大小与方向分别是 ( )
图8-3-10
10.在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因
素有关”的实验中:
(1)在水平的长木板上,用弹簧测力
计水平向左拉动木块 ,并使其做
__________运动,弹簧测力计示数如
匀速直线
不变
图8-3-10甲所示,则木块所受的滑动摩擦力大小为______。木块 在运
动过程中,若拉力突然变大,则其受到的滑动摩擦力将______(选填
“变大”“变小” 或“不变”)。
图8-3-10
(2)小楠认为滑动摩擦力的大小还与
接触面积的大小有关,于是他设计了一
个实验方案,其中一个环节如下:将两
个材料和粗糙程度相同、体积不同的木
块放在同一水平桌面上,让两木块与桌
不正确
没有控制压力相等
面的接触面积不同。他对该环节的设计________(选填“正确”或“不正
确”),理由是__________________。
图8-3-10
(3)在实验后交流的过程中,小楠发
现有同学将该实验改成了如图8-3-10乙
所示的实验装置,将弹簧测力计一端固
定,另一端通过细线钩住木块 ,木块
下面是一长木板,实验时拉着长木板沿
拉动木板时不必使其做匀
速直线运动
水平地面向左运动。装置改进以后的好处是________________________
___________。(写出一条即可)