考点冲刺5【摩擦力】—2025年中考物理考前素描40天终极冲刺宝典
一、选择题
1.(2024九下·当阳模拟)如图所示是某汽车在平直公路上行驶过程中一次紧急刹车时留下的长滑痕,并且颜色深浅不同。下列说法错误的是( )
A.汽车刹车后由于惯性继续向前运动
B.紧急刹车是通过变滚动为滑动来增大摩擦力
C.车与路面摩擦更大的地方滑痕更深
D.在刹车过程中,只有轮胎的内能在增大
【答案】D
【知识点】做功改变物体内能;惯性及其现象;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A. 惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,一切物体都具有惯性。汽车刹车后之所以继续向前运动,是由于惯性,故A不符合题意;
B. 紧急刹车时,压力大小和接触面粗糙程度都没变,是通过变滚动为滑动来增大摩擦的,故B不符合题意;
C. 车与路面摩擦越大,克服摩擦做功越多,所以滑痕越深,故C不符合题意;
D. 刹车过程中,克服摩擦做功,机械能转化为内能,轮胎的内能不断增大,该过程轮胎与地面摩擦,因此地面的内能也会增加,故D错误,符合题意。
故选D。
【分析】(1)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性,惯性是物体的一种属性;
(2)在接触面与压力相同的情况下,滑动摩擦大于滚动摩擦;
(3)由功的定义式W=Fs可分析车与路面摩擦大小与滑痕深度的关系;
(4)根据能量守恒和能量转化关系,即可判断刹车过程中的能量变化。
2.(2024八下·恩施期末) 如图所示,放在水平桌面上的笔处于静止状态。下列分析正确的是( )
A.笔受到桌面给它向左的摩擦力
B.笔对桌面压力与桌面对笔的支持力是平衡力
C.笔受的重力与笔对桌面的压力是相互作用力
D.笔受的重力与桌面对笔的支持力是一对平衡力
【答案】D
【知识点】力作用的相互性;二力平衡的条件及其应用;摩擦力产生的条件
【解析】【解答】AD、放在水平桌面上的笔处于静止状态,则在竖直方向上,受到竖直向下的重力和桌面对其竖直向上的支持力,且该二力平衡;在竖直方向上,若受桌面的摩擦力,则笔不会处于静止状态,故A错误,D正确;
B、笔对桌面压力与桌面对笔的支持力是一对相互作用力,故B错误;
C、笔受的重力与地球受笔的吸引力是一对相互作用力,笔对桌面压力与桌面对笔的支持力是一对相互作用力,故C错误;
故选:D。
【分析】放在水平面上的物体处于静止状态,则根据二力平衡可知,只受到竖直向下的重力和水平面对其竖直向上的支持力,且二力平衡。
3.(2024八下·蔡甸期末)某实验小组用如图所示的实验装置“研究影响滑动摩擦力大小的因素”,长木板甲、乙接触面相同,丙更粗糙,实验中使用完全相同的木块和砝码,下列有关说法错误的是( )
A.实验中应该用弹簧测力计水平匀速拉动木块,使它沿水平长木板滑动
B.对比甲、乙两图可知:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大
C.乙、丙实验是通过改变接触面粗糙程度来研究滑动摩擦力大小的
D.在甲实验中,将木块侧放,其它条件相同,则弹簧测力计的示数会发生改变
【答案】D
【知识点】平衡状态的判断;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】A.水平匀速拉动木块,测力计对木块的拉力等于木块受到的摩擦力,A不符合题意;
B.甲的压力较小,滑动摩擦力较小,说明滑动摩擦力与压力大小有关,故B不符合题意;
C.丙的接触面粗糙程度更大,通过改变接触面粗糙程度来研究滑动摩擦力大小,故C不符合题意;
D.其它条件相同,压力不变接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力不变则弹簧测力计的示数不变,故D符合题意。
故选D。
【分析】(1)在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中,是运用二力平衡的原理,将摩擦力转换法弹簧测力计的拉力来进行测量的;
(2)要探究摩擦力与压力大小的关系,需使接触面的粗糙程度相同,压力不同;要探究摩擦力与接触面的粗糙程度的关系,雲使压力大小相同,接触面的粗糙程度不同;滑动摩擦力与接触面的大小无关。
4.(2024·湖北)冰壶运动员比赛用鞋如图,蹬冰鞋底用橡胶制成,滑行鞋底用塑料制成。运动员用滑行鞋支撑全身在冰面上滑行,需要停下时,用蹬冰鞋接触冰面进行控制。下列说法正确的是( )
A.蹬冰鞋底是为了减小压力
B.滑行鞋底是为了减小摩擦力
C.运动员在冰面上滑行需要力来维持
D.滑行时若摩擦力消失,则运动员会停止运动
【答案】B
【知识点】牛顿第一定律;力与运动的关系;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.蹬冰脚的鞋底为橡胶制成,这是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故A错误;
B.塑料鞋底比较光滑,这是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦,故B正确;
C.运动员在冰面上滑行不需要力来维持,故C错误;
D.滑行时,水平方向只受摩擦力,若摩擦力消失,运动员将做匀速直线运动,故D错误。
故选B。
【分析】A.摩擦力大小的影响因素有压力大小和接触面的粗糙程度;
B.减小摩擦力的方法有:减小接触面的粗糙程度、减小对接触面的压力、变滑动摩擦为滚动摩擦。
C.力是改变物体运动状态的原因;
D.一切物体在不受力时,总保持静止或匀速直线运动。
5.(2024九下·大冶模拟)2024年春季,整个湖北省受冻雨灾害影响。如图所示,为保障市民安全出行,志愿者们正在清理道路冰雪,他们采用增大压力的方法来增大摩擦的是( )
A.路面撒盐
B.在路面上铺防滑垫
C.穿鞋底粗糙的橡胶鞋
D.铲雪时握紧铲子,防止铲子滑落
【答案】D
【知识点】凝固与凝固放热特点;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.路面撒盐,是为了降低冰的熔点,使冰雪尽快熔化,故A不符合题意;
B.在路面上铺防滑垫,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B不符合题意;
C.穿鞋底粗糙的橡胶鞋,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C不符合题意;
D.铲雪时握紧铲子,通过增大压力来增大摩擦力,防止铲子滑落,故D符合题意。
故选D。
【分析】根据摩擦力的影响因素填空
滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。铲雪时握紧铲子,通过增大压力来增大摩擦力
6.(2024八下·安陆期中)如图所示,用水平力F把重力为G的正方体物块紧压在竖直墙壁上,正方体处于静止状态。关于正方体受到墙壁的摩擦力f,以下说法中一定正确的是( )
A.正方体受到的摩擦力
B.减小水平力F的大小,摩擦力f一定不变
C.增大水平力F的大小,摩擦力f一定不变
D.增大水平力F的大小,摩擦力f也随之增大
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的大小;摩擦力的方向
【解析】【解答】A、物块保持静止状态(平衡状态),合力为零;对物块进行受力分析可知:水平方向上的推力F和墙壁对它向右的支持力N是一对平衡力,则F=N;竖直方向上的重力G和静摩擦力f是一对平衡力,则f=G,摩擦力的方向竖直向上,故A错误;
B、减小水平力F的大小(即减小压力F),物体可能静止,也可能下滑;若物体下滑,则摩擦力f<G,此时摩擦力的大小发生变化,故B错误;
CD、增大水平力F的大小(即增大压力F),物体仍静止,所以摩擦力与重力仍是一对平衡力,大小相等,f=G,摩擦力大小不变;故C正确、D错误。
故选:C。
【分析】(1)由物体处于静止状态,判断物体相对运动趋势方向,静摩擦力方向与物体相对运动趋势方向相反;
(2)根据物体随着压力变小可能的运动状态结合二力平衡条件分析判断;
(3)当压力增大时,物体保持静止,根据二力平衡条件可知,摩擦力与重力始终为平衡力,据此分析判断。
7.(2024八下·洪山期中)如图所示,水平桌面上有一长为L,质量分布均匀的木块M,右端与桌边对齐,在水平力F的作用下,沿直线向右匀速离开桌边(未掉下桌面),在此过程中,下列说法正确的是( )
A.M对桌面的压强变大,摩擦力不变
B.M对桌面的压强变大,摩擦力变小
C.M对桌面的压强变小,压力不变
D.M对桌面的压强变大,压力变小
【答案】A
【知识点】摩擦力的大小;增大或减小摩擦的方法;压强的大小及其计算
【解析】【解答】AB、因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关。
所以,在水平力F 的作用下沿直线向右匀速离开桌边时,压力和接触面的粗糙程度不变。
所以,木板受桌面的摩擦力不变,故A正确、B错误。
CD、因水平面上物体的压力和自身的重力相等。
所以,在水平力F的作用下沿直线向右匀速离开桌边时,木板对桌面的压力F不变。
因在水平力F 的作用下沿直线向右匀速离开桌边时,木板与桌面的接触面积变小,受力面积变小。
所以,由可知,长木板对桌面的压强变大,故CD错误。
故答案为:A。
【分析】(1)水平面上物体的压力和自身的重力相等,根据向右缓慢地推木板时受力面积的变化判断对桌面压强的变化;
(2)根据影响滑动摩擦力大小的因素:压力的大小和接触面的粗糙程度判断此过程摩擦力的变化,物体匀速匀速时处于平衡状态,根据二力平衡条件判断推力的变化。
8.(2024八下·洪山期中)如图所示,然然同学用15N的水平拉力F拉动木板A在水平地面上向右做匀速直线运动,物体B相对地面静止不动,弹簧测力计示数为8N,下列说法正确的是( )
A.必须使木板A做匀速直线运动才能测出B受到的摩擦力
B.A对B的摩擦力大小为8N,方向水平向左
C.B对A的摩擦力大小为7N,方向水平向左
D.地面对A的摩擦力大小为7N,方向水平向左
【答案】D
【知识点】摩擦力的大小;摩擦力的方向
【解析】【解答】AB、因B静止时处于平衡状态,水平方向受到测力计向左的拉力和A对B向右的摩擦力是一对平衡力,所以,无论A怎样运动,B始终受力平衡,A对B水平向右的摩擦力fA对B=F示=8N,方向与弹簧测力计的拉力方向相同,水平向右,故AB错误。
C、因A对B的摩擦力和B对A的摩擦力是一对相互作用力,所以B对A的摩擦力方向水平向左,大小为8N,故C错误。
D、因物体A做匀速直线运动时,受到水平向右的拉力和B对A向左的摩擦力、地面对A向左的摩擦力处于平衡状态,所以,由力的合成可得:fB对A+f地=F,则地面对A水平向左的摩擦力:f地=F-fB对A=15N-8N=7N,故D正确。
故答案为:D。
【分析】物体B静止和物体A做匀速直线运动时均处于平衡状态,对两者水平方向受力分析判断出受力情况,根据二力平衡条件和平衡状态的合力为零得出A对B、地面对A的摩擦力、拉力之间的关系,根据相互作用力的特点得出A对B的摩擦力和B对A摩擦力的大小关系,要注意二力平衡时力的大小相等、滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关。
9.(2023八下·广水期中)我国高铁技术处于世界领先地位,高铁线路总长度居世界第一,为了提高高铁的安全性和舒适性,图中下列相关描述中不正确的是( )
A.图甲,铁轨下铺设枕木是为了减小压强
B.图乙,高铁车厢内的破窗锤两端制成锥形,便于增大压强
C.图丙,站台处安全线有凹凸不平的花纹是为了增大摩擦
D.图丁,高铁列车使用轮子是为了增大摩擦
【答案】D
【知识点】增大或减小摩擦的方法;增大压强的方法及其应用
【解析】【解答】A.铁轨下铺设枕木是在压力一定下,通过增大受力面积减小压强,故A正确,不符合题意;
B.高铁车厢内的破窗锤两端制成锥形,是在压力一定下,减小受力面积以增大压强,故B正确,不符合题意;
C.站台处安全线有凹凸不平的花纹是在压力一定下,通过增加接触面粗糙程度从而增大摩擦,故C正确,不符合题意;
D.高铁列车使用轮子是将滑动摩擦力转换为滚动摩擦力,进而减小摩擦力,故D不正确,符合题意。
故选D。
【分析】压强的计算公式:P=F/S,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积。
滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
10.(2023·随州)邓老师在《摩擦力》新课教学时,为了情境化引入新课激发同学们的兴趣设计了一个小游戏:轻松翻动两本物理书的书页,让书页彼此交错穿插后平放在桌上(如图)。邓老师让大家推荐两个“大力士”把这两本书拉开,体育委员和篮球队长信心百倍走上讲台,邓老师给他们加一点难度把一盒粉笔压在书上,两男生使出洪荒之力也没拉开两本书。以下说法正确的是( )
A.两本书很难被拉开是因为书页之间产生了巨大的静电吸引力
B.两本书的纸面越粗糙越容易被拉开
C.要想拉开两本书,拉力的大小需要大于书页间的摩擦力大小
D.两本书交错穿插的页面越多、书上所压的粉笔盒等物越重越容易被拉开
【答案】C
【知识点】摩擦力的大小;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.两本书很难被拉开是因为书页之间产生了巨大的静摩擦力,故A错误;
B.两本书的纸面越粗糙摩擦力越大,越不容易被拉开,故B错误;
C.要想拉开两本书,拉力的大小需要大于书页间的摩擦力大小,故C正确;
D.两本书交错穿插的页面越多、书上所压的粉笔盒等物越重,摩擦力越大,越不容易被拉开,故D错误。
故选C。
【分析】(1)对书本进行受力分析;
(2)当压力相同时,接触面越粗糙,摩擦力越大;
(3)根据力与运动的关系判断;
(4)当接触面粗糙程度一定时,压力越大,则摩擦力越大。
11.(2024八下·江夏月考)甲、乙两物体重叠并置于水平面上,当它们分别受到5N和8N的水平拉力时保持静止,如图所示,已知甲的底面积为,重为10N;乙的底面积为,重为20N。下列说法正确的是( )
A.甲对乙的压强为500Pa
B.乙对地面的压力为20N
C.甲对乙的摩擦力为5N,方向水平向左
D.乙对地面的摩擦力为3N,方向水平向左
【答案】D
【知识点】摩擦力的大小;摩擦力的方向
【解析】【解答】A.甲与乙的接触面积是乙的面积,甲对乙的压强为,A不符合题意;
B.乙对地面的压力等于甲、乙的重力大小,F=20N+10N=30N,B不符合题意;
C.甲和乙相对静止,甲受到5N拉力,受到乙对甲的5N摩擦力,则甲对乙的摩擦力为5N,方向水平向右,C不符合题意;
D.乙受到向左的拉力8N,受到向右的摩擦力5N,受到向右的地面的摩擦力3N,同时,乙对地面的摩擦力为3N,方向水平向左,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】根据物体处于平衡状态,受到平衡力,平衡力合力为零,计算摩擦力大小。
二、多选题
12.(2022·江汉)如图所示,水平桌面上的小车上放一木块,木块随小车在重物的牵引下向右做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.木块受到小车对它的摩擦力方向水平向左
B.小车受到桌面对它的摩擦力方向水平向左
C.木块对小车的压力和小车对木块的支持力是一对相互作用力
D.小车受到的重力和桌面对小车的支持力是一对平衡力
【答案】B,C
【知识点】力作用的相互性;二力平衡的条件及其应用;摩擦力的方向
【解析】【解答】A.木块随小车做匀速直线运动,处于平衡状态,竖直方向上受重力和支持力,是一对平衡力,水平方向上不受力,小车对它没有摩擦力,A不符合题意;
B.小车在重物的牵引下向右做匀速直线运动,竖直方向上小车受重力、支持力、压力,三力平衡,水平方向上小车受到拉力、桌面对它的摩擦力,大小相等、方向相反,即小车受到桌面对它的摩擦力方向水平向左,B符合题意;
C.木块对小车的压力和小车对木块的支持力大小相等、方向相反、作用在两个相互作用的物体上,是一对相互作用力,C符合题意;
D.小车受到的重力、木块对小车的压力和桌面对小车的支持力三个力是平衡力,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反、并且在同一直线上,则这两个力是一对平衡;作用在不同物体上的两个力,如果大小相等、方向相反、并且在同一直线上,则这两个力二是一对相互作用力。
13.(2021八下·柳州期中)下列措施中,属于减小摩擦的是( )
A.自行车转轴处装有滚珠轴承
B.气垫船利用气体将船和水面分离
C.旱冰鞋底装有滚轮
D.在台阶的水泥面上做成一道道的细槽
【答案】A,B,C
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】解:A、自行车转轴处装有滚珠轴承,是变滑动为滚动来减小摩擦的,故A符合题意;
B、气垫船利用气体将船和水面分离,是通过接触面分离来减小摩擦的,故B符合题意;
C、旱冰鞋底装有滚轮,是变滑动为滚动来减小摩擦的,故C符合题意;
D、在台阶的水泥面上做成一道道的细槽,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的.不符合题意.
故选ABC.
【分析】摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度.
(1)增大摩擦力的方法:增大压力,增大接触面的粗糙程度.
(2)减小摩擦力的方法:减小压力,减小接触面的粗糙程度,使接触面脱离(如加润滑油等),用滚动代替滑动.
14.(2020·鄂州模拟)如图所示,一个木块A放在长木板B上,弹簧秤一端接A,另一端固定在墙壁上,长木板B放在水平地面上,在恒力F作用下,长木板B以速度υ匀速运动,水平弹簧秤的示数为T,下列关于摩擦力的说法正确的是( )
A.木块受到的摩擦力大小等于F
B.长木板受到的摩擦力大小等于T
C.若长木板以2v的速度运动时,长木板受到的摩擦力大小等于F
D.若用2F的力作用在长木板上,木块受到的摩擦力大小仍等于T
【答案】C,D
【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:A、由于此时木块A处于平衡状态,所以此时木块A所受的摩擦力大小等于T,A不符合题意;
B、此时长木板以速度υ匀速运动也处于平衡状态,即此时长木板所受的拉力和摩擦力是一对平衡力,故此时长木板所受的摩擦力是F,B不符合题意;
C、若长木板以2υ的速度运动时,此时长木板仍处于平衡状态,故此时长木板受到的摩擦力大小仍等于拉力F,C符合题意;
D、若用2F的力作用在长木板上,此时木块A仍处于平衡状态,滑动摩擦力的大小跟木板运动的速度大小和所受的其它力的大小无关,不管长木板的速度多大,也不管它是匀速运动还是变速运动,木块受到的滑动摩擦力都等于T.所以此时A所受的摩擦力的大小仍等于T,D符合题意。
故答案为:CD
【分析】当物体受到两个等大反向的力时,物体就会处于匀速直线运动状态或静止状态,即为平衡状态;相互平衡的两个力,要大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上。
15.探究“影响滑动摩擦力大小的因素”活动中,小明用如图装置,用弹簧测力计拉动木块在水平木板上运动.测量中,小明发现弹簧测力计的示数时大时小.对此,小明做出以下分析,其中不正确的是( )
A.木块对木板的压力大小可能是变化的
B.木板表面不同位置的粗糙程度可能是不同的
C.木板与木块的接触面积大小可能有改变
D.木块的运动可能不是匀速直线运动
【答案】A,C
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】解:
A、由题意知,小明用弹簧测力计拉动木块在水平木板上运动,所以木块对木板的压力始终等于木块的重力,不会造成摩擦力的改变,所以测力计示数不会变化,故A错误;
B、摩擦力大小受接触面粗糙程度的影响,木板表面不同位置的粗糙程度不同,可能会造成木块在不同位置所受摩擦力不同,引起测力计示数变化,B正确;
C、摩擦力大小与受力面积大小无关,所以受力面积的变化不会引起测力计示数的变化,C错误;
D、实验中水平拉动木块做匀速直线运动时,拉力大小等于摩擦力大小,若不是匀速,拉力与摩擦力不等,测力计示数可能会变化,故D正确.
故选AC.
【分析】根据影响摩擦力大小的因素及拉力大小的因素进行分析:
(1)滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,压力、接触面的粗糙程度的变化,都会引起摩擦力大小的变化;
(2)测量摩擦力大小时,根据二力平衡条件,需水平拉动木块做匀速直线运动.
16.如图所示,用水平拉力F拉上表面粗糙程度各处相同的物体A,使其在水平地面上匀速运动,当物体B静止不动时,与水平绳相连的弹簧测力计的示数不变,关于该状态,下列说法正确的是(不计绳和弹簧测力计)( )
A.A对B的摩擦力为滑动摩擦力
B.A对B的摩擦力方向水平向右
C.弹簧测力计的示数等于B所受摩擦力与水平拉力F的合力
D.弹簧测力计对B的拉力小于A对B的摩擦力
【答案】A,B
【知识点】摩擦力产生的条件
【解析】【解答】解:
A、因为AB之间发生相对滑动,因此A对B的摩擦力为滑动摩擦力;A说法正确;
B、滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,木块B相对于A向左运动,故木块B受到的摩擦力向右;B说法正确;
CD、由于B处于静止状态,因此B受到弹簧测力计的拉力等于A对B的摩擦力,并且二力是一对平衡力,大小相等;故CD说法错误;
故选AB.
【分析】(1)当两物体发生相对运动时,受到的摩擦力为滑动摩擦力;
(2)一般情况下,滑动摩擦力的方向与物体运动的方向相反;
(3)物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,受平衡力作用,即合力为零.
17.如图所示,水平的传送带上放一物体,物体下表面及传送带上表面均粗糙,导电性能良好的弹簧右端与物体及滑动变阻器滑片相连,弹簧左端固定在墙壁上,不计滑片与滑动变阻器线圈间摩擦.当传送带如箭头方向运动且速度为v时,物体与传送带发生相对滑动,当传送带逐渐加速到2v时,物体受到的摩擦力和灯泡的亮度将( )
A.摩擦力变大 B.摩擦力不变
C.灯泡的亮度不变 D.灯泡的亮度变亮
【答案】B,C
【知识点】摩擦力的大小
【解析】【解答】解:AB、因摩擦力大小只与压力大小及接触面的粗糙程度有关与物体的相对运动速度无关,故物体所受摩擦力不变,A错误,B正确;
CD、因物体在弹簧弹力及摩擦力的作用下将处于平衡状态,故物体的位置将不发生变化,与滑动变阻器保持相对静止,滑动变阻器接入电阻不变,则由欧姆定律可得电路中电流不变,灯泡的亮度不变,C正确,D错误.故选BC.
【分析】由摩擦力大小的影响因素可知摩擦力的变化;
对物体由力的平衡可知触片的位置变化;则由欧姆定律可得出灯泡亮度的变化.
18.如图所示,水平地面上放置相同材料制成的四个木块,其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的水平轻绳相连,下面两个木块质量分别为2m和3m.现用水平拉力F拉其中一个质量为3m的木块,使四个木块一同水平向右匀速运动,则( )
A.质量为3m的木块与地面间的摩擦力为
B.质量为2m的木块与地面间的摩擦力为
C.轻绳对m的拉力为
D.轻绳对m的拉力为
【答案】A,C
【知识点】摩擦力的大小
【解析】【解答】解:图中四个木块的质量和是m+m+2m+3m=7m,所以质量为3m的木块与地面间的摩擦力为=,质量为2m的木块与地面间的摩擦力为,轻绳对m的拉力和质量为2m的木块与地面间的摩擦力相等,故A、C正确,B、D错误.故选:AC.
【分析】要使四个木块以同一匀速运动,采用整体与隔离法分析各部分的受力情况,再对左侧两物体分析可求得绳子的最大拉力.
三、作图题
19.(2024九上·孝昌开学考)在图中,画出以初速度v沿斜面减速上滑的物体的所受重力、摩擦力的示意图.
【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力示意图;摩擦力的方向
【解析】【解答】物体运动时受重力G、支持力F和沿斜面向下的摩擦力f三个力,重力的方向始终竖直向下、摩擦力的方向与物体相对运动方向相反,所以沿斜面向下,如图所示:
【分析】本题要求画出物体沿斜面减速上滑时所受重力和摩擦力的示意图。首先,我们需要明确重力的方向总是竖直向下的,而摩擦力的方向则与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。由于物体沿斜面减速上滑,说明物体受到的摩擦力方向与运动方向相反,即沿斜面向下。
20.(2019·孝感)如图所示,小车A与B一起向右做匀速直线运动,当小车A与正前方的墙碰撞时,请画出物体B受到的重力和摩擦力的示意图(两力均画在重心上)
【答案】
【知识点】重力示意图;摩擦力的示意图
【解析】【解答】如图所示重力作用在重心上,方向竖直向下,当小车A与正前方的墙碰撞时,由于物块B具有惯性要保持原来的运动状态向右运动,此时物块相对于小车向右运动,因此会受到向左的摩擦力。
【分析】重力的方向总是竖直向下的,过重心画一个带箭头的竖直向下的力即可.
首先根据惯性判定B的运动方向,然后根据运动方向判断摩擦力的方向,再根据力的示意图的画法画出摩擦力.
21.(2023八下·宜昌期末)滑雪运动是北京冬奥会比赛项目之一。如图甲所示,是一名滑雪运动员沿斜面下滑时的场景,如图乙是其简化图、其中O为滑雪爱好者的重心,请你在如图乙中画出运动员受到的重力和摩擦力的示意图。
【答案】解:如图所示:
【知识点】重力示意图;摩擦力的示意图
【解析】【解答】重力竖直向下,摩擦力平行斜面向上,作用点都在重心O,如图:
【分析】重力竖直向下,摩擦力平行斜面向上,同一物体上的力,作用点都画在重心。
22.(2019八下·恩阳期中)如图所示,用力把一个物体压在竖直的墙壁上使其静止,请画出物体所受摩擦力的示意图.
【答案】解:过物体与墙面的接触点,沿墙面向上画一条带箭头的线段,如图所示:
【知识点】摩擦力的示意图
【解析】【分析】当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,物体受力平衡作用,因此静止在竖直墙面上的物体在竖直方向上受到重力和摩擦力作用,二力是一对平衡力,大小相等、方向相反.
23.(2024八下·潜江月考)如图所示,物块在粗糙水平面上向左滑动并压缩弹簧,请在O点画出弹簧对物块的弹力和物块受到摩擦力的示意图。
【答案】
【知识点】弹力;摩擦力的方向
【解析】【解答】压缩弹簧,弹簧产生一个对物块向右的弹力,物体向左运动,所以物块受到的摩擦力向右,如图所示
【分析】根据受力分析作图
物体的运动方向和摩擦力方向相反,所以物体向左运动,所以物块受到的摩擦力向右,压缩弹簧,弹簧产生的弹力方向为恢复原长的方向
24.(2019·黄石)用力踢出的足球,在草地上运动,如图所示,请画出运动足球受到的弹力和摩擦力的示意图。
【答案】解:如图所示:
【知识点】弹力;摩擦力的示意图
【解析】【解答】 解:在草地上向右滚动的足球受到三个力的作用:竖直向下的重力G、地面竖直向上的支持力N(弹力)、水平向左的摩擦力f,力的作用点画在重心上。
【分析】首先对物体所受的力进行正确的分析,顺序是:重力一定有,弹力看四周,分析摩擦力,不忘液气浮,再结合力的示意图的画法画出各力即可.
四、实验探究题
25.(2024九上·孝昌开学考)如图所示是小南“探究滑动摩擦力与什么因素有关”的实验过程:
(1)该探究要用弹簧测力计拉着木块在水平方向做匀速直线运动,根据 ,可知此时摩擦力与拉力大小 (选择“相等”或“不相等”);
(2)小南分析甲、乙,发现F1<F2,说明滑动摩擦力的大小与 有关,分析甲、丙,发现F1<F3,说明滑动摩擦力的大小与 有关;
(3)小南在探究后反思:操作中不能保证匀速拉动物体,所以弹簧测力计的示数并不稳定。经老师引导后,将实验装置改成如图丁所示,当他拉出木板的过程中,发现弹簧测力计示数仍然不稳定,你认为仍然不稳定的原因可能是 。
【答案】(1)二力平衡;相等
(2)压力;接触面粗糙程度
(3)木板表面粗糙程度不同
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)在探究滑动摩擦力与哪些因素有关的实验中, 要用弹簧测力计拉着木块在水平方向做匀速直线运动 ,此时根据二力平衡的原理,拉力的大小等于滑动摩擦力的大小。
(2)通过比较甲、乙两次实验,压力不相同,接触面的粗糙程度相同,乙受到的压力大,滑动摩擦力也越大,这说明滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
比较甲、丙两次实验,压力大小相同,接触面粗糙程度不同,丙的接触面粗糙程度大,滑动摩擦力也越大。这说明滑动摩擦力的大小还与接触面的粗糙程度有关。
(3)弹簧测力计的示数不稳定,可能是因为木板表面的粗糙程度不同。
综上(1)第1空为二力平衡;第2空为相等;(2)第1空为压力;第2空为接触面粗糙程度;(3)第1空为木板表面粗糙程度不同
【分析】在探究滑动摩擦力与什么因素有关的实验中,小南需要考虑的主要因素包括接触面的粗糙程度、物体的重力(即压力大小)以及物体的运动速度。其中,接触面的粗糙程度和物体的重力是影响滑动摩擦力大小的两个基本因素,而物体的运动速度则是一个可能的影响因素,需要通过实验来验证。
(1)[1][2]在探究滑动摩擦力与哪些因素有关的实验中,我们利用二力平衡的原理来测量滑动摩擦力的大小。当木块在水平方向上做匀速直线运动时,它受到的拉力和滑动摩擦力就是一对平衡力,根据二力平衡的条件,这两个力的大小是相等的。因此,我们可以通过测量拉力的大小来间接得知滑动摩擦力的大小。
(2)[1]通过比较甲、乙两次实验,发现当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力也越大,这说明滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
[2]比较甲、丙两次实验,发现当压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力也越大。这说明滑动摩擦力的大小还与接触面的粗糙程度有关。
(3)根据影响摩擦力的因素可知,在压力不变的情况下,弹簧测力计的示数不稳定,即摩擦力是变化的,说明木板表面的粗糙程度不同。
26.(2024八下·新洲期中)如图所示是“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置。实验中用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。
(1)甲实验中用弹簧测力计水平匀速拉动木块,根据 的知识,可知弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等;
(2)比较甲、乙两次实验,可得出结论:接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与 有关;比较 两次实验,可得出结论:接触面所受的压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)丙实验中木块做匀速直线运动,画出此时木块对砝码作用力的示意图 。
【答案】二力平衡;压力大小;乙、丙;
【知识点】力的三要素及力的示意图;二力平衡的条件及其应用;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)实验中,用弹簧测力计水平匀速拉动木块,使木块处于平衡状态。木块在水平方向上受到平衡力的作用,由二力平衡可知,此时木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)对比甲、乙两次实验,接触面的粗糙程度相同,乙中压力较大,弹簧测力计的示数较大,说明木块受到的摩擦力较大,因此可得结论:在接触面积一定,滑动摩擦力大小与压力大小有关,且压力越大,摩擦力越大。
对比乙、丙实验,压力大小相同,木板越粗糙,弹簧测力计示数较大,说明木块受到的摩擦力较大,因此可得结论:压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)砝码随木块匀速运动时,木块与砝码相对静止,砝码相对于木块没有相对运动趋势,也没有发生相对运动,所以砝码不受木块的摩擦力。则木块对砝码只有一个向上的支持力的作用,如图所示:
故答案为:(1)二力平衡;(2)压力大小;乙、丙;(3)见上图。
【分析】(1)根据二力平衡的条件分析;
(2)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,据此分析回答;
(3)木块对砝码有一个向上的支持力。
27.(2024八下·恩施期末) 小明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。
长木板表面情况 木块的接触面 木块与所加砝码总质量/g 测力计的示数/N
铺棉布 正底面 100 1.7
铺棉布 正底面 200
铺棉布 正底面 300 5.0
(1)实验中,测量滑动摩擦力的大小所用原理是 。
(2)根据小明设计的实验记录表格(如上表)可知,他是要探究滑动摩擦力的大小与 之间的关系。
(3)在实验中,小明匀速拉动木块,读出弹簧测力计的示数。其中,第2次实验时测力计的示数如图所示,此时滑动摩擦力大小为 N。
(4)拉动几次,将测量数据记录在表格中,这属于科学探究中的____(只填序号)。
A.提出问题 B.猜想与假设
C.进行实验,收集证据 D.分析与解释
(5)分析小明的实验数据,可得出的结论是: 。
【答案】(1)二力平衡
(2)压力
(3)3.4
(4)C
(5)接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力大小有关
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)弹簧测力计水平匀速拉动木块时,根据二力平衡可知,拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,依据弹簧测力计所示拉力大小,即可知测量滑动摩擦力的大小;
(2)由实验记录的表格知,三次操作的长木板表面、木块的接触面都相同,木块与所加砝码总质量(压力)不同,测力计的示数(摩擦力大小)不同,即知该实验探究的是滑动摩擦力的大小与压力之间的关系;
(3)由图可知,弹簧测力计分度值为0.1N,所以其示数为3.4N,即为滑动摩擦力大小;
(4)拉动几次,将测量数据记录在表格中,这属于科学探究中的进行实验、收集证据,故ABD错误,C正确,故选:C;
(5)分析实验数据,三次操作的长木板表面、木块的接触面都相同,木块与所加砝码总质量(压力)越大,测力计的示数(摩擦力大小)越大,可得结论:接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力大小有关。
【分析】(1)用弹簧测力计测滑动摩擦力的实验原理是二力平衡;
(2)由实验记录的表格相同物理量和不同物理量,可分析出压力对滑动摩擦力的影响;
(3)由图可知弹簧测力计分度值,读出示数即为滑动摩擦力大小;
(4)拉动几次,将测量数据记录在表格中,是科学探究中的进行实验、收集证据;
(5)由实验记录的表格相同物理量和不同物理量,可分析出接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力大小有关。
五、计算题
28.如图所示:物体A重10N,B重20N.两个相同的力F=4N,同时作用在A、B两个物体上,使它们在平面C上同步做匀速直线运动.则A、B间的摩擦力为多少N?B、C间的摩擦力为多少N?
【答案】解:以A为研究对象,分析受力:水平方向受到拉力F和B对A的静摩擦力fA,由于A做匀速直线运动,则有fA=F=4N;
再对AB整体为研究对象,由平衡条件得知:滑动摩擦力为f=2F=8N.
答:A、B间的摩擦力为4N;B、C间的摩擦力为8N.
【知识点】摩擦力的大小
【解析】【分析】先对A研究,分析受力可知:水平方向受到拉力F和B对A的摩擦力,由平衡条件解出B对A的摩擦力.再以AB整体为研究对象,求出地面对B的支持力和摩擦力.
29.水平桌面上有一辆小车,张华同学用50N的力水平向右推小车,但小车仍然保持静止状态,请问小车是否受摩擦力?若受,大小是多少?
【答案】解:水平桌面上有一辆小车,张华同学用50N的力水平向右推小车,正因为受到摩擦力的作用,小车才会保持静止状态;此时推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等、方向相反.
答:小车受摩擦力的作用,大小是50N.
【知识点】摩擦力产生的条件
【解析】【分析】(1)摩擦力产生的条件:相互接触的两个物体,已经发生相对运动或者有相对运动的趋势;
(2)物体处于静止或者匀速直线运动状态时,受到的力是平衡力.
30.(2019八下·梁子湖期中)如图甲所示,水平地面上有一块密度为0.5×103kg/m3、棱长为1m的正方体木块。小林用水平推力F把木块向前推动,此过程中,推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图乙、丙所示。请解答下列问题:
(1)木块静止时对地面的压强;
(2)请简要说明:图丙中哪个时间段的数据可以知道木块所受滑动摩擦力的大小?它等于多少?
(3)请在图丁中,画出5~6s时间段内木块所受的滑动摩擦力f随时间t变化的图线。(保留必要的作图痕迹)
【答案】(1)解:因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,木块静止时对地面的压强:
p= = = = = =ρgh=0.5×103kg/m3×1m×10N/kg=5000Pa;
(2)解:由F﹣t图象可知,在3~5s内木箱受到的推力为200N,
由v﹣t图象可知,在3~5s内木箱做匀速直线运动处于平衡状态,受到的滑动摩擦力和推力是一对平衡力,二力大小相等,
所以,由3~5s内数据可以知道木块所受滑动摩擦力的大小,它等于200N;
(3)解:图丙可知,5~6s时间段内木箱做匀减速直线运动,
因滑动摩擦力的大小只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与其它因素无关,
所以,次时间段内木块所受的滑动摩擦力大小为200N不变,图象如下图:
【知识点】力与运动的关系;摩擦力的大小;压强的大小及其计算;时间速度路程的图像分析
【解析】【分析】(1)从图象中获取有用的信息,根据 p= = = = = =ρgh 求出对水平地面的压强.
(2)根据F-t图象读出3~5s内木箱受到的推力,根据V-t图象读出3~5s内木箱做匀速直线运动处于平衡状态,根据二力平衡条件求出滑动摩擦力的大小.
(3)由图可知5~65木箱运动的状态,根据影响滑动摩擦力大小的因素分析滑动摩擦力的变化,然后做出图线.
1 / 1考点冲刺5【摩擦力】—2025年中考物理考前素描40天终极冲刺宝典
一、选择题
1.(2024九下·当阳模拟)如图所示是某汽车在平直公路上行驶过程中一次紧急刹车时留下的长滑痕,并且颜色深浅不同。下列说法错误的是( )
A.汽车刹车后由于惯性继续向前运动
B.紧急刹车是通过变滚动为滑动来增大摩擦力
C.车与路面摩擦更大的地方滑痕更深
D.在刹车过程中,只有轮胎的内能在增大
2.(2024八下·恩施期末) 如图所示,放在水平桌面上的笔处于静止状态。下列分析正确的是( )
A.笔受到桌面给它向左的摩擦力
B.笔对桌面压力与桌面对笔的支持力是平衡力
C.笔受的重力与笔对桌面的压力是相互作用力
D.笔受的重力与桌面对笔的支持力是一对平衡力
3.(2024八下·蔡甸期末)某实验小组用如图所示的实验装置“研究影响滑动摩擦力大小的因素”,长木板甲、乙接触面相同,丙更粗糙,实验中使用完全相同的木块和砝码,下列有关说法错误的是( )
A.实验中应该用弹簧测力计水平匀速拉动木块,使它沿水平长木板滑动
B.对比甲、乙两图可知:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大
C.乙、丙实验是通过改变接触面粗糙程度来研究滑动摩擦力大小的
D.在甲实验中,将木块侧放,其它条件相同,则弹簧测力计的示数会发生改变
4.(2024·湖北)冰壶运动员比赛用鞋如图,蹬冰鞋底用橡胶制成,滑行鞋底用塑料制成。运动员用滑行鞋支撑全身在冰面上滑行,需要停下时,用蹬冰鞋接触冰面进行控制。下列说法正确的是( )
A.蹬冰鞋底是为了减小压力
B.滑行鞋底是为了减小摩擦力
C.运动员在冰面上滑行需要力来维持
D.滑行时若摩擦力消失,则运动员会停止运动
5.(2024九下·大冶模拟)2024年春季,整个湖北省受冻雨灾害影响。如图所示,为保障市民安全出行,志愿者们正在清理道路冰雪,他们采用增大压力的方法来增大摩擦的是( )
A.路面撒盐
B.在路面上铺防滑垫
C.穿鞋底粗糙的橡胶鞋
D.铲雪时握紧铲子,防止铲子滑落
6.(2024八下·安陆期中)如图所示,用水平力F把重力为G的正方体物块紧压在竖直墙壁上,正方体处于静止状态。关于正方体受到墙壁的摩擦力f,以下说法中一定正确的是( )
A.正方体受到的摩擦力
B.减小水平力F的大小,摩擦力f一定不变
C.增大水平力F的大小,摩擦力f一定不变
D.增大水平力F的大小,摩擦力f也随之增大
7.(2024八下·洪山期中)如图所示,水平桌面上有一长为L,质量分布均匀的木块M,右端与桌边对齐,在水平力F的作用下,沿直线向右匀速离开桌边(未掉下桌面),在此过程中,下列说法正确的是( )
A.M对桌面的压强变大,摩擦力不变
B.M对桌面的压强变大,摩擦力变小
C.M对桌面的压强变小,压力不变
D.M对桌面的压强变大,压力变小
8.(2024八下·洪山期中)如图所示,然然同学用15N的水平拉力F拉动木板A在水平地面上向右做匀速直线运动,物体B相对地面静止不动,弹簧测力计示数为8N,下列说法正确的是( )
A.必须使木板A做匀速直线运动才能测出B受到的摩擦力
B.A对B的摩擦力大小为8N,方向水平向左
C.B对A的摩擦力大小为7N,方向水平向左
D.地面对A的摩擦力大小为7N,方向水平向左
9.(2023八下·广水期中)我国高铁技术处于世界领先地位,高铁线路总长度居世界第一,为了提高高铁的安全性和舒适性,图中下列相关描述中不正确的是( )
A.图甲,铁轨下铺设枕木是为了减小压强
B.图乙,高铁车厢内的破窗锤两端制成锥形,便于增大压强
C.图丙,站台处安全线有凹凸不平的花纹是为了增大摩擦
D.图丁,高铁列车使用轮子是为了增大摩擦
10.(2023·随州)邓老师在《摩擦力》新课教学时,为了情境化引入新课激发同学们的兴趣设计了一个小游戏:轻松翻动两本物理书的书页,让书页彼此交错穿插后平放在桌上(如图)。邓老师让大家推荐两个“大力士”把这两本书拉开,体育委员和篮球队长信心百倍走上讲台,邓老师给他们加一点难度把一盒粉笔压在书上,两男生使出洪荒之力也没拉开两本书。以下说法正确的是( )
A.两本书很难被拉开是因为书页之间产生了巨大的静电吸引力
B.两本书的纸面越粗糙越容易被拉开
C.要想拉开两本书,拉力的大小需要大于书页间的摩擦力大小
D.两本书交错穿插的页面越多、书上所压的粉笔盒等物越重越容易被拉开
11.(2024八下·江夏月考)甲、乙两物体重叠并置于水平面上,当它们分别受到5N和8N的水平拉力时保持静止,如图所示,已知甲的底面积为,重为10N;乙的底面积为,重为20N。下列说法正确的是( )
A.甲对乙的压强为500Pa
B.乙对地面的压力为20N
C.甲对乙的摩擦力为5N,方向水平向左
D.乙对地面的摩擦力为3N,方向水平向左
二、多选题
12.(2022·江汉)如图所示,水平桌面上的小车上放一木块,木块随小车在重物的牵引下向右做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.木块受到小车对它的摩擦力方向水平向左
B.小车受到桌面对它的摩擦力方向水平向左
C.木块对小车的压力和小车对木块的支持力是一对相互作用力
D.小车受到的重力和桌面对小车的支持力是一对平衡力
13.(2021八下·柳州期中)下列措施中,属于减小摩擦的是( )
A.自行车转轴处装有滚珠轴承
B.气垫船利用气体将船和水面分离
C.旱冰鞋底装有滚轮
D.在台阶的水泥面上做成一道道的细槽
14.(2020·鄂州模拟)如图所示,一个木块A放在长木板B上,弹簧秤一端接A,另一端固定在墙壁上,长木板B放在水平地面上,在恒力F作用下,长木板B以速度υ匀速运动,水平弹簧秤的示数为T,下列关于摩擦力的说法正确的是( )
A.木块受到的摩擦力大小等于F
B.长木板受到的摩擦力大小等于T
C.若长木板以2v的速度运动时,长木板受到的摩擦力大小等于F
D.若用2F的力作用在长木板上,木块受到的摩擦力大小仍等于T
15.探究“影响滑动摩擦力大小的因素”活动中,小明用如图装置,用弹簧测力计拉动木块在水平木板上运动.测量中,小明发现弹簧测力计的示数时大时小.对此,小明做出以下分析,其中不正确的是( )
A.木块对木板的压力大小可能是变化的
B.木板表面不同位置的粗糙程度可能是不同的
C.木板与木块的接触面积大小可能有改变
D.木块的运动可能不是匀速直线运动
16.如图所示,用水平拉力F拉上表面粗糙程度各处相同的物体A,使其在水平地面上匀速运动,当物体B静止不动时,与水平绳相连的弹簧测力计的示数不变,关于该状态,下列说法正确的是(不计绳和弹簧测力计)( )
A.A对B的摩擦力为滑动摩擦力
B.A对B的摩擦力方向水平向右
C.弹簧测力计的示数等于B所受摩擦力与水平拉力F的合力
D.弹簧测力计对B的拉力小于A对B的摩擦力
17.如图所示,水平的传送带上放一物体,物体下表面及传送带上表面均粗糙,导电性能良好的弹簧右端与物体及滑动变阻器滑片相连,弹簧左端固定在墙壁上,不计滑片与滑动变阻器线圈间摩擦.当传送带如箭头方向运动且速度为v时,物体与传送带发生相对滑动,当传送带逐渐加速到2v时,物体受到的摩擦力和灯泡的亮度将( )
A.摩擦力变大 B.摩擦力不变
C.灯泡的亮度不变 D.灯泡的亮度变亮
18.如图所示,水平地面上放置相同材料制成的四个木块,其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的水平轻绳相连,下面两个木块质量分别为2m和3m.现用水平拉力F拉其中一个质量为3m的木块,使四个木块一同水平向右匀速运动,则( )
A.质量为3m的木块与地面间的摩擦力为
B.质量为2m的木块与地面间的摩擦力为
C.轻绳对m的拉力为
D.轻绳对m的拉力为
三、作图题
19.(2024九上·孝昌开学考)在图中,画出以初速度v沿斜面减速上滑的物体的所受重力、摩擦力的示意图.
20.(2019·孝感)如图所示,小车A与B一起向右做匀速直线运动,当小车A与正前方的墙碰撞时,请画出物体B受到的重力和摩擦力的示意图(两力均画在重心上)
21.(2023八下·宜昌期末)滑雪运动是北京冬奥会比赛项目之一。如图甲所示,是一名滑雪运动员沿斜面下滑时的场景,如图乙是其简化图、其中O为滑雪爱好者的重心,请你在如图乙中画出运动员受到的重力和摩擦力的示意图。
22.(2019八下·恩阳期中)如图所示,用力把一个物体压在竖直的墙壁上使其静止,请画出物体所受摩擦力的示意图.
23.(2024八下·潜江月考)如图所示,物块在粗糙水平面上向左滑动并压缩弹簧,请在O点画出弹簧对物块的弹力和物块受到摩擦力的示意图。
24.(2019·黄石)用力踢出的足球,在草地上运动,如图所示,请画出运动足球受到的弹力和摩擦力的示意图。
四、实验探究题
25.(2024九上·孝昌开学考)如图所示是小南“探究滑动摩擦力与什么因素有关”的实验过程:
(1)该探究要用弹簧测力计拉着木块在水平方向做匀速直线运动,根据 ,可知此时摩擦力与拉力大小 (选择“相等”或“不相等”);
(2)小南分析甲、乙,发现F1<F2,说明滑动摩擦力的大小与 有关,分析甲、丙,发现F1<F3,说明滑动摩擦力的大小与 有关;
(3)小南在探究后反思:操作中不能保证匀速拉动物体,所以弹簧测力计的示数并不稳定。经老师引导后,将实验装置改成如图丁所示,当他拉出木板的过程中,发现弹簧测力计示数仍然不稳定,你认为仍然不稳定的原因可能是 。
26.(2024八下·新洲期中)如图所示是“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置。实验中用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。
(1)甲实验中用弹簧测力计水平匀速拉动木块,根据 的知识,可知弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等;
(2)比较甲、乙两次实验,可得出结论:接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与 有关;比较 两次实验,可得出结论:接触面所受的压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)丙实验中木块做匀速直线运动,画出此时木块对砝码作用力的示意图 。
27.(2024八下·恩施期末) 小明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。
长木板表面情况 木块的接触面 木块与所加砝码总质量/g 测力计的示数/N
铺棉布 正底面 100 1.7
铺棉布 正底面 200
铺棉布 正底面 300 5.0
(1)实验中,测量滑动摩擦力的大小所用原理是 。
(2)根据小明设计的实验记录表格(如上表)可知,他是要探究滑动摩擦力的大小与 之间的关系。
(3)在实验中,小明匀速拉动木块,读出弹簧测力计的示数。其中,第2次实验时测力计的示数如图所示,此时滑动摩擦力大小为 N。
(4)拉动几次,将测量数据记录在表格中,这属于科学探究中的____(只填序号)。
A.提出问题 B.猜想与假设
C.进行实验,收集证据 D.分析与解释
(5)分析小明的实验数据,可得出的结论是: 。
五、计算题
28.如图所示:物体A重10N,B重20N.两个相同的力F=4N,同时作用在A、B两个物体上,使它们在平面C上同步做匀速直线运动.则A、B间的摩擦力为多少N?B、C间的摩擦力为多少N?
29.水平桌面上有一辆小车,张华同学用50N的力水平向右推小车,但小车仍然保持静止状态,请问小车是否受摩擦力?若受,大小是多少?
30.(2019八下·梁子湖期中)如图甲所示,水平地面上有一块密度为0.5×103kg/m3、棱长为1m的正方体木块。小林用水平推力F把木块向前推动,此过程中,推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图乙、丙所示。请解答下列问题:
(1)木块静止时对地面的压强;
(2)请简要说明:图丙中哪个时间段的数据可以知道木块所受滑动摩擦力的大小?它等于多少?
(3)请在图丁中,画出5~6s时间段内木块所受的滑动摩擦力f随时间t变化的图线。(保留必要的作图痕迹)
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】做功改变物体内能;惯性及其现象;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A. 惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,一切物体都具有惯性。汽车刹车后之所以继续向前运动,是由于惯性,故A不符合题意;
B. 紧急刹车时,压力大小和接触面粗糙程度都没变,是通过变滚动为滑动来增大摩擦的,故B不符合题意;
C. 车与路面摩擦越大,克服摩擦做功越多,所以滑痕越深,故C不符合题意;
D. 刹车过程中,克服摩擦做功,机械能转化为内能,轮胎的内能不断增大,该过程轮胎与地面摩擦,因此地面的内能也会增加,故D错误,符合题意。
故选D。
【分析】(1)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性,惯性是物体的一种属性;
(2)在接触面与压力相同的情况下,滑动摩擦大于滚动摩擦;
(3)由功的定义式W=Fs可分析车与路面摩擦大小与滑痕深度的关系;
(4)根据能量守恒和能量转化关系,即可判断刹车过程中的能量变化。
2.【答案】D
【知识点】力作用的相互性;二力平衡的条件及其应用;摩擦力产生的条件
【解析】【解答】AD、放在水平桌面上的笔处于静止状态,则在竖直方向上,受到竖直向下的重力和桌面对其竖直向上的支持力,且该二力平衡;在竖直方向上,若受桌面的摩擦力,则笔不会处于静止状态,故A错误,D正确;
B、笔对桌面压力与桌面对笔的支持力是一对相互作用力,故B错误;
C、笔受的重力与地球受笔的吸引力是一对相互作用力,笔对桌面压力与桌面对笔的支持力是一对相互作用力,故C错误;
故选:D。
【分析】放在水平面上的物体处于静止状态,则根据二力平衡可知,只受到竖直向下的重力和水平面对其竖直向上的支持力,且二力平衡。
3.【答案】D
【知识点】平衡状态的判断;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】A.水平匀速拉动木块,测力计对木块的拉力等于木块受到的摩擦力,A不符合题意;
B.甲的压力较小,滑动摩擦力较小,说明滑动摩擦力与压力大小有关,故B不符合题意;
C.丙的接触面粗糙程度更大,通过改变接触面粗糙程度来研究滑动摩擦力大小,故C不符合题意;
D.其它条件相同,压力不变接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力不变则弹簧测力计的示数不变,故D符合题意。
故选D。
【分析】(1)在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中,是运用二力平衡的原理,将摩擦力转换法弹簧测力计的拉力来进行测量的;
(2)要探究摩擦力与压力大小的关系,需使接触面的粗糙程度相同,压力不同;要探究摩擦力与接触面的粗糙程度的关系,雲使压力大小相同,接触面的粗糙程度不同;滑动摩擦力与接触面的大小无关。
4.【答案】B
【知识点】牛顿第一定律;力与运动的关系;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.蹬冰脚的鞋底为橡胶制成,这是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故A错误;
B.塑料鞋底比较光滑,这是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦,故B正确;
C.运动员在冰面上滑行不需要力来维持,故C错误;
D.滑行时,水平方向只受摩擦力,若摩擦力消失,运动员将做匀速直线运动,故D错误。
故选B。
【分析】A.摩擦力大小的影响因素有压力大小和接触面的粗糙程度;
B.减小摩擦力的方法有:减小接触面的粗糙程度、减小对接触面的压力、变滑动摩擦为滚动摩擦。
C.力是改变物体运动状态的原因;
D.一切物体在不受力时,总保持静止或匀速直线运动。
5.【答案】D
【知识点】凝固与凝固放热特点;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.路面撒盐,是为了降低冰的熔点,使冰雪尽快熔化,故A不符合题意;
B.在路面上铺防滑垫,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B不符合题意;
C.穿鞋底粗糙的橡胶鞋,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C不符合题意;
D.铲雪时握紧铲子,通过增大压力来增大摩擦力,防止铲子滑落,故D符合题意。
故选D。
【分析】根据摩擦力的影响因素填空
滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。铲雪时握紧铲子,通过增大压力来增大摩擦力
6.【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的大小;摩擦力的方向
【解析】【解答】A、物块保持静止状态(平衡状态),合力为零;对物块进行受力分析可知:水平方向上的推力F和墙壁对它向右的支持力N是一对平衡力,则F=N;竖直方向上的重力G和静摩擦力f是一对平衡力,则f=G,摩擦力的方向竖直向上,故A错误;
B、减小水平力F的大小(即减小压力F),物体可能静止,也可能下滑;若物体下滑,则摩擦力f<G,此时摩擦力的大小发生变化,故B错误;
CD、增大水平力F的大小(即增大压力F),物体仍静止,所以摩擦力与重力仍是一对平衡力,大小相等,f=G,摩擦力大小不变;故C正确、D错误。
故选:C。
【分析】(1)由物体处于静止状态,判断物体相对运动趋势方向,静摩擦力方向与物体相对运动趋势方向相反;
(2)根据物体随着压力变小可能的运动状态结合二力平衡条件分析判断;
(3)当压力增大时,物体保持静止,根据二力平衡条件可知,摩擦力与重力始终为平衡力,据此分析判断。
7.【答案】A
【知识点】摩擦力的大小;增大或减小摩擦的方法;压强的大小及其计算
【解析】【解答】AB、因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关。
所以,在水平力F 的作用下沿直线向右匀速离开桌边时,压力和接触面的粗糙程度不变。
所以,木板受桌面的摩擦力不变,故A正确、B错误。
CD、因水平面上物体的压力和自身的重力相等。
所以,在水平力F的作用下沿直线向右匀速离开桌边时,木板对桌面的压力F不变。
因在水平力F 的作用下沿直线向右匀速离开桌边时,木板与桌面的接触面积变小,受力面积变小。
所以,由可知,长木板对桌面的压强变大,故CD错误。
故答案为:A。
【分析】(1)水平面上物体的压力和自身的重力相等,根据向右缓慢地推木板时受力面积的变化判断对桌面压强的变化;
(2)根据影响滑动摩擦力大小的因素:压力的大小和接触面的粗糙程度判断此过程摩擦力的变化,物体匀速匀速时处于平衡状态,根据二力平衡条件判断推力的变化。
8.【答案】D
【知识点】摩擦力的大小;摩擦力的方向
【解析】【解答】AB、因B静止时处于平衡状态,水平方向受到测力计向左的拉力和A对B向右的摩擦力是一对平衡力,所以,无论A怎样运动,B始终受力平衡,A对B水平向右的摩擦力fA对B=F示=8N,方向与弹簧测力计的拉力方向相同,水平向右,故AB错误。
C、因A对B的摩擦力和B对A的摩擦力是一对相互作用力,所以B对A的摩擦力方向水平向左,大小为8N,故C错误。
D、因物体A做匀速直线运动时,受到水平向右的拉力和B对A向左的摩擦力、地面对A向左的摩擦力处于平衡状态,所以,由力的合成可得:fB对A+f地=F,则地面对A水平向左的摩擦力:f地=F-fB对A=15N-8N=7N,故D正确。
故答案为:D。
【分析】物体B静止和物体A做匀速直线运动时均处于平衡状态,对两者水平方向受力分析判断出受力情况,根据二力平衡条件和平衡状态的合力为零得出A对B、地面对A的摩擦力、拉力之间的关系,根据相互作用力的特点得出A对B的摩擦力和B对A摩擦力的大小关系,要注意二力平衡时力的大小相等、滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关。
9.【答案】D
【知识点】增大或减小摩擦的方法;增大压强的方法及其应用
【解析】【解答】A.铁轨下铺设枕木是在压力一定下,通过增大受力面积减小压强,故A正确,不符合题意;
B.高铁车厢内的破窗锤两端制成锥形,是在压力一定下,减小受力面积以增大压强,故B正确,不符合题意;
C.站台处安全线有凹凸不平的花纹是在压力一定下,通过增加接触面粗糙程度从而增大摩擦,故C正确,不符合题意;
D.高铁列车使用轮子是将滑动摩擦力转换为滚动摩擦力,进而减小摩擦力,故D不正确,符合题意。
故选D。
【分析】压强的计算公式:P=F/S,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积。
滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
10.【答案】C
【知识点】摩擦力的大小;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.两本书很难被拉开是因为书页之间产生了巨大的静摩擦力,故A错误;
B.两本书的纸面越粗糙摩擦力越大,越不容易被拉开,故B错误;
C.要想拉开两本书,拉力的大小需要大于书页间的摩擦力大小,故C正确;
D.两本书交错穿插的页面越多、书上所压的粉笔盒等物越重,摩擦力越大,越不容易被拉开,故D错误。
故选C。
【分析】(1)对书本进行受力分析;
(2)当压力相同时,接触面越粗糙,摩擦力越大;
(3)根据力与运动的关系判断;
(4)当接触面粗糙程度一定时,压力越大,则摩擦力越大。
11.【答案】D
【知识点】摩擦力的大小;摩擦力的方向
【解析】【解答】A.甲与乙的接触面积是乙的面积,甲对乙的压强为,A不符合题意;
B.乙对地面的压力等于甲、乙的重力大小,F=20N+10N=30N,B不符合题意;
C.甲和乙相对静止,甲受到5N拉力,受到乙对甲的5N摩擦力,则甲对乙的摩擦力为5N,方向水平向右,C不符合题意;
D.乙受到向左的拉力8N,受到向右的摩擦力5N,受到向右的地面的摩擦力3N,同时,乙对地面的摩擦力为3N,方向水平向左,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】根据物体处于平衡状态,受到平衡力,平衡力合力为零,计算摩擦力大小。
12.【答案】B,C
【知识点】力作用的相互性;二力平衡的条件及其应用;摩擦力的方向
【解析】【解答】A.木块随小车做匀速直线运动,处于平衡状态,竖直方向上受重力和支持力,是一对平衡力,水平方向上不受力,小车对它没有摩擦力,A不符合题意;
B.小车在重物的牵引下向右做匀速直线运动,竖直方向上小车受重力、支持力、压力,三力平衡,水平方向上小车受到拉力、桌面对它的摩擦力,大小相等、方向相反,即小车受到桌面对它的摩擦力方向水平向左,B符合题意;
C.木块对小车的压力和小车对木块的支持力大小相等、方向相反、作用在两个相互作用的物体上,是一对相互作用力,C符合题意;
D.小车受到的重力、木块对小车的压力和桌面对小车的支持力三个力是平衡力,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反、并且在同一直线上,则这两个力是一对平衡;作用在不同物体上的两个力,如果大小相等、方向相反、并且在同一直线上,则这两个力二是一对相互作用力。
13.【答案】A,B,C
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】解:A、自行车转轴处装有滚珠轴承,是变滑动为滚动来减小摩擦的,故A符合题意;
B、气垫船利用气体将船和水面分离,是通过接触面分离来减小摩擦的,故B符合题意;
C、旱冰鞋底装有滚轮,是变滑动为滚动来减小摩擦的,故C符合题意;
D、在台阶的水泥面上做成一道道的细槽,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的.不符合题意.
故选ABC.
【分析】摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度.
(1)增大摩擦力的方法:增大压力,增大接触面的粗糙程度.
(2)减小摩擦力的方法:减小压力,减小接触面的粗糙程度,使接触面脱离(如加润滑油等),用滚动代替滑动.
14.【答案】C,D
【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:A、由于此时木块A处于平衡状态,所以此时木块A所受的摩擦力大小等于T,A不符合题意;
B、此时长木板以速度υ匀速运动也处于平衡状态,即此时长木板所受的拉力和摩擦力是一对平衡力,故此时长木板所受的摩擦力是F,B不符合题意;
C、若长木板以2υ的速度运动时,此时长木板仍处于平衡状态,故此时长木板受到的摩擦力大小仍等于拉力F,C符合题意;
D、若用2F的力作用在长木板上,此时木块A仍处于平衡状态,滑动摩擦力的大小跟木板运动的速度大小和所受的其它力的大小无关,不管长木板的速度多大,也不管它是匀速运动还是变速运动,木块受到的滑动摩擦力都等于T.所以此时A所受的摩擦力的大小仍等于T,D符合题意。
故答案为:CD
【分析】当物体受到两个等大反向的力时,物体就会处于匀速直线运动状态或静止状态,即为平衡状态;相互平衡的两个力,要大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上。
15.【答案】A,C
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】解:
A、由题意知,小明用弹簧测力计拉动木块在水平木板上运动,所以木块对木板的压力始终等于木块的重力,不会造成摩擦力的改变,所以测力计示数不会变化,故A错误;
B、摩擦力大小受接触面粗糙程度的影响,木板表面不同位置的粗糙程度不同,可能会造成木块在不同位置所受摩擦力不同,引起测力计示数变化,B正确;
C、摩擦力大小与受力面积大小无关,所以受力面积的变化不会引起测力计示数的变化,C错误;
D、实验中水平拉动木块做匀速直线运动时,拉力大小等于摩擦力大小,若不是匀速,拉力与摩擦力不等,测力计示数可能会变化,故D正确.
故选AC.
【分析】根据影响摩擦力大小的因素及拉力大小的因素进行分析:
(1)滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,压力、接触面的粗糙程度的变化,都会引起摩擦力大小的变化;
(2)测量摩擦力大小时,根据二力平衡条件,需水平拉动木块做匀速直线运动.
16.【答案】A,B
【知识点】摩擦力产生的条件
【解析】【解答】解:
A、因为AB之间发生相对滑动,因此A对B的摩擦力为滑动摩擦力;A说法正确;
B、滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,木块B相对于A向左运动,故木块B受到的摩擦力向右;B说法正确;
CD、由于B处于静止状态,因此B受到弹簧测力计的拉力等于A对B的摩擦力,并且二力是一对平衡力,大小相等;故CD说法错误;
故选AB.
【分析】(1)当两物体发生相对运动时,受到的摩擦力为滑动摩擦力;
(2)一般情况下,滑动摩擦力的方向与物体运动的方向相反;
(3)物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,受平衡力作用,即合力为零.
17.【答案】B,C
【知识点】摩擦力的大小
【解析】【解答】解:AB、因摩擦力大小只与压力大小及接触面的粗糙程度有关与物体的相对运动速度无关,故物体所受摩擦力不变,A错误,B正确;
CD、因物体在弹簧弹力及摩擦力的作用下将处于平衡状态,故物体的位置将不发生变化,与滑动变阻器保持相对静止,滑动变阻器接入电阻不变,则由欧姆定律可得电路中电流不变,灯泡的亮度不变,C正确,D错误.故选BC.
【分析】由摩擦力大小的影响因素可知摩擦力的变化;
对物体由力的平衡可知触片的位置变化;则由欧姆定律可得出灯泡亮度的变化.
18.【答案】A,C
【知识点】摩擦力的大小
【解析】【解答】解:图中四个木块的质量和是m+m+2m+3m=7m,所以质量为3m的木块与地面间的摩擦力为=,质量为2m的木块与地面间的摩擦力为,轻绳对m的拉力和质量为2m的木块与地面间的摩擦力相等,故A、C正确,B、D错误.故选:AC.
【分析】要使四个木块以同一匀速运动,采用整体与隔离法分析各部分的受力情况,再对左侧两物体分析可求得绳子的最大拉力.
19.【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力示意图;摩擦力的方向
【解析】【解答】物体运动时受重力G、支持力F和沿斜面向下的摩擦力f三个力,重力的方向始终竖直向下、摩擦力的方向与物体相对运动方向相反,所以沿斜面向下,如图所示:
【分析】本题要求画出物体沿斜面减速上滑时所受重力和摩擦力的示意图。首先,我们需要明确重力的方向总是竖直向下的,而摩擦力的方向则与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。由于物体沿斜面减速上滑,说明物体受到的摩擦力方向与运动方向相反,即沿斜面向下。
20.【答案】
【知识点】重力示意图;摩擦力的示意图
【解析】【解答】如图所示重力作用在重心上,方向竖直向下,当小车A与正前方的墙碰撞时,由于物块B具有惯性要保持原来的运动状态向右运动,此时物块相对于小车向右运动,因此会受到向左的摩擦力。
【分析】重力的方向总是竖直向下的,过重心画一个带箭头的竖直向下的力即可.
首先根据惯性判定B的运动方向,然后根据运动方向判断摩擦力的方向,再根据力的示意图的画法画出摩擦力.
21.【答案】解:如图所示:
【知识点】重力示意图;摩擦力的示意图
【解析】【解答】重力竖直向下,摩擦力平行斜面向上,作用点都在重心O,如图:
【分析】重力竖直向下,摩擦力平行斜面向上,同一物体上的力,作用点都画在重心。
22.【答案】解:过物体与墙面的接触点,沿墙面向上画一条带箭头的线段,如图所示:
【知识点】摩擦力的示意图
【解析】【分析】当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,物体受力平衡作用,因此静止在竖直墙面上的物体在竖直方向上受到重力和摩擦力作用,二力是一对平衡力,大小相等、方向相反.
23.【答案】
【知识点】弹力;摩擦力的方向
【解析】【解答】压缩弹簧,弹簧产生一个对物块向右的弹力,物体向左运动,所以物块受到的摩擦力向右,如图所示
【分析】根据受力分析作图
物体的运动方向和摩擦力方向相反,所以物体向左运动,所以物块受到的摩擦力向右,压缩弹簧,弹簧产生的弹力方向为恢复原长的方向
24.【答案】解:如图所示:
【知识点】弹力;摩擦力的示意图
【解析】【解答】 解:在草地上向右滚动的足球受到三个力的作用:竖直向下的重力G、地面竖直向上的支持力N(弹力)、水平向左的摩擦力f,力的作用点画在重心上。
【分析】首先对物体所受的力进行正确的分析,顺序是:重力一定有,弹力看四周,分析摩擦力,不忘液气浮,再结合力的示意图的画法画出各力即可.
25.【答案】(1)二力平衡;相等
(2)压力;接触面粗糙程度
(3)木板表面粗糙程度不同
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)在探究滑动摩擦力与哪些因素有关的实验中, 要用弹簧测力计拉着木块在水平方向做匀速直线运动 ,此时根据二力平衡的原理,拉力的大小等于滑动摩擦力的大小。
(2)通过比较甲、乙两次实验,压力不相同,接触面的粗糙程度相同,乙受到的压力大,滑动摩擦力也越大,这说明滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
比较甲、丙两次实验,压力大小相同,接触面粗糙程度不同,丙的接触面粗糙程度大,滑动摩擦力也越大。这说明滑动摩擦力的大小还与接触面的粗糙程度有关。
(3)弹簧测力计的示数不稳定,可能是因为木板表面的粗糙程度不同。
综上(1)第1空为二力平衡;第2空为相等;(2)第1空为压力;第2空为接触面粗糙程度;(3)第1空为木板表面粗糙程度不同
【分析】在探究滑动摩擦力与什么因素有关的实验中,小南需要考虑的主要因素包括接触面的粗糙程度、物体的重力(即压力大小)以及物体的运动速度。其中,接触面的粗糙程度和物体的重力是影响滑动摩擦力大小的两个基本因素,而物体的运动速度则是一个可能的影响因素,需要通过实验来验证。
(1)[1][2]在探究滑动摩擦力与哪些因素有关的实验中,我们利用二力平衡的原理来测量滑动摩擦力的大小。当木块在水平方向上做匀速直线运动时,它受到的拉力和滑动摩擦力就是一对平衡力,根据二力平衡的条件,这两个力的大小是相等的。因此,我们可以通过测量拉力的大小来间接得知滑动摩擦力的大小。
(2)[1]通过比较甲、乙两次实验,发现当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力也越大,这说明滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
[2]比较甲、丙两次实验,发现当压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力也越大。这说明滑动摩擦力的大小还与接触面的粗糙程度有关。
(3)根据影响摩擦力的因素可知,在压力不变的情况下,弹簧测力计的示数不稳定,即摩擦力是变化的,说明木板表面的粗糙程度不同。
26.【答案】二力平衡;压力大小;乙、丙;
【知识点】力的三要素及力的示意图;二力平衡的条件及其应用;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)实验中,用弹簧测力计水平匀速拉动木块,使木块处于平衡状态。木块在水平方向上受到平衡力的作用,由二力平衡可知,此时木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)对比甲、乙两次实验,接触面的粗糙程度相同,乙中压力较大,弹簧测力计的示数较大,说明木块受到的摩擦力较大,因此可得结论:在接触面积一定,滑动摩擦力大小与压力大小有关,且压力越大,摩擦力越大。
对比乙、丙实验,压力大小相同,木板越粗糙,弹簧测力计示数较大,说明木块受到的摩擦力较大,因此可得结论:压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)砝码随木块匀速运动时,木块与砝码相对静止,砝码相对于木块没有相对运动趋势,也没有发生相对运动,所以砝码不受木块的摩擦力。则木块对砝码只有一个向上的支持力的作用,如图所示:
故答案为:(1)二力平衡;(2)压力大小;乙、丙;(3)见上图。
【分析】(1)根据二力平衡的条件分析;
(2)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,据此分析回答;
(3)木块对砝码有一个向上的支持力。
27.【答案】(1)二力平衡
(2)压力
(3)3.4
(4)C
(5)接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力大小有关
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)弹簧测力计水平匀速拉动木块时,根据二力平衡可知,拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,依据弹簧测力计所示拉力大小,即可知测量滑动摩擦力的大小;
(2)由实验记录的表格知,三次操作的长木板表面、木块的接触面都相同,木块与所加砝码总质量(压力)不同,测力计的示数(摩擦力大小)不同,即知该实验探究的是滑动摩擦力的大小与压力之间的关系;
(3)由图可知,弹簧测力计分度值为0.1N,所以其示数为3.4N,即为滑动摩擦力大小;
(4)拉动几次,将测量数据记录在表格中,这属于科学探究中的进行实验、收集证据,故ABD错误,C正确,故选:C;
(5)分析实验数据,三次操作的长木板表面、木块的接触面都相同,木块与所加砝码总质量(压力)越大,测力计的示数(摩擦力大小)越大,可得结论:接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力大小有关。
【分析】(1)用弹簧测力计测滑动摩擦力的实验原理是二力平衡;
(2)由实验记录的表格相同物理量和不同物理量,可分析出压力对滑动摩擦力的影响;
(3)由图可知弹簧测力计分度值,读出示数即为滑动摩擦力大小;
(4)拉动几次,将测量数据记录在表格中,是科学探究中的进行实验、收集证据;
(5)由实验记录的表格相同物理量和不同物理量,可分析出接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力大小有关。
28.【答案】解:以A为研究对象,分析受力:水平方向受到拉力F和B对A的静摩擦力fA,由于A做匀速直线运动,则有fA=F=4N;
再对AB整体为研究对象,由平衡条件得知:滑动摩擦力为f=2F=8N.
答:A、B间的摩擦力为4N;B、C间的摩擦力为8N.
【知识点】摩擦力的大小
【解析】【分析】先对A研究,分析受力可知:水平方向受到拉力F和B对A的摩擦力,由平衡条件解出B对A的摩擦力.再以AB整体为研究对象,求出地面对B的支持力和摩擦力.
29.【答案】解:水平桌面上有一辆小车,张华同学用50N的力水平向右推小车,正因为受到摩擦力的作用,小车才会保持静止状态;此时推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等、方向相反.
答:小车受摩擦力的作用,大小是50N.
【知识点】摩擦力产生的条件
【解析】【分析】(1)摩擦力产生的条件:相互接触的两个物体,已经发生相对运动或者有相对运动的趋势;
(2)物体处于静止或者匀速直线运动状态时,受到的力是平衡力.
30.【答案】(1)解:因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,木块静止时对地面的压强:
p= = = = = =ρgh=0.5×103kg/m3×1m×10N/kg=5000Pa;
(2)解:由F﹣t图象可知,在3~5s内木箱受到的推力为200N,
由v﹣t图象可知,在3~5s内木箱做匀速直线运动处于平衡状态,受到的滑动摩擦力和推力是一对平衡力,二力大小相等,
所以,由3~5s内数据可以知道木块所受滑动摩擦力的大小,它等于200N;
(3)解:图丙可知,5~6s时间段内木箱做匀减速直线运动,
因滑动摩擦力的大小只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与其它因素无关,
所以,次时间段内木块所受的滑动摩擦力大小为200N不变,图象如下图:
【知识点】力与运动的关系;摩擦力的大小;压强的大小及其计算;时间速度路程的图像分析
【解析】【分析】(1)从图象中获取有用的信息,根据 p= = = = = =ρgh 求出对水平地面的压强.
(2)根据F-t图象读出3~5s内木箱受到的推力,根据V-t图象读出3~5s内木箱做匀速直线运动处于平衡状态,根据二力平衡条件求出滑动摩擦力的大小.
(3)由图可知5~65木箱运动的状态,根据影响滑动摩擦力大小的因素分析滑动摩擦力的变化,然后做出图线.
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