6.4 摩擦力
第1课时 摩擦力及探究滑动摩擦力
知识点1 生活中的摩擦
1.关于摩擦力产生的条件,下列说法正确的是( D )
A.相互压紧的粗糙物体间总有摩擦力作用
B.相对运动的物体间总有摩擦力作用
C.只要相互压紧并发生相对运动的物体间就有摩擦力作用
D.只有相互压紧并发生相对运动或有相对运动趋势的粗糙物体间才有摩擦力作用
2.(广西南宁校级期末)如图,冰壶在水平冰面上向右减速滑行,请在O点画出此时冰壶受到的摩擦力示意图。
如图所示:
知识点2 探究滑动摩擦力
3.(辽宁抚顺三模)在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中,小明用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿水平长木板滑动,如图所示,下列说法正确的是( D )
A.木块运动过程中受到的滑动摩擦力向右
B.木块运动过程中所受滑动摩擦力的大小为2.4 N
C.在木块上加砝码重新实验,发现测力计示数变大,说明滑动摩擦力大小与物重有关
D.更换表面更粗糙的长木板重新实验,可探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系
4.(广西南宁青秀区校级开学)在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”实验中,小明用完全相同的木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。
(1)实验中用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使木块做__匀速直线__运动,此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)甲、乙两次实验说明滑动摩擦力的大小与__压力大小__有关,甲、丙两次实验说明滑动摩擦力的大小与__接触面的粗糙程度__有关。
(3)在做图甲实验时,木块运动过程中,如果速度突然变大,滑动摩擦力大小将__不变__(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)实验后,小明为班级的拔河比赛做了科学决策,使班级赢得比赛。他做出的科学决策是:组队时,应选质量较__大__(选填“大”或“小”)的同学,同时在比赛时队员应穿底部较__粗糙__(选填“光滑”或“粗糙”)的鞋子。
知识点3 滚动摩擦和静摩擦
5.摩擦有静摩擦、滑动摩擦和滚动摩擦三种,下列现象中各属于哪种摩擦。
(1)小孩从滑梯上滑下,小孩和滑梯间的摩擦是__滑动摩擦__。
(2)自行车刹车时,刹皮和车轮钢圈间的摩擦是__滑动摩擦__。
(3)足球在地面上滚动时,足球与地面间的摩擦是__滚动摩擦__。
(4)人走路时,鞋底和地面间的摩擦是__静摩擦__。
6.(广西百色田阳区期末)书法是中国特有的一种传统艺术。如图是手握毛笔写毛笔字的情景,下列分析正确的是( D )
A.悬空竖直握笔静止不动,毛笔没有受到摩擦力
B.向右水平写字,笔毫受到的摩擦力方向向右
C.轻写与重写对纸张摩擦力大小无变化
D.相同压力运笔,墨汁越多,笔对纸张摩擦力越小
7.(广西桂林期中)小荣同学用如图所示装置研究滑动摩擦力,用大小为3 N的水平向右的拉力F拉动长木板的过程中,木块保持静止不动。下列说法正确的是( B )
A.木块所受的摩擦力为1.2 N
B.木块所受摩擦力方向水平向右
C.力F增大时,木块所受滑动摩擦力变大
D.拉动木板速度变快时,木块所受滑动摩擦力变大
由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2 N,此时弹簧测力计的示数为0.8 N,所以木块受到的摩擦力为0.8 N,故A错误;木块保持静止不动,水平方向上受力平衡,弹簧测力计对木块的拉力水平向左,则木块受到的摩擦力水平向右,故B正确;力F增大或拉动木板速度变快时,木块对木板的压力大小、接触面的粗糙程度不变,所以木块所受滑动摩擦力大小不变,故C、D错误。
8.(河北保定曲阳县期末)如图,小华用不计重力的弹簧测力计拉着一物块以2 m/s的速度在水平地面上匀速前进,弹簧测力计的读数为__2.8__N,物块受到的滑动摩擦力的大小为__2.8__N;当速度增加到4 m/s时,物块受到的滑动摩擦力的大小__不变__(选填“变大”“变小”或“不变”)。
9.(科学探究)为了探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,小明选用以下能满足实验要求的器材做了一系列的实验:形状相同的木块和铁块、表面平整的长木板、弹簧测力计等。小明做的部分实验如下表所示。(实验时,长木板固定在水平桌面上)
序号 实验方法 图示
1 把木块平放在长木板上,用弹簧测力计水平拉动木块,使木块做匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数F1
2 把铁块侧放在长木板上,用弹簧测力计水平拉动铁块,使铁块做匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数F2
3 木块在下,铁块在上叠放在一起后放到长木板上,用弹簧测力计水平拉动木块,使它们做匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数F3
小明发现,三次实验中弹簧测力计的示数均不相同,即F1≠F2≠F3,且F1<F3。
(1)比较1、3两次实验,由F1<F3得出的结论是__接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大__。
(2)比较1、2两次实验,根据F1≠F2,小明认为:滑动摩擦力的大小与接触面积有关。小明得出这个错误结论的原因是__没有控制压力大小、接触面粗糙程度相同__。
(3)实验中运用了转换法,把摩擦力的大小转换为__拉力大小__。为了保证转换的正确性,实验中采取的措施是__拉动木块做匀速直线运动__。
(4)小明想:木块表面粗糙还是铁块表面粗糙?请你利用现有器材增加一次实验,解决小明的问题。写出实验方法和结论。方法:__将铁块叠放在木块之下,重复步骤3的实验,记下弹簧测力计的示数F4,比较F3和F4的大小__;
结论:__若F3>F4,则说明木块的表面粗糙;若F3<F4,则说明铁块的表面粗糙__。
第2课时 增大摩擦与减小摩擦的方法
知识点1 增大摩擦与减小摩擦的方法
1.下列是生活中的一些摩擦现象:①走路时鞋底与地面之间的摩擦;②汽车行驶时,汽车与空气之间的摩擦;③骑自行车时,车轮与轴之间的摩擦;④教室的门与门框之间塞入硬纸片,门就不易被风吹开。其中属于有害摩擦的是( B )
A.①和② B.②和③
C.①和④ D.②和④
2.(广西南宁武鸣区模拟)如图所示是摩擦力在日常生活中一些应用实例,其中是为了增大摩擦力的是( A )
3.(广西河池二模)在日常生活中,下列实例是为了减小摩擦的是( B )
A.下雪后在路面上撒煤渣
B.给机器轴承加润滑油
C.瓶盖侧表面刻有竖纹
D.拔河时用力握紧绳子
4.下列做法中,属于增大摩擦的是( C )
A.锁生锈不好开时,将少量食用油注入锁孔,就容易打开了
B.拉链不好拉时,在拉链上抹一点蜡,就好拉了
C.冬天马路上结冰时,在冰面上撒些细沙或炉渣,就更安全了
D.搬运笨重的货箱时,在地上铺几根圆木就容易搬动了
知识点2 摩擦力的大小分析
5.(山东德州武城县期末)如图所示,在同一水平面上,有表面粗糙程度相同、质量不同(mP<mQ)的两个木块,按照甲、乙、丙、丁四种方式放置,分别在水平力F1、F2、F3和F4的作用下做匀速直线运动,则下列关系式正确的是( D )
A.F1=F2 B.F2>F3
C.F3>F4 D.F3=F4
滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关;甲、乙两图中,接触面的粗糙程度相同、物体的质量不同,且mP<mQ,则由F=G=mg可知,P对地面的压力要小于Q对地面的压力,所以物体受到摩擦力的关系为f甲<f乙,因物体在水平面上做匀速直线运动,则推力等于摩擦力,所以F1<F2,故A错误;乙、丙两图中,接触面的粗糙程度相同、物体的质量不同,且mQ<mQ+mP,则由F=G=mg可知,丙图中物体对接触面的压力较大,所以物体受到摩擦力的关系为f乙<f丙,因物体在水平面上做匀速直线运动,则推力等于摩擦力,所以F2<F3,故B错误;丙、丁两图中,改变了接触面积的大小,但压力大小和接触面的粗糙程度均不变,摩擦力大小不变,且物体做匀速直线运动,所以推力大小不变,即F3=F4,故D正确,C错误。
6.(广西崇左期末)重100 N的箱子,在水平地面上受到水平向东20 N的拉力时,箱子恰好做匀速直线运动,此时箱子受到的摩擦力的大小为__20__N,当水平拉力增大到30 N时,箱子受到的摩擦力为__20__N。
箱子受20 N的水平向东的拉力时,箱子恰好做匀速直线运动,说明箱子处于平衡状态,则在水平方向上所受的拉力与摩擦力相互平衡,摩擦力等于推力等于20 N,方向水平向西;当水平推力增大到30 N时,箱子对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,仍为20 N。
7.教室的门关不紧,常被风吹开。小明在门与门框之间塞入硬纸片后,门就不易被风吹开了。下列解释合理的是( C )
A.门被风吹开是因为门没有受到摩擦力的作用
B.门没被风吹开是因为风吹门的力小于摩擦力
C.塞入硬纸片是通过增大压力来增大摩擦
D.塞入硬纸片是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦
8.(山东泰安宁阳县一模)如图所示,木块B放在桌面上,木块A放在木块B上,现用2 N的力F水平拉木块B,并使木块A和木块B在水平方向上一同向右做匀速运动,不计空气阻力。下列说法正确的是( D )
①木块A受到的摩擦力方向向左
②木块A受到的摩擦力为2 N
③木块B受到的摩擦力方向向左
④木块B受到的摩擦力为2 N
A.只有①③正确 B.只有②③正确
C.只有①④正确 D.只有③④正确
9.(四川泸州模拟)如图,分别在甲、乙两张桌子上匀速推动P、Q两个不同的物体,下列说法正确的是( C )
A.若甲桌面比乙粗糙,则甲中推动P的力更大
B.若P物体的质量比Q大,则推动P的力更大
C.若P受的推力大于Q受的推力,则P受的摩擦力大于Q受的摩擦力
D.若P物体的速度越大,则推动P的力更大
10.(广东茂名信宜市月考)拔河比赛中,运动员会带上纱布手套,穿鞋底带有花纹的鞋,这些措施都是通过增大__接触面的粗糙程度__来增大摩擦;拔河
时手要使劲握住绳子是通过增大__压力__来增大摩擦。如果地面上有沙粒,运动员就很容易被拉动,这是因为沙粒将滑动摩擦变为滚动摩擦,使摩擦力变__小__。
11.(科学探究)生活经验告诉我们,自行车轮胎内气压越低,骑起来就越费力;汽车轮胎内气压越低,油耗就越高。小明和小强经过观察发现,轮胎内气压降低是导致它与地面接触面积增大的一个原因,于是他们提出了滚动摩擦力是否与轮胎和地面的接触面积大小有关的问题。
为此,他们设计了一个实验方案:在同一水平道路上,让小明骑在同一辆自行车上控制方向把,双脚踏在板上不动,分别在三种胎压情况下,小强用弹簧测力计沿运动方向拉着自行车匀速运动,经过反复实验,得到了不同胎压下滚动摩擦力的平均值如下表所示(车胎放掉的气体质量、其他阻力忽略不计)。
胎压 正常 较低 很低
滚动摩擦力(平均值) 15.5 N 20.2 N 28.8 N
(1)在上述实验方案中,“让小明骑在同一辆自行车上”的目的是为了控制__压力一定__;“沿运动方向拉着自行车匀速运动”是为了使拉力__等于__滚动摩擦力。
(2)通过对实验数据的分析可以得到的结论是:在其他条件相同的情况下,自行车的轮胎与地面的接触面积越大,滚动摩擦力__越大__。
(3)由此,他们联想到:汽车轮胎内气压越低,车轮与地面的接触面积__越大__,滚动摩擦力就__越大__,油耗就__越高__。这样车辆的使用成本就会增加,而且对环境的污染会加剧。对此现象你提出的一条建议是__多检查轮胎,保持足够胎压__。6.4 摩擦力
第1课时 摩擦力及探究滑动摩擦力
知识点1 生活中的摩擦
1.关于摩擦力产生的条件,下列说法正确的是( )
A.相互压紧的粗糙物体间总有摩擦力作用
B.相对运动的物体间总有摩擦力作用
C.只要相互压紧并发生相对运动的物体间就有摩擦力作用
D.只有相互压紧并发生相对运动或有相对运动趋势的粗糙物体间才有摩擦力作用
2.(广西南宁校级期末)如图,冰壶在水平冰面上向右减速滑行,请在O点画出此时冰壶受到的摩擦力示意图。
知识点2 探究滑动摩擦力
3.(辽宁抚顺三模)在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中,小明用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿水平长木板滑动,如图所示,下列说法正确的是( )
A.木块运动过程中受到的滑动摩擦力向右
B.木块运动过程中所受滑动摩擦力的大小为2.4 N
C.在木块上加砝码重新实验,发现测力计示数变大,说明滑动摩擦力大小与物重有关
D.更换表面更粗糙的长木板重新实验,可探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系
4.(广西南宁青秀区校级开学)在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”实验中,小明用完全相同的木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。
(1)实验中用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使木块做__ __运动,此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)甲、乙两次实验说明滑动摩擦力的大小与__ __有关,甲、丙两次实验说明滑动摩擦力的大小与__ __有关。
(3)在做图甲实验时,木块运动过程中,如果速度突然变大,滑动摩擦力大小将__ __(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)实验后,小明为班级的拔河比赛做了科学决策,使班级赢得比赛。他做出的科学决策是:组队时,应选质量较__ __(选填“大”或“小”)的同学,同时在比赛时队员应穿底部较__ __(选填“光滑”或“粗糙”)的鞋子。
知识点3 滚动摩擦和静摩擦
5.摩擦有静摩擦、滑动摩擦和滚动摩擦三种,下列现象中各属于哪种摩擦。
(1)小孩从滑梯上滑下,小孩和滑梯间的摩擦是__ __。
(2)自行车刹车时,刹皮和车轮钢圈间的摩擦是__ __。
(3)足球在地面上滚动时,足球与地面间的摩擦是__ __。
(4)人走路时,鞋底和地面间的摩擦是__ __。
6.(广西百色田阳区期末)书法是中国特有的一种传统艺术。如图是手握毛笔写毛笔字的情景,下列分析正确的是( )
A.悬空竖直握笔静止不动,毛笔没有受到摩擦力
B.向右水平写字,笔毫受到的摩擦力方向向右
C.轻写与重写对纸张摩擦力大小无变化
D.相同压力运笔,墨汁越多,笔对纸张摩擦力越小
7.(广西桂林期中)小荣同学用如图所示装置研究滑动摩擦力,用大小为3 N的水平向右的拉力F拉动长木板的过程中,木块保持静止不动。下列说法正确的是( )
A.木块所受的摩擦力为1.2 N
B.木块所受摩擦力方向水平向右
C.力F增大时,木块所受滑动摩擦力变大
D.拉动木板速度变快时,木块所受滑动摩擦力变大
8.(河北保定曲阳县期末)如图,小华用不计重力的弹簧测力计拉着一物块以2 m/s的速度在水平地面上匀速前进,弹簧测力计的读数为__ __N,物块受到的滑动摩擦力的大小为__ __N;当速度增加到4 m/s时,物块受到的滑动摩擦力的大小__ __(选填“变大”“变小”或“不变”)。
9.(科学探究)为了探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,小明选用以下能满足实验要求的器材做了一系列的实验:形状相同的木块和铁块、表面平整的长木板、弹簧测力计等。小明做的部分实验如下表所示。(实验时,长木板固定在水平桌面上)
序号 实验方法 图示
1 把木块平放在长木板上,用弹簧测力计水平拉动木块,使木块做匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数F1
2 把铁块侧放在长木板上,用弹簧测力计水平拉动铁块,使铁块做匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数F2
3 木块在下,铁块在上叠放在一起后放到长木板上,用弹簧测力计水平拉动木块,使它们做匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数F3
小明发现,三次实验中弹簧测力计的示数均不相同,即F1≠F2≠F3,且F1<F3。
(1)比较1、3两次实验,由F1<F3得出的结论是__ __。
(2)比较1、2两次实验,根据F1≠F2,小明认为:滑动摩擦力的大小与接触面积有关。小明得出这个错误结论的原因是__ __。
(3)实验中运用了转换法,把摩擦力的大小转换为__ __。为了保证转换的正确性,实验中采取的措施是__ __。
(4)小明想:木块表面粗糙还是铁块表面粗糙?请你利用现有器材增加一次实验,解决小明的问题。写出实验方法和结论。方法:__ __;
结论:__ __。
第2课时 增大摩擦与减小摩擦的方法
知识点1 增大摩擦与减小摩擦的方法
1.下列是生活中的一些摩擦现象:①走路时鞋底与地面之间的摩擦;②汽车行驶时,汽车与空气之间的摩擦;③骑自行车时,车轮与轴之间的摩擦;④教室的门与门框之间塞入硬纸片,门就不易被风吹开。其中属于有害摩擦的是( )
A.①和② B.②和③
C.①和④ D.②和④
2.(广西南宁武鸣区模拟)如图所示是摩擦力在日常生活中一些应用实例,其中是为了增大摩擦力的是( )
3.(广西河池二模)在日常生活中,下列实例是为了减小摩擦的是( )
A.下雪后在路面上撒煤渣
B.给机器轴承加润滑油
C.瓶盖侧表面刻有竖纹
D.拔河时用力握紧绳子
4.下列做法中,属于增大摩擦的是( )
A.锁生锈不好开时,将少量食用油注入锁孔,就容易打开了
B.拉链不好拉时,在拉链上抹一点蜡,就好拉了
C.冬天马路上结冰时,在冰面上撒些细沙或炉渣,就更安全了
D.搬运笨重的货箱时,在地上铺几根圆木就容易搬动了
知识点2 摩擦力的大小分析
5.(山东德州武城县期末)如图所示,在同一水平面上,有表面粗糙程度相同、质量不同(mP<mQ)的两个木块,按照甲、乙、丙、丁四种方式放置,分别在水平力F1、F2、F3和F4的作用下做匀速直线运动,则下列关系式正确的是( )
A.F1=F2 B.F2>F3
C.F3>F4 D.F3=F4
6.(广西崇左期末)重100 N的箱子,在水平地面上受到水平向东20 N的拉力时,箱子恰好做匀速直线运动,此时箱子受到的摩擦力的大小为__ __N,当水平拉力增大到30 N时,箱子受到的摩擦力为__ __N。
7.教室的门关不紧,常被风吹开。小明在门与门框之间塞入硬纸片后,门就不易被风吹开了。下列解释合理的是( )
A.门被风吹开是因为门没有受到摩擦力的作用
B.门没被风吹开是因为风吹门的力小于摩擦力
C.塞入硬纸片是通过增大压力来增大摩擦
D.塞入硬纸片是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦
8.(山东泰安宁阳县一模)如图所示,木块B放在桌面上,木块A放在木块B上,现用2 N的力F水平拉木块B,并使木块A和木块B在水平方向上一同向右做匀速运动,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
①木块A受到的摩擦力方向向左
②木块A受到的摩擦力为2 N
③木块B受到的摩擦力方向向左
④木块B受到的摩擦力为2 N
A.只有①③正确 B.只有②③正确
C.只有①④正确 D.只有③④正确
9.(四川泸州模拟)如图,分别在甲、乙两张桌子上匀速推动P、Q两个不同的物体,下列说法正确的是( )
A.若甲桌面比乙粗糙,则甲中推动P的力更大
B.若P物体的质量比Q大,则推动P的力更大
C.若P受的推力大于Q受的推力,则P受的摩擦力大于Q受的摩擦力
D.若P物体的速度越大,则推动P的力更大
10.(广东茂名信宜市月考)拔河比赛中,运动员会带上纱布手套,穿鞋底带有花纹的鞋,这些措施都是通过增大__ __来增大摩擦;拔河
时手要使劲握住绳子是通过增大__ __来增大摩擦。如果地面上有沙粒,运动员就很容易被拉动,这是因为沙粒将滑动摩擦变为滚动摩擦,使摩擦力变__ __。
11.(科学探究)生活经验告诉我们,自行车轮胎内气压越低,骑起来就越费力;汽车轮胎内气压越低,油耗就越高。小明和小强经过观察发现,轮胎内气压降低是导致它与地面接触面积增大的一个原因,于是他们提出了滚动摩擦力是否与轮胎和地面的接触面积大小有关的问题。
为此,他们设计了一个实验方案:在同一水平道路上,让小明骑在同一辆自行车上控制方向把,双脚踏在板上不动,分别在三种胎压情况下,小强用弹簧测力计沿运动方向拉着自行车匀速运动,经过反复实验,得到了不同胎压下滚动摩擦力的平均值如下表所示(车胎放掉的气体质量、其他阻力忽略不计)。
胎压 正常 较低 很低
滚动摩擦力(平均值) 15.5 N 20.2 N 28.8 N
(1)在上述实验方案中,“让小明骑在同一辆自行车上”的目的是为了控制__ __;“沿运动方向拉着自行车匀速运动”是为了使拉力__ __滚动摩擦力。
(2)通过对实验数据的分析可以得到的结论是:在其他条件相同的情况下,自行车的轮胎与地面的接触面积越大,滚动摩擦力__ __。
(3)由此,他们联想到:汽车轮胎内气压越低,车轮与地面的接触面积__ __,滚动摩擦力就__ __,油耗就__ __。这样车辆的使用成本就会增加,而且对环境的污染会加剧。对此现象你提出的一条建议是__ __。