第5讲 摩擦力
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考点通关 直击考什么
考点1 摩擦力的产生及分类
1.摩擦力的定义:两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时,在接触面上会产生一种①_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 或②_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 的力。
2.摩擦力的产生条件
(1) 物体接触面③_ _ _ _ ;
(2)物体间相互挤压(产生压力);
(3) 物体间有相对运动或④_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
3.摩擦力的方向:与相对运动或相对运动趋势方向⑤_ _ _ _ 。
4.摩擦力的分类
(1)滑动摩擦力:大小与接触面的粗糙程度、压力大小有关。
.压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越⑥_ _ _ _ ;
.接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越⑦_ _ _ _ 。
(2)静摩擦力:大小随外力变化而变化,但有最大值。(与物重、速度、接触面积均无关)
(3)滚动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力,其大小一般小于滑动摩擦力。
深度理解
摩擦力不一定和物体运动方向相反,也可以和运动方向相同,起到动力作用,但一定与相对运动方向相反。例如人在地面上行走时,脚向后蹬地,脚相对地面的运动趋势方向向后,地面对脚的摩擦力方向向前,是动力。
考点2 增大、减小摩擦力
增大有益摩擦 减小有害摩擦
方法 增大接触面的粗糙程度 增大压力 减小接触面的粗糙程度 减小压力 变滑动为滚动 使接触面分离
举例 涂防滑粉的手(人教八下P30) 自行车的车闸(人教八下P30) 冰壶运动(人教八下P30) 顺杆滑松握杆 滚动轴承(人教八下P31) 气垫船(人教八下P31)
夯基综合练
1.判断下列说法的正误。
(1) 受静摩擦力作用的物体可能是运动的。( )
(2) 滑动摩擦力的方向一定与物体运动的方向相反。( )
(3) 塑料瓶的瓶盖上设计竖纹是为了减小手与瓶盖间的摩擦力。( )
(4) 移动重物时,在重物底下垫上钢管,这是以变滑动为滚动的方式减小摩擦力。( )
(5) 摩擦力一定是阻力。( )
(6) 压力和接触面的粗糙程度相同时,物体运动速度越大,滑动摩擦力越大。( )
2.[人教八下P6图片改编] 水平地面上静止放着一个重的箱子,小明用的力水平向右推箱子,但箱子没有被推动,这时摩擦力的大小是_ _ _ _ ,方向_ _ _ _ _ _ _ _ 。当推力增大到时,箱子在水平地面上做匀速直线运动,此时箱子受到的摩擦力是_ _ _ _ (选填“滑动”或“静”)摩擦力,其大小是_ _ _ _ 。继续增大推力到,箱子加速向前运动,此时箱子受到的摩擦力大小为_ _ _ _ 。
重点实验 多维透析
实验5 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关 新课标 探究类必做实验
实验器材:弹簧测力计、长木板、木块、毛巾、棉布、钩码等。
实验装置
甲(木板表面) 乙(木板表面) 丙(毛巾表面)
丁(棉布表面)
实验原理:二力平衡。
实验步骤
1.探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系:
(1)在水平桌面上铺上长木板,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在长木板上做匀速直线运动,记下弹簧测力计示数。
(2)在木块上放钩码,改变木块对木板的压力,重复上述实验步骤,记下弹簧测力计示数。
2.探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系:
将棉布、毛巾分别铺在木板上,改变接触面的粗糙程度,重复上述实验步骤,记下弹簧测力计示数。
实验方法:控制变量法。
实验结论
当接触面的粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大;当接触面受到的压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。(另外,大量实验表明,滑动摩擦力的大小还与接触面的材料有关)
实验一题练透
问题
小明在做“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”实验时,利用一套器材依次完成如图1~4所示的实验,其中图1、图2中长木板正面朝上,图3中长木板反面朝上,长木板的反面比正面粗糙。
图1 图2 图3
图4
图5
图6
基础设问
1.小明提出如下猜想:①滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关;②滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。如果小明要验证猜想①,他应该选择图_ _ _ _ 所示的实验来操作;如果小明要验证猜想②,他应该选择图_ _ _ _ 所示的实验来操作。
证据
2.实验中,小明用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板做匀速直线运动,此时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,这是利用了_ _ _ _ _ _ _ _ 的知识。
3.小明分别对猜想①、②进行了实验验证。在图1、图3实验中弹簧测力计的示数分别为、,在图2实验中,弹簧测力计的示数如图4所示,示数为_ _ _ _ 。
解释
4.小明多次实验后得出结论:接触面所受的压力_ _ _ _ ,接触面_ _ _ _ _ _ ,滑动摩擦力越大。
能力设问
交流
5.[生活实际]许多情况下摩擦是有用的,人们常常设法增大它。请写出一个通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的实例:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
6.[实验改进]实验后,小明和同学们对实验中存在的问题进行了交流,改进了实验方案,设计了如图5所示的实验装置:将弹簧测力计固定不动,木块挂在弹簧测力计的挂钩上,不拉木块,改为拉动长木板,使长木板与木块发生相对运动,并得出了相同结论。针对实验改进,同学们提出了以下观点,其中不正确的是_ _ _ _ (选填序号)。
A.改进后,拉动长木板时不必保持匀速运动,更易于操作
B.改进后,弹簧测力计示数较稳定,容易读出正确的数值
C.改进后,木块稳定时受到的滑动摩擦力小于弹簧测力计对木块的拉力
7.[2017河北节选]小明用弹簧测力计水平拉着木块沿水平方向以大小不同的速度在木板上做匀速直线运动时,弹簧测力计示数相同。说明滑动摩擦力的大小与速度大小_ _ _ _ 。
8.[2017河北拓展]小明完成实验后,将长木板一端支起,用弹簧测力计沿平行长木板方向向上拉着木块做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为。已知摩擦力此时为压力的,则木块对木板的压力为_ _ _ _ 。(已知木板长,支起的高度为,木块重)
9.[实验改进]小明与伙伴共同改进了实验方式,将图5测量摩擦力大小的装置改为如图6所示装置,传送带需要_ _ _ _ (选填“顺”或“逆”)时针转动。
10.[图像问题]小明用粗糙程度不同的长木板甲和乙进行实验。在木块上加不同数量的钩码改变压力的大小,记录多组滑动摩擦力及压力的大小,作出滑动摩擦力随压力变化的图像如图7所示。由图像可知:在接触面粗糙程度一定的情况下,滑动摩擦力的大小与压力大小成_ _ _ _ (选填“正”或“反”)比;长木板_ _ _ _ (选填“甲”或“乙”)的接触面更粗糙。
图7
11.[运动和力的图像]如图8所示,放在水平地面上的物体受到水平向右的拉力的作用,图像和图像分别如图9、10所示,则物体在第4秒时受到的摩擦力大小为_ _ _ _ 。
图8 图9 图10
命题研究 聚焦怎么考
命题点1 摩擦力的分析和判断★★☆5年2考
考向命题点1
1.减小摩擦力的方式:①减小接触面的粗糙程度;②减小压力;③变滑动为滚动;④使接触面分离。
2.摩擦力的产生条件:①接触面粗糙;②相互接触且挤压;③有相对运动或相对运动趋势。
3.力的作用是相互的,摩擦力不一定是阻力。
易错命题点1
1.滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小和接触面的粗糙程度有关,还与接触面的材料有关,与运动速度、接触面积的大小均无关。
2.正确理解“推了但没有推动”:“没推动”,物体只是没有相对运动,但存在相对运动趋势,此时有静摩擦力;“没推动”即物体静止,因此物体受力平衡,即推力大小等于摩擦力大小。
1.下列说法正确的是( )
A.[2024河北] 移动重物时在下面垫圆木是利用滑动代替滚动减小摩擦力
B.[2013河北] 相互接触的物体发生相对运动时一定会产生摩擦力
C.[2013河北] 马拉车向前运动时,车受到向后的摩擦力,马受到向前的摩擦力
D.[2015河北] 汽车紧急刹车过程中会在公路上留下车胎的擦痕,擦痕越长,说明车的惯性越大
2.[2025河北节选]如图所示,手掌压在桌面上滑动的过程中,压桌面的力越大,受到的摩擦力越_ _ _ _ ;压力相同时,桌面越粗糙,受到的摩擦力越_ _ _ _ 。在自行车中,有的设计是为了增大摩擦,请写出其中一例:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
3.[T3拓展2025秦皇岛模拟] 劳动课上,小明用不同的方式搬运一个放在水平地面上的箱子。下列说法正确的是( )
A.甲图:水平用力推箱子,当箱子没有被推动时,推力小于摩擦力
B.甲图:水平用力推箱子,当箱子匀速直线运动时,推力大于摩擦力
C.乙图:当箱子和平板车一起匀速直线运动时,箱子和平板车之间存在摩擦力
D.乙图:平板车下边装有轮子是为了减小摩擦
第5讲 摩擦力
考点通关 直击考什么
考点1 摩擦力的产生及分类
1.阻碍相对运动; 相对运动趋势
2.(1) 粗糙
(3) 相对运动趋势
3.相反
4.大; 大
考点2 增大、减小摩擦力
夯基综合练
1.(1) √
(2) ×
(3) ×
(4) √
(5) ×
(6) ×
2.100; 水平向左; 滑动; 200; 200
重点实验 多维透析
实验5 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关 新课标 探究类必做实验
实验一题练透
1.1、2; 2、3
2.二力平衡
3.1.0
4.越大; 越粗糙
5.体操运动员上器械前,在手上涂防滑粉(合理即可)
6.C
[解析]由题图5可知,拉动长木板,使长木板与木块相对运动,不管是否匀速拉动长木板,木块始终处于相对桌面静止状态,它受到弹簧测力计的拉力和长木板对它的滑动摩擦力,此二力始终平衡,且弹簧测力计示数稳定,易读数。故选。
7.无关
8.0.8
[解析]将长木板一端支起,即为斜面,匀速拉动木块到斜面顶端时,拉力所做功等于克服重力做功与克服摩擦力做功之和,即,代入数据得,解得,再代入摩擦力与压力的关系式计算可得,压力。
9.逆
10.正; 甲
[解析]滑动摩擦力随压力变化的图像过原点,滑动摩擦力的大小与压力大小成正比;在压力一定的情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,由题图7可以看出,压力相同时,木块在长木板甲上所受的滑动摩擦力较大,说明长木板甲的接触面更粗糙。
11.2
命题研究 聚焦怎么考
命题点1 摩擦力的分析和判断★★☆5年2考
1.C
2.大; 大; 自行车轮胎上有凹凸不平的花纹(合理即可)
[解析]滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面粗糙程度有关:压力越大、接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。自行车增大摩擦的设计如轮胎上有花纹、把手上有花纹、脚蹬凹凸不平等。
3.D
[解析]水平用力推箱子,当箱子没有被推动时,处于静止状态,合力为零,所以推力等于摩擦力,错误;水平用力推箱子,当箱子匀速直线运动时,由二力平衡可知,推力等于摩擦力,错误;当箱子和平板车一起匀速直线运动时,箱子处于平衡状态,水平方向不受力,所以箱子和平板车之间没有摩擦力,错误;平板车下边装有轮子,将滑动摩擦变为滚动摩擦,是为了减小摩擦,正确。