第12讲 摩擦力
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考点通关 直击考什么
考点1 三种摩擦力
1.静摩擦力:两个相互接触的物体,当它们有①_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 时,在接触面上会产生一种②_ _ _ _ 相对运动趋势的力,这种力叫作静摩擦力(方向与相对运动趋势方向相反),但此时两物体仍保持③_ _ _ _ _ _ _ _ 。
2.滑动摩擦力
(1)定义:两个④_ _ _ _ _ _ _ _ 的物体,当它们⑤_ _ _ _ _ _ _ _ 时,在接触面上会产生一种⑥_ _ _ _ 相对运动的力,这种力叫作滑动摩擦力(方向与相对运动方向相反)。
(2)影响因素
.接触面所受的⑦_ _ _ _ :接触面受到的⑧_ _ _ _ _ _ _ _ ,滑动摩擦力越大;
.接触面的⑨_ _ _ _ _ _ _ _ :接触面越⑩_ _ _ _ ,滑动摩擦力越大。此外,滑动摩擦力的大小还与接触面的材料有关。
3.滚动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上滚动时受到的摩擦力。
考点2 增大和减小摩擦的方法
目的 方法 实例
增大摩擦 增大压力 用力捏刹车、用力擦黑板等
使接触面变 _ _ _ _ 装防滑链、轮胎表面有花纹、瓶盖上的竖纹等
减小摩擦 减小压力 用密度小的材料制作雪橇等
使接触面变 _ _ _ _ 抛光机械零件等
变滑动为 _ _ _ _ 滚动轴承、旱冰鞋等
使接触面分离 气垫船、磁悬浮列车、加润滑油等
夯基综合练
判断正误,对的打“√”,错的打“”。
1.运动的物体受摩擦力作用,静止的物体不受摩擦力作用。( )
2.相对静止的两个物体间不会产生摩擦力。( )
3.若地面光滑,那么人无法在地面上走路。( )
4.用的力沿水平方向推静止在地面上的物体,物体不动,则物体所受摩擦力为0。( )
5.用的力拉着物体在水平方向做匀速直线运动,物体所受摩擦力为。( )
6.汽车刹车时速度变小,摩擦力变大。( )
7.用手握着杯子竖直移动时,摩擦力的方向竖直向上。( )
重点实验 多维透析
实验12 探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关 新课标 探究类必做实验
实验思路
猜想1:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关
问题
在“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中,小明在水平桌面上完成了如图所示实验。
证据
1.如图甲、乙所示,用弹簧测力计水平拉动木块,使木块做_ _ _ _ _ _ _ _ 运动,观察到甲、乙两图中弹簧测力计示数_ _ _ _ (选填“相同”或“不同”),可以得出的结论是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
2.请画出“探究滑动摩擦力的大小与压力大小是否有关”的实验数据记录表。
解释
3.小明使用乙、丙两图装置,通过改变木块上砝码的数量,进行三次实验,可以得出的结论是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
4.[方案评估] 如图乙所示,测出木块受到的滑动摩擦力大小为,将木块竖着切去一部分,继续用弹簧测力计水平拉动剩余木块在毛巾面做匀速直线运动,测出此时剩余木块受到的滑动摩擦力大小为,发现,小明得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积大小有关。你认为小明的结论是否正确?_ _ _ _ _ _ ,请说明理由: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
交流
5.[误差分析] 若实验时增大拉力,则木块受到的滑动摩擦力大小_ _ _ _ (选填“改变”或“不变”),请说明理由:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
6.[方案改进2024海淀二模改编] 在水平的实验桌上有如图丁所示的实验装置,一个长方体木块(长、宽、高均不等,各表面的粗糙程度相同且面积已知)平放在水平长木板上。忽略定滑轮的摩擦,请利用该装置设计实验证明滑动摩擦力的大小与接触面积无关。
丁
(1) 将以下的实验步骤补充完整:
①将木块平放在水平长木板上,调节滑轮的高度,使通过滑轮的细线一端竖直拉紧弹簧测力计的挂钩,另一端沿水平方向拉紧长木板上的木块;再沿水平方向拉动长木板,弹簧测力计指针的位置稳定后读数,记录接触面积和弹簧测力计的示数;
②_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,
弹簧测力计指针的位置稳定后读数,记录接触面积和弹簧测力计的示数;
③根据_ _ _ _ ,分别得出两次实验中滑动摩擦力的大小并记录。
(2) 如图戊,两个完全相同的纸箱,分别按图示方式摆放,由上述实验结论可知,当它们沿水平地面做匀速直线运动时,水平推力大小关系为_ _ _ _ (选填“ ”“”或“”)。
戊
(3) 交流评估时,小明发现改进后的方案拉动长木板的过程中,弹簧测力计的示数仍然不稳定,可能的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
命题研究 聚焦怎么考
命题点1 增大或减小摩擦 ★☆☆5年3考
要点命题点1
增大摩擦的方法
1.增大接触面所受的压力;
2.增大接触面的粗糙程度。
减小摩擦的方法
1.减小接触面所受的压力;
2.减小接触面的粗糙程度;
3.变滑动为滚动;
4.使接触面分离。
1.[2025北京]如图所示实例中,为了增大摩擦的是( )
A.轴承中装有滚珠 B.给车轴加润滑油
C.用力压住橡皮擦字 D.轮滑鞋装有滚轮
2.[2024北京]下列关于自行车的实例,为了减小摩擦的是( )
A.车把上套了有花纹的橡胶套
B.遇到紧急情况时用力捏刹车闸
C.自行车轮胎上刻有花纹
D.车轮的轴承中装有滚珠
命题点2 摩擦力大小的判断和计算 ★★☆5年3考
考法命题点2
给出实际情境,结合物体的运动状态分析物体的受力,判断其中摩擦力的大小、方向及变化情况。
方法命题点2
摩擦力大小的判断方法
1.根据物体的运动状态,判断物体受到静摩擦力还是滑动摩擦力。
2.根据摩擦力种类的特点判断摩擦力的大小情况:
(1)滑动摩擦力:压力越大,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(2)静摩擦力:物体保持平衡,则外力越大,平衡该外力的静摩擦力就越大,可通过受力分析求出。
3.[2021北京改编]如图所示,质量一定的木块放在由同种材料制成的粗糙程度均匀的水平桌面上。木块在水平拉力作用下从点由静止开始运动,运动得越来越快;当木块到达点时,撤去拉力,木块继续运动,运动得越来越慢,最后停在点。下列说法中正确的是( )
A.木块在段所受摩擦力的大小等于水平拉力的大小
B.木块在段所受摩擦力的大小等于在段所受摩擦力的大小
C.木块在段运动得越来越慢,是由于木块受到的摩擦力越来越大
D.在点时撤去拉力,木块不再受摩擦力的作用
在段,减小水平拉力的大小,使木块做匀速直线运动,则木块所受摩擦力_ _ _ _ (选填“增大”“减小”或“不变”)。点撤去拉力,物体的运动状态_ _ _ _ (选填“改变”或“不变”)。
4.[情境变化-竖直方向] 如图所示,用手握住重为的瓶子,使瓶子在竖直方向悬空静止,握力大小为,下列说法正确的是( )
A.瓶子受到的摩擦力方向竖直向上,大小为
B.如果竖直向上匀速移动瓶子,则摩擦力的方向由向上变为向下
C.若增大握力,则瓶子受到的摩擦力变大
D.往瓶中倒入适量的水,瓶子仍静止,此时手对瓶的摩擦力变大
5.[力与运动图像结合] 木块放在粗糙程度相同的水平地面上,对木块施加水平拉力,如图甲所示;与时间的关系如图乙所示;木块的运动速度与时间的关系如图丙所示。以下说法正确的是[多选]( )
A.时,木块受到的摩擦力是0
B.在内,木块做加速直线运动,受到的摩擦力为
C.在内,木块做匀速直线运动,受到的摩擦力为
D.在内,木块受到的摩擦力保持不变
方法
关于力与运动的图像分析题
1.读题看图,明确每个图像的横、纵坐标代表的物理量。
2.找出物体分为哪几个运动阶段。
3.根据物体的运动状态判断所受摩擦力的类型。
4.对每个阶段进行受力分析,并根据受力分析和运动状态得出各个力的大小。
6.[2025北京] 如图所示是冰壶场地的示意图,水平冰面粗糙程度相同。某同学用水平推力使冰壶从点向前运动,到点时松手,冰壶滑行到点静止。下列说法正确的是( )
A.冰壶从到的过程,该同学对冰壶做了功
B.冰壶能够从运动到,是由于它受到了惯性作用
C.冰壶从到的过程先加速后减速,机械能没有转化为内能
D.冰壶在段所受的摩擦力等于在段所受的摩擦力
命题点3 探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关 ★★☆5年3考
考法命题点3
通常以探究性实验的形式考查以下内容:
1.应水平匀速拉动物块。
2.实验中的自变量和因变量的识别。
3.实验结论的描述:
两次实验得出因变量与自变量有关;
三次实验得出自变量越 ,因变量越……;
六次实验得出具体关系。
4.探究类实验表格的设计:表头的填写顺序、表头的内容、实验次数要求。
5.实验中的误差分析和实验装置改进。
7.[2024北京]在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,某同学在水平桌面上完成了如图所示的实验。
(1) 该同学用弹簧测力计水平拉动木块,应使木块沿水平桌面做_ _ _ _ 直线运动,才能用弹簧测力计的示数表示木块所受滑动摩擦力的大小。
(2) 甲、乙所示的两次实验探究的问题是:滑动摩擦力大小与_ _ _ _ _ _ _ _ 是否有关。
(3) 请在图甲中画出木块的受力示意图,并分析说明这种运动状态下,弹簧测力计的示数能表示木块所受滑动摩擦力大小的依据。
(4) 如图丙所示,该同学用倾斜的拉力拉动另一木块时,木块也能做匀速直线运动。此时木块处于_ _ _ _ (选填“平衡”或“非平衡”)态,滑动摩擦力的大小_ _ _ _ _ _ (选填“等于”或“不等于”)弹簧测力计示数,理由是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
8.[装置创新2024东城一模] 小东将表面粗糙程度均匀的木板放在水平桌面上,木块A放置在水平木板上,细线一端连接在竖直悬挂的弹簧测力计(已调零)上,保持细线竖直,另一端通过定滑轮连接木块A,保持细线水平,如图所示。实验时用水平拉力向右拉动木板,木块A相对地面静止,测力计的示数为。忽略轮与轴之间的摩擦。下列说法正确的是( )
A.木块A受到的摩擦力方向水平向左
B.若水平向右拉动木板,木板的速度越来越大,则弹簧测力计的示数大于
C.若水平向右拉动木板,木板的速度越来越小,则弹簧测力计的示数大于
D.若水平向右匀速拉动木板,则拉力大于
易错
1.滑动摩擦力的大小与速度无关。
2.判断或比较滑动摩擦力的大小,只需关注压力大小、接触面的材料和接触面的粗糙程度即可。
3.滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反。
第12讲 摩擦力
考点通关 直击考什么
考点1 三种摩擦力
1.相对运动趋势; 阻碍; 相对静止
2.相互接触; 相对滑动; 阻碍; 压力; 压力越大; 粗糙程度; 粗糙
考点2 增大和减小摩擦的方法
粗糙; 光滑; 滚动
夯基综合练
1.×
2.×
3.√
4.×
5.×
6.×
7.√
重点实验 多维透析
实验12 探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关 新课标 探究类必做实验
接触面的粗糙程度; 使用材料相同但表面粗糙程度不同的木板; 接触面所受压力; 使用同一个物块; 接触面所受压力; 在物块上加砝码; 接触面的粗糙程度和材料; 使用粗糙程度相同的木板和同一个物块; 滑动摩擦力大小; 匀速直线; 二力平衡;
1.匀速直线; 不同; 滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关
2.
3.在接触面粗糙程度相同时,接触面所受的压力越大,滑动摩擦力越大
4.不正确; 在探究滑动摩擦力与接触面积的大小关系时,要控制压力大小和接触面的粗糙程度不变,将图乙中的木块竖着切去一半,压力变小了,没有控制变量
5.不变; 改变拉力,接触面的粗糙程度和木块对木板的压力不变,则木块受到的滑动摩擦力大小不变
6.(1) 改变木块与长木板的接触面积大小,调节滑轮的高度,使连接木块的细线水平拉紧,沿水平方向拉动长木板;
(2)
(3) 长木板的粗糙程度不均匀(合理即可)
命题研究 聚焦怎么考
命题点1 增大或减小摩擦 ★☆☆5年3考
1.C 2.D
命题点2 摩擦力大小的判断和计算 ★★☆5年3考
3.B
不变; 改变
4.D
5.CD
6.D
命题点3 探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关 ★★☆5年3考
7.(1) 匀速
(2) 压力大小
(3) 示意图:
分析:木块做匀速直线运动,处于平衡状态,在水平方向上所受合力为0,故,则弹簧测力计的示数能够代表木块所受滑动摩擦力的大小。
(4) 平衡; 不等于; 拉力与滑动摩擦力不在同一条直线上,不是一对平衡力
8.D