专题07 摩擦力-2026人教版新教材物理八年级下册同步精讲精炼学案(全国通用)(解析版和原卷版)

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名称 专题07 摩擦力-2026人教版新教材物理八年级下册同步精讲精炼学案(全国通用)(解析版和原卷版)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2026-02-27 00:00:00

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2026人教版新教材物理八年级下册同步精讲精炼学案(全国通用)
第八章 运动和力
专题07 摩擦力
1.物理观念:了解摩擦力的基本概念和产生条件,知道静摩擦力和滑动摩擦力的区别和特点,以及摩擦力的大小和方向。学生应该能够判断实际生活中摩擦力的方向,了解摩擦力在生活和生产中的应用和影响。
2.科学思维:了解控制变量法和转换法的含义及其应用。
3.科学探究:通过探究影响摩擦力的大小的因素的实验,掌握探究的过程注意事项。
4.科学态度与责任:培养对摩擦力的探究活动产生兴趣和热情,愿意积极参与探究活动,主动思考和交流。学生应该能够认识到摩擦力在生活和生产中的重要性和作用,能在实际应用中提出有价值的合理化建议。
知识点1. 摩擦力
1.摩擦力概念
2.摩擦力产生的条件
物体之间产生摩擦力必须要具备以下三个条件:第一:两物体相互接触;第二:接触面粗糙;
第三:两物体发生相对运动或相对运动趋势。
3.摩擦力大小的影响因素
(1)影响摩擦力大小的因素:压力大小和接触面的粗糙程度。
(2)接触面粗糙程度一定时,压力越大摩擦力越大,例如当自行车车胎气不足的时候,骑起来更费力一些。
(3)压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。
注意:在探究影响摩擦力大小因素的实验中运用的实验方法有:控制变量法、转换法。
4. 摩擦力的种类和应用
(1)滑动摩擦:相互接触的两个物体,当它们之间有相对运动时,产生的摩擦力。
(2)滚动摩擦:相互接触的两个物体,当一个物体在另一个物体上发生滚动时,产生的摩擦力。
(3)静摩擦力:相互接触的两个物体,当它们有相对运动趋势,但它们之间处于相对静止时产生的摩擦力。
知识点2. 增大或者减小摩擦力的方法
1. 增大有益摩擦的方法:①增大接触面的粗糙程度,如汽车轮胎做上花纹; ②增大压力,如骑自行车捏闸的力越大,摩擦力越大;③变滚动为滑动,如汽车急刹车时车只滑不滚; ④变湿摩擦为干摩擦。
2. 减小有害摩擦的方法:①使接触面变光滑;②减小压力;③用滚动代替滑动;④使接触面分离;⑤变干摩擦为湿摩擦。
知识点3. 探究影响滑动摩擦力大小的因素
【猜想与假设】在地面上推箱子前行时,箱子越重,推起来越费力,由此可猜想滑动摩擦力大小可能与接触面间的压力有关;地面越粗糙,推起来越费力,由此可猜想滑动摩擦力大小可能与接触面的粗糙程度有关。
【实验设计】用弹簧测力计水平拉动同一个木块在水平面上做匀速直线运动,每次只改变水平面的粗糙程度或压力的大小,控制其他条件不变,观察记录弹簧测力计的示数。
【实验过程】
(1)用弹簧测力计水平拉动木块在木板上做匀速直线运动,记录弹簧测力计的示数。
(2)用弹簧测力计水平拉动同一个木块和砝码在同一木板上做匀速直线运动、记录弹簧测力计的示数。
(3)用弹簧测力计水平拉动同一木块在棉布上做匀速直线运动,记录弹簧测力计的示数.
【实验记录】
实验序号 实验条件 弹簧测力计示数F/N
压力情况 接触面
1 一个木块 木板 5.0
2 一个木块、一个砝码 木板 7.0
3 一个木块 棉布 6.5
【实验分析】
(1)比较分析第1、2次实验记录,木块均在木板上水平匀速滑行,但压力大小不同,木块受到的滑动摩擦力大小不同,压力越大,滑动摩擦力越大,即滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关。
(2)比较分析第1、3次实验记录,木块所受的压力大小相同,但接触面的粗糙程度不同,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,即滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关。
【实验结论】滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关,接触面受到的压力越大滑动摩擦力越大。滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关,触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
【实验改进】方法:如图乙,拉动木块下面的长木板运动,保持弹簧测力计不动。
改进后优点:拉动长木板时,即使长木板没有匀速运动,对实验也没有影响,实验更容易操作;而且弹簧测力计相对于实验操作者静止,可使读数更准确。
重要解题方法总结:
求解摩擦力大小方向方法
1.两个物体叠加的情况下,求解摩擦力思维方法
先对物体A与B整体受力分析,再分别对A、B隔离受力分析。
2.类似夹砖型的一个或者几个物体向上运动的情况下,求解摩擦力思维方法
奇数块砖:最中间那块砖,左右两侧分别受到向上的f=0.5G;
偶数块砖:最中间的两块砖之间无f 。
3.爬杆型的情况下,求解摩擦力思维方法
爬杆运动中,只要处于平衡状态,摩擦力与重力为一对平衡力,大小相等,方向相反。
4.传送带型的情况下,求解摩擦力思维方法
5. 骑自行车型的情况下,求解摩擦力思维方法
注意:后轮为主动轮,相对于地面往后运动,摩擦力方向往前,提供动力;前轮为从动轮,相对于地面往前运动,摩擦力方向往后。
6.根据图像信息,求解摩擦力思维方法
静摩擦力大小等于速度为0时的力F的大小,滑动摩擦力大小等于匀速直线运动时力F的大小。
7.利用滑动摩擦力不变的特点,求解摩擦力思维方法滑动摩擦力的大小只和压力大小、接触面粗糙程度有关,与物体运动的速度大小、拉力大小、受力面积大小无关。
易错点:摩擦力方向的判定是易错点也是难点
解决摩擦力方向的判定问题必备基础知识:
1.摩擦力定义: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,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力就叫做摩擦力。
2.摩擦力产生条件:①两物体相接触且接触面不光滑;②两物体间有压力;③两物体有相对运动的趋势或者相对运动。
3.(1) 两物体相接触且接触面光滑,则不存在摩擦力,也可以说摩擦力为0,这时谈不上摩擦力方向问题。
(2) 两物体相接触且接触面不光滑,但两物体间没有压力;则不存在摩擦力,也可以说摩擦力为0,这时谈不上摩擦力方向问题。
(3) 两物体相接触且接触面不光滑,若两物体间没有相对运动的趋势或者没有相对运动。
则不存在摩擦力,也可以说摩擦力为0,这时谈不上摩擦力方向问题。
(4)判断摩擦力方向问题关键看是否满足摩擦力产生的条件,三条件缺一不可。
A.物体在外力作用下在粗糙水平面处于静止,这时物体受到静摩擦力大小等于外力,方向与外力方向相反。
B.物体在外力作用下在粗糙水平面处于匀速直线运动,这时物体受到滑动摩擦力大小等于外力,方向与外力方向相反。
C.物体在粗糙斜面上处于静止,其运动趋势沿斜面向下,受到的静摩擦力方向沿斜面向上;
物体在粗糙斜面上向下运动,受到的滑动摩擦力方向沿斜面向上。
其他情形,主要就是紧紧抓住摩擦力定义及产生条件去判断。这里要注意的是:有时摩擦力的方向与运动方向一致。比如地面上两个物体,大的物体上面有个小的,拉着大的运动, 开始时由于惯性,小物体运动趋势向左,受到摩擦力方向向右, 则小物体受到的摩擦力就与运动方向相同。再比如你骑自行车自行车后轮的摩擦力是向前的跟运动方向一致。把滑块放在传送带上,共速前,滑块受到摩擦力方向与运动方向相同。
考点1. 摩擦力的概念及种类
1. 摩擦力的概念:两个相互接触的物体,当它们有相对运动或相对运动趋势时,在接触表面产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫摩擦力。
2. 摩擦力的分类:
①静摩擦力:一个物体在另一个物体的表面上有相对运动趋势时,在接触表面上产生的阻碍相对运动趋势的力。
②滑动摩擦力:一个物体在另一个物体的表面上相对滑动时,在接触表面上产生的阻碍相对滑动的力。
③滚动摩擦力:一个物体在另一个物体的表面上相对滚动时,在接触表面上产生的阻碍相对滚动的力。
【例题1】关于重力、弹力和摩擦力,下列说法中正确的是(  )
A.因为物体本身就有重力,所以重力没有施力物体
B.物体受到的重力的方向总是竖直向下,有时还垂直于接触面
C.物体间如果有相互作用的弹力,就定存在摩擦力
D.摩擦力的方向定与物体运动的方向相反
【答案】B
【解析】A.物体本身没有重力(只有质量),重力是由于地球的吸引而产生的;故A错误;
B.重力的方向总是竖直向下的,当接触面水平时,则重力的方向垂直于接触面,故B正确;
C.物体间有相互作用的弹力时,如果没有相对运动或相对运动的趋势,或接触面光滑,则物体也不受摩擦力;故C错误;
D.滑动摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反;如传送带的物体,当加速运动时摩擦力的方向与运动方向就相同,故D错误。
(考点1变式练1)如图所示,关于滚铁环,下列说法中错误的是(  )
A.铁环与地面之间的摩擦是滚动摩擦
B.铁钩与铁环之间的摩擦是滑动摩擦
C.人脚与地面之间不存在摩擦
D.铁钩与手之间的摩擦是静摩擦
(考点1变式练2)阅读下列材料,回答文后问题。
静摩擦力和滑动摩擦力
摩擦是一种常见的现象,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,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力叫做摩擦力(frictionalforce)。
若一小孩在地面上轻推一个箱子,箱子有相对地面运动的趋势,但他没有推动,箱子与地面仍然保持相对静止。根据二力平衡的知识,这时一定有一个力与推力平衡。这个力与小孩对箱子的推力大小相等、方向相反。这个力就是箱子与地面之间的摩擦力。由于这时两个物体之间只有相对运动的趋势,而没有相对运动,所以这时的摩擦力叫做静摩擦力(staticfrictionalforce),静摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势方向相反。
小孩用更大的力推,箱子还是不动,同样根据二力平衡的知识,这时箱子与地面间的静摩擦力还跟推力大小相等,只要箱子与地面间没有产生相对运动,静摩擦力的大小就随着推力的增大而增大,并与推力保持大小相等。
若箱子在地面上开始滑动后,箱子与地面之间也会产生一个摩擦力,这种摩擦力就是滑动摩擦力。当一个物体在另一个物体表面滑动的时候,会受到另一个物体阻碍它滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力(slidingfrictionalforce),滑动摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体的相对运动的方向相反。滑动摩擦力的大小跟压力成正比,也就是跟两个物体表面间的垂直作用力成正比。如果用F表示滑动摩擦力的大小,用FN表示压力的大小,则有
F=μFN
其中μ是比例系数(它是两个力的比值,没有单位)叫做动摩擦因数(dynamicfrictionfactor),它的数值跟相互接触的两个物体的材料有关。材料不同,两个物体的动摩擦因数也不同。动摩擦因数还跟接触面的情况(如粗糙程度)有关。
(1)若重为100N的物体A静止在水平地面上,用20N的水平推力没有推动,物体A受到的静摩擦力为  N;
(2)若改用30N的水平推力能使物体A在水平地面上匀速运动,则物体A与水平地面间的动摩擦因数μ=  ;
(3)若改用更大的水平推力使物体A速度越来越大,物体A与水平地面间的动摩擦因数
  (选填“变大”“变小”或“不变”)。
考点2. 增大或减小摩擦力的方法
解题必备基础知识的理解以记忆:
1.增大有益摩擦的方法
(1)通过增大压力来增大摩擦力,如自行车刹车时用力捏车闸,就是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力的。
(2)通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,如鞋底凹凸不平的花纹,就是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的。
(3)变滚动摩擦为滑动摩擦,如汽车、摩托车、自行车刹车。
2.减小有害摩擦的方法
(1)通过减小压力来减小摩擦力,如推动沉重的书柜前先将书柜中的书移走。
(2)使接触面更光滑,如冰壶运动中,运动员用冰壶刷不断摩擦冰面使接触面更光滑,从而减小摩擦力。
(3)变滑动摩擦为滚动摩擦,如机器上安装滚动轴承。
(4)使接触面分离,如气垫船利用压缩空气使船体与水面脱离接触,减小了摩擦力。
【例题2】(2025四川广安)如图是某同学滑滑板车情景,下列说法正确的是(  )
A. 滑板车的轮轴加润滑油是为了减小摩擦
B. 蹬地时脚对地的力与地对脚的力是一对平衡力
C. 滑板车转弯时,滑板车处于平衡状态
D. 不再蹬地时滑板车就会慢慢停下来,说明力是维持物体运动状态的原因
(考点2变式练1)如图为运动员撑杆跳高的场景。他通过助跑将撑杆压弯后起跳,越过横杆,松手后撑杆恢复原状。下列说法正确的是(  )
A.助跑时运动员相对于地面是静止的 B.压弯撑杆说明力能改变物体的形状
C.运动员鞋底的花纹是为了减小摩擦 D.松手后运动员仍然受撑杆的作用力
(考点2变式练2)生活中有的摩擦是有用的,有的摩擦是有害的,下列做法中能减小摩擦的是( )
A.体操运动员上双杠时手上要涂防滑粉 B.行李箱下面装有轮子
C.冰雪天载重汽车轮子上缠有铁链 D.自行车脚踏板表面有花纹
考点3. 摩擦力产生的条件
摩擦力产生条件:①两个物体相互接触;②挤压发生弹性形变;③接触表面粗糙;④有相对运动或相对运动趋势。
【例题3】对于摩擦力,下列叙述中错误的是(  )
A.只要两个物体接触并相互挤压,且接触面不光滑,它们之间一定产生摩擦力
B.运动的物体可能不受摩擦力的作用
C.摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同
D.静止的物体可能受到摩擦力的作用
【答案】A
【解析】A、物体间若没有发生相对运动或相对运动趋势,则物体间就不会产生摩擦力,此选项符合题意;
B、运动的物体可能不受摩擦力的作用,比如木块B放在木块A上,A与B一起在地面上做匀速运动,木块B与木块A之间没有相对运动或相对运动趋势,故木块B不受摩擦力作用,此选项不符合题意;
C、摩擦力的方向与物体间相对运动方向或相对运动趋势方向相反,摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同,如人走路时脚向后蹬地,脚相对与地面有向后的运动趋势,地面对脚施加向前的摩擦力,故此选项不符合题意;
D、静止在斜面上的木块,木块相对与斜面由向下滑的趋势,故斜面对木块有沿斜面向上的静摩擦力,故此选项不符合题意。故选:A。
(考点3变式练1)关于力、力与运动关系,下列说法正确的是(  )
A.一个物体也可以产生力的作用
B.物体的运动状态发生了改变,可能没有受到力的作用
C.物体不受力的作用时,一定处于静止状态
D.人向前走路时,摩擦力的方向向前
(考点3变式练2)对滑动摩擦力的产生条件的说法,正确的是( )
A. 两个物体相互接触。
B. 两个物体之间发生相对运动。
C. 接触面粗糙。
D. 接触且有挤压,即两物体间有弹力(正压力)。
考点4. 摩擦力的示意图
1. 摩擦力的三要素:
①大小:可用弹簧测力计进行测量。
②方向:与相对运动或相对运动趋势的方向相反,可能与物体的运动相同,可能与物体运动的方向相反,也可能与物体运动的方向不在一条直线上。
③作用点:两个物体的接触面上。
2.摩擦力f示意图画法:用带箭头的线段表示物体所受到的力。线段起点表示力的作用点;线段长度表示力的大小;箭头表示力的方向。
注意:摩擦力的方向一定与接触面平行且与物体相对运动(或相对运动的趋势)方向相反.作用点在物体的接触面上。
3.做摩擦力f示意图要求:
(1)要做到“三定二标”。定作用点、定方向、定长度,标箭头和力的符号。
(2)用实心小圆点标出作用点。摩擦力的作用点在物体的接触面上。
(3)用箭头标出力的方向。摩擦力方向一定与接触面平行且与物体相对运动(或相对运动的趋势)方向相反。
(4)用英文字母标出力的符号。如摩擦力用f表示。
【例题4】(2025辽宁)如图,物体在拉力F的作用下沿斜面向上运动,请以O点为作用点画出物体所受摩擦力的示意图。
【答案】如图所示
【解析】物体沿斜面向上运动,所受的摩擦力沿斜面向下,作用在O点,作图如下:
(考点4变式练1)如图所示,用外力F把一个物体压在竖直的墙壁上使其静止,请画出物体在竖直方向上受力的示意图(要体现科学性)。
(考点4变式练2)如图所示,若某同学在平直的公路上用力蹬自行车前进,请找出自行车前、后轮所受路面摩擦力的作用点,并画出前、后轮所受路面摩擦力的示意图。
考点5. 探究影响摩擦力大小的因素 ( javascript:void(0)" \o "探究影响摩擦力大小的因素 )
探究影响滑动摩擦力大小的因素考查关键点
1.本实验体现两个物理研究方法:控制变量法和转换法;
2.测量摩擦力大小是依据:二力平衡的知识来进行的;
3.要测出摩擦力大小物体应做什么运动:匀速直线运动;
4.转换法应用:通过拉力的大小来反映摩擦力的大小;
5.实验时水平匀速拉动物体的原因:使拉力与摩擦力二力平衡;
6.对实验目的进行分析,弄清楚自变量、因变量和需要控制的变量。
(1)探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系;
(2)探究滑动摩擦力大小与接触面间压力的关系;
(3)探究滑动摩擦力大小与接触面积大小的关系;
(4)探究滑动摩擦力大小与物体运动速度的关系。
7.如何确定摩擦力大小:匀速运动时,弹簧测力计读数与摩擦力大小相等(二力平衡);
8.可说明摩擦力大小与压力有关的实验步骤:接触面相同,压力不同;
9.摩擦力大小与接触面粗糙程度有关的实验步骤:压力相同,接触面不同;
10.测量误差产生原因:很难做到匀速运动、弹簧测力计在运动中读数会有误差;
11.实验中出现误差的改进方法:可以让弹簧测力计一端固定,另一端勾住木块,将木块水平放置在长木板上,然后直接拖动长木板,从而读出示数;
12.在木块移动时,如果提高拉力,木块受到的摩擦力大小会不变;
13.实验需要多次测量,得出多组数据的目的是:避免实验偶然性,得出普遍规律;
14.如果在木块移动过程中,不是匀速滑动而是加速滑动,弹簧测力计测出的结果比真实值要偏大;
15.实验结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大;
16.弹簧测力计的读数;
17.控制变量法的使用;
18.实验还可研究滑动摩擦力的大小与接触面大小、运动速度,拉力大小等无关;
19.添加钩码的目的:为了探究摩擦力大小与压力的关系;
20.根据实验结论找出生活中利用摩擦力的例子:汽车轮胎、自行车把、胶鞋等。
【例题5】(2025西藏)摩擦在日常生产生活中无处不在。某兴趣小组用弹簧测力计、长方体木块、粗糙程度不同的两块长木板、砝码等器材“探究影响滑动摩擦力大小的因素”。按照图所示进行实验,收集实验数据如表所示。
序号 接触面受到的压力/N 接触面的粗糙程度 接触面积/ 弹簧测力计的示数/N
① 2.0 较光滑 20 0.6
② 2.0 较光滑 40 0.6
③ 2.0 较粗糙 40 0.8
④ 3.0 较粗糙 40 1.2
(1)某同学用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板______滑动,根据______的条件可知,滑动摩擦力的大小与弹簧测力计的示数相等;
(2)对比_____(填表中的序号)两次实验数据,可探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系;
(3)分析表实验数据可知:滑动摩擦力的大小与接触面受到的压力和接触面的粗糙程度有关,与______无关;
(4)请你利用本实验结论写一条冰雪路面的防滑措施:______
【答案】(1)匀速直线 二力平衡 (2)②③ (3)接触面积 (4)撒灰渣
【解析】(1)用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板匀速直线滑动,木块处于平衡状态,水平方向受到滑动摩擦力和弹簧测力计的拉力两个力的作用,这两个力是一对平衡力,根据二力平衡的条件可知,滑动摩擦力的大小与弹簧测力计的示数相等。
(2)对比②③两次实验数据,压力相同,接触面的粗糙程度不同,弹簧测力计示数不同,可知滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,所以可探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系。
(3)分析表中③④实验数据,压力不同,接触面的粗糙程度相同,弹簧测力计示数不同,可知滑动摩擦力的大小与接触面受到的压力有关。分析表中①②实验数据,压力相同,接触面的粗糙程度相同,接触面积不同,弹簧测力计示数相同,可知滑动摩擦力的大小与接触面积无关。
(4)冰雪路面较滑,为了防滑,可以在路面撒灰渣,增大接触面的粗糙程度,在压力一定时,增大了摩擦力。
(考点5变式练1)某实验小组的同学在“探究滑动摩擦力大小”的实验中。
(1)如图甲,用弹簧测力计沿水平方向拉着长方体木块在长木板上做________(选填“匀速”或“变速”)直线运动,木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力F的大小;
(2)在图甲实验中发现,很难保持木块在(1)小题中的运动,且弹簧测力计的示数不稳定。于是同学们对实验装置进行了改进,如图乙所示,将弹簧测力计水平固定,通过拉力F′拉动长木板进行实验,测量数据记录如表所示:
实验次数 木块放置情况 弹簧测力计示数/N
1 平放 1.2
2 侧放 1.2
3 竖放 1.2
(3)根据实验数据可以得出:木块所受的滑动摩擦力大小应为________N,滑动摩擦力的大小与接触面的面积________(选填“有关”或“无关”)。图乙与图甲相比,图乙装置的优点之一是弹簧测力计的示数更________(选填“稳定”或“不稳定”)。
(考点5变式练2)小成同学探究“滑动摩擦力大小与什么有关”,实验器材如下:长木板(上下表面粗糙程度不同)、长方体木块(每个面粗糙程度都相同,长宽高不等)、弹簧测力计。
(1)实验过程中,将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向缓缓匀速拉动木块(如图),目的是为了让弹簧测力计示数与木块所受滑动摩擦力大小__________。
(2)小成在实验探究时利用下表收集数据,你认为她探究的是滑动摩擦力大小与__________的关系。
长木板不同表面 弹簧测力计示数/N
一个木块 两个木块重量
光滑表面
粗糙表面
(3)小成利用同一个木块探究了滑动摩擦力大小与接触面积是否有关,她改变接触面积的操作是_____。
(4)小成发现匀速拉动木块时,不好控制且不方便读数,于是爱思考的她利用木块静止时二力平衡的特点,设计了改进方案(如下表所示),你认为应该采用哪个方案?答:__________。
方案一:用绳子将木块连接到墙上后,通过弹簧测力计拉动下面的长木板 方案二:用绳子将木块连接到墙上后,通过弹簧测力计拉动底部加了轮子的长木板 方案三:通过弹簧测力计将木块连接到墙上后,直接拉动下面的长木板
考点6. 求解摩擦力大小与方向判断
1. 在求解摩擦力大小时,一般情况下,是根据二力平衡条件知识,先知道物体处于静止状态或者匀速直线运动状态时受到的拉力的大小,再确定摩擦力大小。有时根据物体在力的作用下,力与时间图像,结合速度时间图像来判断物体处于静止或匀速直线运动状态下受力情况,再结合二力平衡条件求解摩擦力。
2. 方向:与相对运动或相对运动趋势的方向相反,可能与物体的运动相同,可能与物体运动的方向相反,也可能与物体运动的方向不在一条直线上。
3. 若物体滑动,则利用公式Ff=μFN计算摩擦力大小(利用这个公式进行计算时,通常会给出提示信息)。其中,FN为两接触面间的正压力,与物体的重力没有必然联系,不一定等于物体的重力.滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关,与接触面积的大小也无关.
【例题6】(2025四川凉山)如图所示,保持物块A与B位置不动,缓慢向两侧移动铁架台,整个装置静止后,弹簧测力计甲、乙的示数分别为5N和3.5N,则A所受摩擦力的方向水平向______(选填“左”或“右”);地面对B的摩擦力大小为______N,方向水平向______(选填“左”或“右”)。
【答案】左 1.5 左
【解析】弹簧测力计甲、乙的示数分别为5N和3.5N,则弹簧测力计对A的拉力为5N,方向向右;A水平方向上受拉力和摩擦力,由二力平衡可得,摩擦力与拉力应大小相等,方向相反,故摩擦力大小为5N,摩擦力水平向左。
以B为研究对象,它受到向左的拉力为3.5N,同时受到地面对它的摩擦力和物体A对它的摩擦力,二者之和为5N,所以地面对物体B的摩擦力为5N-3.5N=1.5N
方向水平向左。
(考点6变式练1)如图所示,用两块相同的木板P和Q挤压两块相同的砖A和B向上提起停在空中,每块砖各重10N,下面说法中( )
①木板P对砖块A的摩擦力方向向上 ②木板Q对砖块B的摩擦力大小为10N
③砖块A对砖块B的摩擦力大小为5N ④砖块B对砖A的摩擦力大小为0
A.只有①④正确 B.只有②③正确
C.只有①③④正确 D.只有①②④正确
(考点6变式练2)如图所示,在水平桌面上放置A、B两个长方体物块,A物块受到水平向右拉力F1=5N,B物块受到水平向左拉力F2=8N,此时A、B两物块一起向左做匀速直线运动,则A对B的摩擦力为________N,水平桌面对B的摩擦力为________N。
1. 生活中有的摩擦是有用的,有的摩擦是有害的,下列情况属于减小摩擦的是(  )
A. 甲图:自行车刹车时用力捏车闸
B. 乙图:体操运动员上器械前,手上要涂防滑粉
C. 丙图:在冰壶运动中,运动员不断擦拭冰面
D. 丁图:矿泉水瓶瓶盖上刻有竖条纹
2. 图的四幅图中,通过增大压力的方法增大摩擦力的是(  )
A.用力握紧球拍 B.滚动轴承 C.车轴加润滑油 D.鞋底有花纹
3. 如图所示的实例,目的是为了减小摩擦的是(  )
A.瓶盖上刻有竖条纹B.防滑垫做得凹凸不平 C.轮胎上制有花纹D.轮滑鞋装有滚轮
4.随着人们生活水平的不断提高,自行车功能正从代步转变为健身其构造中包含许多物理原理,例如:在轮胎上刻花纹来增大摩擦,下列四种改变摩擦力的方法与该例相同的是(  )
A. 自行车刹车时捏紧刹把
B. 溜冰时穿旱冰鞋
C. 体操运动员在手上涂镁粉
D. 运动员击球时用力握球拍
5.如图所示,小华将弹簧测力计一端固定,另一端钩住长方体木块A,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平地面向左运动,木块A处于静止时读出弹簧测力计示数即可测出木块A所受摩擦力大小。在这一过程中,以下说法正确的是(  )
A.木块A受到的是静摩擦力
B.木块A相对于地面是运动的
C.木块A所受摩擦力的方向向左
D.拉动木板的速度变大时,弹簧测力计示数变大
6.在研究摩擦力时,小刚同学用一块各侧面光滑程度完全相同的木块,在同一水平桌面上进行甲、乙、丙三次实验。如图所示,当用弹簧测力计水平拉木块做匀速直线运动时,弹簧测力计三次示数F1、F2、F3的大小关系为(  )
A.F1=F2>F3 B.F1>F2>F3 C.F1=F2<F3 D.F1<F2=F3
7. 小华在操场进行爬杆锻炼,在竖直杆上攀爬,匀速向上运动时受到的摩擦力大小为f1,匀速向下运动时受到的摩擦力大小为f2,若小华的自重为G,则( )
A.f1=f2>G B.f1=f2G >f2
8. 快递自动分拣系统展示了“中国制造”的实力。如图是传送带上匀速直线运动的快件,关于快件正确的是( )
A.受水平向左摩擦力 B.没有受到摩擦力作用
C.运动速度越大,惯性越大 D.若快件所受的外力全部消失,会立刻停止运动
9. 如图所示,物体A被传送带由低处向高处匀速输送过程中,受到的摩擦力的方向为( )
A.沿传送带斜面向下 B.沿传送带斜面向上
C.不受摩擦力 D.无法确定
10. 如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F﹣t和
V﹣t图象分别如乙、丙所示,由图象可知( )
A.当t=1s时,物体受到的摩擦力是3N,
B.当t=3s时,物体受到的摩擦力是7N.
C.在t=2s时物体受的拉力F=7N
D.在2s﹣4s内,物体做匀速直线运动.
11. A、B两物体叠放在水平桌面上,在如图所示的三种情况下:
①甲图中两物体均处于静止状态;
②乙图中水平恒力F作用在B物体上,使A、B一起以2m/s的速度做匀速直线运动;
③丙图在水平恒力F作用在B物体上,使A、B一起以20m,/s的速度做匀速直线运动。
比较上述三种情况下物体A在水平方向的受力情况,以下说法正确的是(  )
A.三种情况下,A、B在水平方向都不受摩擦力
B.三种情况下,A、B在水平方向都受摩擦力
C.三种情况下,A在水平方向不受摩擦力,②、③中B在水平方向都受摩擦力且摩擦力大小相等
D.①中A在水平方向不受摩擦力,②、③中B在水平方间都受摩擦力但摩擦力大小不相等
12. 如图所示,在水平拉力F的作用下,木块随小车一起在水平地面上向右做匀速直线运动。下列分析正确的是(  )
A. 木块受到水平向右的摩擦力 B. 木块所受摩擦力的大小为F
C. 小车受到水平向左的摩擦力 D. 小车所受摩擦力的大小为F
13. 如图所示,用15N的力握住重为6N的矿泉水瓶,使矿泉水瓶在竖直方向上保持静止,此时矿泉水瓶受到的摩擦力大小为  N,方向为   ;当握力增大至20N时,矿泉水瓶受到的摩擦力大小将   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
14. 小芳从地面跨步到上行的自动扶梯时,身体适当前倾,这是为了防止由于___________而摔倒。如图所示,她倚靠在扶梯侧壁固定不动的护栏板上,护栏板会对她施加与电梯运行方向___________(选填“相同”或“相反”)的摩擦力,使她有向后跌倒的危险。同学们乘坐自动扶梯时,严禁倚靠电梯!
15. 小李在超市购物,用20N的水平推力推着购物车做匀速直线运动,后改用30N的水平推力推购物车,使其加速向前运动,在加速过程中购物车受到的摩擦力为__________N,所受摩擦力的方向与运动方向__________。
16. 如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图像分别如乙、丙所示,由图像可知,当t=1s时,物体受到的摩擦力是_____N,物体在1s处于_____(“静止”、“加速”、“匀速”)状态,当t=3s时,物体受到的摩擦力是_____N。
17. 如图甲所示,完全相同的木块A和B紧靠着平放在粗糙程度相同的水平桌面上,在12N的水平推力F1作用下,A、B一起作匀速直线运动。若将A、B叠放到该桌面上,用水平力F2拉着B使它们一起匀速运动(如图乙所示),则拉力F2=______N;此时木块A所受的摩擦力为______N。
18. 如图甲所示,完全相同的A、B两物块叠放在水平桌面上,用F1=80N的水平力作用在B物块上,A、B一起做匀速直线运动,此时B物块所受的摩擦力为   N;若将F2=80N的水平力按如图乙所示作用在A物块上,它们一起做直线运动,则桌面对A物块的摩擦力为   N.
19. 如图所示,完全相同的两块砖AB质量均为m,两块砖并排着由左右两张相同的竖直木板夹住,现用夹持装置将两块砖紧紧夹住,保持静止,A砖受到左侧木板的摩擦力方向___________,A对B的摩擦力大小为________。
20. 如图所示,一根有一定质量的木杆竖直悬挂在细绳下端,一只质量为10kg的猴子抱住木杆处于静止状态。某一瞬间细绳突然断了,猴子本能地立即沿木杆使劲往上爬。在爬的过程中,若木杆始终竖直,猴子与地面的高度一直保持不变,g取10N/kg,则该过程中猴子所受摩擦力的大小为________N。
21. 如图所示,物块A重15N、B重5N,B放在A上。用100N的水平推力F将A压在竖直墙上,恰能让A和B一起匀速下滑,A所受到的摩擦力是_______N。推力F保持不变,将B拿走,在A的下方施加一个竖直向上的力F1,使物体A恰好向上做匀速直线运动,则F1的大小为_______N。
22. 芳芳用如图所示的装置进行实验探究(不计弹簧测力计的重力):当水平向左的拉力F=10N时,物体B水平向左匀速运动(B足够长),弹簧测力计示数为4N且保持不变,此时物体A受到的摩擦力大小为________N,物体B对地面的摩擦力大小为_______N。
23. 如图,木块在粗糙的水平地面上向右滑行,请画出木块所受摩擦力f的示意图。
24.如图所示,若某同学在平直的公路上用力蹬自行车前进,请找出自行车前、后轮所受路面摩擦力的作用点。并画出前、后轮所受路面摩擦力的示意图。
25. 如图所示,木块正在水平地面上向右滑动并压缩弹簧,请在O点画出木块水平方向受力的示意图。
26. 勤洗手是良好的卫生习惯。在七步洗手法“内、外、夹、弓、大、立、腕”字诀中,“夹”是指洗掌侧指缝时,掌心相对,双手交叉沿指缝相互揉搓,如图所示。当手指稍用力“夹”时,清洗效果会更好;洗手后为了让手快点干,文明的做法是双手靠拢并朝着洗手池用力甩。请用所学的物理知识分析说明上述两种做法的理由。
27. 在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动。
(1)甲图中,弹簧测力计示数为______N,根据______原理可得,此时木块受到的滑动摩擦力与木块受到的拉力大小相等;
(2)比较甲、乙两图可得:在接触面粗糙程度相同时,______越大,滑动摩擦力越大;
(3)通过比较______两图可探究:滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
28. 如图所示,用细线、长木板、两个完全相同的木块A、B和一个弹簧测力计,在水平台上探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)实验过程中每次应水平拉动木块,使它沿长木板做______直线运动;甲乙两图中测力计示数分别为1.5N和3N;
(2)比较甲、乙两次实验,可得结论:当接触面粗糙程度相同时,______越大,滑动摩擦力越大;
(3)比较甲、丙两次实验,______(选填“能”或“不能”)探究滑动摩擦力大小与接触面积的关系,理由是______;
(4)图丙实验过程中,A、B两物体所受摩擦力、的大小关系是______。
29. 如图所示是“研究影响滑动摩擦力大小因素”的实验装置。
(1)如图甲、乙、丙所示三种情况下,木板和毛巾保持不动,物块在弹簧测力计拉力作用下均做匀速直线运动。则物块所受滑动摩擦力大小_______(填“大于”“等于”或“小于”)弹簧测力计的示数;
(2)比较甲、乙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与_______的关系;比较乙、丙实验是为了研究滑动摩擦力大小与_______的关系(均选填“压力”或“接触面的粗糙程度”);
(3)小萌同学对实验装置进行改进,如图丁所示,用力拉动长木板向左运动,物块保持静止时弹簧测力计的示数_______(填“大于”“等于”或“小于”)物块所受滑动摩擦力的大小。改进后的实验中小萌同学_______(填“需要”或“不需要”)匀速拉动长木板。
30.如图,质量为0.5kg的物体A被夹在两固定竖直的平木板之间,现用大小为10.78N的力恰好可将A从木板竖直向上匀速抽出,那么:
(1)A受到的滑动摩擦力多大?
(2)若将A从木板中竖直向下匀速抽出,至少用多大的拉力?(g取9.8N/kg)
31. 现有3块相同的砖,每块砖重为10N,一人用竖直的两板将三块砖如图所示夹起,求“2号”砖左侧和右侧各自所受的摩擦力大小和方向。
核心素养学习目标
知识解读易错警示示
注意!
考点例题精讲确确考向
F
课节重点难点精练
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2026人教版新教材物理八年级下册同步精讲精炼学案(全国通用)
第八章 运动和力
专题07 摩擦力
1.物理观念:了解摩擦力的基本概念和产生条件,知道静摩擦力和滑动摩擦力的区别和特点,以及摩擦力的大小和方向。学生应该能够判断实际生活中摩擦力的方向,了解摩擦力在生活和生产中的应用和影响。
2.科学思维:了解控制变量法和转换法的含义及其应用。
3.科学探究:通过探究影响摩擦力的大小的因素的实验,掌握探究的过程注意事项。
4.科学态度与责任:培养对摩擦力的探究活动产生兴趣和热情,愿意积极参与探究活动,主动思考和交流。学生应该能够认识到摩擦力在生活和生产中的重要性和作用,能在实际应用中提出有价值的合理化建议。
知识点1. 摩擦力
1.摩擦力概念
2.摩擦力产生的条件
物体之间产生摩擦力必须要具备以下三个条件:第一:两物体相互接触;第二:接触面粗糙;
第三:两物体发生相对运动或相对运动趋势。
3.摩擦力大小的影响因素
(1)影响摩擦力大小的因素:压力大小和接触面的粗糙程度。
(2)接触面粗糙程度一定时,压力越大摩擦力越大,例如当自行车车胎气不足的时候,骑起来更费力一些。
(3)压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。
注意:在探究影响摩擦力大小因素的实验中运用的实验方法有:控制变量法、转换法。
4. 摩擦力的种类和应用
(1)滑动摩擦:相互接触的两个物体,当它们之间有相对运动时,产生的摩擦力。
(2)滚动摩擦:相互接触的两个物体,当一个物体在另一个物体上发生滚动时,产生的摩擦力。
(3)静摩擦力:相互接触的两个物体,当它们有相对运动趋势,但它们之间处于相对静止时产生的摩擦力。
知识点2. 增大或者减小摩擦力的方法
1. 增大有益摩擦的方法:①增大接触面的粗糙程度,如汽车轮胎做上花纹; ②增大压力,如骑自行车捏闸的力越大,摩擦力越大;③变滚动为滑动,如汽车急刹车时车只滑不滚; ④变湿摩擦为干摩擦。
2. 减小有害摩擦的方法:①使接触面变光滑;②减小压力;③用滚动代替滑动;④使接触面分离;⑤变干摩擦为湿摩擦。
知识点3. 探究影响滑动摩擦力大小的因素
【猜想与假设】在地面上推箱子前行时,箱子越重,推起来越费力,由此可猜想滑动摩擦力大小可能与接触面间的压力有关;地面越粗糙,推起来越费力,由此可猜想滑动摩擦力大小可能与接触面的粗糙程度有关。
【实验设计】用弹簧测力计水平拉动同一个木块在水平面上做匀速直线运动,每次只改变水平面的粗糙程度或压力的大小,控制其他条件不变,观察记录弹簧测力计的示数。
【实验过程】
(1)用弹簧测力计水平拉动木块在木板上做匀速直线运动,记录弹簧测力计的示数。
(2)用弹簧测力计水平拉动同一个木块和砝码在同一木板上做匀速直线运动、记录弹簧测力计的示数。
(3)用弹簧测力计水平拉动同一木块在棉布上做匀速直线运动,记录弹簧测力计的示数.
【实验记录】
实验序号 实验条件 弹簧测力计示数F/N
压力情况 接触面
1 一个木块 木板 5.0
2 一个木块、一个砝码 木板 7.0
3 一个木块 棉布 6.5
【实验分析】
(1)比较分析第1、2次实验记录,木块均在木板上水平匀速滑行,但压力大小不同,木块受到的滑动摩擦力大小不同,压力越大,滑动摩擦力越大,即滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关。
(2)比较分析第1、3次实验记录,木块所受的压力大小相同,但接触面的粗糙程度不同,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,即滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关。
【实验结论】滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关,接触面受到的压力越大滑动摩擦力越大。滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关,触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
【实验改进】方法:如图乙,拉动木块下面的长木板运动,保持弹簧测力计不动。
改进后优点:拉动长木板时,即使长木板没有匀速运动,对实验也没有影响,实验更容易操作;而且弹簧测力计相对于实验操作者静止,可使读数更准确。
重要解题方法总结:
求解摩擦力大小方向方法
1.两个物体叠加的情况下,求解摩擦力思维方法
先对物体A与B整体受力分析,再分别对A、B隔离受力分析。
2.类似夹砖型的一个或者几个物体向上运动的情况下,求解摩擦力思维方法
奇数块砖:最中间那块砖,左右两侧分别受到向上的f=0.5G;
偶数块砖:最中间的两块砖之间无f 。
3.爬杆型的情况下,求解摩擦力思维方法
爬杆运动中,只要处于平衡状态,摩擦力与重力为一对平衡力,大小相等,方向相反。
4.传送带型的情况下,求解摩擦力思维方法
5.骑自行车型的情况下,求解摩擦力思维方法
注意:后轮为主动轮,相对于地面往后运动,摩擦力方向往前,提供动力;前轮为从动轮,相对于地面往前运动,摩擦力方向往后。
6.根据图像信息,求解摩擦力思维方法
静摩擦力大小等于速度为0时的力F的大小,滑动摩擦力大小等于匀速直线运动时力F的大小。
7.利用滑动摩擦力不变的特点,求解摩擦力思维方法
滑动摩擦力的大小只和压力大小、接触面粗糙程度有关,与物体运动的速度大小、拉力大小、受力面积大小无关。
易错点:摩擦力方向的判定是易错点也是难点
解决摩擦力方向的判定问题必备基础知识:
1.摩擦力定义: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,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力就叫做摩擦力。
2.摩擦力产生条件:①两物体相接触且接触面不光滑;②两物体间有压力;③两物体有相对运动的趋势或者相对运动。
3.(1) 两物体相接触且接触面光滑,则不存在摩擦力,也可以说摩擦力为0,这时谈不上摩擦力方向问题。
(2) 两物体相接触且接触面不光滑,但两物体间没有压力;则不存在摩擦力,也可以说摩擦力为0,这时谈不上摩擦力方向问题。
(3) 两物体相接触且接触面不光滑,若两物体间没有相对运动的趋势或者没有相对运动。
则不存在摩擦力,也可以说摩擦力为0,这时谈不上摩擦力方向问题。
(4)判断摩擦力方向问题关键看是否满足摩擦力产生的条件,三条件缺一不可。
A.物体在外力作用下在粗糙水平面处于静止,这时物体受到静摩擦力大小等于外力,方向与外力方向相反。
B.物体在外力作用下在粗糙水平面处于匀速直线运动,这时物体受到滑动摩擦力大小等于外力,方向与外力方向相反。
C.物体在粗糙斜面上处于静止,其运动趋势沿斜面向下,受到的静摩擦力方向沿斜面向上;
物体在粗糙斜面上向下运动,受到的滑动摩擦力方向沿斜面向上。
其他情形,主要就是紧紧抓住摩擦力定义及产生条件去判断。这里要注意的是:有时摩擦力的方向与运动方向一致。比如地面上两个物体,大的物体上面有个小的,拉着大的运动, 开始时由于惯性,小物体运动趋势向左,受到摩擦力方向向右, 则小物体受到的摩擦力就与运动方向相同。再比如你骑自行车自行车后轮的摩擦力是向前的跟运动方向一致。把滑块放在传送带上,共速前,滑块受到摩擦力方向与运动方向相同。
考点1. 摩擦力的概念及种类
1. 摩擦力的概念:两个相互接触的物体,当它们有相对运动或相对运动趋势时,在接触表面产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫摩擦力。
2. 摩擦力的分类:
①静摩擦力:一个物体在另一个物体的表面上有相对运动趋势时,在接触表面上产生的阻碍相对运动趋势的力。
②滑动摩擦力:一个物体在另一个物体的表面上相对滑动时,在接触表面上产生的阻碍相对滑动的力。
③滚动摩擦力:一个物体在另一个物体的表面上相对滚动时,在接触表面上产生的阻碍相对滚动的力。
【例题1】关于重力、弹力和摩擦力,下列说法中正确的是(  )
A.因为物体本身就有重力,所以重力没有施力物体
B.物体受到的重力的方向总是竖直向下,有时还垂直于接触面
C.物体间如果有相互作用的弹力,就定存在摩擦力
D.摩擦力的方向定与物体运动的方向相反
【答案】B
【解析】A.物体本身没有重力(只有质量),重力是由于地球的吸引而产生的;故A错误;
B.重力的方向总是竖直向下的,当接触面水平时,则重力的方向垂直于接触面,故B正确;
C.物体间有相互作用的弹力时,如果没有相对运动或相对运动的趋势,或接触面光滑,则物体也不受摩擦力;故C错误;
D.滑动摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反;如传送带的物体,当加速运动时摩擦力的方向与运动方向就相同,故D错误。
(考点1变式练1)如图所示,关于滚铁环,下列说法中错误的是(  )
A.铁环与地面之间的摩擦是滚动摩擦
B.铁钩与铁环之间的摩擦是滑动摩擦
C.人脚与地面之间不存在摩擦
D.铁钩与手之间的摩擦是静摩擦
【答案】C
【解析】A、铁环在滚动时,与地面间的摩擦力是滚动摩擦力,A正确,不符合题意;
B、铁钩与铁环之间发生相对运动,是滑动摩擦力,B正确,不符合题意;
C、人在走动时,脚与地面之间有相对运动的趋势,所以存在摩擦力,且是静摩擦力,C错误,符合题意;
D、铁钩与手之间的摩擦是静摩擦力,D正确,不符合题意。故选:C。
(考点1变式练2)阅读下列材料,回答文后问题。
静摩擦力和滑动摩擦力
摩擦是一种常见的现象,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,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力叫做摩擦力(frictionalforce)。
若一小孩在地面上轻推一个箱子,箱子有相对地面运动的趋势,但他没有推动,箱子与地面仍然保持相对静止。根据二力平衡的知识,这时一定有一个力与推力平衡。这个力与小孩对箱子的推力大小相等、方向相反。这个力就是箱子与地面之间的摩擦力。由于这时两个物体之间只有相对运动的趋势,而没有相对运动,所以这时的摩擦力叫做静摩擦力(staticfrictionalforce),静摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势方向相反。
小孩用更大的力推,箱子还是不动,同样根据二力平衡的知识,这时箱子与地面间的静摩擦力还跟推力大小相等,只要箱子与地面间没有产生相对运动,静摩擦力的大小就随着推力的增大而增大,并与推力保持大小相等。
若箱子在地面上开始滑动后,箱子与地面之间也会产生一个摩擦力,这种摩擦力就是滑动摩擦力。当一个物体在另一个物体表面滑动的时候,会受到另一个物体阻碍它滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力(slidingfrictionalforce),滑动摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体的相对运动的方向相反。滑动摩擦力的大小跟压力成正比,也就是跟两个物体表面间的垂直作用力成正比。如果用F表示滑动摩擦力的大小,用FN表示压力的大小,则有
F=μFN
其中μ是比例系数(它是两个力的比值,没有单位)叫做动摩擦因数(dynamicfrictionfactor),它的数值跟相互接触的两个物体的材料有关。材料不同,两个物体的动摩擦因数也不同。动摩擦因数还跟接触面的情况(如粗糙程度)有关。
(1)若重为100N的物体A静止在水平地面上,用20N的水平推力没有推动,物体A受到的静摩擦力为  N;
(2)若改用30N的水平推力能使物体A在水平地面上匀速运动,则物体A与水平地面间的动摩擦因数μ=  ;
(3)若改用更大的水平推力使物体A速度越来越大,物体A与水平地面间的动摩擦因数
  (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)20;(2)0.3;(3)不变。
【解析】(1)用20N力推物体,没有推动,物体处于静止状态,是由于物体和地面之间存在摩擦力,并且物体在水平方向受到的静摩擦力和推力是一对平衡力,两个力的大小相等,即物体受到的静摩擦力等于20N;
(2)重为100N的物体A静止在水平地面上,对地面的压力FN=G=100N,
改用30N的水平推力能使物体A在水平地面上匀速运动,此时物体受力平衡,滑动摩擦力等于推力,即f=F=30N,
则物体A与水平地面间的动摩擦因数:
μ===0.3;
(3)已知μ是比例系数,它的数值跟相互接触的两个物体的材料有关。材料不同,两个物体的动摩擦因数也不同,跟速度无关,改用更大的水平推力使物体A速度越来越大,但物体A与水平地面间的动摩擦因数不变。
考点2. 增大或减小摩擦力的方法
解题必备基础知识的理解以记忆:
1.增大有益摩擦的方法
(1)通过增大压力来增大摩擦力,如自行车刹车时用力捏车闸,就是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力的。
(2)通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,如鞋底凹凸不平的花纹,就是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的。
(3)变滚动摩擦为滑动摩擦,如汽车、摩托车、自行车刹车。
2.减小有害摩擦的方法
(1)通过减小压力来减小摩擦力,如推动沉重的书柜前先将书柜中的书移走。
(2)使接触面更光滑,如冰壶运动中,运动员用冰壶刷不断摩擦冰面使接触面更光滑,从而减小摩擦力。
(3)变滑动摩擦为滚动摩擦,如机器上安装滚动轴承。
(4)使接触面分离,如气垫船利用压缩空气使船体与水面脱离接触,减小了摩擦力。
【例题2】(2025四川广安)如图是某同学滑滑板车情景,下列说法正确的是(  )
A. 滑板车的轮轴加润滑油是为了减小摩擦
B. 蹬地时脚对地的力与地对脚的力是一对平衡力
C. 滑板车转弯时,滑板车处于平衡状态
D. 不再蹬地时滑板车就会慢慢停下来,说明力是维持物体运动状态的原因
【答案】A
【解析】A.滑板车的轮轴加润滑油,通过使接触面分离来的方法来减小摩擦力,故A正确;
B.蹬地时脚对地的力与地对脚的力,这两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线,作用在不同物体,所以是一对相互作用力,故B错误;
C.滑板车转弯时,运动方向发生改变,滑板车处于非平衡状态,故C错误;
D.不再蹬地后滑板车就会慢慢停下来,是因为滑板车受到的阻力改变了它的运动状态,所以力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因,故D错误。
故选A。
(考点2变式练1)如图为运动员撑杆跳高的场景。他通过助跑将撑杆压弯后起跳,越过横杆,松手后撑杆恢复原状。下列说法正确的是(  )
A.助跑时运动员相对于地面是静止的 B.压弯撑杆说明力能改变物体的形状
C.运动员鞋底的花纹是为了减小摩擦 D.松手后运动员仍然受撑杆的作用力
【答案】B
【解析】A.助跑时运动员相对于地面位置在不断变化,因此是运动的,故A错误;
B.压弯撑杆,撑杆的形状发生了变化,说明力能改变物体的形状,故B正确;
C.运动员鞋底的花纹是为了在压力一定时,通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦,故C错误;
D.松手后,运动员不再接触撑杆,因此不再受撑杆作用力,故D错误。故选B。
(考点2变式练2)生活中有的摩擦是有用的,有的摩擦是有害的,下列做法中能减小摩擦的是( )
A.体操运动员上双杠时手上要涂防滑粉 B.行李箱下面装有轮子
C.冰雪天载重汽车轮子上缠有铁链 D.自行车脚踏板表面有花纹
【答案】B
【解析】A.体操运动员赛前在手上涂抹防滑粉,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A不符合题意;
B. 拉杆式行李箱下面安装滚轮,是变滑动摩擦为滚动摩擦,减小了有害的摩擦力,故B符合题意;
C. 冰雪天载重汽车轮子上缠有铁链,是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.自行车脚踏板表面有花纹,是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦,故D不符合题意。故选B。
考点3. 摩擦力产生的条件
摩擦力产生条件:①两个物体相互接触;②挤压发生弹性形变;③接触表面粗糙;④有相对运动或相对运动趋势。
【例题3】对于摩擦力,下列叙述中错误的是(  )
A.只要两个物体接触并相互挤压,且接触面不光滑,它们之间一定产生摩擦力
B.运动的物体可能不受摩擦力的作用
C.摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同
D.静止的物体可能受到摩擦力的作用
【答案】A
【解析】A、物体间若没有发生相对运动或相对运动趋势,则物体间就不会产生摩擦力,此选项符合题意;
B、运动的物体可能不受摩擦力的作用,比如木块B放在木块A上,A与B一起在地面上做匀速运动,木块B与木块A之间没有相对运动或相对运动趋势,故木块B不受摩擦力作用,此选项不符合题意;
C、摩擦力的方向与物体间相对运动方向或相对运动趋势方向相反,摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同,如人走路时脚向后蹬地,脚相对与地面有向后的运动趋势,地面对脚施加向前的摩擦力,故此选项不符合题意;
D、静止在斜面上的木块,木块相对与斜面由向下滑的趋势,故斜面对木块有沿斜面向上的静摩擦力,故此选项不符合题意。故选:A。
(考点3变式练1)关于力、力与运动关系,下列说法正确的是(  )
A.一个物体也可以产生力的作用
B.物体的运动状态发生了改变,可能没有受到力的作用
C.物体不受力的作用时,一定处于静止状态
D.人向前走路时,摩擦力的方向向前
【答案】D
【解析】A.根据力的定义可知,一个物体不能产生力的作用,故A错误;
B. 力是改变物体运动状态的原因,物体的运动状态改变时,一定受到力的作用,故B错误;
C. 由牛顿第一定律可知,物体不受力的作用时,可能处于匀速直线运动状态,也可能处于静止状态,故C错误;
D.人向前走路时,鞋底相对地面有向后的运动趋势,所以摩擦力的方向向前,故D正确。故选D。
(考点3变式练2)对滑动摩擦力的产生条件的说法,正确的是( )
A. 两个物体相互接触。
B. 两个物体之间发生相对运动。
C. 接触面粗糙。
D. 接触且有挤压,即两物体间有弹力(正压力)。
【答案】ABCD
【解析】滑动摩擦力的产生需要同时满足四个条件:
(1)两个物体相互接触。
(2)两个物体之间发生相对运动。
(3)接触面粗糙。
(4)接触且有挤压,即两物体间有弹力(正压力)。
综上所述,滑动摩擦力的产生需要同时满足上述四个条件。在判断滑动摩擦力是否存在时,应逐一检查这些条件是否满足。例如,如果两个物体接触但没有相对运动,或者接触面非常光滑(即摩擦系数极小),则不会产生滑动摩擦力。
考点4. 摩擦力的示意图
1. 摩擦力的三要素:
①大小:可用弹簧测力计进行测量。
②方向:与相对运动或相对运动趋势的方向相反,可能与物体的运动相同,可能与物体运动的方向相反,也可能与物体运动的方向不在一条直线上。
③作用点:两个物体的接触面上。
2.摩擦力f示意图画法:用带箭头的线段表示物体所受到的力。线段起点表示力的作用点;线段长度表示力的大小;箭头表示力的方向。
注意:摩擦力的方向一定与接触面平行且与物体相对运动(或相对运动的趋势)方向相反.作用点在物体的接触面上。
3.做摩擦力f示意图要求:
(1)要做到“三定二标”。定作用点、定方向、定长度,标箭头和力的符号。
(2)用实心小圆点标出作用点。摩擦力的作用点在物体的接触面上。
(3)用箭头标出力的方向。摩擦力方向一定与接触面平行且与物体相对运动(或相对运动的趋势)方向相反。
(4)用英文字母标出力的符号。如摩擦力用f表示。
【例题4】(2025辽宁)如图,物体在拉力F的作用下沿斜面向上运动,请以O点为作用点画出物体所受摩擦力的示意图。
【答案】如图所示
【解析】物体沿斜面向上运动,所受的摩擦力沿斜面向下,作用在O点,作图如下:
(考点4变式练1)如图所示,用外力F把一个物体压在竖直的墙壁上使其静止,请画出物体在竖直方向上受力的示意图(要体现科学性)。
【答案】如下图所示。
【解析】首先对物体的受力情况进行分析,可知,它受到重力G、墙壁对它的摩擦力f,外力F,墙壁对物体的支持力N.其中重力和摩擦力是竖直方向的。
物体受到的重力方向竖直向下,作用点(重心)在其几何中心上,即对角线的交点位置。
墙壁对它的摩擦力f方向是竖直向上的,作用点也在物体的几何中心上,与重力画出共点力。要注意代表重力和摩擦力的线段长度要相等,明显看出不相等,本题不得分。
(考点4变式练2)如图所示,若某同学在平直的公路上用力蹬自行车前进,请找出自行车前、后轮所受路面摩擦力的作用点,并画出前、后轮所受路面摩擦力的示意图。
【答案】如图所示
【解析】骑自行车时,后轮在链条的作用下,相对于地面向后运动,所以地面对后轮有向前的摩擦力,此摩擦力为自行车提供了前进的动力;前轮相对于地面向前运动,则地面对前轮有向后的摩擦力,其作用点分别在两轮与地面的接触点上。据此分别作出前、后轮所受到的摩擦力f前轮、f后轮。
考点5. 探究影响摩擦力大小的因素 ( javascript:void(0)" \o "探究影响摩擦力大小的因素 )
探究影响滑动摩擦力大小的因素考查关键点
1.本实验体现两个物理研究方法:控制变量法和转换法;
2.测量摩擦力大小是依据:二力平衡的知识来进行的;
3.要测出摩擦力大小物体应做什么运动:匀速直线运动;
4.转换法应用:通过拉力的大小来反映摩擦力的大小;
5.实验时水平匀速拉动物体的原因:使拉力与摩擦力二力平衡;
6.对实验目的进行分析,弄清楚自变量、因变量和需要控制的变量。
(1)探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系;
(2)探究滑动摩擦力大小与接触面间压力的关系;
(3)探究滑动摩擦力大小与接触面积大小的关系;
(4)探究滑动摩擦力大小与物体运动速度的关系。
7.如何确定摩擦力大小:匀速运动时,弹簧测力计读数与摩擦力大小相等(二力平衡);
8.可说明摩擦力大小与压力有关的实验步骤:接触面相同,压力不同;
9.摩擦力大小与接触面粗糙程度有关的实验步骤:压力相同,接触面不同;
10.测量误差产生原因:很难做到匀速运动、弹簧测力计在运动中读数会有误差;
11.实验中出现误差的改进方法:可以让弹簧测力计一端固定,另一端勾住木块,将木块水平放置在长木板上,然后直接拖动长木板,从而读出示数;
12.在木块移动时,如果提高拉力,木块受到的摩擦力大小会不变;
13.实验需要多次测量,得出多组数据的目的是:避免实验偶然性,得出普遍规律;
14.如果在木块移动过程中,不是匀速滑动而是加速滑动,弹簧测力计测出的结果比真实值要偏大;
15.实验结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大;
16.弹簧测力计的读数;
17.控制变量法的使用;
18.实验还可研究滑动摩擦力的大小与接触面大小、运动速度,拉力大小等无关;
19.添加钩码的目的:为了探究摩擦力大小与压力的关系;
20.根据实验结论找出生活中利用摩擦力的例子:汽车轮胎、自行车把、胶鞋等。
【例题5】(2025西藏)摩擦在日常生产生活中无处不在。某兴趣小组用弹簧测力计、长方体木块、粗糙程度不同的两块长木板、砝码等器材“探究影响滑动摩擦力大小的因素”。按照图所示进行实验,收集实验数据如表所示。
序号 接触面受到的压力/N 接触面的粗糙程度 接触面积/ 弹簧测力计的示数/N
① 2.0 较光滑 20 0.6
② 2.0 较光滑 40 0.6
③ 2.0 较粗糙 40 0.8
④ 3.0 较粗糙 40 1.2
(1)某同学用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板______滑动,根据______的条件可知,滑动摩擦力的大小与弹簧测力计的示数相等;
(2)对比______(填表中的序号)两次实验数据,可探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系;
(3)分析表实验数据可知:滑动摩擦力的大小与接触面受到的压力和接触面的粗糙程度有关,与______无关;
(4)请你利用本实验结论写一条冰雪路面的防滑措施:______
【答案】(1)匀速直线 二力平衡 (2)②③ (3)接触面积 (4)撒灰渣
【解析】(1)用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板匀速直线滑动,木块处于平衡状态,水平方向受到滑动摩擦力和弹簧测力计的拉力两个力的作用,这两个力是一对平衡力,根据二力平衡的条件可知,滑动摩擦力的大小与弹簧测力计的示数相等。
(2)对比②③两次实验数据,压力相同,接触面的粗糙程度不同,弹簧测力计示数不同,可知滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,所以可探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系。
(3)分析表中③④实验数据,压力不同,接触面的粗糙程度相同,弹簧测力计示数不同,可知滑动摩擦力的大小与接触面受到的压力有关。分析表中①②实验数据,压力相同,接触面的粗糙程度相同,接触面积不同,弹簧测力计示数相同,可知滑动摩擦力的大小与接触面积无关。
(4)冰雪路面较滑,为了防滑,可以在路面撒灰渣,增大接触面的粗糙程度,在压力一定时,增大了摩擦力。
(考点5变式练1)某实验小组的同学在“探究滑动摩擦力大小”的实验中。
(1)如图甲,用弹簧测力计沿水平方向拉着长方体木块在长木板上做________(选填“匀速”或“变速”)直线运动,木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力F的大小;
(2)在图甲实验中发现,很难保持木块在(1)小题中的运动,且弹簧测力计的示数不稳定。于是同学们对实验装置进行了改进,如图乙所示,将弹簧测力计水平固定,通过拉力F′拉动长木板进行实验,测量数据记录如表所示:
实验次数 木块放置情况 弹簧测力计示数/N
1 平放 1.2
2 侧放 1.2
3 竖放 1.2
(3)根据实验数据可以得出:木块所受的滑动摩擦力大小应为________N,滑动摩擦力的大小与接触面的面积________(选填“有关”或“无关”)。图乙与图甲相比,图乙装置的优点之一是弹簧测力计的示数更________(选填“稳定”或“不稳定”)。
【答案】(1)匀速;(3)1.2;无关;稳定
【解析】(1)根据二力平衡的原理,只有物体做匀速直线运动时,拉力才与滑动摩擦力大小相等。
(3)实验改进后,物体B相对于地面是静止的,物体B受到测力计的拉力和木板对物体B的滑动摩擦力是一对平衡力,其大小始终相等,木块所受的滑动摩擦力大小应为1.2N。
滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关,与木板运动的速度无关,所以实验时不必控制木板做匀速直线运动,便于操作,且实验时木块相对地面保持静止,弹簧测力计的示数更稳定,读数更方便。
(考点5变式练2)小成同学探究“滑动摩擦力大小与什么有关”,实验器材如下:长木板(上下表面粗糙程度不同)、长方体木块(每个面粗糙程度都相同,长宽高不等)、弹簧测力计。
(1)实验过程中,将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向缓缓匀速拉动木块(如图),目的是为了让弹簧测力计示数与木块所受滑动摩擦力大小__________。
(2)小成在实验探究时利用下表收集数据,你认为她探究的是滑动摩擦力大小与__________的关系。
长木板不同表面 弹簧测力计示数/N
一个木块 两个木块重量
光滑表面
粗糙表面
(3)小成利用同一个木块探究了滑动摩擦力大小与接触面积是否有关,她改变接触面积的操作是_____。
(4)小成发现匀速拉动木块时,不好控制且不方便读数,于是爱思考的她利用木块静止时二力平衡的特点,设计了改进方案(如下表所示),你认为应该采用哪个方案?答:__________。
方案一:用绳子将木块连接到墙上后,通过弹簧测力计拉动下面的长木板 方案二:用绳子将木块连接到墙上后,通过弹簧测力计拉动底部加了轮子的长木板 方案三:通过弹簧测力计将木块连接到墙上后,直接拉动下面的长木板
【答案】(1)相等;(2)接触面粗糙程度和压力;(3)换用木块面积不同的侧面置于水平木板上;(4)方案三
【解析】(1)用弹簧测力计沿水平方向缓缓匀速拉动木块,木块处于平衡状态,由二力平衡条件可知,木块受到的拉力等于木块受到的摩擦力,所以弹簧测力计示数与木块所受滑动摩擦力大小相等。
(2)由表中物理量可知,控制一个木块重量不变时,长木板表面的粗糙程度不同;当长木板表面的粗糙程度相同时,可以改变木块的重量,所以探究的是滑动摩擦力大小与接触面的的粗糙程度和压力的关系。
(3)由于长方体木块的每个面粗糙程度都相同,长宽高不等,所以每个面的面积不同,要探究了滑动摩擦力大小与接触面积是否有关,可以换用木块面积不同的侧面置于水平木板上,来改变接触面积。
(4)由于实验中要测量木块受到的摩擦力大小,所以应通过弹簧测力计将木块连接到墙上,用弹簧测力计测木块的拉力,然后直接拉动下面的长木板,故应该采用方案三。
考点6. 求解摩擦力大小与方向判断
1. 在求解摩擦力大小时,一般情况下,是根据二力平衡条件知识,先知道物体处于静止状态或者匀速直线运动状态时受到的拉力的大小,再确定摩擦力大小。有时根据物体在力的作用下,力与时间图像,结合速度时间图像来判断物体处于静止或匀速直线运动状态下受力情况,再结合二力平衡条件求解摩擦力。
2. 方向:与相对运动或相对运动趋势的方向相反,可能与物体的运动相同,可能与物体运动的方向相反,也可能与物体运动的方向不在一条直线上。
3. 若物体滑动,则利用公式Ff=μFN计算摩擦力大小(利用这个公式进行计算时,通常会给出提示信息)。其中,FN为两接触面间的正压力,与物体的重力没有必然联系,不一定等于物体的重力.滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关,与接触面积的大小也无关.
【例题6】(2025四川凉山)如图所示,保持物块A与B位置不动,缓慢向两侧移动铁架台,整个装置静止后,弹簧测力计甲、乙的示数分别为5N和3.5N,则A所受摩擦力的方向水平向______(选填“左”或“右”);地面对B的摩擦力大小为______N,方向水平向______(选填“左”或“右”)。
【答案】左 1.5 左
【解析】弹簧测力计甲、乙的示数分别为5N和3.5N,则弹簧测力计对A的拉力为5N,方向向右;A水平方向上受拉力和摩擦力,由二力平衡可得,摩擦力与拉力应大小相等,方向相反,故摩擦力大小为5N,摩擦力水平向左。
以B为研究对象,它受到向左的拉力为3.5N,同时受到地面对它的摩擦力和物体A对它的摩擦力,二者之和为5N,所以地面对物体B的摩擦力为5N-3.5N=1.5N
方向水平向左。
(考点6变式练1)如图所示,用两块相同的木板P和Q挤压两块相同的砖A和B向上提起停在空中,每块砖各重10N,下面说法中( )
①木板P对砖块A的摩擦力方向向上 ②木板Q对砖块B的摩擦力大小为10N
③砖块A对砖块B的摩擦力大小为5N ④砖块B对砖A的摩擦力大小为0
A.只有①④正确 B.只有②③正确
C.只有①③④正确 D.只有①②④正确
【答案】D
【解析】将两砖块AB看作一个整体,两砖块受到重力和木板P、Q对砖块的摩擦力作用,AB有向下运动的趋势,因此木板P对砖块A的静摩擦力方向向上,木板Q对砖块B的静摩擦力方向向上,根据力的平衡可知,摩擦力的大小均为:
f=(GA+GB)=×(10N+10N)=10N
故①②正确。
对砖块A受力分析,受到竖直向下的重力和P对A竖直向上的静摩擦力,二者大小相等,是一对平衡力,则砖块B对砖块A的摩擦力大小为0;同理,砖块A对砖块B的摩擦力大小为0,即两砖块之间无摩擦力,故③错误,④正确。故选D。
(考点6变式练2)如图所示,在水平桌面上放置A、B两个长方体物块,A物块受到水平向右拉力F1=5N,B物块受到水平向左拉力F2=8N,此时A、B两物块一起向左做匀速直线运动,则A对B的摩擦力为________N,水平桌面对B的摩擦力为________N。
【答案】5;3
【分析】(1)对A进行受力分析,根据平衡力的知识计算AB之间摩擦力的大小;
(2)将A和B看做一个整体,对其进行受力分析,根据平衡力的知识计算桌面对B的摩擦力大小。
【解答】(1)A做匀速直线运动,那么它受到的摩擦力与拉力相互平衡,即二者大小相等,那么fAB=F1=5N;
(2)将A和B看做一个整体,它们做匀速直线运动,受到平衡力,即水平向左的拉力F2,水平向右的拉力F1和地面对B的摩擦力相互平衡,也就是:F2=F1+f地面
因此地面对B的摩擦力:f地面=F2-F1=8N-5N=3N
1. 生活中有的摩擦是有用的,有的摩擦是有害的,下列情况属于减小摩擦的是(  )
A. 甲图:自行车刹车时用力捏车闸
B. 乙图:体操运动员上器械前,手上要涂防滑粉
C. 丙图:在冰壶运动中,运动员不断擦拭冰面
D. 丁图:矿泉水瓶瓶盖上刻有竖条纹
【答案】C
【解析】A.如图,自行车刹车时用力捏车闸,是利用增大压力的方式使刹车片紧紧压在轮毂上,从而增大刹车片与轮毂之间的摩擦力使车的速度减小,故A不符合题意;
B.如图,体操运动员上器械前,手上要涂防滑粉,这是利用防滑粉增大手和器械之间接触面的粗糙程度来增大摩擦力的,故B不符合题意;
C.如图,在冰壶运动中,运动员不断反复擦拭冰面,冰面因摩擦生热使部分冰熔化成水,从而使冰面更加光滑,减小了摩擦力,故C符合题意;
D.如图,矿泉水瓶瓶盖上刻有竖条纹是为了在拧开瓶盖时不打滑,这是利用增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的,故D不符合题意。故选C。
2. 图的四幅图中,通过增大压力的方法增大摩擦力的是(  )
A.用力握紧球拍 B.滚动轴承 C.车轴加润滑油 D.鞋底有花纹
【答案】A
【解析】A.用力握紧球拍在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,A正确。
B.滚动轴承内圈与外圈之间用滚动代替滑动减小了摩擦力,B错。
C.滴加润滑油是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力,C错。
D.鞋底刻有凹凸不平的花纹,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,D错。选A。
3. 如图所示的实例,目的是为了减小摩擦的是(  )
A.瓶盖上刻有竖条纹B.防滑垫做得凹凸不平 C.轮胎上制有花纹D.轮滑鞋装有滚轮
【答案】D
【解析】A、瓶盖上刻有竖条纹,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A不符合题意;
B、防滑垫做得凹凸不平,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B不符合题意;
C、轮胎上制有花纹,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C不符合题意;
D、轮滑鞋装有滚轮,用滚动代替滑动,属于减小摩擦,故D符合题意。故选:D。
4.随着人们生活水平的不断提高,自行车功能正从代步转变为健身其构造中包含许多物理原理,例如:在轮胎上刻花纹来增大摩擦,下列四种改变摩擦力的方法与该例相同的是(  )
A. 自行车刹车时捏紧刹把
B. 溜冰时穿旱冰鞋
C. 体操运动员在手上涂镁粉
D. 运动员击球时用力握球拍
【答案】C
【解析】在轮胎上刻花纹,是通过增大接触面的粗糙程度,来增大摩擦的。
AD.自行车刹车时捏紧刹把、运动员击球时用力握球拍,都通过增大压力来增大摩擦,故AD不符合题意;
B.溜冰时穿旱冰鞋通过变滑动为滚动来减小摩擦的,故B不符合题意;
C.体操运动员在手上涂镁粉,是通过增大接触面的粗糙程度,来增大摩擦的,故C符合题意。故选C。
5.如图所示,小华将弹簧测力计一端固定,另一端钩住长方体木块A,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平地面向左运动,木块A处于静止时读出弹簧测力计示数即可测出木块A所受摩擦力大小。在这一过程中,以下说法正确的是(  )
A.木块A受到的是静摩擦力
B.木块A相对于地面是运动的
C.木块A所受摩擦力的方向向左
D.拉动木板的速度变大时,弹簧测力计示数变大
【答案】C
【解析】A.木板与木块之间发生了相对运动,所以木块受到的摩擦力不是静摩擦力。故A错误;
B.以地面为参照物,木块是静止的。故B错误;
C.以地面为参照物,木板向左运动,木块不动;而以木板为参照物,木块是向右运动的,所以,木块受到的摩擦力方向是向左的。故C正确;
D.滑动摩擦力大小与物体间的相对速度无关,所以当拉动木板的速度变大时,木块受到的摩擦力大小不变,与其平衡的测力计对木块的拉力也不变,测力计的示数是不变的。故D错误。故选C。
6.在研究摩擦力时,小刚同学用一块各侧面光滑程度完全相同的木块,在同一水平桌面上进行甲、乙、丙三次实验。如图所示,当用弹簧测力计水平拉木块做匀速直线运动时,弹簧测力计三次示数F1、F2、F3的大小关系为(  )
A.F1=F2>F3 B.F1>F2>F3 C.F1=F2<F3 D.F1<F2=F3
【答案】A
【解析】滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关,而前两次实验中,压力大小和接触面的粗糙程度都相同,则木块受到的摩擦力相同,且由于木块做匀速直线运动,所以由二力平衡条件可知拉力等于摩擦力,故前两次实验中,弹簧测力计的示数相等,即F1=F2;
第三次实验,在压力大小和接触面粗糙程度一定时,用滚动代替滑动,减小了摩擦力的大小,
此时木块仍做匀速运动,故所受的摩擦力和测力计的拉力仍相等,但由于此时摩擦力变小,所以测力计的示数F3小于F1和F2;
综合上面两种情况可得:F1=F2>F3。故选:A。
7. 小华在操场进行爬杆锻炼,在竖直杆上攀爬,匀速向上运动时受到的摩擦力大小为f1,匀速向下运动时受到的摩擦力大小为f2,若小华的自重为G,则( )
A.f1=f2>G B.f1=f2G >f2
【答案】C
【解析】物体静止或匀速直线运动时,受到平衡力的作用,合力为0,匀速向上运动时受到的摩擦力大小为f1,此时小华受到的重力和摩擦力是一对平衡力,可知f1=G;匀速向下运动时受到的摩擦力大小为f2,此时小华受到的重力和摩擦力是一对平衡力,可知f2=G,即f1=f2=G,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
8. 快递自动分拣系统展示了“中国制造”的实力。如图是传送带上匀速直线运动的快件,关于快件正确的是( )
A.受水平向左摩擦力 B.没有受到摩擦力作用
C.运动速度越大,惯性越大 D.若快件所受的外力全部消失,会立刻停止运动
【答案】B
【解析】AB.匀速直线运动时,快件与分拣线传动带相对静止,没有相对运动的趋势,所以快件没有受到摩擦力的作用,故A错误;B正确;
C.质量是物体惯性大小的唯一的量度,与速度无关,故C错误;
D.因为物体在运动,当物体所受的一切外力都消失时,物体将保持原有的运动状态,即以来的速度做匀速直线运动,故D错误。故选:B。
9. 如图所示,物体A被传送带由低处向高处匀速输送过程中,受到的摩擦力的方向为( )
A.沿传送带斜面向下 B.沿传送带斜面向上
C.不受摩擦力 D.无法确定
【答案】B
【解析】物体A斜向上的运动过程中,它相对于传送带是静止的,由于传送带倾斜,使得物体A具有沿传送带斜向下运动的趋势,根据摩擦力方向的规定,可知应选B。
从另一角度来说,物体A被倾斜的传送带由低向高输送,说明物体A必受到一个倾斜向上的摩擦力,而使其随传送带由低向高运动,此时,摩擦力的方向与物体的实际运动方向一致。故选B。
【点评】正确判断出摩擦力方向的关键在于理解“相对运动”的具体含义。摩擦力的方向与物体相对运动(趋势)的方向相反,而不是与物体运动的方向相反。
10. 如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F﹣t和
V﹣t图象分别如乙、丙所示,由图象可知( )
A.当t=1s时,物体受到的摩擦力是3N,
B.当t=3s时,物体受到的摩擦力是7N.
C.在t=2s时物体受的拉力F=7N
D.在2s﹣4s内,物体做匀速直线运动.
【答案】A
【解析】物体在水平方向受水平的拉力F与摩擦力f作用;由图象丙知物体在0﹣2s内静止,处于平衡状态,在4s﹣6s内物体做匀速直线运动,处于平衡状态;
由图象乙知:在t=2s时物体受的拉力F=3N,由平衡条件得:摩擦力f=F=3N;
由丙图知在4s﹣6s内,物体做匀速直线运动,处于平衡状态,由乙图知此时拉力F′=5N,
由平衡条件得摩擦力f′=F′=5N,在t=3s时物体做加速运动,物体受到滑动摩擦力作用,
在加速度的情况下,由于滑动摩擦力与拉力大小无关,因此在t=3s时,物体受到的摩擦力为5N.
11. A、B两物体叠放在水平桌面上,在如图所示的三种情况下:
①甲图中两物体均处于静止状态;
②乙图中水平恒力F作用在B物体上,使A、B一起以2m/s的速度做匀速直线运动;
③丙图在水平恒力F作用在B物体上,使A、B一起以20m,/s的速度做匀速直线运动。
比较上述三种情况下物体A在水平方向的受力情况,以下说法正确的是(  )
A.三种情况下,A、B在水平方向都不受摩擦力
B.三种情况下,A、B在水平方向都受摩擦力
C.三种情况下,A在水平方向不受摩擦力,②、③中B在水平方向都受摩擦力且摩擦力大小相等
D.①中A在水平方向不受摩擦力,②、③中B在水平方间都受摩擦力但摩擦力大小不相等
【答案】C
【解析】甲图中两物体均处于静止状态,A、B两物体间没有相对运动或相对运动趋势,因此没有摩擦力,B与地面之间也没有相对运动或相对运动趋势,因此没有摩擦力;乙图中水平恒力F作用在B物体上,使A、B一起以2m/s的速度做匀速直线运动,A、B两物体间没有相对运动或相对运动趋势,因此没有摩擦力,B物体相对于地面向右运动,因此受到向左的摩擦力,因做匀速直线运动,受力平衡,摩擦力等于F;丙图在水平恒力F作用在B物体上,使A、B一起以20m,/s的速度做匀速直线运动,A、B两物体间没有相对运动或相对运动趋势,因此没有摩擦力,B物体相对于地面向右运动,因此受到向左的摩擦力,因做匀速直线运动,受力平衡,摩擦力等于F。故选C。
12. 如图所示,在水平拉力F的作用下,木块随小车一起在水平地面上向右做匀速直线运动。下列分析正确的是(  )
A. 木块受到水平向右的摩擦力 B. 木块所受摩擦力的大小为F
C. 小车受到水平向左的摩擦力 D. 小车所受摩擦力的大小为F
【答案】CD
【解析】AB.木块随小车一起在水平地面上向右做匀速直线运动,此时木块与小车之间没有相对运动趋势,因此木块不受摩擦力,AB错误;
C.在水平拉力F的作用下,小车在水平地面上向右做匀速直线运动,小车向右运动,因此小车受到向左的摩擦力,C正确;
D.小车做匀速直线运动,根据二力平衡知识,小车所受到的摩擦力大小与拉力F相等,方向与拉力F相反,D正确。故选CD。
13. 如图所示,用15N的力握住重为6N的矿泉水瓶,使矿泉水瓶在竖直方向上保持静止,此时矿泉水瓶受到的摩擦力大小为  N,方向为   ;当握力增大至20N时,矿泉水瓶受到的摩擦力大小将   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】6;竖直向上;不变。
【解析】由于矿泉水瓶子在握力作用下处于静止状态,所以在竖直方向上矿泉水瓶子受平衡力,摩擦力与重力平衡,大小为f=G=6N,重力的方向竖直向下,则摩擦力的方向竖直向上;
当握力增大时,由于矿泉水瓶子仍然静止,矿泉水瓶子重力不变,摩擦力与重力仍然平衡,大小相等,摩擦力仍为6N,故摩擦力大小不变。
14. 小芳从地面跨步到上行的自动扶梯时,身体适当前倾,这是为了防止由于___________而摔倒。如图所示,她倚靠在扶梯侧壁固定不动的护栏板上,护栏板会对她施加与电梯运行方向___________(选填“相同”或“相反”)的摩擦力,使她有向后跌倒的危险。同学们乘坐自动扶梯时,严禁倚靠电梯!
【答案】 惯性 相反
【解析】小芳上扶梯前,以一定的速度向前运动,脚踏上电梯前的速度较小,踏上电梯时,脚随电梯快速运动,而人的上身由于惯性,要保持原来的低速运动,此时它容易后仰,因此小芳上扶梯时,身体适当前倾,这是为了防止由于惯性而摔倒。
小芳倚靠在扶梯侧壁固定不动的护栏板上,她随扶梯一起上升,护栏板会对她施加与电梯运行方向相反的摩擦力。
15. 小李在超市购物,用20N的水平推力推着购物车做匀速直线运动,后改用30N的水平推力推购物车,使其加速向前运动,在加速过程中购物车受到的摩擦力为__________N,所受摩擦力的方向与运动方向__________。
【答案】 20 相反
【解析】由题意可得,用20N的水平推力推着购物车做匀速直线运动,即小车处于平衡状态,小车在水平方向上受到推力与摩擦力,这两个力是一对平衡力,所以这两个力大小相等,即f=F推=20N
因为滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,所以当用30N的水平推力推购物车时,接触面的粗糙程度和压力的大小都没变,所以购物车受到的摩擦力不变,仍为20N。
由题意可得,用30N的水平推力推购物车,使其加速向前运动,购物车相对于地面向前运动,而摩擦力的方向与相对运动的方向相反,所以购物车受到的摩擦力的方向向后,即所受摩擦力的方向与运动方向相反。
16. 如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图像分别如乙、丙所示,由图像可知,当t=1s时,物体受到的摩擦力是_____N,物体在1s处于_____(“静止”、“加速”、“匀速”)状态,当t=3s时,物体受到的摩擦力是_____N。
【答案】 3 静止 5
【解析】物体在水平方向受水平的拉力F与摩擦力f作用,由图丙知,物体在t=1s时静止,处于平衡状态,由图乙知,在t=1s时物体受的拉力F=3N,由平衡条件得,摩擦力为
f=F=3N
由丙图知,在4s~6s内,物体做匀速直线运动,处于平衡状态,由乙图知此时拉力,由平衡条件得,滑动摩擦力为
在t=3s时,物体做加速运动,由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以滑动摩擦力不变,因此在t=3s时,物体受到的摩擦力为5N。
17. 如图甲所示,完全相同的木块A和B紧靠着平放在粗糙程度相同的水平桌面上,在12N的水平推力F1作用下,A、B一起作匀速直线运动。若将A、B叠放到该桌面上,用水平力F2拉着B使它们一起匀速运动(如图乙所示),则拉力F2=______N;此时木块A所受的摩擦力为______N。
【答案】 12 0
【解析】将A、B紧靠着放在水平桌面上,A、B一起作匀速直线运动,处于平衡状态,受到的推力和摩擦力是平衡力,所以摩擦力大小等于推力,即f=F1=12N
将A、B叠放到该桌面上,用水平力F2拉着B使它们一起匀速运动,接触面的粗糙程度不变,对桌面的压力也不变,因此B受到的摩擦力也不变,仍为12N,即f′=12N,AB整体处于平衡状态,拉力和摩擦力是平衡力,所以拉力F2=f′=12N
A、B一起作匀速直线运动,因此,A、B都受平衡力,木块A在水平方向不受拉力,AB之间没有相对运动趋势,因此A所受的摩擦力为0N。
18. 如图甲所示,完全相同的A、B两物块叠放在水平桌面上,用F1=80N的水平力作用在B物块上,A、B一起做匀速直线运动,此时B物块所受的摩擦力为   N;若将F2=80N的水平力按如图乙所示作用在A物块上,它们一起做直线运动,则桌面对A物块的摩擦力为   N.
【答案】80;80
【解析】(1)甲图中推力在B上,以AB为研究对象,AB做匀速直线运动,所以AB受到的推力F1与摩擦力平衡,因此此时A所受的摩擦力为80N;以B为研究对象,相对于A处于静止状态,所以其受到的推力F1与摩擦力平衡,B物块所受的摩擦力为80N;
(2)若将F2=80N的水平力按如图乙所示作用在A物块上,它们仍一起做直线运动,乙图中推力作用在A上,此时接触面的粗糙程度不变,压力也不变,因此摩擦力也不变,所以A所受的摩擦力仍为80N。
19. 如图所示,完全相同的两块砖AB质量均为m,两块砖并排着由左右两张相同的竖直木板夹住,现用夹持装置将两块砖紧紧夹住,保持静止,A砖受到左侧木板的摩擦力方向___________,A对B的摩擦力大小为________。
【答案】竖直向上;0
【解析】先把两块砖看作一个整体做受力分析:两块砖受到竖直向下的重力,两块砖受力平衡,故两边会受到的竖直向上的摩擦力,大小为两块砖的重力为2mg,所以一侧受到摩擦力的大小为mg;对于第一块砖A做受力分析:受到左边木板向上的摩擦力作用,大小为mg;自身向下的重力作用,大小为mg,这两个力正好是一对平衡力,故A砖不再受其它力,即A砖和B砖之间没有力的作用即砖A和砖B之间的摩擦力为0。
20. 如图所示,一根有一定质量的木杆竖直悬挂在细绳下端,一只质量为10kg的猴子抱住木杆处于静止状态。某一瞬间细绳突然断了,猴子本能地立即沿木杆使劲往上爬。在爬的过程中,若木杆始终竖直,猴子与地面的高度一直保持不变,g取10N/kg,则该过程中猴子所受摩擦力的大小为________N。
【答案】100
【解析】利用G=mg求出猴子的重力,然后根据二力平衡条件可得其所受摩擦力大小。
在爬的过程中,若木杆始终竖直,猴子与地面的高度一直保持不变,所以猴子相当于地面始终处于静止状态,受到的摩擦力等于自身重力,
猴子所受摩擦力的大小为:f=G=mg=10kg×10N/kg=100N。
21. 如图所示,物块A重15N、B重5N,B放在A上。用100N的水平推力F将A压在竖直墙上,恰能让A和B一起匀速下滑,A所受到的摩擦力是_______N。推力F保持不变,将B拿走,在A的下方施加一个竖直向上的力F1,使物体A恰好向上做匀速直线运动,则F1的大小为_______N。
【答案】20;35
【解析】当A和B匀速下滑时,为平衡状态,受力平衡,A所受到的摩擦力等于A与B的重,所以摩擦力为:f=15N+5N=20N
根据影响摩擦力的因素知,当推力F保持不变时,A与墙面的摩擦力不变,仍为20N,在A的下方施加一个力F1,使物体A恰好向上做匀速直线运动,仍然为平衡状态,即F1与A的重力和摩擦力平衡,故:F1=GA+f=15N+20N=35N
22. 芳芳用如图所示的装置进行实验探究(不计弹簧测力计的重力):当水平向左的拉力F=10N时,物体B水平向左匀速运动(B足够长),弹簧测力计示数为4N且保持不变,此时物体A受到的摩擦力大小为________N,物体B对地面的摩擦力大小为_______N。
【答案】4;6
【解析】对物体A受力分析可知,水平方向上受到向左的摩擦力和向右的弹簧的拉力,又物体A保持静止,则物体A受力平衡,即摩擦力的大小和弹簧的拉力大小相等,则物体A受到的摩擦力为4N。
力的作用是相互的,B对A的摩擦力水平向左,大小为4N,则物体A对物体B的摩擦力大小为4N,方向水平向右,此时物体B水平向左匀速运动,水平方向上受到A对其向右的摩擦力、地面对其向右的摩擦力和向左的拉力,根据力的平衡条件,地面对B的摩擦力为
f地=F-fA=10N-4N=6N
力的作用是相互的,所以物体B对地面的摩擦力大小为6N。
23. 如图,木块在粗糙的水平地面上向右滑行,请画出木块所受摩擦力f的示意图。
【答案】如图所示
【解析】摩擦力方向与物体相对运动(或相对运动趋势)的方向相反,则木块在水平面上向右滑行时摩擦力的方向是向左的,具体如图所示:
24.如图所示,若某同学在平直的公路上用力蹬自行车前进,请找出自行车前、后轮所受路面摩擦力的作用点。并画出前、后轮所受路面摩擦力的示意图。
【答案】如图所示:
【解析】分析车轮相对地面的运动方向或相对运动趋势的方向,从而确定摩擦力的方向,从而画出其力的示意图。骑自行车时,后轮在链条的作用下,使后轮相对于地面向后运动,所以地面对后轮有向前的摩擦力,此摩擦力为自行车提供了前进的动力;
前轮相对于地面向前运动,则地面对前轮有向后的摩擦力,其作用点分别在两轮与地面的接触点上。据此分别作出前后轮所受到的摩擦力f前轮、f后轮。
【点评】本题考查摩擦力示意图的画法,关键是判断摩擦力的方向,与物体相对运动方向相反,易错题。
25. 如图所示,木块正在水平地面上向右滑动并压缩弹簧,请在O点画出木块水平方向受力的示意图。
【答案】如图所示。
【解析】木块正在水平地面上向右滑动,会受到地面水平向左的摩擦力f;同时木块向右压缩弹簧,使弹簧发生弹性形变,弹簧对木块产生一个水平向左的弹力F弹。所以在水平方向,木块同时受到水平向左的摩擦力和弹力,如图所示。
26. 勤洗手是良好的卫生习惯。在七步洗手法“内、外、夹、弓、大、立、腕”字诀中,“夹”是指洗掌侧指缝时,掌心相对,双手交叉沿指缝相互揉搓,如图所示。当手指稍用力“夹”时,清洗效果会更好;洗手后为了让手快点干,文明的做法是双手靠拢并朝着洗手池用力甩。请用所学的物理知识分析说明上述两种做法的理由。
【答案】见解析
【解析】(1)“夹”是指洗掌侧指缝时,掌心相对,双手交叉沿指缝相互揉搓,当手指稍用力“夹”时,增大压力从而增大摩擦力,清洗效果会更好。
(2)双手靠拢并朝着洗手池用力甩,利用水的惯性保持静止,水和手分开,而且双手靠拢,是增大了水的质量,从而增大了水的惯性,水和手更容易分离,手更容易甩干。
27. 在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动。
(1)甲图中,弹簧测力计示数为______N,根据______原理可得,此时木块受到的滑动摩擦力与木块受到的拉力大小相等;
(2)比较甲、乙两图可得:在接触面粗糙程度相同时,______越大,滑动摩擦力越大;
(3)通过比较______两图可探究:滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
【答案】(1)2.6; 二力平衡;(2) 压力;(3) 乙、丙。
【解析】(1)如图甲所示,测力计分度值为0.2N,测力计示数为2.6N,根据二力平衡原理可知,木块做匀速直线运动时受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反。
(2)比较甲、乙两图,两次实验的接触面相同,乙图中木块对木板的压力较大,测力计的示数也较大;这说明在接触面粗糙程度相同时,压力越大,摩擦力越大。
(3)比较乙、丙两图,两次实验的压力相同,乙图木块在光滑的木板上滑动,丙图木块在粗糙的毛巾上滑动,丙图中测力计示数较大。这说明滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
28. 如图所示,用细线、长木板、两个完全相同的木块A、B和一个弹簧测力计,在水平台上探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)实验过程中每次应水平拉动木块,使它沿长木板做______直线运动;甲乙两图中测力计示数分别为1.5N和3N;
(2)比较甲、乙两次实验,可得结论:当接触面粗糙程度相同时,______越大,滑动摩擦力越大;
(3)比较甲、丙两次实验,______(选填“能”或“不能”)探究滑动摩擦力大小与接触面积的关系,理由是______;
(4)图丙实验过程中,A、B两物体所受摩擦力、的大小关系是______。
【答案】(1) 匀速(2) 压力(3) 不能 没有控制压力大小相等(4) 等于。
【解析】(1)由二力平衡条件可知,当木块做匀速直线运动时,木块处于平衡状态,受到了拉力和摩擦力是一对平衡力,所以可以用弹簧测力计来测量摩擦力,故应水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动。
(2)观察甲、乙两图发现,接触面粗糙程度相同,压力大小不同,当压力越大时,弹簧测力计示数越大,即摩擦力越大,所以可得结论:当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)观察甲、丙两图发现,接触面粗糙程度相同,压力大小不同,接触面积也不同,由控制变量法可知,甲、丙两次实验,不能探究滑动摩擦力大小与接触面积的关系,因为没有控制压力大小相同。
(4)由于图丙中,A、B两个物体对木板的压力大小相同,与木板的接触面粗糙程度也相同,所以A、B两物体所受摩擦力大小相等。
29. 如图所示是“研究影响滑动摩擦力大小因素”的实验装置。
(1)如图甲、乙、丙所示三种情况下,木板和毛巾保持不动,物块在弹簧测力计拉力作用下均做匀速直线运动。则物块所受滑动摩擦力大小_______(填“大于”“等于”或“小于”)弹簧测力计的示数;
(2)比较甲、乙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与_______的关系;比较乙、丙实验是为了研究滑动摩擦力大小与_______的关系(均选填“压力”或“接触面的粗糙程度”);
(3)小萌同学对实验装置进行改进,如图丁所示,用力拉动长木板向左运动,物块保持静止时弹簧测力计的示数_______(填“大于”“等于”或“小于”)物块所受滑动摩擦力的大小。改进后的实验中小萌同学_______(填“需要”或“不需要”)匀速拉动长木板。
【答案】 (1)等于 (2) 压力 接触面粗糙程度 (3)等于 不需要
【解析】(1)物块做匀速直线运动,故在水平方向上二力平衡,则物块所受滑动摩擦力大小等于弹簧测力计拉力的大小。
(2)甲乙两图,接触面粗糙程度相同,压力大小不同,故可以研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系;乙丙两图压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,故可以研究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系。
(3)物块相对地面保持静止,受力平衡,故弹簧测力计示数等于摩擦力大小;改进后物块始终保持静止,故不需要匀速拉动长木板。
30.如图,质量为0.5kg的物体A被夹在两固定竖直的平木板之间,现用大小为10.78N的力恰好可将A从木板竖直向上匀速抽出,那么:
(1)A受到的滑动摩擦力多大?
(2)若将A从木板中竖直向下匀速抽出,至少用多大的拉力?(g取9.8N/kg)
【答案】(1)5.88N;(2)0.98N
【解析】(1)物体的重力为G=mg=0.5kg×9.8N/kg=4.9N
竖直向上抽出物体时,摩擦力的方向竖直向下,根据力的平衡知
F=G+f=10.78N
则摩擦力f=F-G=10.78N-4.9N=5.88N
(2)竖直向下抽出物体时,摩擦力方向向上,由于压力的大小及接触面的粗糙程度相同,所以摩擦力的大小不变。所以有
F'=f-G=5.88N-4.9N=0.98N
31. 现有3块相同的砖,每块砖重为10N,一人用竖直的两板将三块砖如图所示夹起,求“2号”砖左侧和右侧各自所受的摩擦力大小和方向。
【答案】见解析
【解析】①把三块砖作为整体进行受力分析:
在竖直方向上,三块砖受到竖直向下的重力G总,“1号”砖左侧板对它们作用的竖直向上的摩擦力f1,“3号”砖右侧板对它们作用的竖直向上的摩擦力f2;
根据物体受力平衡的条件:三块砖处于静止状态,则三块砖在竖直方向上的受力和为零,即:G总=f1+f2;
根据题目中的条件:三块砖相同,两块板相同,则“1号”砖左侧板对它们作用的竖直向上的摩擦力f1=“3号”砖右侧板对它们作用的竖直向上的摩擦力f2;
根据题目中的条件:每块砖重为10N,则三块砖受到的总重力:G总=3×10N=30N;
根据结论:G总=f1+f2,G总=30N,f1=f2,则:f1=f2=15N
②对“1号”砖进行受力分析:
在竖直方向上,“1号”砖受到竖直向下的重力G,左侧板对它作用的竖直向上的摩擦力f1,“2号”砖对它作用的摩擦力f3;
根据物体受力平衡的条件:“1号”砖处于静止状态,则“1号”砖在竖直方向上的受力和为零;
根据题目中的条件和结论:“1号”砖的重力G=10N,左侧板对它作用的竖直向上的摩擦力f1=15N,则“2号”砖对它作用的摩擦力f3=f1-G=5N,方向为竖直向下;
根据相互作用力的关系和结论:一对相互作用力的大小相等、方向相反,“2号”砖对“1号”砖作用的摩擦力f3=f1-G=5N,方向为竖直向下,则“1号”砖对“2号”砖作用的摩擦力f4=f3=5N,方向为竖直向上;
③对“2号”砖进行受力分析:
在竖直方向上,“2号”砖受到竖直向下的重力G,“1号”砖对它作用的竖直向上的摩擦力f4,“3号”砖对它作用的摩擦力f5;
根据物体受力平衡的条件:“2号”砖处于静止状态,则“2号”砖在竖直方向上的受力和为零;
根据题目中的条件和结论:“2号”砖的重力G=10N,“1号”砖对它作用的竖直向上的摩擦力f4=5N,则“3号”砖对它作用的摩擦力f5=G-f4=5N,方向为竖直向上;
所以,“2号”砖左侧和右侧所受的摩擦力大小均为5N,方向均为竖直向上。
【提醒】解决本题的关键是选择不同的受力分析对象,根据二力平衡条件和相互作用力的关系,对物体间的相互作用的摩擦力进行大小和方向的判定。
核心素养学习目标
知识解读易错警示示
注意!
考点例题精讲确确考向
F
F

G
课节重点难点精练
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