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第3节 摩擦力
一、单选题
1.图甲图是实验小组测量滑动摩擦力大小的实验装置。同学们分别两次水平拉动同一木块在同一水平木板上沿水平方向运动,采集数据并绘制了图乙所示的s-t图像。下列说法不正确的是( )
A.木块在木板上运动时只受到3个力的作用
B.木块第1次的运动的速度较大
C.木块两次受到的摩擦力大小相等
D.该实验应用了二力平衡的原理
2.用弹簧测力计拉着重8N的物体在水平面上以2.5m/s的速度做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为2N.当绳子突然断开时,则( )
A.物体速度保持不变,受到的摩擦力小于2N
B.物体速度逐渐减小,受到的摩擦力等于2N
C.物体速度逐渐减小,受到的摩擦力等于8N
D.物体立即停止,受到的摩擦力为零
3.下列事例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A.给自行车的轴加润滑油
B.在自行车的把套上做出凹、凸花纹出
C.在机器的转动部分加装滚动轴承
D.磁悬浮列车行驶时,车身悬在空中
4.如图1是机场内正在匀速运行的传送带,如图2是其俯视示意图。某时刻行李箱甲、乙运动到如图位置,下列说法正确的是( )
A.若传送带表面水平,则甲、乙行李箱均不受摩擦力作用
B.若传送带表面不水平,则甲、乙行李箱均受摩擦力作用
C.甲行李箱对传送带的压力和它受到的支持力是一对平衡力
D.乙行李箱此刻受平衡力
5.如图所示,两块完全相同的木块A和B叠放在粗糙程度相同的水平桌面上,用12N的水平力F拉着木块B使它们一起做匀速运动,下列说法中正确的是( )
A.AB之间摩擦力为12N B.对A的摩擦力方向水平向右
C.A对B的摩擦力方向水平向左 D.地面对B的摩擦力为12N
二、填空题
6.如图所示的实验装置中,小桶内装入适量的沙子,小桶和沙子的总质量为m,滑块恰好做匀速直线运动(细线重力、滑轮摩擦不计),滑块受到的滑动摩擦力f=;小桶落地后,滑块继续向前运动,其受到的滑动摩擦力将(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
7.如图所示,物体a、b和c叠放在水平桌面上。水平力分别作用于物体b、c上,a、b和c仍保持静止,则物体b与物体c之间的摩擦力大小为 N,物体c与地面的摩擦力大小为 N。
8.如图所示,在水平拉力F1=10N作用下,木板甲在水平地面上匀速向右运动,同时物块乙相对于地面静止,已知此时绳对物块乙的拉力F2=4N。则物块乙受到的摩擦力是 N,木板甲与地面间的摩擦力是 N。
9.如图甲所示是2022年北京冬奥会会徽,以汉字“冬”为灵感,运用书法艺术形态,传递出实现“三亿人参与冰雪运动”的目标。如图乙所示,写书法时手执毛笔竖直悬空静止,若手握笔杆的力增大,笔受到的摩擦力将 (选填“增大”“减小”或“不变”);在纸上写字时,笔运行中笔豪向右弯曲它所受摩擦力方向 。
三、计算题
10.质量为50kg的物体在一个水平向右拉力F的作用下,沿水平面以1m/s的速度做匀速直线运动,已知物体受到的滑动摩擦力是它重力的0.2倍,求:
(1)物体的重力大小(取);
(2)拉力F的大小;
(3)若拉力F增大为150N,物体受到的滑动摩擦力大小是多少?
四、实验探究题
11.某同学用如图所示的装置研究滑动摩擦力f与压力FN之间的关系。
(1)为了测量滑动摩擦力的大小,实验中用弹簧测力计拉着木块在长木板上沿水平方向做 运动。
(2)某次实验中弹簧测力计示数如图1中所示,则木块受到的滑动摩擦力f= N。
(3)为了进行多次实验,该同学采取了在木块上增加砝码个数的方法,测得多组数据该同学描绘出滑动摩擦力f与作用在长木板上的压力FN的关系图像如图2所示。物理学中用动摩擦因数表示接触面的粗糙程度,滑动摩擦力与压力之间的关系可表示为f=μFN,则由图像可知他测得的动摩擦因数μ= 。
五、综合题
12.阅读《冰壶比赛》,并回答问题。(每空1分,共5分)
北京冬奥会冰壶
2022年,北京冬奥会冰壶比赛在“水立方”变身为“冰立方”的国家游泳中心举行。冰壶运动被人们称为冰上的“国际象棋”,比赛用的标准冰壶是由不含云母的天然花岗岩石凿琢而成,具有非常好的抗撞、抗冲击性。如果制作冰壶的花岗岩里含有云母,冰壶在碰撞后容易破碎,容易改变外形与质量,整体的密度也会变小。
冰壶在不平整的麻点状水面上滑行时,用冰刷擦拭冰面可以改变冰壶与冰面之间摩擦力,同时也可以通过擦冰使冰壶改变前进方向,达到弧线的效果,图甲所示是运动员擦冰的场景,冰壶掷出时是旋转的,若想让冰壶走弧线,队友就会喊“下线”,即让顺着冰壶旋转方向一侧的队员擦冰;若希望冰壶保持当前运动情况,则队友会喊“顶线”,让与冰壶旋转方向相反一侧的队员擦冰。
(1)运动员将冰壶投出后,不考虑空气阻力,滑行中的冰壶共受到 个力的作用;
(2)如图乙所示,若运动员通过擦冰,让冰壶走弧线匀速前进,此时冰壶处于 (选填“平衡状态”或“非平衡状态”);
(3)投掷出去的冰壶能继续在冰面上滑行,是因为 ;运动员用冰刷擦拭冰面的目的是 ;
(4)队员以“下线”的方式擦冰时,冰壶在竖直方向上所受力的合力 (选填“大于零”、“小于零”或“等于零”)。
13.中长跑是中考体育必考项目,如图是小明跑步时的情景。
(1)请画出他所受重力(O点为重心)和右脚所受摩擦力(A点为作用点)的示意图。
(2)人跑步时,人所受的重力与 是一对平衡力:跑步时要 (选填“利用”或“避免”)鞋底与地面间的摩擦,此时,鞋底与地面间的摩擦力方向与人跑步的方向 (选填“相同”或“相反”),跑步过程中速度越来越快,则人的惯性 (选填“越来越大”、“不变”或“越来越小”)。
六、科普阅读题
14.阅读短文,回答问题。
仿生学材料
很多昆虫被雨淋后就飞不起来,但蝴蝶却能保持飞行。借助显微镜,观察到蝴蝶翅膀表面有很多微小的鳞片,整齐地叠加并接照前后顺序覆盖在翅膀膜上。把鳞片放大后,发现其表面很像齿轮,当雨滴落到鳞片上,比针头还细的齿牙会像扎破气球一样,减轻雨水对蝴蝶超膀的冲击力。同时,这样的结构还形成了引导坡度,只会跟它擦肩而过,而不会淋湿蝴蝶。
借助蝴蝶超膀对水滴的“排斥作用”,科学家们研制出了超疏水材料。该材料具有防水、防雾、防雪、防污染、抗粘连、抗氧化、防腐蚀、自清洁和防止电流传导等鲢特点,在生产、生活等诸多领域中有极为广泛的应用前景。比如,还可以把该材料放在金属表面防止因水而生锈。
(1)雨点打在蝴蝶身上,不会淋湿蝴蝶的原因之一是翅膀的结构形成了 坡度;
(2)蝴蝶翅膀表面是 (选填“光滑”或“粗糙”)的;
(3)请你写出一条超疏水材料的优点: 。列举超疏水材料在生产、生活中的一种应用: 。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】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;时间速度路程的图像分析
2.【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;增大或减小摩擦的方法
3.【答案】B
【知识点】增大或减小摩擦的方法
4.【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力产生的条件
5.【答案】D
【知识点】摩擦力产生的条件;摩擦力的方向
6.【答案】mg,不变
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
7.【答案】8;2
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的大小;摩擦力产生的条件
8.【答案】4;6
【知识点】力与运动的关系;摩擦力的大小;摩擦力的方向
9.【答案】不变;向右
【知识点】摩擦力的方向;摩擦力的种类
10.【答案】(1)500N;(2)100N;(3)100N
【知识点】重力及其大小的计算;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
11.【答案】匀速直线;2;0.5
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
12.【答案】3;非平衡状态;惯性;改变摩擦力;等于零
【知识点】力的作用效果;惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用;增大或减小摩擦的方法
13.【答案】(1)解:如图所示:
(2)地面支持力;利用;相同;不变
【知识点】重力示意图;惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用;摩擦力的方向
14.【答案】引导;粗糙;防腐蚀;制作铁水管的内壁
【知识点】科学探索;增大或减小摩擦的方法
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