中考特训1 力与运动
摩擦力实验探究、二力平衡与相互作用力
重难点集训目录
一、 摩擦力的存在与概念
二、 影响滑动摩擦力大小的因素实验
三、 平衡力与相互作用力概念与区别
摩擦力的存在与概念
1．如图所示，表面粗糙情况相同的长方体木块在水平力F作用下运动，水平面作用于木块的滑动摩擦力在图甲、乙两种情况中(C)
A．甲大 B．乙大 C．一样大 D．无法判断
2、如下几个图中，物体A相对于小车静止，地面不光滑，物体A在哪种情况下没有受到摩擦力( D )
A．①一起做加速向前运动 B．②一起做匀速直线运动
C．③一起做加速向前运动 D．④一起做匀速直线运动
【解析】在分析物体是否受到静摩擦力时，通常要运用假设法。先假设没有静摩擦力，看物体能否保持现在这种状态。如果能保持现在这种状态，说明不受到静摩擦力；如果不能保持现在这种状态，而向某个方向运动，那么就存在静摩擦力，且静摩擦力方向与运动方向相反。
图①，当物体A与小车一起做加速向前运动时，对A分析，假设A不受力，A的运动状态肯定不变，会做匀速直线运动或静止，与事实矛盾，所以假设有误，则A肯定受到摩擦力。
图②，当物体A与小车一起做匀速直线运动时，对A分析，假设A不受小车的摩擦力，则A在水平方向上所受的力不平衡，不会做匀速直线运动，所以假设有误，则A肯定受到摩擦力。
图③，当物体A与小车一起做加速向前运动时，对小车分析，小车向前运动，地面给小车向后的摩擦力，假设A对小车没有一个向前的摩擦力，则小车不会向前加速运动，所以假设有误，即小车受到A向前的摩擦力，力的作用是相互的，则小车对A也有摩擦力。
图④，当物体A与小车一起做匀速直线运动时，对A分析，A处于平衡状态，水平方向上不受摩擦力。
影响滑动摩擦力大小的因素实验
4．如图所示，有两个相同的梯形物体，它们在力的作用下，以下列四种方式沿相同的水平面运动，下列对不同情况下物体所受摩擦力的比较，正确的是 ( D )
A．f丙＞f甲＝f丁＞f乙 B．f乙＞f丙＞f丁＞f甲 C．f乙＞f丁＞f甲＞f丙 D．f乙＞f甲＝f丁＞f丙
6．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
3．如图甲所示，用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉一水平面上的木块，A端的拉力均匀增加，0～t1木块静止，木块运动后改变拉力，使木块t2后处于匀速直线运动状态。计算机对数据拟合处理后，得到如图乙所示拉力随时间变化图线，回答下列问题：
(1)当用F＝5.3N的水平拉力拉静止的木块时，木块所受摩擦力大小为________N。
(2)若用F＝5.8N的水平拉力拉木块，木块所受摩擦力大小为________N。
(3)如果要使木块做匀速直线运动，拉力大小为____N，撤去外力的瞬间，木块所受摩擦力大小为_____N。
【答案】(1)5.3 (2)5.1 (3)5.1 5.1 我们先根据题意标出图中三个阶段木块的运动情况：0～t1木块静止，t1～t2由静止开始运动，t2后处于匀速直线运动状态。
(1)当F＝5.3N时，木块是静止的，木块受力平衡，水平方向：拉力F与静摩擦力等大反向，所以静摩擦力大小为5.3N，方向向左。
(2)若用5.8N的水平拉力F拉木块，F已超出能让物体保持静止的最大拉力5.5N，木块将由静止开始运动。
(3)在第三个阶段，木块做匀速直线运动，水平方向：滑动摩擦力与拉力F仍二力平衡，据图可知滑动摩擦力大小应为5.1N。撤去外力的瞬间，物体仍受滑动摩擦力，将做减速运动。上述两种情况都为非平衡状态，拉力F与滑动摩擦力二力不平衡。但是，由于物体所受的压力及地面的粗糙程度都没变，所以滑动摩擦力仍为5.1N。
4．放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系分别如图甲、乙所示，分析两图象可知：当t＝1秒时，物体处于静止状态，当t＝3秒时，物体受到的摩擦力为4牛，当t＝5秒时，物体处于匀速运动状态。
5、小梦在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”时，作了如下猜想：A.可能与接触面的粗糙程度有关； B．可能与压力的大小有关。接着她按如图所示的步骤进行实验：
①用弹簧测力计水平拉木块 ②用弹簧测力计水平拉木块 ③用弹簧测力计斜向上拉木块在较光滑木板上匀速滑动 在粗糙木板上匀速滑动 在较光滑木板上匀速滑动
(1)步骤①和②是为了验证猜想A(填“A”或“B”)，所探究的摩擦力是指木块和木板之间滑动摩擦力。
(2)小梦接着按步骤①和③探究猜想B。你认为步骤③能否测出摩擦力？不能。
(3)小梦想：滑动摩擦力的大小是否与物体运动的速度有关呢？她用①的装置进行实验：先水平拉动木块匀速滑动，读出弹簧测力计的示数为2牛，紧接着增大拉力使木块加速度滑动，读出此时弹簧测力计的示数为4牛。根据上述实验，小梦得到了“在压力和接触面粗糙程度一定时，物体运动的速度越大，滑动摩擦力越大”的结论。分析操作过程，你认为小梦的结论可信吗？不可信，原因是没有匀速拉动木块运动。
6、探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)小明用弹簧测力计拉同一木块进行了三次正确的实验操作，实验情景如图甲、乙、丙所示。
①在图乙中，木块受到的滑动摩擦力大小等于__3.4__N，方向__水平向左__。
②比较__甲、乙__两图的实验可知，滑动摩擦力的大小与压力有关。
③比较甲、丙两图的实验可知：滑动摩擦力的大小与__接触面粗糙程度__有关。
(2)在操作过程中小明还发现，弹簧测力计不沿水平方向拉动时，也可以使木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动，如图丁所示。此过程中，木块处于__平衡__(选填“平衡”或“非平衡”)状态；弹簧测力计对木块的拉力和木块受到的滑动摩擦力__不是__(选填“是”或“不是”)一对平衡力，理由是__两个力不在同一条直线上，大小也不等__；竖直方向上，木块受到的重力和木板对它的支持力__不是__(选填“是”或“不是”)一对平衡力。
【解析】 (1)①弹簧测力计的最小刻度值为0.2N，由图乙可知此时的读数为3.4N；因为木块水平向右滑动，所以滑动摩擦力的方向水平向左。②甲、乙两图中接触面粗糙程度相同，压力不同，导致摩擦力大小不同。③甲、丙两图中的压力相同，接触面粗糙程度不同，导致摩擦力大小不同。(2)图丁中木块在各个力的作用下做匀速直线运动，因此处于平衡状态；此时摩擦力与拉力不是一对平衡力，因为两个力不在同一条直线上，大小也不等；因为竖直方向上，木块受到重力、支持力大小不相等，所以重力与支持力不是一对平衡力。
7、为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”，小明设计了如图所示的实验。
(1)实验过程中，弹簧测力计必须(填“必须”或“不必”)沿水平方向拉着物块做匀速直线运动，此时，滑动摩擦力的大小等于(填“大于”“等于”或“小于”)弹簧测力计的示数。
(2)在四次实验中，滑动摩擦力最小的是丁(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。
(3)比较甲、乙实验，是为了研究滑动摩擦力大小与压力有关；比较乙、丙实验，是为了研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关(均填“压力”或“接触面粗糙程度”)。
(4)比较甲、丁实验，发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数，小明得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关，你认为他的结论是错误(填“正确”或“错误”)的。
(5)小明要对实验装置进行改动，如图2所示，重复实验，发现效果更好。实验中，小明不一定(填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板。
8、用图甲所示的装置探究摩擦力跟压力大小的关系。
甲 乙
(1)实验时，拉动木块在水平木板上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数就等于摩擦力的大小，因为这时的拉力和摩擦力是一对平衡力。
(2)某次实验中弹簧测力计的指针位置如图甲所示，它的示数是1.6牛。
(3)改变木块上所加钩码的个数进行多次实验，记录的数据如表所示，请根据表中的数据，在图乙中画出摩擦力随压力大小变化的关系图象。
实验次数
1
2
3
4
5
压力F/牛
3
4
5
6
7
摩擦力f/牛
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
解：
(4)分析图象可知：当接触面的粗糙程度一定时，摩擦力跟压力的大小成正比。
(5)实验结束后，小丽同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关。她用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力，然后将木块沿竖直方向锯掉一半，测得摩擦力的大小也变为原来的一半，她由此得出：当接触面的粗糙程度一定时，接触面越小，摩擦力越小，你认为她的结论正确吗？不正确，理由是：没有控制压力大小不变。
平衡力与相互作用力概念与区别
1、如图所示，P、Q两物体分别放在同一桌面上，分别在FP＝5N、FQ＝3N的水平拉力作用下做匀速直线运动，可以确定( B )
A．物体P的速度一定大于物体Q的速度
B．若mP＝mQ，则物体P一定比物体Q粗糙
C．物体P受到的摩擦力可能等于物体Q受到的摩擦力
D．物体Q对桌面的压力一定大于物体P对桌面的压力
2．如图所示，A、B、C三个石块叠在一起处于静止状态，下列说法正确的是 ( D )
A．石块B所受A的压力和C的支持力大小相等，方向相反
B．石块B受到石块A的重力和压力的作用
C．石块B受到的重力和石块C对石块B的支持力是一对平衡力
D．石块B对石块C的压力和石块C对石块B的支持力是一对相互作用力
3．氢气球下吊一小重物G在空气中做匀速直线运动，若不计空气阻力和风的影响，而小重物G恰能沿MN方向斜向上升，下图中气球和重物G在运动中所处的位置正确的是( D )
A B C D
4、如图所示，王爷爷推着失去动力的汽车在平直道路上匀速前进，下列说法中正确的是( B )
A．汽车对地面的压力与地面对汽车的支持力是一对平衡力
B．汽车所受的推力与地面对汽车的摩擦力是一对平衡力
C．汽车所受的重力与汽车对地面的压力是一对相互作用力
D．汽车对王爷爷的推力与地面对王爷爷的摩擦力是一对相互作用力
中考特训1 力与运动
摩擦力与二力平衡
重难考点清单
摩擦力的存在与概念
定 义：当一个物体在另一个物体表面上运动时，会产生一种阻碍物体相对运动的力，叫摩擦力。
方 向：与物体相对运动的方向相反（可能与实际运动方向相同，如向上爬树；也有可能相反，如向下爬树）。
条 件： ①两个物体相互接触并且接触面粗糙；
②两个物体之间存在挤压；
③两物体已发生运动或具有相对运动的趋势（静止）
二、影响滑动摩擦力大小的因素实验：
①原理：二力平衡的条件(水平方向匀速直线运动)
②控制变量法的应用(分别控制压力大小与改变接触面的粗糙程度)
③实验评估及实验改进方法
方案一、木块在木板上匀速拉动，但实验过程中很难保持物体进行匀速直线运动
方案二、使弹簧计固定，拉动物体下面的长木板，根据二力平衡，无论怎么拉动木板，测力计的示
数即摩擦力的大小
方案二优点：①不需要控制木板匀速直线运动，方便实验操作
②弹簧测力计固定不动，便于读数
三、平衡力与相互作用力概念与区别
定 义：一个物体在两个力的作用下，如果保持静止或匀速直线运动状态，就说明这两个力是平衡
的，或者说物体处于二力平衡状态。
条 件：作用在一物体上的两个力，必须大小相等、方向相反，并作用在同一条直线上。
判 断：①物体在两个力作用下保持静止状态或匀速直线运动状态；②两个力同时满足二力平衡的
四个条件。
注 意：平衡力与相互作用力区分时，应注意平衡力作用在一个物体上，而相互作用力作用在两个
不同的物体上。
四、二力平衡的条件（实验探究）
使用控制变量法：
①两个力方向相反且同一直线
②两个力大小相同
③作用在同一物体上
五、摩擦力大小与方向定量分析-水平方向（利用二力平衡求解）
测 量：用弹簧测力计拉着木块在长木板上做匀速直线运动，根据二力平衡的原理拉力大小等于木块
所受滑动摩擦力的大小。
因 素：滑动摩擦力的大小跟压力有关，压力越大滑动摩擦力越大；
还跟接触面的粗糙程度有关，越粗糙滑动摩擦力越大。
注 意：①滑动摩擦力的大小与物体运动的速度和接触面的面积大小无关；
②摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反，与物体实际运动的方向可能相反，也可能
相同。
六、二力平衡的应用（受力分析，较难）
受力分析：物体在两个力作用处于平衡状态时，根据一个力大小和方向，判断另一个力的大小和方向。
判断状态：如果一个物体受力平衡，则物体处于静止或匀速直线运动状态。
