第6节 摩擦力
第1课时 摩擦力和影响摩擦力大小的因素
知识点
1 摩擦力
1．当你用铅笔写字时，笔尖与纸面之间的摩擦是________摩擦；当你用圆珠笔写字时，笔头里的小钢珠与纸面之间的摩擦是________摩擦；擦黑板时黑板擦与黑板面之间的摩擦是________摩擦；用力推车车不动时，车轮与地面之间的摩擦是______摩擦。
2．2019·嘉兴
学习摩擦力时，老师做了如图A3－6－1所示的实验：将牙刷放在木板上，向左拉动牙刷，观察到刷毛向右弯曲；保持牙刷不动，向右拉动木板，观察到刷毛还是向右弯曲。
图A3－6－1
(1)无论是向左拉牙刷还是向右拉木板，刷毛均会向右弯曲，表明刷毛受到的摩擦力方向都是向______的。
(2)当向右拉木板时，以木板为参照物，牙刷向左运动，说明滑动摩擦力的方向与物体______________相反。
3．某人用50
N的力拉小车在水平路面上匀速向右运动，下列说法正确的是( )
A．小车受到的阻力小于50
N，方向向左
B．小车受到的阻力等于50
N，方向向左
C．小车受到的阻力等于50
N，方向向右
D．小车受到的阻力大于50
N，方向向右
知识点
2 影响滑动摩擦力大小的因素
4．探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”时，做了如图A3－6－2所示三个实验，回顾课堂上的实验过程回答问题。
图A3－6－2
(1)该实验的原理是什么？____________________________________________。
(2)拉动木块时应使其做什么运动？__________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验一、实验二为什么要用同一木块？__________________。实验可得出什么结论？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)实验一、实验三为什么要用同一水平木板？__________________________。实验可得出什么结论？_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
5．在测量滑动摩擦力的实验中，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动。如图A3－6－3所示，弹簧测力计的示数是________
N；若在木块上再放一个砝码，则木块在长木板上运动时受到的滑动摩擦力将________(填“变大”“不变”或“变小”)。
图A3－6－3
6．如图A3－6－4所示，同一木块在同一粗糙水平地面上，先后以不同的速度被匀速拉动。图甲中速度为v1，图乙中速度为v2，图丙中木块上叠放一重物，共同速度为v3，且v1＜v2＜v3，匀速拉动该木块所需的水平拉力分别为F甲、F乙和F丙。下列关系正确的是( )
图A3－6－4
A．F甲＜F乙＜F丙
B．F甲＞F乙＞F丙
C．F甲＝F乙＜F丙
D．F甲＜F乙＝F丙
7.2019·衢州
如图A3－6－5所示，重为500
N的小科沿着竖直的直杆匀速上爬，此阶段他受到的摩擦力为f1；小科停在A处稍作休息，此阶段他受到的摩擦力为f2；之后沿杆匀速下滑，此阶段他受到的摩擦力为f3。下列说法正确的是( )
图A3－6－5
A．f1＞500
N，方向竖直向下
B．f2＝500
N，方向竖直向下
C．f3＜500
N，方向竖直向上
D．f1＝f2＝f3，方向均竖直向上
8．如图A3－6－6所示，物体A在水平力F的作用下，静止在竖直墙壁上。当水平力减小为时，物体A恰好沿竖直墙壁匀速下滑，此时物体A所受摩擦力的大小( )
图A3－6－6
A．减小为原来的
B．和原来一样
C．增大为原来的2倍
D．无法判断
9．将弹簧测力计右端固定，左端与木块相连，木块放在上表面水平的小车上，弹簧测力计保持水平，现拉动小车沿水平方向向左运动，稳定时弹簧测力计的示数如图A3－6－7所示，则木块所受摩擦力的方向与大小分别是( )
图A3－6－7
A．水平向右，3.4
N
B．水平向左，3.4
N
C．水平向左，2.6
N
D．水平向右，2.6
N
10．2018·杭州
如图A3－6－8所示，粗糙程度相同的水平地面上，重30
N的物块在AB段受F＝10
N的水平拉力作用，向右做匀速直线运动，到B点时撤去水平拉力，物块仍继续运动，最终静止在C点。下列说法正确的是( )
图A3－6－8
A．在AB段物块受到水平向右的摩擦力，大小为10
N
B．在AB段物块受到水平向左的摩擦力，大小为20
N
C．在BC段物块受到水平向左的摩擦力，大小为10
N
D．在C点物块受到水平向右的摩擦力，大小为30
N
11．如图A3－6－9甲所示，完全相同的A、B两物块叠放在水平桌面上，用F1＝50
N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＝80
N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。
图A3－6－9
12．在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，装置如图A3－6－10所示，铝块和木块的外形相同，一端带有定滑轮的长木板固定不动，铝块通过细线与弹簧测力计相连。(忽略滑轮摩擦)
图A3－6－10
(1)图甲中，将铝块放在水平木板上，竖直向上拉测力计，当铝块沿水平方向做______________运动时，铝块所受滑动摩擦力的大小等于测力计的示数F1，则F1＝______N。
(2)比较如图甲、乙所示的两次实验，可以得出：在__________________相同时，__________越大，滑动摩擦力越大。
(3)图乙中实验完成后，利用原有器材，还可进一步探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，请你简要说明实验方案：_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)请你判断：图丙中铝块水平运动时所受滑动摩擦力______(填“大于”“等于”或“小于”)图甲中铝块所受滑动摩擦力。
自| 我| 提| 升
13．如图A3－6－11所示，有两本完全相同的书A、B，书重均为5
N，若将两本书等分成若干份后，交叉地叠放在一起置于光滑桌面上，并将书A固定不动。用水平向右的力F把书B抽出，现测得一组数据如下表所示。
图A3－6－11
实验次数
1
2
3
4
…
n
将书分成的份数
2
4
8
16
…
逐页交叉
力F的大小/N
4.5
10.5
22.5
46.5
…
190.5
根据上表数据，求：
(1)若将书分成32份，力F应为________。
(2)该书的总张数为________。
(3)如果我们把纸与纸接触面间的滑动摩擦力f和压力N的比值叫滑动摩擦系数μ，即μ＝。且两本书任意两张纸之间的滑动摩擦系数μ相等，则μ为________。
教师详解详析
1．滑动 滚动 滑动 静
2．(1)右
(2)相对运动的方向
[解析]
(1)无论是向左拉牙刷还是向右拉木板，刷毛均会向右弯曲，表明刷毛受到的摩擦力方向都是向右的。
(2)当向右拉木板时，若以木板为参照物，也可把牙刷看成向左运动，而刷毛受到摩擦力的方向向右，说明滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。
3．B [解析]
人用50
N的力拉小车匀速向右运动时，小车处于平衡状态，则水平方向受到的拉力和阻力是一对平衡力，大小相等，方向相反，所以阻力的大小为f＝F＝50
N，方向向左。
4．(1)二力平衡
(2)沿水平方向做匀速直线运动
(3)控制压力相同 压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大
(4)控制接触面的粗糙程度相同 在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大
[解析]
(1)(2)只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上才受到平衡力的作用，根据二力平衡，拉力大小才等于摩擦力的大小。该实验的原理是二力平衡。
(3)根据控制变量法，实验一、实验二中，用同一木块，目的是控制压力相同，由图知，压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
(4)实验一、实验三要用同一水平木板，目的是控制接触面的粗糙程度相同，由图知，在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
5．2 变大
6．C [解析]
滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关，与速度大小无关。
由题意和图示可知，甲、乙、丙三图中接触面的粗糙程度相同，图甲、乙中木块对水平地面的压力相同，图丙中木块对水平地面的压力较大(木块上叠放一重物)，故摩擦力的大小关系为f甲＝f乙＜f丙；因为三图中木块都在做匀速直线运动，所以由二力平衡条件可知，F＝f，即F甲＝F乙＜F丙。
7．D [解析]
小科在沿杆匀速上爬时，处于平衡状态，受到竖直向下的重力G和竖直向上的摩擦力f1，这两个力是一对平衡力，大小相等，即f1＝G；小科停在A处休息，处于平衡状态，受到竖直向下的重力G和竖直向上的摩擦力f2，这两个力是一对平衡力，大小相等，即f2＝G；沿杆匀速下滑时，处于平衡状态，受到竖直向下的重力G和竖直向上的摩擦力f3，这两个力是一对平衡力，大小相等，即f3＝G；综合分析：f1＝f2＝f3，方向均竖直向上。
8．B [解析]
物体静止和匀速下滑，均处于平衡状态，所受平衡力为重力和摩擦力，根据平衡力特点可知：摩擦力等于重力，而重力不变，所以两次摩擦力不变。
9．C [解析]
由图知，弹簧测力计的分度值是0.2
N，其示数是2.6
N，即弹簧测力计对木块的拉力F拉＝2.6
N。木块相对于小车向右运动，则木块受到的滑动摩擦力方向与木块的相对运动方向相反，即水平向左。由于木块静止，处于平衡状态，由平衡条件得：滑动摩擦力f＝F拉＝2.6
N。
10．C [解析]
在AB段物块受到水平向左的摩擦力，大小为10
N；在BC段物块受到水平向左的摩擦力，大小为10
N；物块在C处不受摩擦力。
11．50 50
[解析]
(1)图甲中推力作用在B物块上，以A、B为研究对象，A、B做匀速直线运动，所以其受到的推力F1与摩擦力平衡，以B物块为研究对象，相对于A物块处于静止状态，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50
N；(2)若将F2＝80
N的水平力按如图乙所示作用在A物块上，A、B仍一起做直线运动，图乙中推力作用在A物块上，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物块所受的摩擦力仍为50
N。
12．(1)匀速直线 1.6
(2)接触面粗糙程度 压力
(3)将木块与铝块互换位置，重复实验，比较两次弹簧测力计的示数
(4)等于
[解析]
(1)竖直向上拉弹簧测力计，通过定滑轮使铝块沿水平方向做匀速直线运动时，铝块在水平方向上受到平衡力的作用，铝块所受滑动摩擦力的大小等于测力计的示数，测力计的示数如图甲所示，图中测力计的分度值为0.2
N，示数为F1＝1.6
N，即木块受到的滑动摩擦力的大小为1.6
N。(2)分析比较图甲、乙中两次实验可知，接触面粗糙程度相同，图乙中接触面间的压力大，测力计的示数大，滑动摩擦力大，故可以得出滑动摩擦力的大小与压力大小有关，在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。(3)要探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，需控制压力相同，接触面的粗糙程度不同，故可设计方案：将铝块叠放在木块上，然后放在水平木板上，竖直向上拉测力计，使它们沿水平方向做匀速直线运动，记下测力计示数F3，分析比较F3与F2的大小，得出结论。(4)由图丙可知，铝块在木板上运动时，压力不变，接触面的粗糙程度不变，则所受的滑动摩擦力不变，故图丙中铝块水平运动时所受的滑动摩擦力等于图甲中铝块所受的滑动摩擦力。
13．(1)94.5
N (2)64 (3)0.3
[解析]
(1)对表中数据分析可知：将书分成4份时，力F比前一次增加6
N，将书分成8份时，力F比前一次增加12
N，由此可知，每这样分一次，增加的力是上次增加的力的2倍，故将书分成32份，力F应比前一次增加48
N，故F＝46.5
N＋48
N＝94.5
N。
(2)将书分成64份时，比分成32份时力F应增大96
N，故94.5
N＋96
N＝190.5
N，可知书的总张数应为64张。
(3)以分成2份为例，对书B列方程有：
F＝μ·＋μ·＋μ·＝3μG，
因为G＝5
N，所以μ＝＝＝0.3。第2课时 增大或减小摩擦力的方法
知识点
1 增大有益摩擦的方法
1．小明学了科学之后，养成了观察生活的好习惯，他发现好多药瓶瓶盖的侧面都做有密集的竖纹(如图B3－6－1所示)，其目的是( )
图B3－6－1
A．节约材料
B．增大摩擦
C．便于运输
D．坚固耐用
2．为安全起见，在下坡路上，小华握紧自行车刹车闸缓慢行驶。在此过程中，增大滑动摩擦力的方法是( )
A．增大压力
B．减小速度
C．增大接触面积
D．增大接触面粗糙程度
3．图B3－6－2实例中，通过改变接触面的粗糙程度来增大摩擦的是( )
图B3－6－2
知识点
2 减小有害摩擦的方法
4．下列属于有害摩擦的是( )
A．自行车刹车时闸皮与轮圈之间的摩擦
B．火箭升空时火箭与空气的摩擦
C．圆珠笔的笔珠与纸面之间的摩擦
D．手拿物体时手与物体之间的摩擦
5．下列实例中，目的是减小摩擦的是( )
A．运动员戴上防滑手套
B．旱冰鞋底部装有滚轮
C．在饮料瓶盖上做出细条纹
D．刹车时，用力捏紧自行车的车闸
6．雪橇在水平拉力的作用下沿水平雪地滑行时，要减小摩擦力，下列措施可行的是( )
A．多装一些货物
B．少装一些货物
C．增大拉力
D．减小拉力
7．空调扇因同时具有“送风、加湿和降温”等功能而成为人们夏季消暑纳凉的常用电器。空调扇内部电路中有送风电动机和加湿电动机。空调扇底座安装四个方向轮，这种设计可以通过______________的方法来减小摩擦，便于移动空调扇。
8．教室的门关不紧，常被风吹开。小明在门与门框之间塞入硬纸片后，门就不易被风吹开了。下列解释合理的是( )
A．门被风吹开是因为门没有受到摩擦力的作用
B．门没被风吹开是因为风吹门的力小于摩擦力
C．塞入硬纸片是通过增大压力来增大摩擦的
D．塞入硬纸片是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦的
9．奥运会上，体操运动员在上单杠前，总是要在手上抹上一些镁粉；而在做回环动作时，手握杠又不能太紧。这样做的目的是( )
A．前者是增大摩擦，后者是减小摩擦
B．两者都是增大摩擦
C．前者是减小摩擦，后者是增大摩擦
D．两者都是减小摩擦
10．体育课有爬绳和爬杆两种运动，某同学先后以相同的姿势顺着绳和杆匀速向上爬，下列说法正确的是( )
A．爬绳时受到的摩擦力较大，因为绳子粗糙
B．爬杆时受到的摩擦力较大，因为爬杆时手握在杆上的力要大些
C．爬绳和爬杆时，受到的摩擦力一样大
D．若爬绳和爬杆的速度不一样，则速度大的摩擦力大
11．很多动物是“科学应用高手”，它们为了适应生存环境，进化出具有一定科学规律的身体部位，下列从科学的角度给出的认识不正确的是( )
A．鱼的体型呈流线型，可以减小摩擦
B．泥鳅的体表有黏液，可以减小摩擦
C．斑马身上长满花纹，可以增大摩擦
D．蚯蚓腹部长有刚毛，可以增大摩擦
12．自行车是我们熟悉的交通工具，从自行车的结构和使用来看，它涉及不少有关摩擦的知识。例如：
A．轮胎上刻有花纹；B.车轮做成圆形；
C．塑料套紧套在车把上；D.脚踏板凹凸不平；
E．刹车时用力捏闸；F.车轴处装有滚珠；
G．车的把手上有凹槽。
请回答下列问题：
(1)上述各项中属于通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的是__________；通过增大压力来增大摩擦的是__________；通过变滑动摩擦为滚动摩擦来减小摩擦的是__________。(均填字母)
(2)用力踩动脚踏板使自行车前进时，后轮所受摩擦力的方向向______(填“前”或“后”)。
(3)请你大胆发挥想象：假如没有摩擦，自行车会出现怎样的情况？写出两个合理的场景。
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
13．两轮滑板车因构造简单，令玩者在急速滑行时，得到一种迎风飞驰的快感，越来越受到青少年的喜爱。如图B3－6－3(a)所示，小朋友正“驾驶”滑板车向前滑行。
图B3－6－3
(1)如图(a)所示，小朋友一脚站立在滑板车上，另一只脚不时用力向后蹬地，
由于力的作用的________性，使滑板车前进。
(2)如图(b)所示，滑板车可以根据玩者的身高来调节高度。将拉杆调到相应高度后，旋紧调节旋钮，通过增大________来增大摩擦，起到固定拉杆的作用。车把上刻有花纹，是通过增大________________________来增大摩擦的。
(3)当玩者蹬地后双脚离地，由于受到摩擦阻力而使速度不断________。
14．冰壶比赛时，运动员需要不断调整自己的运动状态，他的两只脚的作用分别为蹬冰和滑行，所以两只鞋底的表面不同。请你说出图B3－6－4所示甲、乙两只鞋中哪只是滑行脚的鞋底？并利用学过的科学知识解释其中的道理。
图B3－6－4
15．某班级同学为了帮助体委解决参加学校拔河比赛的组队问题，做了如图B3－6－5(a)所示的“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验。
图B3－6－5
(1)分析总结：实验现象表明在拔河比赛中可以通过__________接触面的粗糙程度和增大________来增大人与地面间的摩擦力，使班级赢得比赛。
(2)科学决策：组队时在班级选体重______的同学参加比赛，同时在比赛时穿图(b)中的______(填“甲”“乙”或“丙”)种鞋。
16．小明看见农民伯伯在用铁锹挖土时，不时往手上吐口水，询问后得知是为了防止打滑。但为什么许多场合写着“地板湿滑小心慢走”？于是他找来弹簧测力计、滴管、一块用油漆刷过的木块和一杯水进行探究，如图B3－6－6所示。在水平玻璃桌面上滴不同滴数的水并涂匀，立即让木块在玻璃桌面上做匀速直线运动，测出摩擦力大小，记录数据如下表所示。
图B3－6－6
实验序号
1
2
3
4
5
水滴数/滴
5
10
15
20
25
摩擦力/N
1.3
1.5
1.8
1.4
(1)该实验基于的假设是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)第5次实验中弹簧测力计的读数如图所示，为________N。
(3)随着水的增加，摩擦力的大小变化趋势更接近图B3－6－7中的________(填字母)。
图B3－6－7
教师详解详析
1．B [解析]
药瓶瓶盖的侧面都做有密集的竖纹，可以使手和瓶盖的接触面更粗糙，增大摩擦力，方便打开瓶盖。
2．A
3．B [解析]
刹车时用力捏闸，是通过增大压力的方法来增大摩擦的；手上涂防滑粉，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的；冰壶运动，是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦的；滚动轴承装有滚珠，是用滚动摩擦代替滑动摩擦来减小摩擦的。
4．B [解析]
自行车刹车时闸皮与轮圈之间的摩擦，刹车时有摩擦可以使自行车快速停下来，是有益摩擦；火箭升空时火箭与空气的摩擦，火箭与空气的摩擦是阻力，且会烧蚀火箭表面，是有害摩擦；圆珠笔的笔珠与纸面之间的摩擦，笔珠与纸面之间存在摩擦可以写字，没有摩擦无法写字，所以是有益摩擦；手拿物体时手与物体之间的摩擦，使物体不掉落，所以是有益摩擦。
5．B
[解析]
运动员戴防滑手套，是采用增大接触面粗糙程度的方法增大摩擦的；旱冰鞋底部装有滚轮，是采用变滑动为滚动的方式减小摩擦的；在饮料瓶盖上做出细条纹，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的；骑自行车的人刹车时用力捏闸，是通过增大压力来增大摩擦的。
6．B
7．用滚动代替滑动
8．C [解析]
门被风吹开是因为门与门框之间的摩擦力很小；门没被风吹开，说明此时的摩擦力为静摩擦力，风吹门的力等于摩擦力；塞入硬纸片后，使门与门框之间的压力增大，因此是通过增大压力来增大摩擦的。
9．A [解析]
体操运动员上单杠前抹上镁粉可使接触面变得粗糙，增大摩擦；而在做回环动作时，手握杠不能太紧是通过减小压力来减小摩擦的。
10．C [解析]
爬绳时同学受到向下的重力G和绳对学生向上的摩擦力f绳，爬杆时学生受到向下的重力G和杆对学生向上的摩擦力f杆，因为爬绳和爬杆时均做匀速直线运动，所以两次受到的力都是平衡力，即G＝f绳，G＝f杆，由重力相同可知，f绳＝f杆。
11．C [解析]
鱼的体型呈流线型，可以减小摩擦；泥鳅的体表有黏液，使体表光滑，可以减小摩擦；蚯蚓腹部长有刚毛，使腹部变得粗糙，可以增大摩擦。
12．(1)A、D、G C、E B、F
(2)前
(3)①想骑自行车，自行车不能前进
②运动的自行车停不下来
[解析]
(1)A.轮胎上刻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的；B.车轮做成圆形用滚动摩擦代替滑动摩擦，属于减小摩擦；C.塑料套紧套在车把手上，是在接触面的粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦的；D.脚踏板凹凸不平，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的；E.刹车时用力捏闸，是在接触面的粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦的；F.车轴处装有滚珠用滚动摩擦代替滑动摩擦，属于减小摩擦；G.车的把手上有凹槽是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的。(2)人踩脚踏板的时候，由于车链的原因，后轮会主动转起来，而后轮与地面的切点转动方向与前进的方向相反，故后轮所受摩擦力的方向向前。
13．(1)相互
(2)压力 接触面的粗糙程度
(3)减小
14．甲是滑行脚的鞋底。
甲鞋底比较光滑，这样可以通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力，便于滑行；乙鞋底比较粗糙，这样可以通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力(即向前运动的动力)，也起到防滑的作用。
15．(1)增大 压力 (2)大 甲
[解析]
(1)实验现象说明滑动摩擦力跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，压力越大，接触面越粗糙，摩擦力越大；所以在拔河比赛中可以通过增大接触面的粗糙程度和增大压力来增大人与地面的摩擦力，使班级赢得比赛。(2)根据生活经验可知，压力越大，摩擦力越大，所以组队时，在班上选体重大的同学参加比赛；鞋底越粗糙摩擦力越大，所以拔河时要穿鞋底花纹深的鞋，故选甲。
16．(1)摩擦力的大小可能与水的多少有关
(2)1.2 (3)B
[解析]
(1)此实验基于的假设是：摩擦力大小可能与水的多少有关。(2)为了使弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小，根据二力平衡条件，在拉动木块时，应做匀速直线运动；弹簧测力计的分度值为0.1
N，所以弹簧测力计的示数为1.2
N。(3)由表格数据知，水滴数量增加，摩擦力增大，当水滴增加到一定数量时，摩擦力反而减小；当没有水时，接触面之间也存在摩擦力，当水很多时，接触面之间还是存在摩擦力，所以摩擦力和水滴数量的关系如图B所示。
