北师大版八下物理7.6学生实验:探究摩擦力的大小与什么有关
考点一.摩擦力的大小
1.(2020秋?石狮市期末)如图甲所示,完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,在10N水平拉力F1的作用下,A、B一起做匀速直线运动;如图乙所示,将 A、B紧靠着放在同一水平桌面上,用水平力F2推A使它们一起做匀速直线运动,甲、乙两种情况中,A受到的摩擦力分别是( )
A.10N、0N B.10N、5N C.10N、10N D.0N、5N
2.(2020秋?沙坪坝区校级期末)如图所示,水平地面上放置相同材料制成的质量不同的三个木块,物体所受的滑动摩擦力与其所受的压力成正比。现用水平拉力F拉其中一个质量为4m的木块,使三个木块一起水平向右匀速运动,则( )
A.质量为3m的木块与地面间的摩擦力为
B.质量为m的木块受到轻绳的拉力为
C.质量为m与4m的木块之间的摩擦力为
D.质量为4m的木块与地面间的摩擦力为
3.(2020秋?奉贤区期末)用5牛的水平压力把重为2牛的黑板擦压在竖直的黑板上,黑板擦处于静止状态。若将水平压力增加到8牛,则此时黑板擦所受的摩擦力大小为( )
A.2牛 B.3牛 C.5牛 D.8牛
4.(2020秋?浦东新区期末)一只重为1000牛的木箱放在水平地面上,用120牛的力沿水平方向推它,木箱仍没动,不计空气阻力,此时木箱受到地面对它水平方向的摩擦力大小为( )
A.大于120牛 B.等于120牛 C.小于120牛 D.等于1000牛
5.(2020秋?港南区校级期末)如图所示,水平面上叠放着A、B两个物体,在水平方向力F的作用下,相对静止,一起向左作匀速直线运动。已知F=5N,物体B上下表面所受摩擦力大小分别为( )
A.5N 0N B.5N 5N C.0N 5N D.0N 0N
考点二.摩擦力的种类
6.(2020春?孟津县校级月考)关于摩擦力的以下几种说法,正确的是( )
A.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动
B.滑动摩擦力总是和物体的运动方向相反
C.摩擦力一定是有害的
D.只有运动的物体才受到摩擦力
7.(2020春?高邮市期中)下列说法中,正确的是( )
A.写字时粉笔与黑板间的摩擦属于有害摩擦
B.两个不接触的物体间也能产生力的作用
C.两个接触的物体间一定能产生力的作用
D.竖直向上抛出的小球到达最高点时受平衡力作用
8.(2020春?雁塔区校级期中)以下现象产生的摩擦力中,属于有害摩擦的是( )
A.走路时鞋与路面之间的摩擦
B.骑车时手与车把之间的摩擦
C.写字时笔与手之间的摩擦
D.机器运转时轴承之间的摩擦
9.(2020春?吴江区期中)下列关于摩擦的说法中,正确的是( )
A.滑冰时,冰刀与冰面间的摩擦是滑动摩擦
B.自行车的钢圈与刹车闸皮之间的摩擦是滚动摩擦
C.人在正常行走时,脚与地面之间的摩擦是滑动摩擦
D.划火柴时,火柴头和砂纸之间的摩擦是滚动摩擦
10.(2020?东海县校级模拟)下列摩擦事例中,属于静摩擦的是( )
A.拿在手中的瓶子保持静止不动
B.滑冰时冰刀与地面间的摩擦
C.滑旱冰时旱冰鞋与地面间的摩擦
D.用铅笔写字时,笔尖与纸的摩擦
考点三.增大或减小摩擦的方法
11.(2021?新泰市校级一模)下列有关体育运动的实例中,属于减小摩擦的是( )
A.足球比赛中,守门员戴防滑手套
B.篮球比赛中,所用的篮球球面上有许多花纹
C.冰壶比赛中,运动员在冰壶前方“刷冰”
D.举重比赛中,运动员为了防止打滑在手上涂擦“镁粉”
12.(2021?鼓楼区校级模拟)下列实例中,目的是为了减小摩擦的是( )
A.骑自行车的人刹车时用力捏闸
B.自行车轴承中装有滚珠
C.自行车轮胎上制有凹凸的花纹
D.用橡胶制作自行车的闸皮
13.(2021?河西区模拟)如图所示,冰壶比赛运动员需要根据冰壶的运动情况不断调节自己的运动。一名运动员穿的两只鞋的鞋底质地并不相同:蹬冰脚的鞋底为橡胶制成,而滑行脚的鞋底为塑料制成。则橡胶底和塑料底的作用是( )
A.橡胶底和塑料底都是为了增大摩擦
B.橡胶底和塑料底都是为了减小摩擦
C.橡胶底是为了增大摩擦,塑料底是为了减小摩擦
D.橡胶底是为了减小摩擦,塑料底是为了增大摩擦
14.(2020秋?汶上县期末)自行车是“绿色”出行的交通工具,为了减少摩擦的设计是( )
A.车上安装有刹车闸 B.车把手做的较粗糙
C.轮胎上刻有花纹 D.车轴处装有滚动轴承
15.(2020秋?万州区期末)下列是采用增大压力来增大摩擦力的是( )
A.用力捏刹把减速 B.传动过程使用轴承
C.轮胎有很深的花纹 D.列车使用磁悬浮
考点四.摩擦力的示意图
16.(2021?宝应县一模)如图,一木块静止在粗糙的斜面上,试画出它受斜面的摩擦力和重力示意图。
17.(2021?黄冈一模)如图所示,小星用绳子拉着小车前进,请在O点画出小星左脚所受地面摩擦力的示意图。
18.(2020秋?兰山区期末)一个木块沿粗糙的斜面下滑,请画出木块所受重力、滑动摩擦力的示意图(O点为木块的重心)。
19.(2020秋?长乐区期末)木块A沿着斜面向上运动如图,请在图中作出木块A受到的滑动摩擦力的示意图。
20.(2020?沙坪坝区校级三模)如图所示,质量为1kg的物体,在大小为20N的水平力F的作用下处于静止状态,画出物体所受摩擦力的示意图。
考点五.有关摩擦力实验的设计
21.(2020春?黄埔区期中)实验桌上有如下器材:一个长方体木块A(两端有挂钩)、一个长方体铁块B,满足实验要求的已调好的弹簧测力计、一端固定有滑轮的长木板、细线。请用上述器材设计实验证明:“滑动摩擦力的大小与接触面受到的压力大小有关”。
(1)本次实验的因变量 ;
(2)写出实验步骤 ;
(3)请画出实验数据记录表。写清物理量及单位,因变量写最后,间接测量量写在直接测量量后面,具体数据空着即可。
22.(2019?荔湾区校级一模)现有一长斜面,一小木块。请另加数样实验器材,设计实验,测出木块在斜面上滑动时所受的摩擦力。
(1)实验目的:
(2)实验器材:长斜面、小木块、
(3)实验步骤:
(4)设计记录数据的表格
(5)摩擦力表达式(用实验步骤中测出的字母表示:
23.(2019春?北京期末)小陆同学在学习摩擦力的知识后,知道了在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力就越大。学习压强的知识后,他认为,压力越大压强也越大,所以在接触面粗糙程度一定时,压强越大,滑动摩擦力也越大。现在实验室的水平桌面上有如下器材:长木板(其一端带有一个高度可调节的定滑轮)、弹簧测量力计、轻细线(足够长),以及一个带有挂钩的长方体物块(物块的长、宽、高的长度不同,6个表面的粗糙程度相同),如图所示。请你设计实验证明他的观点是错误的,要求写出实验步骤(可以画图说明)和结论。
24.(2020春?海珠区校级月考)小潇打算去买双专业的运动鞋跑步,她看中了甲、乙两款鞋。请你帮她设计实验,选出相对地面较粗糙的那双鞋。
(1)需要用到的测量工具: (只能选一种)。
(2)设计实验步骤: 。(可面图或文字表述)
(3)分析与论证: 。(分析实验数据,得出实验结论)
25.(2019?山西一模)在古代,人们就已经发现滚动代替滑动可以大大减小摩擦。请你设计实验进行验证。
(1)实验器材:
(2)实验步骤:
(3)现象及结论:
考点六.探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验
26.(2020秋?寿光市期末)如图,在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中,小龙将弹簧测力计圆环固定在墙上,挂钩挂着木块,木块下面是一长木板,实验时用F=20N的拉力拉着长木板在粗糙水平面上向左做匀速直线运动,经过3s移动了60cm。则( )
①实验时必须匀速拉动长木板
②长木板受到的重力和地面对长木板的支持力是一对平衡力
③弹簧测力计的示数小于20N
④A所受支持力等于A的重力
A.只有①②正确 B.只有③④正确 C.只有①③正确 D.只有②④正确
27.(2020秋?沂水县期末)在做“研究滑动摩擦力大小”的实验中,将木块A放置于水平木板B上,加载一个钩码,把一支测力计系在A上,如图所示。当向左拉动B时,测力计指针稳定。下列讨论中正确的是( )
A.此装置可研究滑动摩擦力大小与压力的关系
B.B受到A的摩擦力的大小为2.4N,方向向左
C.A物体上面的钩码受到的摩擦力是2.4N,方向向左
D.若增大拉动B的速度,测力计的示数会变大
28.(2021?渠县一模)小刚发现汽车在柏油马路上容易停下来,而在冰雪路面上不容易停下来。
(1)小刚猜想:摩擦力的大小可能与 有关。
(2)于是小刚利用长木板、毛巾、装有沙子的纸盒A、长方体物块B,以及弹簧测力计做了如图所示的实验。实验时,应使弹簧测力计水平 拉动纸盒A。
(3)小刚通过比较 两图的弹簧测力计示数,可以验证他的猜想。丙图中,物块B受到的摩擦力为 N。
(4)小明认为滑动摩擦力还和受力面积有关,所以他进行的操作是,将A从中间切断,并拿走一半,测出剩余一半的滑动摩擦力的大小,于是得出结论:滑动摩擦力大小跟受力面积有关。老师说操作是错误的,原因是 。
(5)该实验很难保证匀速,于是改进如图丁,要测量出木块受到的滑动摩擦力,下方木板 匀速。(选填“必须”或“不必”)
29.(2021?河东区模拟)小明在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,提出了如下猜想:
猜想一:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关
猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关
猜想三:滑动摩擦力的大小与接触面积有关
为了验证猜想,准备了如下器材:弹簧测力计、长木板、长方体木块和砝码。
他利用上述器材进行了如下实验:
①将木块平放在长木板上组装成如图1所示的装置。匀速拉动长木板,记下弹簧测力计的示数。
②在木块上加砝码,如图2所示。匀速拉动长木板,记下弹簧测力计的示数。完成下列任务:
(1)在实验中木块受到的摩擦力方向为 。
(2)通过实验步骤①②可验证猜想 。
(3)要完成对“猜想三”的验证,需在实验步骤①的基础上进一步实验,请你写出下一步的实验方案。
30.(2021?海陵区校级模拟)图所示是探究影响滑动摩擦力大小因素的实验装置。长方体小木块正面和侧面面积不同而粗糙程度相同,长木板一面为较光滑的木板面,另一面是粗糙的布面。选择不同的接触面,改变木块对木板的压力,依次实验,将每次测量结果填入下表。
(1)拉着长木板水平向左做 运动,当测力计示数稳定时,测力计的拉力 (选填“等于”或“不等于”)小木块受到的滑动摩擦力。
实验序号 木块与木板的接触面 压力 测力计示数
1 木块正面与木板面 2.0N 0.6N
2 木块正面与木板面 4.0N 1.2N
3 木块正面与木板面 6.0N 1.8N
4 木块侧面与木板面 2.0N 0.6N
5 木块侧面与布面 2.0N 1.0N
6 木块正面与布面 2.0N
(2)测力计使用前要观察量程、分度值,以及指针是否指在 。
(3)由实验1、4可知,滑动摩擦力的大小与接触面的面积 (选填“有关”或“无关”),则实验6空格中的数据应该是 N。
(4)由实验4、5可知,其他条件相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越 。
(5)由实验1、2、3可知,其他条件相同时,滑动摩擦力的大小与压力大小成 比,这里主要采用的研究方法是 (选填“控制变量法”或“理想实验法”)。
北师大版八下物理7.6学生实验:探究摩擦力的大小与什么有关
参考答案
1.(2020秋?石狮市期末)如图甲所示,完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,在10N水平拉力F1的作用下,A、B一起做匀速直线运动;如图乙所示,将 A、B紧靠着放在同一水平桌面上,用水平力F2推A使它们一起做匀速直线运动,甲、乙两种情况中,A受到的摩擦力分别是( )
A.10N、0N B.10N、5N C.10N、10N D.0N、5N
【解答】解:在甲图中,物体A、B在10N的水平拉力F1作用下,一起作匀速直线运动,因此,A、B都受到平衡力作用,而物体B在物体A上,一起做匀速直线运动,没有发生相对运动或相对运动的趋势,所以物体B不受摩擦力,即摩擦力为0;物体A受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,即摩擦力大小等于拉力的大小,也为10N;
在乙图中,若将A、B紧靠着放在水平桌面上,接触的粗糙程度不变,压力也不变,因此摩擦力也不变,使它们一起匀速运动,因此推力与此时的摩擦力为一对平衡力,推力F2的大小也为10N,由于摩擦力的大小与压力以及接触面的粗糙程度有关,接触面的粗糙程度不变,A对地面的压力变为原来的一半,则A受到的摩擦力也会变为原来的一半,为5N。
故选:B。
2.(2020秋?沙坪坝区校级期末)如图所示,水平地面上放置相同材料制成的质量不同的三个木块,物体所受的滑动摩擦力与其所受的压力成正比。现用水平拉力F拉其中一个质量为4m的木块,使三个木块一起水平向右匀速运动,则( )
A.质量为3m的木块与地面间的摩擦力为
B.质量为m的木块受到轻绳的拉力为
C.质量为m与4m的木块之间的摩擦力为
D.质量为4m的木块与地面间的摩擦力为
【解答】解:三个木块水平向右匀速运动,把三个木块当作一个整体,水平向右的拉力为F和总摩擦力f总平衡,所以f总=F;
图中三个木块对地面的压力:F总压=G总=(3m+m+4m)g=8mg,
右边2个木块对对地面的压力:F右压=(m+4m)g=5mg,
左边1个木块对对地面的压力:F左压=3mg,
因为接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力与压力成正比,
所以,右边质量为4m的木块与地面间的摩擦力为:f1=f总=F,故D不符合题意;
左边质量为3m的木块与地面间的摩擦力为:f2=f总=F,故A不符合题意;
左边质量为3m的木块上向右匀速运动,质量为3m的物体水平方向受平衡力,
所以质量为m的木块对质量为3m的木块的拉力F1和质量为3m左边木块与地面间的摩擦力相等,即F1=f2=F,
力的作用是相互的,所以质量为3m的木块对质量为m的木块的拉力F2=F1=F,故B不符合题意;
质量为m的木块匀速向右运动,所以水平方向受力平衡,质量为4m的木块对质量为m的木块的摩擦力f3=F2=F,
物体间力的作用是相互的,所以质量为m的木块对质量为4m的木块的摩擦力为f4=f3=F,故C符合题意。
故选:C。
3.(2020秋?奉贤区期末)用5牛的水平压力把重为2牛的黑板擦压在竖直的黑板上,黑板擦处于静止状态。若将水平压力增加到8牛,则此时黑板擦所受的摩擦力大小为( )
A.2牛 B.3牛 C.5牛 D.8牛
【解答】解:(1)用5N的水平压力把重为2N的黑板擦压在竖直的黑板上,黑板擦处于静止状态,此时黑板擦受到平衡力作用,在竖直向上摩擦力和重力是平衡力,在水平方向上压力和支持力是平衡力,因为重力是2N,所以摩擦力大小为2N。
(2)当压力增大到8N,黑板擦还处于静止状态,竖直方向上受到的重力和摩擦力还是平衡力,重力不变,摩擦力不变,还是2N。
故选:A。
4.(2020秋?浦东新区期末)一只重为1000牛的木箱放在水平地面上,用120牛的力沿水平方向推它,木箱仍没动,不计空气阻力,此时木箱受到地面对它水平方向的摩擦力大小为( )
A.大于120牛 B.等于120牛 C.小于120牛 D.等于1000牛
【解答】解:当木箱受到120N水平推力时,木箱仍没动,此时物体受到的推力与摩擦力是一对平衡力,所以此时f=F=120N,故B正确,ACD错误。
故选:B。
5.(2020秋?港南区校级期末)如图所示,水平面上叠放着A、B两个物体,在水平方向力F的作用下,相对静止,一起向左作匀速直线运动。已知F=5N,物体B上下表面所受摩擦力大小分别为( )
A.5N 0N B.5N 5N C.0N 5N D.0N 0N
【解答】解:
A、B两个物体一起向左作匀速直线运动,A相对于B保持静止状态,故物体B上表面所受摩擦力大小为0N;
物体B向左做匀速直线运动,水平方向上受到向左的拉力F、地面对B水平向右的摩擦力,这两个力是一对平衡力;即物体B的下表面所受摩擦力的大小也为5N,故C正确。
故选:C。
6.(2020春?孟津县校级月考)关于摩擦力的以下几种说法,正确的是( )
A.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动
B.滑动摩擦力总是和物体的运动方向相反
C.摩擦力一定是有害的
D.只有运动的物体才受到摩擦力
【解答】解:A、滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,故A说法正确;
B、滑动摩擦力也可以是物体运动的动力,如物体在传送带摩擦力的作用下开始运动,则摩擦力方向与物体运动方向相同,故B错误;
C、生活中的摩擦力并不都是有害的,比如人走路时鞋底与地面的摩擦力,就是有利的,C说法错误;
D、物体有相对运动趋势时也会产生摩擦力,并不是只有运动的物体才受到摩擦力,故D说法错误。
故选:A。
7.(2020春?高邮市期中)下列说法中,正确的是( )
A.写字时粉笔与黑板间的摩擦属于有害摩擦
B.两个不接触的物体间也能产生力的作用
C.两个接触的物体间一定能产生力的作用
D.竖直向上抛出的小球到达最高点时受平衡力作用
【解答】解:A、写字时粉笔与黑板间的摩擦属于有益摩擦,正是利用此摩擦力将粉笔字写在黑板上,故A错误。
B、在发生力的作用时,两个物体不一定接触(如:磁铁吸引铁钉),故两个不接触的物体间也能产生力的作用,故B正确。
C、两个接触的物体间不一定能产生力的作用,如并排在水平面上的两个长方体箱子,箱子间虽然接触,但箱子间没有相互的作用力,故C错误。
D、竖直向上抛出的小球到达最高点时,只受到重力作用,所以没有受到平衡力作用,故D错误。
故选:B。
8.(2020春?雁塔区校级期中)以下现象产生的摩擦力中,属于有害摩擦的是( )
A.走路时鞋与路面之间的摩擦
B.骑车时手与车把之间的摩擦
C.写字时笔与手之间的摩擦
D.机器运转时轴承之间的摩擦
【解答】解:A、人走路时,鞋底与地面之间的摩擦力是人前进的动力,鞋底刻有花纹,就是为了增大鞋与地面之间的摩擦,属于有益摩擦,故A不符合题意;
B、车把表面具有凹凸不平的花纹,目的是增大接触面的粗糙程度,增大手与车把之间的摩擦,保证手能牢固地抓住车把,属于有益摩擦,故B不符合题意;
C、写字时,笔能够被拿在手中,靠的是手与笔之间的摩擦,属于有益摩擦,故C不符合题意;
D、机器运转时,我们需要机器的运动,而轴承之间存在的摩擦是阻碍这种相对运动的,属于有害摩擦,故D符合题意。
故选:D。
9.(2020春?吴江区期中)下列关于摩擦的说法中,正确的是( )
A.滑冰时,冰刀与冰面间的摩擦是滑动摩擦
B.自行车的钢圈与刹车闸皮之间的摩擦是滚动摩擦
C.人在正常行走时,脚与地面之间的摩擦是滑动摩擦
D.划火柴时,火柴头和砂纸之间的摩擦是滚动摩擦
【解答】解:
A、滑冰时,冰刀与冰面之间发生的是相对滑动,它们之间的摩擦是滑动摩擦,故A正确;
B、自行车的钢圈与刹车闸皮之间发生的是相对滑动,它们之间的摩擦是滑动摩擦,故B错误;
C、人在正常行走时,脚向后蹬地,与地面之间有相对运动的趋势,脚与地面间的摩擦是静摩擦,故C错误;
D、划火柴时,火柴头和砂纸之间发生的是相对滑动,它们之间的摩擦是滑动摩擦,故D错误。
故选:A。
10.(2020?东海县校级模拟)下列摩擦事例中,属于静摩擦的是( )
A.拿在手中的瓶子保持静止不动
B.滑冰时冰刀与地面间的摩擦
C.滑旱冰时旱冰鞋与地面间的摩擦
D.用铅笔写字时,笔尖与纸的摩擦
【解答】解:A、拿在手中的瓶子不会滑落。此时手与瓶子之间仅存在相对运动的趋势,并未产生相对运动,因此,这种摩擦属于静摩擦。故A符合题意。
B、滑冰时冰刀与冰面间的摩擦。此时手与瓶子之间已产生相对运动,且手与瓶子直接接触,产生相对滑动,这种摩擦称为滑动摩擦。故B不符合题意。
C、滑旱冰时旱冰鞋与地面间的摩擦。此时旱冰鞋与地面之间并未直接接触,中间隔有可滚动的物体,这种摩擦为滚动摩擦。故C不符合题意。
D、用铅笔写字时,笔尖与纸的摩擦。此时笔尖与纸之间已产生相对运动,且笔尖与纸直接接触,产生相对滑动,这种摩擦称为滑动摩擦。故D不符合题意。
故选:A。
11.(2021?新泰市校级一模)下列有关体育运动的实例中,属于减小摩擦的是( )
A.足球比赛中,守门员戴防滑手套
B.篮球比赛中,所用的篮球球面上有许多花纹
C.冰壶比赛中,运动员在冰壶前方“刷冰”
D.举重比赛中,运动员为了防止打滑在手上涂擦“镁粉”
【解答】解:A、足球比赛中,守门员戴有花纹的手套,是为了在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。故A不合题意;
B、篮球比赛中,所用的篮球上面有许多花纹,是为了在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B不合题意;
C、冰壶比赛中,运动员在冰壶前方“刷冰”,是为了在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力;故C符合题意;
D、举重比赛中,运动员在手上涂擦镁粉,是为了在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故D不合题意。
故选:C。
12.(2021?鼓楼区校级模拟)下列实例中,目的是为了减小摩擦的是( )
A.骑自行车的人刹车时用力捏闸
B.自行车轴承中装有滚珠
C.自行车轮胎上制有凹凸的花纹
D.用橡胶制作自行车的闸皮
【解答】解:A、骑自行车的人刹车时用力捏闸,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故A不合题意;
B、自行车轴承中装有滚珠,是通过变滑动为滚动来减小摩擦力,故B符合题意;
C、自行车轮胎上制有凹凸的花纹,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C不合题意;
D、用橡胶制作自行车的闸皮,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故D不合题意。
故选:B。
13.(2021?河西区模拟)如图所示,冰壶比赛运动员需要根据冰壶的运动情况不断调节自己的运动。一名运动员穿的两只鞋的鞋底质地并不相同:蹬冰脚的鞋底为橡胶制成,而滑行脚的鞋底为塑料制成。则橡胶底和塑料底的作用是( )
A.橡胶底和塑料底都是为了增大摩擦
B.橡胶底和塑料底都是为了减小摩擦
C.橡胶底是为了增大摩擦,塑料底是为了减小摩擦
D.橡胶底是为了减小摩擦,塑料底是为了增大摩擦
【解答】解:相同条件下,橡胶比塑料粗糙,穿橡胶底可以通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,因此穿蹬冰鞋是为了增大摩擦;
滑行脚的鞋底为塑料制成,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。
故C正确,ABD错误。
故选:C。
14.(2020秋?汶上县期末)自行车是“绿色”出行的交通工具,为了减少摩擦的设计是( )
A.车上安装有刹车闸 B.车把手做的较粗糙
C.轮胎上刻有花纹 D.车轴处装有滚动轴承
【解答】解:A、车上安装有刹车闸,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故A不合题意。
B、车把手做的较粗糙,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不合题意。
C、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力,故C不符合题意。
D、车轴处装有滚动轴承,是用滚动代替滑动来减小摩擦,故C符合题意。
故选:D。
15.(2020秋?万州区期末)下列是采用增大压力来增大摩擦力的是( )
A.用力捏刹把减速 B.传动过程使用轴承
C.轮胎有很深的花纹 D.列车使用磁悬浮
【解答】解:A、用力捏刹把减速,是在接触面的粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故A符合题意;
B、一些机器的部件中,传动过程使用轴承,是变滑动摩擦为滚动摩擦,可减小摩擦力,故B不合题意;
C、轮胎有很深的花纹,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C不合题意;
D、列车使用磁悬浮,可使接触面脱离,从而减小摩擦力,故D不合题意。
故选:A。
16.(2021?宝应县一模)如图,一木块静止在粗糙的斜面上,试画出它受斜面的摩擦力和重力示意图。
【解答】解:物体重力是竖直向下,作用点在重心上;过物体的重心作竖直向下的力为重力G;由于木块静止在粗糙的斜面上,有向下滑动的趋势,则物体受沿斜面向上的摩擦力作用,过物体的重心作沿斜面向上的力,即摩擦力f,如下图:
17.(2021?黄冈一模)如图所示,小星用绳子拉着小车前进,请在O点画出小星左脚所受地面摩擦力的示意图。
【解答】解:小星用绳子拉着小车向右前进,其左脚相对于地面有向后运动趋势,故所受地面摩擦力向右,作用点在其前脚掌与地面的接触面的中心上,如图所示:
18.(2020秋?兰山区期末)一个木块沿粗糙的斜面下滑,请画出木块所受重力、滑动摩擦力的示意图(O点为木块的重心)。
【解答】解:木块所受重力的方向竖直向下;木块沿粗糙的斜面下滑,则滑动摩擦力的方向平行于斜面向上,作用点可都画在物体的重心上;据此画出重力G与滑动摩擦力f的示意图,如图所示:
19.(2020秋?长乐区期末)木块A沿着斜面向上运动如图,请在图中作出木块A受到的滑动摩擦力的示意图。
【解答】解:
木块A沿着斜面向上运动,所受滑动摩擦力平行于斜面向下,作用点在接触面上。滑动摩擦力的示意图如图所示:
20.(2020?沙坪坝区校级三模)如图所示,质量为1kg的物体,在大小为20N的水平力F的作用下处于静止状态,画出物体所受摩擦力的示意图。
【解答】解:用水平力F将物体压在墙壁上,物体处于静止状态,物体在水平方向上受到的压力和墙壁的支持力是一对平衡力,在竖直方向上受到的重力和摩擦力是一对平衡力;
物体所受重力的大小为G=mg=1kg×10N/kg=10N,根据二力平衡条件可知,摩擦力大小也是10N,方向竖直向上;
过物体的重心,沿竖直向上的方向画一条有向线段,用f表示,即为物体所受摩擦力的示意图,如图所示:
。
21.(2020春?黄埔区期中)实验桌上有如下器材:一个长方体木块A(两端有挂钩)、一个长方体铁块B,满足实验要求的已调好的弹簧测力计、一端固定有滑轮的长木板、细线。请用上述器材设计实验证明:“滑动摩擦力的大小与接触面受到的压力大小有关”。
(1)本次实验的因变量 滑动摩擦力 ;
(2)写出实验步骤 ①调节弹簧测力计使指针指零刻线位置;②将长木板放在水平面上,用细线连接木块后通过定滑轮与弹簧测力计相连,用弹簧测力计竖直向上匀速拉动木块,在表格中记录弹簧测力计的示数F1,即摩擦力大小;③在木块上加一个铁块,用弹簧测力计竖直向上匀速拉木块,在表格中记录弹簧测力计的示数F2;④分析数据得出结论;⑤整理实验器材 ;
(3)请画出实验数据记录表。写清物理量及单位,因变量写最后,间接测量量写在直接测量量后面,具体数据空着即可。
【解答】解:
(1)滑动摩擦力大小随压力大小的变化而变化,故因变量是滑动摩擦力;
(2)实验步骤:①调节弹簧测力计使指针指零刻线位置;
②将长木板放在水平面上,用细线连接木块后通过定滑轮与弹簧测力计相连,用弹簧测力计竖直向上匀速拉动木块,在表格中记录弹簧测力计的示数F1,即摩擦力大小;
③在木块上加一个铁块,用弹簧测力计竖直向上匀速拉木块,在表格中记录弹簧测力计的示数F2;
④分析数据得出结论;
⑤整理实验器材。
(3)实验数据记录表:
压力/N 弹簧测力计的示数F/N 滑动摩擦力f/N
故答案为:(1)滑动摩擦力;(2)①调节弹簧测力计使指针指零刻线位置;②将长木板放在水平面上,用细线连接木块后通过定滑轮与弹簧测力计相连,用弹簧测力计竖直向上匀速拉动木块,在表格中记录弹簧测力计的示数F1,即摩擦力大小;③在木块上加一个铁块,用弹簧测力计竖直向上匀速拉木块,在表格中记录弹簧测力计的示数F2;④分析数据得出结论;⑤整理实验器材;(3)如上表。
22.(2019?荔湾区校级一模)现有一长斜面,一小木块。请另加数样实验器材,设计实验,测出木块在斜面上滑动时所受的摩擦力。
(1)实验目的: 测量物体在斜面上滑动所受的摩擦力
(2)实验器材:长斜面、小木块、 弹簧测力计、刻度尺
(3)实验步骤: ①将木块从斜面底端竖直提升到顶端,计算出有用功W有=Gh;
②将木块从斜面底端通过斜面拉到顶端,计算出总功W总=Fs;
③用W额=W总﹣W有计算出额外功;
④由W额=fs得f=计算滑动摩擦力。
所以实验器材除了长斜面、小木块之外,还需要测量木块重力的弹簧测力计、测量斜面高和长的刻度尺
(4)设计记录数据的表格 实验次数木块重力G/N斜面高h/m有用功W有斜面长s/m拉力F/N总功W总滑动摩擦力f/N123
(5)摩擦力表达式(用实验步骤中测出的字母表示:
【解答】解:(1)题目要求设计实验,测出木块在斜面上滑动时所受的摩擦力。所以实验目的为“测量物体在斜面上滑动所受的摩擦力”。
(2)、(3)该实验中,克服滑动摩擦力所做的功为额外功,应通过W额=fs计算额外功来计算滑动摩擦力。步骤为:
①将木块从斜面底端竖直提升到顶端,计算出有用功W有=Gh;
②将木块从斜面底端通过斜面拉到顶端,计算出总功W总=Fs;
③用W额=W总﹣W有计算出额外功;
④由W额=fs得f=计算滑动摩擦力。
所以实验器材除了长斜面、小木块之外,还需要测量木块重力的弹簧测力计、测量斜面高和长的刻度尺。
(4)实验中需要测量四个物理量:木块重力G、斜面长s、斜面高h、拉力F.且至少做三次,最后的计算的滑动摩擦力取平均值减小误差。所以数据记录表格为:
实验次数 木块重力G/N 斜面高h/m 有用功W有 斜面长s/m 拉力F/N 总功W总 滑动摩擦力f/N
1
2
3
(5)滑动摩擦力f===。
故答案为:(1)测量物体在斜面上滑动所受的摩擦力;(2)弹簧测力计、刻度尺;(3)见解析所示;(4)如上表;(5)f=。
23.(2019春?北京期末)小陆同学在学习摩擦力的知识后,知道了在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力就越大。学习压强的知识后,他认为,压力越大压强也越大,所以在接触面粗糙程度一定时,压强越大,滑动摩擦力也越大。现在实验室的水平桌面上有如下器材:长木板(其一端带有一个高度可调节的定滑轮)、弹簧测量力计、轻细线(足够长),以及一个带有挂钩的长方体物块(物块的长、宽、高的长度不同,6个表面的粗糙程度相同),如图所示。请你设计实验证明他的观点是错误的,要求写出实验步骤(可以画图说明)和结论。
【解答】解:(1)步骤
①如图组装实验器材,带有滑轮的长木板水平放置,调节定滑轮的高度,使拉物块的轻细线与木板平行;
②将物块平放在木板上,竖直向上拉动弹簧测力计,使物块在长木板上做匀速直线运动,读出测力计的示数,记为F1,根据二力平衡条件可知,物块所受摩擦力f1=F1;
③将物块侧放在木板上,调节定滑轮的高度,使拉物块的轻细线与木板平行,重复步骤②的操作与测量,读出并记录测力计的示数F2.根据二力平衡条件可知,物块所受摩擦力f2=F2;
(2)结论:上述两次实验中,物块对水平木板的压力相等,但接触面积不同,因此对接触面的压强不同,而实验测量得f2=f1,这表明小陆的观点是错误的。
24.(2020春?海珠区校级月考)小潇打算去买双专业的运动鞋跑步,她看中了甲、乙两款鞋。请你帮她设计实验,选出相对地面较粗糙的那双鞋。
(1)需要用到的测量工具: 弹簧测力计 (只能选一种)。
(2)设计实验步骤: ①把甲鞋子放到水平面上,然后把乙鞋子放到甲的上面,用弹簧测力计拉着甲鞋子沿水平方向做匀速直线运动,记录弹簧测力计的示数F1;
②把乙鞋子放到相同水平面上,然后把甲鞋子放到乙的上面,用弹簧测力计拉着乙鞋子沿水平方向做匀速直线运动,记录弹簧测力计的示数F2; 。(可面图或文字表述)
(3)分析与论证: 若F1>F2,则表明甲相对于地面粗糙 。(分析实验数据,得出实验结论)
【解答】解:
(1)用弹簧测力计拉着不同的鞋子在相同的水平面上沿水平方向做匀速直线运动,根据二力平衡可知,拉力等于滑动摩擦力,据此能判定鞋的粗糙程度的大小,故实验工具是弹簧测力计;
(2)①把甲鞋子放到水平面上,然后把乙鞋子放到甲的上面,用弹簧测力计拉着甲鞋子沿水平方向做匀速直线运动,记录弹簧测力计的示数F1;
②把乙鞋子放到相同水平面上,然后把甲鞋子放到乙的上面,用弹簧测力计拉着乙鞋子沿水平方向做匀速直线运动,记录弹簧测力计的示数F2;
(3)若F1>F2,则表明甲相对于地面粗糙。
故答案为:(1)弹簧测力计;(2)①把甲鞋子放到水平面上,然后把乙鞋子放到甲的上面,用弹簧测力计拉着甲鞋子沿水平方向做匀速直线运动,记录弹簧测力计的示数F1;
②把乙鞋子放到相同水平面上,然后把甲鞋子放到乙的上面,用弹簧测力计拉着乙鞋子沿水平方向做匀速直线运动,记录弹簧测力计的示数F2;(3)若F1>F2,则表明甲相对于地面粗糙。
25.(2019?山西一模)在古代,人们就已经发现滚动代替滑动可以大大减小摩擦。请你设计实验进行验证。
(1)实验器材: 长木板,小车,弹簧测力计,钩码
(2)实验步骤: ①将小车倒放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平面方向匀速拉动小车,此时小车与长木板间的摩擦力为滑动摩擦力;记下测力计的示数为F;
②将小车正放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平面方向匀速拉动小车,此时小车与长木板间的摩擦力为滚动摩擦力;记下测力计的示数为F';
③将钩码放到小车上,重复上面的操作
(3)现象及结论: 如果F>F',则表明滚动代替滑动可以减小摩擦
【解答】解:(1)实验器材:长木板,小车,弹簧测力计,钩码;
(2)实验步骤:①将小车倒放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平面方向匀速拉动小车,此时小车与长木板间的摩擦力为滑动摩擦力;记下测力计的示数为F;
②将小车正放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平面方向匀速拉动小车,此时小车与长木板间的摩擦力为滚动摩擦力;记下测力计的示数为F';
③将钩码放到小车上,重复上面的操作。
(3)现象及结论:如果F>F',则表明滚动代替滑动可以减小摩擦。
故答案为:(1)长木板,小车,弹簧测力计,钩码;
(2)①将小车倒放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平面方向匀速拉动小车,此时小车与长木板间的摩擦力为滑动摩擦力;记下测力计的示数为F;
②将小车正放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平面方向匀速拉动小车,此时小车与长木板间的摩擦力为滚动摩擦力;记下测力计的示数为F';
③将钩码放到小车上,重复上面的操作;
(3)如果F>F',则表明滚动代替滑动可以减小摩擦。
26.(2020秋?寿光市期末)如图,在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中,小龙将弹簧测力计圆环固定在墙上,挂钩挂着木块,木块下面是一长木板,实验时用F=20N的拉力拉着长木板在粗糙水平面上向左做匀速直线运动,经过3s移动了60cm。则( )
①实验时必须匀速拉动长木板
②长木板受到的重力和地面对长木板的支持力是一对平衡力
③弹簧测力计的示数小于20N
④A所受支持力等于A的重力
A.只有①②正确 B.只有③④正确 C.只有①③正确 D.只有②④正确
【解答】解:①将弹簧测力计圆环固定在墙上,挂钩挂着木块,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿着水平向左运动,不一定要木板做匀速直线运动,故①错误;
②地面对长木板的支持力等于长木板和木块的总重力;长木板受到的重力小于地面对长木板的支持力,不是一对平衡力,故②错误;
③实验时用F=20N的拉力拉着长木板在粗糙水平面上向左做匀速直线运动,长木板受水平地面和木块A的摩擦力,F=f地+fA,fA与弹簧测力计的拉力是一对平衡力,大小相等,所以弹簧测力计的示数小于20N,故③正确;
④A静止不动,在竖直方向上受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,故④正确;
故选:B。
27.(2020秋?沂水县期末)在做“研究滑动摩擦力大小”的实验中,将木块A放置于水平木板B上,加载一个钩码,把一支测力计系在A上,如图所示。当向左拉动B时,测力计指针稳定。下列讨论中正确的是( )
A.此装置可研究滑动摩擦力大小与压力的关系
B.B受到A的摩擦力的大小为2.4N,方向向左
C.A物体上面的钩码受到的摩擦力是2.4N,方向向左
D.若增大拉动B的速度,测力计的示数会变大
【解答】解:A、两物体间接触面的粗糙程度不变,在A上加减钩码可以改变物体间的压力大小,该实验装置可以探究滑动摩擦力大小与压力的关系,故A正确;
B、由图示弹簧测力计可知,其分度值为0.2N,示数为2.4N,A处于平衡状态,由平衡条件可知,A受到的滑动摩擦力f=F=2.4N,A相对于B向右运动,A受到的滑动摩擦力方向水平向左,B受到A的摩擦力的大小也为2.4N,方向水平向右,故B错误;
C、A物体上面的钩码与A之间没有相对运动趋势,故A物体上面的钩码受到的摩擦力为零,故C错误;
D、A、B间的摩擦力是滑动摩擦力,滑动摩擦力与物体间接触面的粗糙程度和物体间的压力有关,与物体的运动速度无关,如果增大拉动B的速度,A、B间接触面的粗糙程度、物体间的压力保持不变,物体间的滑动摩擦力不变,由平衡条件可知,测力计的示数不变,故D错误。
故选:A。
28.(2021?渠县一模)小刚发现汽车在柏油马路上容易停下来,而在冰雪路面上不容易停下来。
(1)小刚猜想:摩擦力的大小可能与 接触面的粗糙程度 有关。
(2)于是小刚利用长木板、毛巾、装有沙子的纸盒A、长方体物块B,以及弹簧测力计做了如图所示的实验。实验时,应使弹簧测力计水平 匀速直线 拉动纸盒A。
(3)小刚通过比较 甲、乙 两图的弹簧测力计示数,可以验证他的猜想。丙图中,物块B受到的摩擦力为 0 N。
(4)小明认为滑动摩擦力还和受力面积有关,所以他进行的操作是,将A从中间切断,并拿走一半,测出剩余一半的滑动摩擦力的大小,于是得出结论:滑动摩擦力大小跟受力面积有关。老师说操作是错误的,原因是 没有控制压力不变 。
(5)该实验很难保证匀速,于是改进如图丁,要测量出木块受到的滑动摩擦力,下方木板 不必 匀速。(选填“必须”或“不必”)
【解答】解:
(1)由题中情境可知,柏油马路与冰雪路面的粗糙程度不同,故可猜想到摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关;
(2)摩擦力和弹簧测力计的拉力是水平方向上方向相反的一对力,若物体做匀速直线运动,此时摩擦力和弹簧测力计的拉力就是水平方向的一对平衡力,读出弹簧测力计的示数,就等于摩擦力;
(3)要探究滑动摩擦力的大小和接触面粗糙程度的关系,需要控制压力的大小不变,改变接触面的粗糙程度,由三幅图中可知甲乙符合要求;
丙图中,物块B与A一起做匀速直线运动,但是保持相对静止,不具备产生摩擦力的条件,则物块B受到的摩擦力为0N;
(4)要探究摩擦力大小与接触面积的大小的关系,需使压力大小和接触面的粗糙程度相同,改变接触面积的大小,将木块切去一半,则在接触面积变化的同时,压力也发生了变化,所以得出错误结论;
(5)该实验很难保证匀速,于是改进如图丁,要测量出木块受到的滑动摩擦力,压力不变,接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力不变,实验时不必保持匀速直线运动,但是弹簧测力计相对地面处于静止状态,弹簧测力计示数稳定,便于读数,使读数更准确。
故答案为:(1)接触面的粗糙程度;(2)匀速直线;(3)甲、乙;0;(4)没有控制压力不变;(5)不必。
29.(2021?河东区模拟)小明在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,提出了如下猜想:
猜想一:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关
猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关
猜想三:滑动摩擦力的大小与接触面积有关
为了验证猜想,准备了如下器材:弹簧测力计、长木板、长方体木块和砝码。
他利用上述器材进行了如下实验:
①将木块平放在长木板上组装成如图1所示的装置。匀速拉动长木板,记下弹簧测力计的示数。
②在木块上加砝码,如图2所示。匀速拉动长木板,记下弹簧测力计的示数。完成下列任务:
(1)在实验中木块受到的摩擦力方向为 水平向右 。
(2)通过实验步骤①②可验证猜想 一 。
(3)要完成对“猜想三”的验证,需在实验步骤①的基础上进一步实验,请你写出下一步的实验方案。
【解答】解:(1)实验时沿水平方向拉动长木块,使其在水平桌面上做匀速直线运动,根据二力平衡原理,木块受到的摩擦力方向为水平向右;
(2)通过实验步骤①②可知,接触面粗糙程度相同,而压力大小不同,故探究的是摩擦力与压力大小的关系,可验证猜想一;
(3)要探究摩擦力大小与接触面积的大小的关系,需使压力大小和接触面的粗糙程度相同,改变接触面积的大小,而故可以将①中的木块侧放,拉动长木板,记录下弹簧测力计的示数,并与实验①中的示数进行比较。
故答案为:(1)水平向右;(2)一;(3)将①中的木块侧放,拉动长木板,记录下弹簧测力计的示数,并与实验①中的示数进行比较。
30.(2021?海陵区校级模拟)图所示是探究影响滑动摩擦力大小因素的实验装置。长方体小木块正面和侧面面积不同而粗糙程度相同,长木板一面为较光滑的木板面,另一面是粗糙的布面。选择不同的接触面,改变木块对木板的压力,依次实验,将每次测量结果填入下表。
(1)拉着长木板水平向左做 匀速直线 运动,当测力计示数稳定时,测力计的拉力 等于 (选填“等于”或“不等于”)小木块受到的滑动摩擦力。
实验序号 木块与木板的接触面 压力 测力计示数
1 木块正面与木板面 2.0N 0.6N
2 木块正面与木板面 4.0N 1.2N
3 木块正面与木板面 6.0N 1.8N
4 木块侧面与木板面 2.0N 0.6N
5 木块侧面与布面 2.0N 1.0N
6 木块正面与布面 2.0N
(2)测力计使用前要观察量程、分度值,以及指针是否指在 零刻度线处 。
(3)由实验1、4可知,滑动摩擦力的大小与接触面的面积 无关 (选填“有关”或“无关”),则实验6空格中的数据应该是 1.0 N。
(4)由实验4、5可知,其他条件相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越 大 。
(5)由实验1、2、3可知,其他条件相同时,滑动摩擦力的大小与压力大小成 正 比,这里主要采用的研究方法是 控制变量法 (选填“控制变量法”或“理想实验法”)。
【解答】解:
(1)拉着长木板水平向左匀速直线运动,当测力计的示数稳定时,木块相对于地面处于静止状态,在水平方向上木块受到测力计的拉力与木块受到的滑动摩擦力为一对平衡力,二力的大小相等;
(2)测力计使用前要观察量程、分度值,以及指针是否指在零刻度线处。
(3)由实验1、4和题意可知,压力大小和接触面粗糙程度都相同,接触面的面积不同,而滑动摩擦力相同,故得出滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关;
实验5、6中,压力大小和接触面粗糙程度都相同,接触面的面积不同,根据前面的结论可知,实验6空格中的数据应该是1.0N。
(4)由实验4、5可知压力大小和接触面积都相同,布面较粗糙,测力计的示数较大,可得出结论:其他条件相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(5)由实验1、2、3可知,在接触面粗糙程度相同时,压力增大为原来的几倍,滑动摩擦力也增大为原来的几倍,即滑动摩擦力的大小与压力大小成正比,这里主要采用的研究方法是控制变量法(控制了接触面的粗糙程度相同)。
故答案为:(1)匀速直线;等于;(2)零刻度线处;(3)无关;1.0;(4)大;(5)正;控制变量法。