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8.3 摩擦力知识点讲解及基础练习
资料编辑老师:秦建
学生姓名: 班级: 老师:
【学习目标】
1.知道滑动摩擦力是如何产生的;
2.理解利用二力平衡的知识测量滑动摩擦力;
3.知道影响滑动摩擦力的大小的因素;
4.知道摩擦力的利用和防止;
5.能用平衡的观点解决有关摩擦力的问题。
【要点梳理】
要点一、摩擦力
1.定义:两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这
种力就叫做滑动摩擦力。
2.方向:与相对运动的方向相反。
3.测量:利用弹簧测力计可以粗略测量滑动摩擦力的大小。
要点诠释:
1.摩擦力的实际作用点是在两个物体的接触面上。
2.滑动摩擦力产生的条件:(1)接触面粗糙;(2)接触并挤压;(3)相对运动。
3.测量滑动摩擦力时,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。根据二力平衡
的知识,可知弹簧测力计对木块的拉力(即弹簧测力计的示数)与木块受到的滑动摩擦力大小相
等。
4.滑动摩擦与滚动摩擦的区别:一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦叫做滑动摩擦。一
个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦叫做滚动摩擦。在相同条件下,滚动摩擦往往比滑
动摩擦小得多。
要点二、研究影响滑动摩擦力大小的因素
1.实验方法:控制变量法。在本实验中,影响滑动摩擦力的因素有多个,所以实验探究过程中我们要用
控制变量法,在研究滑动摩擦力与压力之间的关系时,要保持接触面的粗糙程度等因素不变,而在
研究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系时,要保持压力等因素不变。
2.提出猜想:影响滑动摩擦力的因素可能有,接触面所受的压力、接触面的粗糙程度。
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3.实验器材:木块、弹簧测力计、表面粗糙程度不同的长木板两块、砝码。
4.实验步骤:
(1)用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿水平长木板滑动,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦
力。
(2)在木块上面放一个砝码,改变木块对长木板的压力,测出此种情况下的摩擦力。
(3)换用材料相同,但表面粗糙的长木板,保持木块上的砝码不变,测出此种情况下的摩擦力。
5.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,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
要点诠释:
1.因为弹簧测力计本身有重量,为了保证水平拉力,牵引木块时,要握住弹簧测力计的外壳;使木
块在水平面上做匀速直线运动的关键是拉力要均匀,集中注意力盯住弹簧测力计的指针,一直拉
到底,在指针不颤动时读数。
2.实验拓展:验证“滑动摩擦力的大小还可能与接触面积有关”。方法:把木块侧放,改变和木板的
接触面积,保持对木板的压力比不变、接触面的粗糙程度不变,测出此时木块与长木板之间的摩
擦力。决定摩擦力大小的因素中没有“接触面积”,物体间摩擦力的大小跟接触面的“大小”无
关,而是跟接触面的“粗糙程度”有关。
3.实验改良:可以把弹簧测力计固定如图所示,水平连续拉动木板(不需要木板匀速直线运动),
这样木块相对于地面是静止的,受到平衡力的作用,弹簧测力计的示数还是木块与木板间的滑动
摩擦力。
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要点三、摩擦的利用和防止
1.利用:增大有用摩擦,可以增大压力,增大接触面的粗糙程度。例如:鞋底有花纹;自行车更快
停下来,可以用力捏闸。
2.防止:减小有害摩擦,减小压力 ,减小接触面的粗糙程度。例如:冰壶运动员通过改变接触面的
粗糙程度来减小摩擦;变滑动为滚动;使接触面隔开。
【典型例题】
类型一、摩擦力
1、关于摩擦力下列说法中正确的是( )
A.两个物体相互接触时他们之间一定有摩擦力
B.相同条件下滚动摩擦力比滑动摩擦力小
C.物体质量越大受到的摩擦力越大
D.摩擦力都是有害的
【答案】B
【解析】A、两个物体相互接触时,如果既不发生相对运动,也不具有相对运动的趋势,两物体之间
是不会产生摩擦力的,故该选项说法错误;B、在相同条件下,滚动摩擦力比滑动摩擦力小,故该选
项说法正确;C、摩擦力大小与物体的压力和接触面的粗糙程度有关,与物体的质量无关,故该选项
说法错误;D、一些摩擦是有益摩擦,一些是有害的,以自行车为例,轮胎与地面的摩擦就是有益摩
擦,轴承、转动部分的摩擦就是有害的,故该选项说法错误;故选 B。
举一反三:
【变式】几位同学学习了关于摩擦的知识后,提出了这样的假设:如果没有摩擦将会发生什么现象?
假设错误的是( )
A.人们将无法正常行走 B.用筷子无法夹住饭菜
C.抛出的物体无法回到地面 D.汽车无法启动
【答案】C
2、用黑板擦在黑板上擦动时,第一次沿圆周擦动,第二次沿直线擦动,前后两次的摩擦分别是( )
A.滑动摩擦,滑动摩擦 B.滑动摩擦,滚动摩擦
C.滚动摩擦,滑动摩擦 D.滚动摩擦,滚动摩擦
【答案】A
【解析】用黑板擦擦黑板时,无论是沿圆周擦动还是沿直线擦动,黑板擦都是在黑板上发生滑动,
所以两次的摩擦力都是滑动摩擦。
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举一反三:
【变式】下列摩擦属于滚动摩擦的是( )
A.铅笔与卷笔刀间的摩擦
B.旱冰鞋与地面间的摩擦
C.花样滑冰鞋的冰刀与冰面间的摩擦
D.自行车刹车时闸皮与钢圈间的摩擦
【答案】B
类型二、影响摩擦力大小的因素
3、在“研究影响滑动摩擦力大小因素” 的实验中,做了如下图所示的实验。
(1)为了测定摩擦力的大小,用弹簧测力计沿___________方向拉着木块在水平桌面上做
__________运动,摩擦力的大小可从弹簧测力计示数得出。
(2)比较图甲和图乙中弹簧测力计的示数得到的结论:___________________________;
(3)比较图甲和图丙中弹簧测力计的示数得到的结论:____________________________。
【答案】(1)水平 匀速直线
(2)接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大
(3)压力一定时,接触面越粗糙摩擦力就越大。
【解析】让物体在水平面做匀速直线运动,水平方向受平衡力,此时拉力大小等于摩擦力的大小得
出实验结论。
举一反三:
【变式】小明用图示装置探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。下列操作正确的是( )
A.在木块上加放砝码
B.保持接触面粗糙程度不变
C.使木块侧放减小接触面积
D.沿水平方向匀速拉动木块
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【答案】D
4、如图所示的四个实例中,目的是为了减小摩擦的是
【答案】B
【解析】减小摩擦的方法:①减小压力;②使接触面光滑;③变滑动为滚动;等等。
【总结升华】增大摩擦力方法:①增大压力;②使接触面粗糙;③变滚动为滑动。
减小摩擦力方法:①减小压力;②加润滑油,使接触面光滑;③变滑动为滚动;④使接触面隔
离,如气垫船。
举一反三:
【变式】(2015•鄂州模拟)在物理考试作图时,小亮画错了一个地方,用橡皮轻轻地擦,没有擦干
净,然后他稍使劲就擦干净了,这是通过增大__________的方法来增大橡皮与纸之间的__________。
【答案】压力;摩擦力
类型三、综合应用
5、如果你看过中央电视台体育频道的围棋讲座就会发现,棋子在竖直放置的棋盘上可以移动,但不
会掉下来。原来,棋盘和棋子都是由磁性材料做成的。棋子不会掉落是因为( )
A.棋子所受的摩擦力等于其重力 B.棋子所受的摩擦力大于其重力
C.棋子所受的摩擦力小于其重力 D.棋子的质量小,其重力可以忽略不计
【答案】A
【解析】棋子在竖直方向上受向下的重力和向上的摩擦力,棋子静止,故二力平衡,棋子的重力不
变,则摩擦力的大小不变。
举一反三:
【变式】重为 10 牛的物体放在水平地面上,在 3 牛的水平拉力作用下沿水平面做匀速直线运动,则
物体受到的滑动摩擦力的大小为( )
A.3 牛 B.7 牛 C.10 牛 D.13 牛
【答案】A
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【巩固练习】
一、填空题
1.在奥运会上,体操运动员在上单杠之前,总要在手上抹些镁粉,而在杠上做回环动作时,手握杠
又不能太紧,他这样做前者是为了________,后者是为了________。
2.在工业生产与生活中,皮带传送装置是比较常见的(如图所示),当皮带传送装置用久了皮带就可
能打滑,这时我们一般会采取两种方式防止皮带打滑,一是张紧皮带(增大图中电机与从动轮间的
距离),这样做是通过________的方式来增大摩擦的;二是加皮带油,这样做是通过________的方
式来增大摩擦的。
3.仔细观察图可知,将________变为________可以减小摩擦。
4.在做研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关的实验时,需要用弹簧测力计沿水平方向拉木块在水
平木板上做________运动。弹簧测力计的示数直接表示________的大小,根据二力平衡条件,得
出弹簧测力计的示数与摩擦力的大小________,方向________。木块受到的摩擦力的施力物体是
________。
5.用 10N 的水平拉力,使重 40N 的物体在桌面上向右做匀速直线运动。此时,物体受到的摩擦力的
大小为________N,方向是________。拉力和摩擦力的合力为________N。
6.用铅笔写字时,笔尖和纸面的摩擦是__________摩擦。用圆珠笔写字时,圆珠和纸面的摩擦是
________摩擦。自行车减速时闸皮和瓦圈间的摩擦是________摩擦。
7.如图所示,小明用 50N 的水平力把重 15 N 的木块压在竖直的墙面上,使木块静止不动,此时木块
受到的摩擦力大小是________N;若减小水平压力,木块仍然静止,则木块受到的摩擦力将________,
若木块原来处于下滑过程中,减小压力,木块受到的摩擦力将________(填“变大”、“变小”或“不
变”)。
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二、选择题
8.假设一切物体间的摩擦力突然消失,下列哪些现象是不可能发生的( )
A.我们将无法走路,脚与地面间要打滑
B.我们将无法写字,因为笔会从手中滑下来
C.传送带将可以更快速地传递货物
D.沿铁轨方向的微风能吹动火车
9.人在一般情况下步行前进时,若鞋底与地面不打滑,下列说法中正确的是( )
A.地面对鞋底的摩擦力方向向后,阻碍人前进
B.地面对鞋底的摩擦力方向向前,推动人前进
C.鞋底花纹磨损后,摩擦力减小,人更容易前进
D.鞋底花纹磨损后,摩擦力增大,人更难前进
10.几位同学学习了关于摩擦的知识后,提出了这样的假设:如果没有摩擦将会发生什么现象?假设
错误的是( )
A.人们将无法正常行走
B.用筷子无法夹住饭菜
C.抛出的物体无法回到地面
D.汽车无法启动
11.重为 10 牛的物体放在水平地面上,在 3 牛的水平拉力作用下沿水平面做匀速直线运动,则物体
受到的滑动摩擦力的大小为( )
A.3 牛 B.7 牛 C.10 牛 D.13 牛
12.你注意观察过家里的自行车吗?下列关于自行车增大摩擦或减小摩擦的说法,哪个是错误的?
( )
A.轮胎上刻有凸凹不平的花纹,是为了增大摩擦
B.刹车时用力捏闸是为了增大摩擦
C.往车轮轴承上加润滑油是为了减小摩擦
D.车轮上装有滚动轴承,是为了增大摩擦
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三、实验探究题
13.下表是某实验小组做“研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”的实验记录。
(1) 分 析 比 较 序 号 1 、 2 与 3 的 实 验 数 据 , 可 得 出 的 结 论 是 ______________________
_______________________________。
(2)分析比较序号________的实验数据,可得出的结论是:压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩
擦力越大。
14.旅行箱下装有小轮,为出行者提供了方便,请从物理学角度解释它方便在哪里?
15.如图所示,物体在粗糙的水平地面上向右运动,试画出物体受到摩擦力的示意图。
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【答案与解析】
一、填空题
1、【答案】增大摩擦;减小摩擦
【解析】体操运动员进行单杠比赛,对单杠的压力一定,抹粉是增大手和单杠的粗糙程度,增大
摩擦防止打滑;当在杠上做回环动作时,手握单杠又不能太紧,为的是减小压力,从而减小摩擦力;
故答案为:增大摩擦;减小摩擦。
2、【答案】增大压力 使接触面变粗糙
【解析】皮带油和润滑油的作用不同,皮带油可以使皮带表面变粗糙,不具有润滑的作用。
3、【答案】滑动 滚动
【解析】相同条件下滚动摩擦比滑动摩擦小得多。
4、【答案】匀速直线;拉力;相等;相反;木板
5、【答案】10;水平向左;0
6、【答案】滑动;滚动;滑动
7、【答案】15 不变 变小
【解析】把木块压在竖直的墙上静止时,木块受到平衡力的作用,重力与摩擦力相互平衡,因此
大小相等,减小压力后,木块静止,二者仍平衡。若原来木块下滑,此时木块并不一定受平衡力的
作用,而滑动摩擦力随压力的减小而减小,因此减小水平压力摩擦力就会变小。
二、选择题
8、【答案】C
【解析】A、人走路是依靠鞋底与地面间的摩擦,当摩擦力消失后,人将无法行走,不符合题意;
B、写字时,如果没有摩擦力,笔会从手中滑下导致无法写字,不符合题意;C、若没有摩擦力,传
送带传送时货物仍停留在原地,不会带动货物前进,符合题意;D、若没有摩擦力,火车与铁轨之间
绝对光滑,沿铁轨方向的风就能把火车吹动,不符合题意;故选 C。
9、【答案】B
【解析】人之所以走路时向前,是因为地面给人鞋底的摩擦力向前,所以 A 错误、B 正确;
鞋底花纹磨损后,鞋与地面的接触面的粗糙程度减小,摩擦力减小,人更难前进,所以 C 说人更容
易前进是错误的,D 说摩擦力增大也是错误的。
10、【答案】C
【解析】两个相互摩擦的物体,当它们做相对运用(或要发生相对运动)时,
在接触面上会产生一种阻碍物体产生相对运动的力,这种力称为摩擦力。
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人们之所以能正常行走,用筷子之所以能夹住饭菜人在马路上行走,
汽车之所以能启动,都是由于摩擦力的作用。
所以选项 A、B、D 说法正确。
抛出去的物体由于受到重力的作用,即使没有摩擦力也落到地面上,
所以选项 C 说法错误。
11、【答案】A
【解析】物体在水平地面上匀速直线运动,属于平衡状态,那么拉力与摩擦力属于一对平衡力,
由平衡条件得,摩擦力大小等于拉力大小,摩擦力大小为 3N。
12、【答案】D
【解析】A、轮胎上凸凹不平的花纹,这是在压力不变的情况下,通过增大接触面的粗糙程度来
增大摩擦的,故本选项正确;B、自行车紧急刹车时用力捏闸,是在接触面的粗糙程度不变的情况下,
通过在增大压力来增大摩擦力,故本选项正确;C、往车轮轴承上加润滑油,这是在压力不变的情况
下,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦的,故本选项正确;D、车轮上装有滚动轴承,这是用滚
动摩擦代替滑动摩擦,属于减小摩擦,故本选项错误;故选 D。
三、实验探究题
13、【答案与解析】(1)接触面材料不变时,压力越大,滑动摩擦力越大
(2)2、4、5
14、【答案与解析】在相同条件下,滚动摩擦小于滑动摩擦。在旅行箱下装上小轮,用滚动代替滑动,
减小旅行箱与地面间的摩擦力,便于出行者拉动旅行箱。
15、【答案与解析】过物体与地面的接触点沿水平向左的方向画一条带箭头的线段,并用 f 表示;如
图所示: