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专题08.3 摩擦力
知识点1:摩擦力
1.两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或有相对运动趋势时在接触面产生一种阻碍相对运动的力,
叫摩擦力。
2.摩擦力产生的条件:
①两物互相接触并挤压。
②接触面粗糙。
③发生相对运动或有相对运动趋势。
3.摩擦力的分类:
①静摩擦力:将要发生相对运动但又没有运动时产生的摩擦力叫静摩擦力.
②滑动摩擦力:相对运动属于滑动,则产生的摩擦力叫滑动摩擦力。
③滚动摩擦力:相对运动属于滚动,则产生的摩擦力叫滚动摩擦力。
知识点2:影响滑动摩擦力大小的因素
1.决定因素:物体间的压力大小、接触面的粗糙程度。
2.方向:与物体运动方向相反。
3.探究方法:控制变量法。
知识点3:增大与减小摩擦的方法
1.增大摩擦的主要方法:
① 增大压力;②增大接触面的粗糙程度。
2.减小摩擦的主要方法:
①减少压力;②使接触面光滑;③用滚动代替滑动;④使接触面分离。
1.两个相互接触并相互挤压的物体,当它们要发生或已经发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍
相对运动的力。这个力叫做摩擦力。其方向与物体相对运动的方向相反。2.分类:静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力。
3.滑动摩擦力的影响因素:
(1)压力的大小;
(2)接触面的粗糙程度。
4.增大(减小)摩擦的方法:
(1)增大(减小)压力;
(2)使接触面变粗糙(光滑);
(3)变滚动(滑动)为滑动(滚动);
(4)使接触面分离,即加润滑油或形成气垫。
知识点1:摩擦力
【例题1】(2020黑龙江龙东农垦森工)如图所示,物体A和B叠放在一起放在水平地面上,在大小为 F
的恒力作用下,沿水平面做匀速直线运动,则下列结论错误的是( )
A.甲乙两图中A物体所受摩擦力大小均为F
B.甲乙两图中B物体受到地面对它的摩擦力均为F
C.甲图中物体A受到的摩擦力为F,物体B受到地面对它摩擦力为F
D.乙图中物体A受到的摩擦力为F,物体B受到地面对它摩擦力为F
【答案】AD
【解析】A.甲图中,A做匀速直线运动,在水平方向受拉力F和B对它的摩擦力作用,根据二力平衡条件
可知f=F,即A物体所受的摩擦力大小为F;乙图中A物体与B相对静止,A物体在水平方向没有力的作用,
A物体所受的摩擦力为0;故A错误;
B.以AB整体为研究对象,在水平方向受地面的摩擦力和拉力F,这两个力相互平衡,则f=F,所以两种情
况下B物体受到地面对它的摩擦力均为F,故B正确;
C.甲图中以A为研究对象,A做匀速直线运动,在水平方向受拉力F和B对它的摩擦力作用,且f=F,故C
正确;
D.乙图中,AB同时向前做匀速直线运动,AB之间没有相对运动的趋势,A不受摩擦力的作用,故D错误。
知识点2:影响滑动摩擦力大小的因素
【例题2】(2020四川自贡市)下列四幅图呈现的是小明在探究影响滑动摩擦力大小因素时设计的几种实验方案,则下列说法中正确的是
A. 通过甲、乙对比,可探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响
B. 通过乙、丙对比,可探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响
C. 通过乙、丙对比,可探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力大小的影响
D. 通过乙、丁对比,可探究接触面的大小对滑动摩擦力大小的影响
【答案】A
【解析】A. 甲、乙两次实验,控制接触面粗糙程度相同,改变压力,所以探究压力大小对滑动摩擦力大
小的影响.故A正确.
B. C.乙、丙两次实验,压力和接触面粗糙程度都改变了,触面的大小相同.既不能探究压力大小对滑动
摩擦力大小的影响,也不能探究接触面的大小对滑动摩擦力大小的影响.故B、C错误.
D.乙、丁两次实验中,改变了接触面的大小,但没有控制压力相同,所以不能探究接触面的大小对滑动摩
擦力大小的影响.故D错误.
知识点3:增大与减小摩擦的方法
【例题3】(2020四川乐山市)下列实例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A. 滚动轴承
B. 给木箱加装轮子
C. 自行车车轮有凹槽
D. 磁悬浮列车与轨道不接触
【答案】C
【解析】A.滚动轴承是将滑动摩擦变为滚动摩擦,减小了摩擦力。A选项不符合题意;
B.给木箱加轮子,也是将滑动摩擦变为滚动摩擦,减小了摩擦力。B选项不符合题意;
C.自行车车轮有凹槽,加大了接触面的粗糙程度,增大了摩擦。C选项符合题意;
D.将接触面分离,减小了摩擦。D选项不符合题意。1.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.轮胎上刻有花纹
C.脚踏板做得扁面平 D.车轴处装有滚动轴承
【答案】D.
【解析】本题考查的知识点是增大或减小摩擦的方法.
增大摩擦方法:增大接触面的粗糙程度,增大压力等;
减小摩擦的方法:减小接触面的粗糙程度,减小压力,使接触面分离等.
减小压强的方法:是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,在受力面积一定时,通过减小压力来
减小压强.
A.车上安装有刹车闸是为了增大摩擦,使车尽快停下,故A不符合题意;
B.轮胎上有花纹是增大了接触面的粗糙程度,从而增大摩擦,故B不符合题意;
C.脚踏板做得扁面平,在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的,故C不符合题意;
D.车轴处装有滚动轴承是将滑动摩擦变为滚动摩擦,属于减小摩擦,故D符合题意.
2.下列实例中,属于增大摩擦的是( )
A.往自行车轴承中加润滑油 B.行李箱下安装滚动轮子
C.骑自行车刹车时用力捏闸 D.将滑梯的滑道做得光滑
【答案】C
【解析】增大摩擦的方法有:增大压力或增加接触面的粗糙程度。A.往自行车轴承中加润滑油,是为了
使接触面分离而减小摩擦,故A不符合题意;B.行李箱下安装滚动轮子,是变滑动摩擦为滚动摩擦,从而
大大减小摩擦,故B不符合题意;C.骑自行车刹车时用力捏闸,是通过增大压力来增大摩擦的,故C符合
题意;D.将滑梯的滑道做得光滑,是通过减少接触面的粗糙程度来减小摩擦的,故D不符合题意。
3.如图是“测量滑动摩擦力大小”的实验装置示意图。(1)如图甲中,将木板固定水平拉动木块,木块受到的滑动摩擦力与其受到的水平拉力 大小相等;
图乙中,水平拉动木板,待测力计示数稳定后,木块受到的滑动摩擦力与其受到的水平拉力 大小
相等。(选填“一定”或“不一定“)
(2)如图丙中,水平拉动木板,待测力计示数稳定后,测力计 A的示数为4.0N,测力计B的示数为
2.5N,木块受到的滑动摩擦力大小为 N.若增大拉力,当 A的示数为4.8N时,B的示数为
N。
【答案】(1)不一定;一定;(2)2.5;2.5。
【解析】(1)摩擦力的大小是通过读取弹簧测力计的拉力得出的,这是依据了二力平衡的原理,因此,
图甲要保持物体做匀速直线运动才行。图甲在拉动木块时,很难让木块保持匀速直线运动状态,会导致弹
簧测力计的示数不稳定;图甲与图乙的最大不同就是一个拉弹簧测力计,一个拉木板,同是做相对运动,
但可以看出,图乙当拉动长木板运动的过程中,无论长木板是否做匀速直线运动,木块始终处于静止状态,
根据二力平衡的条件知弹簧测力计的示数一定等于摩擦力的大小。
(2)如图丙所示,弹簧测力计B的示数为2.5N,根据二力平衡,则木块受到的摩擦力大小为2.5N.若拉
力增大到4.8N,木板将做加速运动,因压力和接触面粗糙程度不变,故木块受到的摩擦力将不变,还是
2.5N。
一、选择题
1.(2020·贵州省黔南州)如图所示,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。下列
说法正确的是( )
A. 木块受到的重力大于木板对它的支持力 B. 木块受到的摩擦力等于弹簧测力计的拉力
C. 木块的质量越大,摩擦力越小 D. 木块运动时有惯性,停下来就没有惯性
【答案】B
【解析】A B.木块运动直线运动,处于平衡状态,所以木块受到的重力等于木板对它的支持力,木块受
到的摩擦力等于弹簧测力计的拉力,故A错误,B正确;
C.木块的质量越大,在地球上所受重力越大,对木板的压力越大,水平拉动木块时受到的摩擦力越大,
故C错误;D.惯性只跟质量有关,质量越大,惯性越大,与是否运动无关,故D错误。
2.(2019湖北荆州)如图,A、B两个物体叠放在水平面上,同时用力F 、F 分别作用于A、B两个物体上,
1 2
A、B始终处于静止状态,其中力F=3N,方向水平向左,力F=5N方向,水平向右,下列分析正确的是(
1 2
)
A.A和B之间摩擦力为0
B.地面对B的摩擦力为2N,方向水平向左
C.地面对B的摩擦力为5N,方向水平向左
D.B对A的摩擦力为5N,方向水平向右
【答案】B
【解析】AD、据物体间力的作用是相互的,A受到B的摩擦力水平向右,大小是3N,所以B上表面受到A
的摩擦力水平向左,大小是3N,故AD错误;
BC、物体B处于静止状态,水平方向上受到A对B水平向左的摩擦力、地面对B水平向左的摩擦力、水平
向右的拉力F ,这三个力是平衡力,所以地面对B水平向左的摩擦力与A对B水平向左的摩擦力之和等于
2
水平向右的拉力F,所以B下表面受到地面的摩擦力大小为5N﹣3N=2N,方向向左,故C错误,B正确。
2
3.(2019四川巴中)在粗糙程度相同的水平面上,重为10N的物体在F=5N的水平拉力作用下,沿水平
面由A点匀速运动到B点,此时撤去拉力,物体继续向前运动到C点停下来,此过程中下列说法正确的是
( )
A.物体在AB段摩擦力等于10N
B.物体在AB段摩擦力小于5N
C.物体在BC段摩擦力等于5N
D.物体在AB段摩擦力大于BC段摩擦力
【答案】C
【解析】AB、物体在AB 段做匀速直线运动,处于平衡状态,则拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,二力的
大小相等,所以f =F=5N,故AB错误;
AB
CD、在BC 段物块做减速运动,因压力大小与接触面的粗糙程度均不变,所以滑动摩擦力的大小不变,还
是5N,故C正确,D错误。4.(2019湖南株洲)一消防员进行徒手爬绳训练。当他双手握住绳索竖直匀速上攀时,绳索对他的摩擦
力大小和方向分别是( )
A.小于消防员的重力、竖直向上
B.等于消防员的重力、竖直向上
C.大于消防员的重力、竖直向上
D.大于消防员的重力、竖直向下
【答案】B
【解析】握住绳索匀速上攀时,消防员处于平衡状态,竖直方向上消防员受到的重力和摩擦力是一对平衡
力,大小相等,方向相反;因为重力的方向竖直向下,所以绳索对他的摩擦力方向竖直向上,摩擦力大小
等于他的重力,故B正确。
5.(2019湖南娄底)现在各学校都在开展“足球进校园”活动,关于同学们在足球比赛中涉及的物理知
识,下列分析正确的是( )
①足球鞋底凹凸不平,是为了减小与地面的接触面积,从而减小摩擦力
②用头顶足球攻门时,头感到疼,说明物体间力的作用是相互的
③足球能在空中飞行,是因为运动员对飞行的足球仍有力的作用
④守门员及时截住射门的足球,说明力可以改变物体的运动状态
A.①③ B.②④ C.②④ D.①③④
【答案】C
【解析】①足球鞋底凹凸不平,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故①错误;
②用头顶足球时,头感到疼,说明力的作用是相互的,故②正确;
③足球能在空中飞行,是因为足球具有惯性,此时足球不再受到运动员的作用力,故③错误;
④守门员一下子抱住射门的足球,足球由运动变为静止,说明力可以改变物体的运动状态,故④正确
综上分析,正确的是②④。
6.(2019北京)下列实例中,为了增大摩擦的是( )
A.旱冰鞋下装有滚轮 B.足球守门员戴有防滑手套
C.冰壶底面打磨得很光滑 D.给车轴加润滑油
【答案】B
【解析】(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定
时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
(2)减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过减小压力来减小摩擦力;在压力一定时,通过
减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力;使接触面脱离;用滚动摩擦代替滑动摩擦。
A.旱冰鞋上装了轮子,是用滚动代替滑动来减小摩擦,故A错误;
B.足球守门员戴有防滑手套,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B正确;C.冰壶底面打磨得很光滑,这是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦;故C错误。
D.给车轴加润滑油,是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力;故D错误。
7.(2019四川成都)如图所示,“和谐号”动车满成旅客从成都东站缓缓驶出前往西安。下列说法正确的
是( )
A.坐在列车上的乘客相对于车站是静止的
B.列车由静止变为运动.列车的惯性减小了
C.列车受到的牵引力和铁轨对它的支持力是平衡力
D.列车加速前进时,它受到的牵引力大于它受到的阻力
【答案】D
【解析】乘客和车站的位置发生了变化,乘客是运动的。惯性只与质量有关,速度无关。牵引力在水
平方向,支持力在竖直方向,二者没有关系。加速运动,合力与速度方向一致,牵引力大于阻力。
8.(2019四川内江)关于重力、弹力和摩擦力,下列说法中正确的是( )
A.因为物体本身就有重力,所以重力没有施力物体
B.物体受到的重力的方向总是竖直向下,有时还垂直于接触面
C.物体间如果有相互作用的弹力,就定存在摩擦力
D.摩擦力的方向定与物体运动的方向相反
【答案】B
【解析】A.物体本身没有重力(只有质量),重力是由于地球的吸引而产生的;故A错误;
B.重力的方向总是竖直向下的,当接触面水平时,则重力的方向垂直于接触面,故B正确;
C.物体间有相互作用的弹力时,如果没有相对运动或相对运动的趋势,或接触面光滑,则物体也不受摩
擦力;故C错误;
D.滑动摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反;如传送带的物体,当加速运动时摩擦力的方向与运动
方向就相同,故D错误。
9.(2019广东深圳)如图所示,同一木块在同一粗糙水平面上,先后以不同的速度被匀速拉动。甲图中速
度为v1,乙图中速度为v , 丙图中木块上叠放一重物,共同速度为v , 且vF >F
甲 乙 丙 甲 乙 丙
C. F =F f ,
丙 乙
因为F =f ,
丙 丙
所以:F >F ;
丙 乙
即:F =F ”)。
2 1
【答案】10;>.
【解析】在水平面上做匀速直线运动的物体,受到的摩擦力与拉力平衡,因此,物体A受到的摩擦力大小
为10N;如果在物体A上面再放一个物体B,使A、B一起在水平拉力F作用下做匀速直线运动,由于接触面不
2
变,压力增大,所以摩擦力增大,则F>F.
2 1
三、作图题
18.(2019湖北随州)如图是一辆面包车,该车后轮为驱动轮,前轮为方向轮。该车刚刚从静止起步处于加速阶段(不计空气阻力)。画出该车所受重力、支持力、地面对前轮和后轮的摩擦力的示意图。
【答案】如图所示:
【解析】先对物体进行受力分析,知道所受重力、支持力、摩擦力的方向,然后再做力的示意图。
面包车前轮是从动轮,后轮是主动轮,主动轮为面包车前进提供动力。因是后轮驱动,所以后轮受到地面
对它向前的摩擦力,而前轮不是驱动轮,被后轮推着前进,对地面向前运动,受到地面对它向后的摩擦力。
面包车沿水平面加速运动,受竖直向下的重力竖直向上的支持力,二者大小相等,方向相反,是一对平衡
力;面包车前进时,后轮是驱动轮,在它与地面接触处有相对地面向后滑动的趋势,故受到向前的摩擦力;
前轮是从动轮,在它与地面接触处有相对于地面向前滑动的趋势,故受到向后的摩擦力。
19.(2019山东省东营)如图所示,在平直的地面上,沿着水平方向用力使物体匀速向右运动,请以 O为
作用点画出物体所受拉力F和滑动摩擦力f的示意图。
【答案】如下图。
【解析】物体沿着水平方向匀速向右运动,处于平衡状态,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,
方向相反,多物体重心,分别沿水平向右和向左的方向画一条有向线段,并分别用F和f表示,注意两条
线段长度要相等。20.(2019贵州贵阳)如图所示是运动员百米赛跑赛跑时的情景,请画出它的右脚对地面的作用力的示意
图,(O点是力的作用点)
【答案】如图所示:
【解析】运动员的右脚在水平方向上受到摩擦力的作用,因为脚相对于地面有向后的运动趋势,故摩擦力
方向与之相反,是向前的,所以地面受到右脚的摩擦力向后;右脚对地面有向下的压力,作用点在地面上,
方向垂直于地面向下。
四、实验探究题
21.(2020湖北武汉)在探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验中,某同学所用器材如图甲所示其中长木
板B的表面比A的表面更粗糙,物块各表面的粗糙程度均相同,它的长、宽和高分别是10cm、8cm和6cm。
将物块放在水平放置的长木板上,再把砝码放在物块上,用弹簧测力计水平拉动物块,沿长木板做匀速直
线运动,实验记录如下表:
实验次数 物块放置情况 接触面 压力情况 弹簧测力计示数/N
1 平放 A一物块 100g的砝码放在物块上
2 平放 B一物块 100g的砝码放在物块上 2.2
3 平放 B一物块 200g的砝码放在物块上 2.4
4 侧放 B-物块 100g的砝码放在物块上(1)第1次实验中,弹簧测力计示数如图乙所示,该示数是______N;
(2)由1、2两次实验可知:压力相同时,物块与长木板的接触面越粗糙,物块受到的滑动摩擦力______(填
“越小”或“越大” );
由2、3两次实验可知:增加物块上砝码的质量,从而增大______(填“砝码对物块”“砝码对长木板”或
“物块对长木板”)的压力,这样就可以探究接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小跟压力的关系;
(3)第4次实验中,弹簧测力计示数是______N。
【答案】 (1) 1.8 (2) 越大 物块对长木板 (3)2.2
【解析】(1)由图乙知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1.8N。
(2)由1、2两次实验数据分析知,当压力相同时,物块与长木板的接触面越粗糙,物块受到的滑动摩擦力
越大。
由2、3两次实验可知:增加物块上砝码的质量,从而增大物块对长木板的压力。
(3)由2、4两次实验可知,物块对长木板的压力相同,接触面的粗糙程度相同,故木块两受到摩擦力相同,
故弹簧测力计示数是2.2N。
22.(2019北京)某同学为了测出木块A在水平桌面上运动的过程中所受滑动摩擦力的大小,采用了如图
所示的实验装置。
(1)他用弹簧测力计水平拉动木块A,应使木块A沿水平桌面做 直线运动。
(2)请你画出(1)中木块A的受力示意图,并分析说明这种运动状态下,弹簧测力计的示数能表示木块
A所受滑动摩擦力大小的依据。
【答案】(1)匀速;
(2)见解析图; 由于木块A做匀速直线运动,处于平衡状态,拉力和滑动摩擦力为一对平衡力,所以 f
=F,则弹簧测力计的示数能表示木块A所受滑动摩擦力大小。
【解析】(1)用弹簧测力计水平拉动木块A,应使木块A沿水平桌面做匀速直线运动,这样做的目的是便
于测出木块所受滑动摩擦力的大小;
(2)木块A沿水平桌面做匀速直线运动,木块A在水平方向上受拉力F和滑动摩擦力f,在竖直方向上受
重力G和支持力F ,受力示意图如下图所示。
支由于木块A做匀速直线运动,处于平衡状态,拉力和滑动摩擦力为一对平衡力,所以 f=F,则弹簧测力计
的示数能表示木块A所受滑动摩擦力大小。