第十三讲 摩擦力【寒假自学课】2024年八年级物理寒假提升学与练（原卷版）

第十三讲摩擦力（预习篇）（原卷版）目录新知导航：熟悉课程内容、掌握知识脉络基础知识：知识点全面梳理，掌握必备小试牛刀：基础题+中等难度题，合理应用一、摩擦力1.认识：阻碍物体相对运动的力相互接触的物体的两个面，有时用肉眼看起来很光滑，但是放到显微镜下观察，就会发现实际上像如图所示的那样是凹凸不平的。在压力的作用下，这些凹凸不平的部位会相互啮合，当两者发生相对滑动时，啮合部分就会彼此阻碍，产生阻碍作用。两个相互接触的物体，当它们做相对运动（或有相对运动趋势）时，在接触面产生一种阻碍相对运动（或相对运动趋势）的力，这种力叫做摩擦力。2.摩擦力产生的条件（1）接触面粗糙；（2）两物体相互接触并相互挤压（产生压力）；（3）两物体间发生相对运动或有相对运动趋势。这三个条件缺一不可。教材深挖滑动摩擦力和静摩擦力当两个相互接触的物体相对运动时，在接触面上会产生滑动摩擦力；当两物体没有发生相对运动，但有相对运动趋势时，在接触面上会产生静摩擦力，如用力推箱子但未推动时，虽然箱子处于静止状态，但箱子在推力作用下已有了“要发生”相对运动的趋势，此时地面对箱子的摩擦力就是静摩擦力。3.摩擦力的作用效果：摩擦力的作用总是阻碍物体相对运动（或相对运动趋势）。“相对运动”（“或相对运动趋势”）是以相互接触的物体作为参照物的。4.摩擦力的作用点：实际上，摩擦力是作用在这个物体接触面上的，但为了研究方便可以把摩擦力的作用等效到一个点上，可以把这个点等效在接触面上，也可以取在物体的重心上。5.摩擦力的方向：总是与物体相对运动或相对运动趋势方向相反。温馨提示相对运动方向的理解“相对运动方向”不是“运动方向”。水平地面上的物体前进时，物体相对地面向前运动（相对运动方向向前），物体受到地面对它向后的摩擦力（摩擦力方向向后）；人走路时，脚向后蹬地，脚相对于地面有向后运动的趋势，地面给鞋底的摩擦力方向向前，有利于人向前运动。摩擦力有时阻碍运动，有时有利于运动，无论哪种情况，摩擦力的方向与相对运动方向或相对运动趋势的方向相反。【归纳总结】判断摩擦力方向的三种方法由摩擦力概念判断摩擦力的方向与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反由假设法判断此方法通常用来判断相对静止的物体间所受静摩擦力的方向。首先假设接触面光滑、无摩擦，分析两物体的相对运动情况，然后根据摩擦力阻碍物体相对运动确定摩擦力的方向由二力平衡的条件判断一对平衡力的方向相反，可以通过与摩擦力相互平衡的另一个力的方向来判断摩擦力的方向▲拓展培优摩擦力的分类常见摩擦除了滑动摩擦和静摩擦，还有滚动摩擦。滚动摩擦是物体在接触面上滚动时所受的摩擦。在情况相同时，一般滚动摩擦会远小于滑动摩擦。种类定义示例滑动摩擦力一个物体在另一个物体上面滑动时产生的摩擦力在粗糙地面上滑动的物体受到滑动摩擦力滚动摩擦力一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力沿水平方向运动的小车车轮受到滚动摩擦力静摩擦力两个相互接触的物体，当它们要发生而未发生相对运动时，在它们的接触面上产生一种阻碍相对运动趋势的力两个力共同作用在同一物体上，使物体保持平衡二、影响滑动摩擦力大小的因素1.实验探究：影响滑动摩擦力大小的因素提出问题滑动摩擦力大小与哪些因素有关？猜想与假设（1）滑动摩擦力的大小可能与接触面所受压力有关；（2）滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关实验原理用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动，此时木块在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力为一对平衡力，这样读出弹簧测力计的示数，就可以知道滑动摩擦力的大小（滑动摩擦力大小不能直接测量，是根据二力平衡知识间接测量出的）制订计划与设计实验影响滑动摩擦力大小的因素有多个，因此在探究过程中要应用控制变量法，如探究压力对滑动摩擦力大小的影响时，要保持接触面的粗糙程度不变；在探究接触面粗糙程度对滑动摩擦力大小影响时，应控制压力不变实验步骤（1）如图甲所示，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，使其在较光滑的长木板上匀速滑动，记下此时弹簧测力计的示数，其示数大小等于滑动摩擦力的大小。（2）如图乙所示，在木块上放砝码，从而改变木块对长木板的压力，测出此时匀速拉动木块时的滑动摩擦力的大小；（3）如图丙所示，在长木板上铺上较粗糙的毛巾，保持木块上砝码不变，测出此时匀速拉动木块时的滑动摩擦力大小。实验数据实验序号实验条件摩擦力f/N压力情况接触面情况1等于木块的重力木板表面较光滑0.92等于木块和砝码的总重力木板表面较光滑1.63等于木块和砝码的总重力表面较粗糙2.1分析与论证（1）由实验1、2可知，接触面粗糙程度相同，压力越大，弹簧测力计的示数越大，即滑动摩擦力越大；（2）由实验2、3可知，压力大小相同，接触面越粗糙，弹簧测力计示数越大，即滑动摩擦力越大。实验结论滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。当接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。2.注意事项（1）实验时所用的木板要足够长，以保证木块在木板上滑动时有匀速直线运动的过程；（2）实验时应保持拉动弹簧测力计的方向与长木板平行；（3）实验中要做到匀速拉动木块不好实现，建议采用如下操作：将弹簧测力计的挂钩与木板相连，拉环处固定，拉动长木板进行实验（如图所示），这样不但方便读数，而且长木板也不需要做匀速直线运动。教材深挖1.用力推木箱，木箱没有动，这是因为地面对木箱的静摩擦力的作用，阻碍了木箱的运动；用手握紧茶杯，水杯没有下落，是因为水杯受到了手竖直向上的静摩擦力作用，阻碍了水杯落下。推箱子握紧水杯2.在推箱子这一实例中：不推箱子，箱子没有相对运动的趋势，此时地面对箱子没有摩擦力作用；当用力推箱子时，箱子有相对地面滑动的趋势，此时地面就会对箱子施加一个反方向的静摩擦力阻碍其滑动，因箱子未被推动，保持静止，由二力平衡可知，在水平方向上静摩擦力大小等于推力的大小。推力为1N时，静摩擦力为1N；推力为10N时，静摩擦力为10N，只有当推力大于地面能对箱子产生的最大静摩擦力时，箱子才会滑动，之后，箱子和地面之间的摩擦力大小不变，为滑动摩擦力大小。3.在握紧水杯这一实例中：水杯受重力作用，有下滑的趋势，则手对水杯有向上的静摩擦力作用，水杯静止，由二力平衡可知，在竖直方向上静摩擦力的大小等于水杯和杯内水的总重力，若总重力为3N，则静摩擦力为3N，若总重力为4N，则静摩擦力也变为4N。三、摩擦的利用与防止1.有益摩擦和有害摩擦（1）摩擦有时是有益的。如用手拿物体时，手与物体间的摩擦；人行走时，鞋底与地面间的摩擦；刹车时，刹车装置的摩擦以及车轮与地面间的摩擦等。（2）摩擦有时是有害的。如机器运转时各部件之间的摩擦会使机器磨损，进而使机器丧失原有的精度和功能等。2.增大或减小摩擦的方法类别方法应用举例增大有益摩擦增大接触面间的压力自行车车闸增大接触面的粗糙程度汽车、拖拉机、自行车车轮上有凹凸不平的花纹，运动员往手上涂防滑粉变滚动摩擦为滑动摩擦火车、汽车在紧急刹车时，制动系统使车轮变滚动为滑动减小有害摩擦减小接触面的压力推动熄火的汽车使其再次启动时，让车内乘客都下车以减小车重减小接触面的粗糙程度冰壶比赛中用冰壶刷擦冰变滑动摩擦为滚动摩擦轮滑鞋使接触面分离给机械部件加润滑油，气垫船、磁悬浮列车一、选择题1．如图的四幅图中，通过增大压力的方法增大摩擦力的是（）。A．用力握紧球拍

B．滚动轴承

C．车轴加润滑油

D．鞋底有花纹2．我市各县（市）在努力创建全国文明城市，市容市貌越来越好。如图是环卫工人驾驶洒水车洒水时的情景。下列说法不正确的是（）。A．洒水时，洒水车一直具有惯性；B．洒水时，洒水车对地面的压力一直在变小；C．洒水时，洒水车受到地面的摩擦力始终保持不变；D．洒水车刹车减速，说明力能改变物体的运动状态3．关于重力、弹力、摩擦力，下列说法正确的是（）。A．形状规则的物体，重心一定在几何中心；B．摩擦力的方向一定与物体运动方向相反；C．人对地面的压力，是因为地面发生弹性形变产生的；D．物体间如果有摩擦力，就一定存在相互作用的压力4．你在上体育课时，遇到了一些场景，并联想到学过的物理知识。下列联想错误的是（）。A．“单杠表演”时运动员手上搓镁粉是为了增大摩擦；B．“跳远”时运动员起跳离开地面利用了力的作用是相互的；C．“踢足球”时利用了力可以改变物体的运动状态；D．滑冰时，冰刀与冰面间的摩擦是通过减小接触面大小来减小滑动摩擦5．下列有关运动和力的说法中正确的是（）。A．用力推一个物体没能推动，是因为推力小于摩擦力；B．秋千荡到最高点时，速度为零，秋千处于平衡状态；C．用力沿斜面向上推一个物体做匀速直线运动，推力的大小等于摩擦力；D．静止的物体可能会受静摩擦力的作用，运动的物体也可能会受静摩擦力的作用6．如图，在光滑的水平面上叠放着甲、乙两个木块，甲木块用一根细绳拴在左边固定的竖直墙上，现在用F=20N的力把木块乙从右端匀速地抽出来，则甲、乙两木块所受的摩擦力是（）。A．甲和乙都受向左20N的摩擦力；B．甲和乙都受向右20N的摩擦力；C．甲受向右20N的摩擦力，乙受向左20N的摩擦力；D．甲没有受到摩擦力，乙受向右的20N的摩擦力7．如图所示，在平直路面上向右行驶的小车中，一轻质弹簧的一端固定在车厢右壁，另一端连接至放在小车底板（小车底板粗糙）上的木块，弹簧此时处于原长状态并保持水平。下列说法正确的是（）。①若弹簧未发生形变，则小车一定在做匀速运动；②若木块突然压缩弹簧，则小车一定在做减速运动；③若木块受到向右的摩擦力，则小车一定在做加速运动；④若木块受到三个力的作用，则小车可能在做减速运动，也可能在做加速运动。A．①②③ B．②③ C．②③④ D．③④8．如图所示，水平地面上有A、B、C三个物体，物体A、B放在物体C上，水平力F作用于A，使A、B、C一起匀速运动，各接触面间的摩擦力的情况是（）。A．A对C有向右的摩擦力；B．C对B有向左的摩擦力；C．物体C受到三个摩擦力的作用；D．地面对C有向右的摩擦力9．如图所示，用水平推力F将质量均为m的木块A、B压在竖直墙面上保持静止，下列说法中正确的是（）。A．木块B受到的摩擦力大小一定等于F；B．木块A受到B的摩擦力方向竖直向上；C．木块A受到墙面的摩擦力大小等于2mg；D．若增大力F，则木块B受到的摩擦力变大二、填空题10．挤压矿泉水瓶，用力越大，瓶子形变程度越大，说明力的作用效果跟______有关，瓶子盖上有很多花纹是为了______（选填“增大”或“减小”）摩擦。12．如图所示，小月用不计重力的弹簧测力计拉着一物块A以1m/s的速度在水平地面上匀速前进，则物块受到的滑动摩擦力的大小为_____N；当物块以2m/s速度在水平地面上匀速前进时，物块受到的滑动摩擦力为_____N；若弹簧测力计用3.2N的力拉物块A在水平地面上前进时，物块受到的滑动摩擦力为_____N。13．如图甲所示，完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上，在水平拉力F1＝18N的作用下一起做匀速直线运动，此时木块B所受的摩擦力为________N，木块A所受的摩擦力为________N；若将A、B紧靠着平放在水平桌面上，如图乙所示，用水平力F2推A使它们一起匀速运动，则推力F2是________N。14．如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到水平向右的拉力F的作用，F的大小与时间t的关系如图乙所示，物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示，由图象可知，当t=1.5s时，物体受到摩擦力为______N；当t=4.8s时，物体受到的摩擦力为________N。三、作图题15．请在图中画出沿斜面向上运动的物体受到的摩擦力f和它对斜面的压力的示意图；三、实验题16.实验小组要探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”，他们猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有3个：①接触面所受的压力大小；②接触面的粗糙程度；③接触面积的大小。实验小组在水平操作台上通过下列图中的甲、乙、丙、丁所示实验方案，使用同一木块操作探究上述猜想（进行操作时弹簧测力计的示数已经在图中标出）。(1)实验时用弹簧测力计沿水平方向___________拉木块在长木板上滑动，这样做可以使拉力等于滑动摩擦力，从而测出木块所受滑动摩擦