中考物理摩擦力专题巩固练习

中考物理摩擦力专题巩固练习摩擦力是力学中的重要概念，也是中考物理的常考知识点。它看似简单，实则涉及诸多细节和易错点。要真正理解摩擦力，不仅需要准确把握其定义、产生条件和影响因素，更要能在具体问题情境中进行分析和判断。本文将带你系统梳理摩擦力的相关知识，并通过典型例题和巩固练习，帮助你深化理解，提升解题能力。一、摩擦力知识要点梳理（一）摩擦力的定义与产生条件两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，在接触面上会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。摩擦力产生的条件可归纳为“三有一不”：1.有接触：物体间必须直接接触。2.有挤压：接触面上要有相互作用的压力（即存在弹性形变）。3.有粗糙：接触面不光滑。4.有相对：物体间有相对运动或相对运动的趋势。这四个条件缺一不可，是判断摩擦力是否存在的基本依据。（二）摩擦力的方向摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向或相对运动趋势方向相反。*“相对运动方向”是指研究对象相对于接触面对应的运动方向。*“相对运动趋势方向”是指如果没有摩擦力，物体将要发生的相对于接触面的运动方向。理解“相对”二字是判断摩擦力方向的关键，它不是指物体相对于地面的运动方向。（三）摩擦力的作用效果摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势，但这并不意味着摩擦力总是阻碍物体的运动。有时摩擦力也可以作为动力，例如人走路时，脚向后蹬地，地面对脚的静摩擦力方向向前，正是这个力推动人前进。（四）摩擦力的分类及大小特点1.静摩擦力（f静）：*定义：物体间有相对运动趋势但未发生相对运动时产生的摩擦力。*大小：静摩擦力的大小随促使物体产生相对运动趋势的外力的变化而变化，它的取值范围是：0<f静≤fmax（最大静摩擦力）。在实际问题中，若物体处于静止状态且在摩擦力方向上受力平衡，则静摩擦力的大小等于与之平衡的外力大小。*例如：推桌子没推动，桌子受到的静摩擦力等于推力；静止在斜面上的物体，静摩擦力等于重力沿斜面方向的分力。2.滑动摩擦力（f滑）：*定义：物体间发生相对滑动时产生的摩擦力。*大小：滑动摩擦力的大小跟压力（N）的大小和接触面的粗糙程度有关。公式：f滑=μN（μ为动摩擦因数，取决于接触面材料和粗糙程度，无单位）理解：压力越大、接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。3.滚动摩擦力：一个物体在另一个物体表面滚动时产生的摩擦。*特点：在相同条件下，滚动摩擦力远小于滑动摩擦力。这也是我们使用轮子、轴承的主要原因。二、典型例题精析例题1：摩擦力的有无判断下列几种情况中，物体A与接触面之间是否存在摩擦力？若存在，摩擦力的方向如何？（1）静止在水平地面上的木箱A。（2）用水平向右的力F推水平地面上的木箱A，但未推动。（3）物体A沿粗糙斜面匀速下滑。分析与解答：（1）木箱A静止在水平地面上，虽然有接触和挤压，但没有相对运动或相对运动趋势，因此不存在摩擦力。（2）木箱A未被推动，处于静止状态，但由于受到向右的推力F，它有向右运动的趋势。因此，地面对木箱A会产生一个阻碍其向右运动趋势的静摩擦力。根据二力平衡，这个静摩擦力大小等于F，方向水平向左。（3）物体A沿斜面匀速下滑，与斜面之间发生了相对运动，因此存在滑动摩擦力。滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，物体A相对斜面是向下运动的，所以摩擦力方向沿斜面向上。点拨：判断摩擦力有无的核心是抓住“相对运动”或“相对运动趋势”。趋势往往需要结合物体的受力情况和运动状态来判断。例题2：摩擦力方向的判断人走路时，鞋底与地面之间的摩擦力方向是怎样的？骑自行车前进时，前轮和后轮受到地面的摩擦力方向又如何？分析与解答：*人走路时，脚向后蹬地，鞋底相对于地面有向后的运动趋势，因此地面给鞋底一个向前的静摩擦力，这个力是人前进的动力。所以，鞋底受到的摩擦力方向向前。*骑自行车前进时（非滑行）：*后轮是主动轮，其与地面接触的点相对于地面有向后的运动趋势，因此地面给后轮一个向前的静摩擦力（动力）。*前轮是从动轮，其与地面接触的点由于整车向前运动而有向前的运动趋势（或相对地面向前滑动的趋势），因此地面给前轮一个向后的静摩擦力（阻力）。所以，后轮受摩擦力向前，前轮受摩擦力向后。点拨：“相对运动方向”或“相对运动趋势方向”是判断摩擦力方向的唯一依据，与物体的整体运动方向不一定相同。主动轮和从动轮的区分是分析自行车摩擦力方向的关键。例题3：影响滑动摩擦力大小的因素在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，小明同学进行了如下操作：（1）用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在水平木板上做匀速直线运动，读出测力计示数为F1。（2）在木块上放上一个砝码后，重复上述操作，读出测力计示数为F2，发现F2>F1。（3）将木板换成较粗糙的毛巾表面，再次重复（1）中的操作，读出测力计示数为F3，发现F3>F1。请分析实验现象，得出相应结论。分析与解答：实验中，弹簧测力计拉着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是一对平衡力，因此滑动摩擦力f=F（测力计示数）。*比较（1）和（2）：接触面粗糙程度相同（都是木板），（2）中木块对木板的压力增大（增加了砝码），滑动摩擦力F2>F1。结论1：在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。*比较（1）和（3）：压力相同（都是木块重力），（3）中接触面更粗糙（毛巾表面），滑动摩擦力F3>F1。结论2：在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。点拨：控制变量法是探究影响因素类实验的核心方法。分析时要明确哪个因素变化了，哪个因素没变，从而得出该变化因素对结果的影响。例题4：静摩擦力大小的分析一个重为G的物体静止在粗糙的斜面上，斜面的倾角为θ。请问物体受到的静摩擦力大小是多少？方向如何？分析与解答：物体静止在斜面上，受到重力G、斜面的支持力N和静摩擦力f三个力的作用。将重力G沿斜面方向和垂直斜面方向分解为G1（Gsinθ）和G2（Gcosθ）。由于物体静止，沿斜面方向受力平衡，因此静摩擦力f与G1大小相等，方向相反。所以，静摩擦力大小f=Gsinθ，方向沿斜面向上。点拨：对于静止物体所受静摩擦力的大小，通常根据二力平衡或力的合成与分解来求解，它会随着使其产生运动趋势的外力变化而变化，直到达到最大静摩擦力。三、巩固练习题一、选择题1.关于摩擦力，下列说法正确的是（）A.摩擦力总是阻碍物体的运动B.摩擦力的方向总是与物体运动的方向相反C.物体静止时一定不受摩擦力D.滑动摩擦力的大小与压力和接触面粗糙程度有关2.如图所示，用水平力F将一木块压在竖直墙壁上保持静止，木块受到的摩擦力（）A.方向竖直向上，大小等于FB.方向竖直向下，大小等于木块的重力C.方向竖直向上，大小等于木块的重力D.不存在摩擦力3.下列实例中，为了减小摩擦的是（）A.冬天，在结冰的路面上撒沙子B.运动鞋底有凹凸不平的花纹C.行李箱底部装有滚轮D.拔河比赛时，运动员用力抓紧绳子二、填空题4.一个重为50N的物体，在10N的水平拉力作用下沿水平桌面匀速直线运动，则物体受到的滑动摩擦力大小为______N，方向与物体运动方向______。若拉力增大到15N，物体受到的滑动摩擦力将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。5.用手握住一个酱油瓶，瓶身保持竖直静止。如果增大握力，则酱油瓶受到的静摩擦力大小______（选填“变大”、“变小”或“不变”），原因是______。三、实验与探究题6.某同学在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中，所用器材有：弹簧测力计、木块、砝码、长木板、棉布、毛巾等。（1）实验时，应拉动木块在水平面上做______运动，此时弹簧测力计的示数等于木块受到的滑动摩擦力大小。（2）比较图甲和图乙（甲：木块在木板上；乙：木块上放砝码在木板上），可探究滑动摩擦力大小与______的关系。（3）若要探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，应选择图甲和图______（选填“丙”或“丁”，丙：木块在棉布上；丁：木块在毛巾上）进行比较。（4）实验中发现，很难保持木块做匀速直线运动，导致弹簧测力计示数不稳定。请你提出一条改进建议：______。（合理即可）四、简答题7.为什么汽车在冰雪路面上行驶时，司机往往会给车轮装上防滑链？四、参考答案与提示一、选择题1.D（提示：摩擦力阻碍的是“相对”运动或趋势，可能是动力；静止物体可能受静摩擦力。）2.C（提示：木块静止，竖直方向重力与静摩擦力平衡。）3.C（提示：ABD都是增大摩擦，C是变滑动为滚动减小摩擦。）二、填空题4.10；相反；不变（提示：匀速时拉力等于摩擦力；拉力增大后，压力和接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力不变。）5.不变；酱油瓶仍静止，竖直方向重力与静摩擦力平衡，重力不变，静摩擦力也不变。三、实验与探究题6.（1）匀速直线；（2）压力大小；（3）丙（或丁，需与甲中其他条件相同，只改变粗糙程度）；（4）例如：固定弹簧测力计和木块，拉动木板（这样木板是否匀速对读数影响小）。四、简答题7.答：给车轮装上防滑链，是通过增大车轮与路面接触面的粗糙程度，从而增大摩擦力，防止车轮在冰雪路面上打滑，提高行车安全性。五、专题小结与备考建议摩擦力专题的复习，首先要吃透基本概念，特别是摩擦力的产生条件、方向判断和大小决定因素。要深刻理解“相对”二字的含义。对于滑动摩擦力，要牢记其大小的决定因素，并能运用二力平衡条件解决相关计算问题。静摩擦力的分析是难点，要学会根据物体的运动状态（静止或匀速）来判断其大小和方