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文档简介
8.3摩擦力学案
核心素养
物理观念:了解摩擦力的普遍存在;了解摩擦力的概念;能正确区分滑动摩擦力与静摩擦力。了解影
响滑动摩擦力大小的因素;了解有益摩擦和有害摩擦;知道增大有益摩擦和减小有害摩擦的常用方法。
科学思维:通过大量生活实例感受摩擦力的存在、分析摩擦力的性质;能想象没有摩擦力所能产生
的情景。通过实验探究影响滑动摩擦力大小的因素:理解弹簧测力计测量摩擦力的方法;了解不同
性质的摩擦在生产和生活中的应用。
探究实践:通过物理探究活动,使学生体验控制变量法在物理研究过程中的应用,培养学生乐于参与、
勇于创新的意识和设计实验,分析概括的能力;
态度责任:培养实事求是的科学态度与他人合作的精神;通过实际体会物埋知识在生活中应用与价值。
【课前预习】
摩擦力
1.定义:当一个物体在另一个物体表面上运动时,在两个物体的接触面上会产生一种阻碍物体相对运动
的力,这种力叫摩擦力。
2.产生条件:
(1)两物体要相互接触;
⑵两物体要发生相对运动或有相对运动的趋势;
(3)两物体间要有压力;
(4)两物体接触面粗糙。(四个条件缺一不可)
3.方向:摩擦力的方向与物体的方向相反。
4.分类:滑动摩擦力、滚动摩擦力和静摩擦力。
[注意](1)摩擦力阻碍物体的相对运动,但不一定阻碍物体的运动,许多时候,摩擦力可能是物体运动的动
力。如把物体刚放上传送带时,就是靠传送带对物体的摩擦力使物体由静止变为运动的。
⑵对相对运动的理解:不要把“物体的相对运动方向''与"物体的运动方向''等同,相对运动指相互接触的
物体间相对位置的变化。
影响滑动摩擦力大小的因素
1.影响因素
⑴作用在物体表面上的O
(2)接触面的o
2.影响滑动摩擦力大小的因素的探究实验模型(如下图所示)
⑴实验中要使弹簧测力计的示数等于木块所受滑动摩擦力大小,应使木块在弹簧测力计拉力的作用下
做运动。此时拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等。
⑵甲、乙两图说明:,滑动摩擦力越大。
(3)甲、丙两图说明:,滑动摩擦力越大。
⑷上述实验主要采用的物理研究方法是o
⑸此实验在测量拉力的时候,艰难使木块保持匀速直线运动状态,如要精准测量,可选用下图中的方
案。
木板
方案一方案二
三增大有益摩擦的方法
(1)增大0例如:自行车刹车时用力捏车闸;用力握紧杯子。
⑵使接触面O例如:轮胎表面有花纹;冰雪天气汽车轮胎装上防滑链;体操运动员上器械前要
涂防滑粉。
⑶变摩擦为摩擦。例如:汽车紧急刹车吐轮胎与地面之间的摩擦。
四减小有害摩擦的方法
(1)减小。例如:运动员在单杠上做回环动作时,手握杠不能太紧。
⑵使接触面。例如:滑冰场上的冰面需要光滑。
⑶变摩擦为摩擦。例如:使用滚动轴承。
(4)使接触面分离.例如:气垫船、磁悬浮列车。
【课中研学】
任务点一摩擦力的存在
一、摩擦力的存在
实践活动:
(1)将手掌紧压在桌面上,并慢慢拖动,使手在桌面上滑动。你的手掌有什么感觉?
(2)用手推放在桌面上的木块,使它运动起来,观察木块离开手后运动状态有什么变化。请解释这
个现象。
(3)用扫把从右往左清扫地面,感受施加给扫把的力,观察扫把刷毛朝哪个方向弯曲。
1、滑动摩擦力
两个互相接触的物体,当一个物体在另一个物体表面上滑动时,在它们的接触面上会产生一种阻碍相
对运动的力,这种力叫作滑动摩擦力。
(1)产生条件
①两物体相互接触并挤压;
②两物体的接触面粗糙;
③发生相对运动(滑动)。
思考与讨论:判断下列情景中的人或物是否受到滑动摩擦力C
桌面上的茶杯滑冰的中学生水平传送带上匀速运输的快递
(2)作用点和方向
滑动摩擦力作用在接触面上,方向与物体相对运动的方向相反。
思考与讨论:分析下列物体受到的滑动摩擦力的方向。
急刹的汽车沿杆滑下的猴子坐滑滑梯的的儿童
两个物体相对滑动时会产生滑动摩擦力,两个物体相对静止时是否也会产牛.摩擦力呢?
实践活动:纸杯中盛有米,米内插有筷子。将米压紧后,竖直向上提筷子,你将观察到什么现象?请
尝试解释这个现象。
雷
①现象:O
②解释:O
2、静摩擦力
两个互相接触的物体,当一个物体在另一个物体表面具有相对运动趋势时,在它们的接触面上会产生
一种阻碍相对运动趋势的力,这种力叫作静摩擦力。
(1)产生条件
①两物体相互接触并挤压;
②两物体的接触面粗糙;
③具有相对运动趋势(未滑动)。
(2)作用点和方向
静摩擦力作用在接触面上,方向与物体相对运动趋势的方向相反。
思考与讨论:
(1)把两本物理教科书一页一页地交叉叠好,然后尝试拉开两本书。能轻松拉开吗?想想为什么会
这样。
(2)分析下列物体受到的静摩擦力的方向.
推不动的巨石握在手中的水杯人行走时的前后脚
不但固体与固体之间会产生摩擦,固体、液体、气体之间也会产生摩擦。图中是我国神舟十六号返回
舱进入地球大气层时,外壳与空气摩擦燃烧而形成的壮观景象。
思考与讨论:假如没有摩擦,生产、生活中将会出现怎样的情景?
任务点二影响摩擦力大小的因素
一、摩擦力的大小
探究实践:探究影响滑动摩擦力大小的因素
一、目标:用实验探究滑动摩擦力大小的影响因素。
二、器材:棉布、长木板、弹簧测力计、木块、祛码
三、过程
【思考与讨论】请结合实验器材,思考以下问题。
①如何改变对接触面压力的大小?
②如何改变接触面的粗糙程度?
1.建立猜想。
(1)接触面受到的压力越大,滑动摩擦力也越大。
(2)接触面越粗糙,滑动摩擦力也越大。
2.实验验证。
(1)如图甲所示,在水平放置的长木板上放一块木块,用弹簧测力计水平拉木块,使它在长木板上
做匀速直线运动,测出木块运动时受到的滑动摩擦力,并将结果记录在表中。
【特别提醒】木块做匀速直线运动时,受到的拉力和摩擦力互相平衡。
(2)如图乙所示,在木块上放祛码,增大木块与长木板之间的压力,测出木块运动时受到的滑动摩
擦力,并将结果记录在表中。
(3)在长木板上铺上棉布,增大接触面的粗糙程度,按图丙的方式测出木块运动时受到的滑动摩擦
力,并将结果记录在表中。
实验条件
实验序号滑动摩擦力/N
接触面受到的压力/N接触面粗糙程度
1木块的重较光滑
2木块和祛码的总重较光滑
3木块的重较粗糙
3.得出结论。
滑动摩擦力的大小跟作用在接触面上的压力大小和接触面的粗糙程度有关。压力越大,接触面越粗
糙,摩擦力越大。
4.交流讨论。
如图丁所示,水平向右拉动长木板,读出弹簧测力计示数也能测出木块受到的摩擦力。你认为哪种
方法更好并说明理由。
T
1、影响滑动摩擦力大小的因素
当一个物体在另一个物体的表面上滑动时,摩擦力的大小跟作用在接触面上的压力大小有关,还跟
接触面的粗糙程度有关。
(1)当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(2)当压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
2、多过程问题中摩擦力的大小分析
b
时间运动状态受力分析摩擦力的类型和大小
静止
0-3s静摩擦力,f.=F1=2N
3-6s加速直线滑动摩擦力,f?=f3=4N
6-9s匀速直线滑动摩擦力,A=Fk4N
2、摩擦的利用与防止
摩擦力虽然会阻碍物体之间的相对运动,但在某些情况下,这种阻碍作用对我们来说是有益的,因
此,人们常常需要设法增大这种摩擦力。
那么,采用什么措施可以增大物体之间的摩擦?
思考与讨论:下图中的情景是通过什么方法增大摩擦的?
弓压弦越重,奉声越响鞋底上的花纹
有时,摩擦也会给我们带来麻烦。例如,机器运转时,摩擦会使机器零件发热和磨损;沿地面拖动
桌子,桌脚与地面的摩擦既容易使桌脚和地面受损,又会使人感到很费劲。
因此,
思考与讨论:下图中的情景是通过什么方法减小摩擦的?
用光滑的材陵做滑梯在机器的代油处加润滑油用滚动代替滑动
探索活动
甲乙
(1)如图甲,轻击一下有机玻璃底座,让底座沿桌面滑动。底座容易滑动吗?
(2)如图乙,通过粘在底座中心的橡皮塞中的小孔,将气球打足气。再将底座放在桌面匕当气球
内的气体从小孔中泄出时,轻击底座,底座容易滑动吗?
实验表明,利用气垫可以大大减小摩擦力。气垫船就是利用船与水面之间的气垫而减小船行驶时的
摩擦阻力的。
思考与讨论:在生活和生产实际中,还有哪些增大或减小摩擦的事例?
【课堂总结】
滑动摩擦力
类型
静摩擦力
两热体相互接般并挤玉
摩震力的存在产生条件两物体的接触面粗糙
发生相对运动或存在相对运动趋势
作用在接触面上
作用点和方向
方向与物体相对运动(趋势)的方向相反
压力大小
影响因素
接触面粗糙程S
摩擦力的大小
静摩擦力与外力平衡
摩擦力分析
滑动摩擦力仅与压力和接触面用稿程度有关
增大E力
增大有益摩擦
增大接触面相琏程度
摩擦力的利用与防止
减小接触面用瑙倒8
减小有客摩擦变飒为滚动
分离接触面
【课堂练习】
1.如图甲所示,放在粗糙程发不变的水平地面上的物体,用方向不变的力F向右拉物体,拉力F
的大小随时间的变化关系如图乙所示,物体的运动速度陲时间的变化关系如图丙所示,下列说
法中,正确的是()
甲
A.l=ls时,物体受到的摩擦力为2N
B.『3s时,物体受到的摩擦力为6N
C.2~4s内物体在做匀速直线运动
D.4~6s内物体运动的路程为18m
2.为了探究滑动摩擦力,小明利用牙刷做实验,当用力向右匀速拖动牙刷时,刷毛发生了如图所示
的弯曲,下列关于这一实脸的分析,错误的是()
A.刷毛弯曲得越厉害,说明牙刷受到的压力越大
B.牙刷受到的摩擦力的方向向左
C.牙刷受到的摩擦力作用在刷毛上
D.与牙刷刷毛接触的表面是光滑的
3.下图实例中,通过改变接触面的粗糙程度来增大摩擦的是()O
A.冰壶运动中刷冰面B.刹午时用力捏闸C.手上涂防滑粉D.滚动轴承装有钢管
4.在校外拓展活动中,同学们体验了大型滑草项目:一名同学坐在大塑料盆里,静止从轨道顶端沿
轨道斜面下滑,进入水平面后继续滑行一段距离后停止,
(1)塑料盆的规格相同,但每一次塑料盆进入水平轨道后停止的位置都不同。小妍对此现象作
出的解释如下:滑行距离与盆内同学的质量大小有关,质量越大,惯性越大,在其他因素相
同的情况下停下来所需的距离就越长。小妍的解释中忽略了对滑行距离的影响。
(2)为了探究塑料盆进入水平轨道后的滑行距离是否与盆内同学的质量大小有关,小柯利用斜
面、长木板、木块、刻度尺和钩码若干,设计了如图所示的实验,请将实验方案补充完整。
①让木块从斜面顶端由静止滑下后沿水平木板滑行,记录木块在水平木板上滑行的距离S1和木
块的质量;mlo
②C
③根据数据得出结论。
(3)如表所示为实验中得到的实验数据,根据数据可得出结
论:__________________________________________________________
木块和钩码的总质量/g200250300350
在水平木板上滑行的距离/m0.1510.1490.1500.151
5.家里的罐头瓶盖得太紧(如图甲所示),拧不开了。小嘉就在瓶盖外包上毛巾,再用力拧,毛巾在
打滑,瓶盖还是没动。爸爸让他换一条湿毛巾试试,果然,湿毛巾不再打滑,瓶盖打开了。由
此,他觉得水有助于增大摩擦力。但为什么许多公共场合的地面在用水打扫过后会摆放“地滑
慢步”的牌子(如图乙所示),水量到底能增大摩擦还是减小摩擦?
甲乙丙
为了解决困惑,他设计了如图丙所示的实验:在水平玻璃桌面上滴不同滴数的水并涂匀,立即用
弹簧测力计拉着一块用油漆漆过的木块在玻璃桌面上做匀速直线运动,测出摩擦力,记录数
据如表所示。
水滴数与摩擦力关系统计表
实验次数123456789
水滴数/滴48121(52()2428,也36
摩擦力/N3.163.343.723.923.022.802.822.822.82
(1)在使用前,弹簧测力计需要(水平/竖直)调零。
(2)根据实验数据能得出什么结论?
(3)走廊警示语“地滑慢步”中,湿地板更易滑倒的力学依据是什么?请你根据上述实验结果,
结合惯性知识进行说明3
【课后练习】
1.如图1所示,放在水平地面上的物体受到方向不变的水平拉力F的作用,物体0-3s静12,3〜6s
速度由0变为lm/s,6、9s以lm/s的速度做匀速直线运动,拉力随时间变化关系如图2所示。
下列选项正确的是()
FN
mi图2
A.0~3s受到的摩擦力大小为ONB.3~6s受到的摩擦力大小为6N
C.6-9s受到的摩擦力大小为4ND.6-9s物体通过的路程1m
2.摩擦力和人们的生活密不可分。下列现象中,属于增大摩擦力的是()
A.用光滑材料做滑梯B.在齿轮间加润滑油
C.轮胎表面的槽纹D.旱水鞋装有轮子
3.如图甲所示,重为5N的铁块吸附在竖直放置的足够长的磁性平板上,在竖直向上拉力厂的作
用卜铁块沿直线竖直向上运动。铁块运动过程中速度v的大小随时间,变化的图像如图乙所
示。若铁块受到的摩擦力为2N,下列说法正确的是()
A.磁性平板对铁块的吸引力等于5N
B.在2飞s内拉力广等于:N
C.在0~6s内拉力厂等于5N
D.在0~2s内拉力厂等于7N
4.如图所示,A.B两相同正方体木块放在粗糙水平面上,长木板C放在它们上面.用水平力F
拉木块A,使A、B、C一起沿水平面向右做匀速运动,贝lj()
A.A对C的摩擦力向左B.C对A的摩擦力向右
C.B对C的摩擦力向右D.C对B的摩擦力向右
(4题图)(5题图)
5.如下图所示,小明先后静止在一条粗糙的绳子和一根较光滑的杆上。通过受力分析,以下判断正
确的是()
A.小明在绳子上静止时受到的摩擦力比在杆上静止时受到的摩擦力要大
B.若小明沿杆匀速向上爬,此过程中手受到的摩擦力方句是竖直向下的
C.小明分别从绳和杆上匀速滑下,在绳子和杆上受到的摩擦力大小相等
D.小明分别从绳和杆上匀速滑下,手对杆的水平压力和对绳的水平压力大小一样
6.如图,在一粗糙程度相同的水平面上,重30N的物块在F=10N的水平拉力的作用下,从A点开
始向右做匀速直线运动,到B点时撤去拉力,物块最后在C点静止。对此,作出下列的图像,
其中正确的是(注意:我们规定物块在A点时的时刻为0,B点时为L,C点时为tD
7.如图所示,叠放在一起的物体A和B,在大小为F的恒力作用下沿水平面做匀速直线运动,则
下列结论中正确的是()
A.甲、乙两图中B物体受到A物体对它的摩擦力大小均为F
B.甲、乙两图中A物体受到B物体对它的摩擦力大小均为F
C.甲、乙两图中B物体受到水平面对它的摩擦力大小均为F
D.甲、乙两图中A物体受到B物体对它的摩擦力大小均为零
8.如图,a为水平输送带。当行李箱随输送带一起匀速直线运动时(不计空气阻力),下列关于行李
箱受到摩擦力的判断正确的是()_
A.a中的行李箱没有受到摩擦力作用_
B.a中的行李箱受到向左的摩擦力R。V
C.a中的行李箱受到向右的摩擦力
D.a中的行李箱受到斜向上的摩擦力V
9.如图所示为一木块在水平推力的作用下在粗糙水平桌面上运动时的频闪照片,所用闪光灯每隔相
等时间闪亮一次,相机拍下此时木块的位置,下列说法正确的是()
A.木块运动过程中受到平衡力的作用
B.以桌面为参照物木块一定向右运动
C.如木块向左运动,则木块受到的摩擦力越来越小
D.如木块向右运动,则木块受到的推力大于摩擦力
10.如图所示,逆时针打开矿泉水瓶盖的过程。下列能表示手对瓶盖的摩擦力f方向的是':)
*/Y―—>/
A.B.C.D.
11.如图所示,轻质弹簧一端固定在墙壁上,另一端与传送带上的物体相连,物体与传送带接触面
粗糙,传送带顺时针转动。当传送带速度逐渐增大时,下列判断正确的是()
A.物体将向右移动一段距离,且摩擦力变大
B.物体保持稳定状态,旦摩擦力不变
C.弹簧向右伸长量变大
D.物体相对于传送带向左运动,且摩擦力变小
12.小余为了探究拔河比赛取胜的秘密,做了如图所示的实验。第一次甲、乙两人站在地上分别用
80N的拉力,结果两人正好处于“相持”状态;第二次甲站在平板小车上,乙站在地面上用
40N的力拉绳,甲被乙向右拉动(不计绳重及弹簧秤自重)如图2。下列说法正确的是
()
相持右方取胜
图1图2
A.第一次弹簧秤的读数大于80N
B.第二次甲被拉动前的未动时刻,乙对绳的拉力大于甲对绳的拉力
C.若第一次比赛中甲失利,则两队与地面间的摩擦力较小的是乙
D.第一次甲受到地面的摩擦力比第二次小车受到地面的摩擦大
13.在水平桌面上放着A、B两个相同的木块,A、B两个木块用绳子相连,在力R和F2作用下匀
速向右运动,己知居=2〃,F2=6N,则木块A与桌面的摩擦及绳子对B的拉力大小分别为
()
F\=2N-----4--------------B►"2=6N
A.2N,2NB.2N,4NC.4N,4ND.4N,6N
14.两个用同一种材料制成且完全相同的密闭圆台形容器-正一反放置在同••水平桌面上,容器内
装有质量和深度均相同的不同液体,如图所示。若它们分别在水平方向拉力F和F?的作用下沿
水平桌面做匀速直线运动,速度分别为v和2v,容器底部受到液体的压强分别为pi和0.下列
关系正确的是()
->V
A.pl=p2FI=F2B.pi>p2FI=F2
C.Pi>p2FI<F2D.p1<p:iF)>F2
15.下列说法与其对应的物理原理不匹配的是()
A.自行车轮胎表面制成凹凸不平的花纹是为了增大摩擦
B.举重运动员上场之前会在手心涂碳酸镁粉末是为了增大摩擦
C.体操运动员在杠上做回环动作时手握杠不能太紧是为了减小摩擦
D.用光滑的材料做滑梯是为了增大摩擦
16.春节前夕贴春联是我国的传统习俗。如图所示为写春联时手握毛笔的示意图,毛笔书写过程中
一般需要“逆锋起笔、按、行、提笔、顿、回锋收笔”等要领,“按”“顿”等运笔时笔尖受
到的摩擦力方向与运笔方句(填“相同”或“相反”)。
(17题图)(18题图)
17.小科在水平地面上沿水平方向推木箱,当用鼻=100牛的力时没推动,此时木箱受到的摩擦力
f.(选填“大于”、“等于”或“小于”)100牛;当用F2=150牛的力推,木箱恰好
匀速直线运动,此时木箱受到的摩擦力f2(选填“大于,,,,“等于,,或,,小于”)150
牛:当用尸3=200牛的力推,木箱加速前进,此时木箱受到的摩擦力。为牛。
18.如图所示,在18N的水平拉力F作用下,木板A在水平地面匀速向右运动的过程中,物体B
相对于地面静止,此时弹簧测力计的示数为4N,则B所受滑动摩擦力方向水平向
(选填“左”或“右”),A受到地面的摩擦力大小为N,当水平拉力F增大到
20N,A受到地面的摩擦力大小为No
19.小金利用如图所示的装置做“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验,他沿水平方向拉动木
板,弹簧测力计的示数稳定时如图所示。请据图回答下列问题:
产生三卜一木块木板
(1)木块受到的木板对它的摩擦力为No
(2)通过拉动木板来测最摩擦力比直接用弹簧测力计拉木块来测量摩擦力更好,理由
是O
(3)若在木块上放一个小祛码,则弹簧测力计的示数(填“变大”“变小”或“不变”)。
20.如图甲所示,完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,在20N水平力B的作用下,A、B
一起做匀速直线运动;如里乙所示,将A、B紧靠着放在同一水平桌面上,用水平力Fz推A
使它们〜起做匀速直线运动。图甲中,A受到的摩擦力是N,图乙中,A受到的摩擦
力是NQ
MS...Arrm
/z/z/zz/zz/zzz/z/Z/zz/zz/z
甲乙
21.如图,物体与墙的接触面积为0.1m',某人用200N的力将重为130N的物体压在墙上处于静止
状态,则物体对墙的压强是____Pa,物体受到墙对它的摩擦力为No
(22题图)(23题图)
22.小西和小钱在走廊上快走,若小西和小钱的速度分别为1.5米/秒和2米/秒,以小西为参照
物,小钱是(选块“运动”或“静止”)的。小西的前脚跟刚着地时(如图),前脚
受到摩擦力的方向是(选填“向前”或“向后”)。若小西走在有水洒落的路面不小
心滑倒,小西可能会(选填“向前”或“向后”)倾倒。
23.在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,装置如图所示,铝块和木块的外形相同,
端带有定滑轮的长木板固定不动,铝块通过细线与弹簧测力计相连。(忽略滑轮的摩擦)
(1)图甲中,将铝块放在水平木板上,竖直向上拉测力计,当铝块沿水平方向做
时,铝块所受滑动摩擦力大小等于测力计的示数B为1.6No
(2)图乙中,放在木板上的铝块和木块沿水平方向做匀速直线运动时,测力计的读数如图所
示。比较甲、乙两次实验,可以得出结论:o
(3)请你判断:图内中铝块水平运动时所受滑动摩擦力(填“大于”“等于”或“小
于")图甲中铝块所受滑动摩擦力。
24.某同学想要探究汽车向前运动的推动力的施力物体是发动机还是地面。
(】)该同学利用玩具汽车设计对比实验:如图甲所示,将玩具汽车用细绳悬吊于空中,闭合开
关给电动机通电,玩具汽车不前进;将玩具汽车放置在木板上,闭合开关给电动机通电(如
图乙所示),玩具汽车前进。据此得出玩具汽车向前运动的推动力的施力物体是。
(2)该同学继续进行实验:如图内所示,闭合开关给电动机通电,将玩具汽车放在垫有易滚动
的笔管(或轮子)的木板上运动,观察到木板后退。根据实验现象得出玩具汽车向前运动的推
动力是,并阐述其理由:o
25.让我们来探究摩擦力的大小跟哪些因素有关。
(建立假设)摩擦力的大小与接触面的粗糙程度、压力大小有关。
(原理分析)
(1)弹簧测力计只能测量拉力的大小,如何用它测出摩擦力?可以使拉力和摩擦力成为一对平衡
力。如图甲所示,将木块放置在水平木板上,沿水平方向用弹簧测力计匀速拉动木块,则此
时木块所受的摩擦力为No
(2)(实验步骤)
步骤-:在木块上放一个砍码,增大木块与长木板之间的压力,测出木块运动时受到的摩擦力。
步骤二:在图甲的木板上分别铺上棉布和毛巾,重复图中实验。
步骤二的目的是探究滑动摩擦力的大小与接触面的关系。
(实验分析)部分同学认为步骤一加砍码虽然增大了压力,但木块和祛码的总重力也增大了;不
能确定影响摩擦力的因素究竟是重力、压力还是两者都是。
(改进设计)如图乙所示,往氢气球内充氢气可以增大氢气球对•金属盒的拉力,往金属盒中加入
数量不等的沙子,可以改变金属盒的重力;压力传感器可测出金属盒对白纸的压力,拉力传
感器可间接测得金属盒与白纸之间的摩擦力。
(3)如图乙所示,拉动白班,记录下压力传感器和拉力传感器的示数;要验证摩擦力的大小与
重力大小无关,需继续进行的实验操作是o
(交流评价)
(4)为验证摩擦力与压力、重力的关系,小义把同一磁铁分别放在水平铁板上、吸在水平铁板
下,匀速拉动弹簧测力计进行实验。根据下面的评价最表,请你判断此方案的等级并简要说
明理由:_________________________________________________________________。
评价等级优秀合格待改进
能得出摩擦力大小与压力大小能得出摩擦力大小与压力大小
不能得出相关的
评价指标有关、与重力大小无关两个有关或与重力大小无关中的一
结论
结论个结论
26.如图所示是探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验装置,铝块和木块的外形相同,表面粗糙
程度不同,一端带有定滑轮的长木板固定不动,铝块通过细线与弹簧测力计相连。(滑轮与绳子
之间的摩擦忽略不计)
(1)比较甲、乙两次实验可探究。
(2)比较乙、丙两次实验来探究“滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关”,该方案中存在
的主要缺陷是C
(3)某同学用如图丁所示的装置来测量铝块受到的摩擦力,实验时拉着长木板沿水平地面向左
运动,读出弹簧测力计示数即可测出铝块受到的摩擦力。在长木板运动的过程中,以下说法
正确的是―(填字母
A.铝块受力平衡
B.铝块所受摩擦力的方向水平向右
C.长木板做加速、减速、匀速运动均可
D.拉动长木板的力F变大时,弹簧测力计的示数也变大
27.某实验小组用如图所示的装置探究影响滑动摩擦力大小的因素•,木块竖直挂在测力计其右
侧面与竖直传送带接触,装置左侧有可旋转的螺杆对其施加不同的压力(不考虑传送带的形
变),启动电动机使传送带逆时针转动,通过测力计的读数即可计算出木块所受的摩擦力。部分
实验数据如下表:
木块重力螺杆旋转的圈数测力计示数摩擦力
实验次数
(N)(圈)(N)(N)
螺忏
I0.6010.700.10ffl
20.6020.820.22
30.6030.950.35
(1)该实验通过来改变木块与传送带之间压力的大小。
(2)该实验中传送带对木块的摩擦力方向为o
(3)比较1、2、3三次实脸数据,可以得出的结论
是o
(4)若实验小组在保持木块重力等其他条件均相同的情况下,仅多次改变传送带的转动速度,
分别测出摩擦力的大小,这是要探究木块所受滑动摩擦力大小与是否有关。
28.小慧用如图1所示的装置,探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
(1)实验时,小慧将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿方向拉动木块,并使木块做匀速直
线运动。这样做的目的是,实验时,小慧记录的部
分数据如下表所示。
序号木块放置情况木板表面情况压力/N弹簧测力计示数/N
i平放木板61.2
2平放木板81.6
3平放木板102.0
4平放木板上铺棉布61.8
5平放木板上铺毛巾63.0
(2)分析序号三组数据川知:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关。滑动摩擦
力f大小与接触面所受压力F大小的关系式是°
(3)小慧在实验时还发现:在木块没有被拉动时,弹簧测力计也有示数,且示数会变化。他请
教老师,知道可用F-t图象表示拉力随时间的变化情况。若某次实验开始拉动木块直到木
块匀速滑动的F-t图象如图2所示,其中0〜4s木块处于静止状态。分析图象可知:要使
木块由静止开始运动,至少要用N的水平拉力拉木块。
29.如图甲所示,力传感器A与计算机系统相连,可获得力随时间变化的规律;将力传感器固定在
光滑水平桌面上,测力端通过轻质细绳与滑块相连,调节传感器高度使细绳水平,滑块(m=
1.0kg)放在较长的小车上,一根轻质细绳跨过光滑的轻质滑轮,其一端连接小车,另一端系一
只空沙桶,调节滑轮可使桌面上部细绳水平,整个装置先处于静止状态。现打开传感器,同时
缓慢向沙桶里倒入沙子,当小车刚好开始运动时,立即停止倒沙子。若力传感器采集的F-t图
像如图乙所示,则:
(1)空桶的质量等于。
(2)0〜2.5s内,滑块与小车间的摩擦力为(滇"动”或“静”)摩擦力。
(3)滑块与小车间的滑动摩擦力等于No
30.小柯看见农民伯伯在用铁揪挖土时,不时往手上吐口水,询问后得知是为了防止打滑。但为什
么许多场合写着“地板湿滑,小心慢走”呢?于是他找来弹簧测力计、滴管、一块刷过油漆的
木块和一杯水进行探究。如图,在水平玻璃桌面上滴不同滴数的水并涂匀,立即让木块在玻璃
桌面上做匀速直线运动,测出摩擦力,记录数据如下表所示:
实验次数]2345
水滴数/滴510152025
摩擦力/牛1.31.51.81.4
(1)该实验基于的假设是_____________________________________________
(2)第五次实验中弹簧测力计的示数如图所示,为牛。
(3)随着水滴的增加,摩擦力的大小变化趋势更接近于以下四幅图中的一图。
摩
庠
摩
摩
擦
擦
擦
擦
K力
&力
/
/、
牛
牛
牛
牛
°水滴数/滴水滴敷/滴u水滴数/滴"水滴数/滴
A.B.C.D.
31.某同学学习了“研究影响滑动摩擦力大小的因素”后,做了如下实验:将同种材质且体积相
等、质量都为500g的A、B两个木块,放在两块不同的长木板上进行实验,实验过程及结果如
图所示。
甲乙
(1)图甲中A木块运动的速度大小为Vi,图乙中B木块运动的速度大小为V2。实验过程中,关
于5和V2的大小,下列说法正确的是
A.V]一定大于V2B.Vi一定小于V?
C.必一定等于V2D.”可以大于、等于或小于V2
(2)对比甲、乙两个实验,可得长木板甲表面粗糙程度(填“大于”、“小于”或
“等于")长木板乙表面粗糙程度。
(3)为研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系,还需要设置实验丙与实验甲进行对照,仅利用
现有的实验器材。
32.小明与同学进行一场爬杆比赛,比赛中,小明向上爬杆时的v-t图像如图甲所示。
(1)根据图甲,L-时间内小明的运动状态是,小明受到的摩擦力方
向是。
(2)如图乙所示,小明受到的摩擦力f与时间t的关系图像中漏画了「12时间段的图线,请在
图乙中将其补充完整。
33.如图甲所示,放在水平地面上的物体受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的
关系图像如图乙所示,物体运动速度v与时间t的关系图像如图丙所示。
6912//s
丙
(1)当"Is时,物体相对于地面是的(选填“静止”或“运动”):
(2)当t=5s时,物体受到的摩擦力为N
(3)图丙中阴影部分的面枳表示的含义是,
(4)若9秒后撤去推力F,请将物休的速度变化情况画到答题纸的图丙上.
34.小科随家人骑自行车去公园,快到目的地时停止蹬脚踏,同时手握刹车减速直至停止。to时小
科开始手握刹车,L时刹立片与车轮接触,小科逐渐加大握在刹车的力度直至七时自行车停止前
行。请在图中画出在小匕时间段自行车刹车片对车轮的摩擦力大小的变化趋势,并进行解释。
|摩擦力/N
f。6h时间/S
参考答案
课前预习
相对运动或相对运动趋势压力大小粗糙程度匀速直线
在接触面粗糙程度相同的情况下,压力越大在压力相同的情况下,接触面越粗糙
控制变量法二压力更粗糙滚动滑动
课中研学
一、摩擦力的存在
实践活动:
(1)能感到桌面对手掌有阻碍作用。
(2)①现象:木块离开手后,运动速度减小直到停止。
②解释:木块离开手后,木块与桌面之间的摩擦力阻碍木块运动,所以木块的运动速度会减小直到
停止。
(3)①现象:感受到地面施加给扫把的力是从左往右的;刷毛朝右弯曲。
②解释:用扫把从右往左清扫地面,扫把与地面的摩擦力阻得扫把运动并使得刷毛发生形变。
1、滑动摩擦力
思考与讨论:
(2)作用点和方向
实践活动:
①现象:筷子将装有米的杯子提起。
②解释:将筷子向上提起时,筷子与米之间存在摩擦力。
2、静摩擦力
思考与讨论:
(1)不能轻松拉开,因为书页之间接触面比较粗糙,交叉叠放在一起后具有一定的压力,拉开时
会产生很大的静摩擦力。
思考与讨论:假如没有摩擦,生产、生活中将会出现怎样的情景?
人和动物无法在路面上行走、手不能拿住东西、汽车无法刹车、螺钉不能旋紧、绳子不能捆绑东西
……世界将陷入混乱。
任务二:
一、摩擦力的大小
【思考与讨论】
①在木块上放不同数量的钩码,
②在长木板上铺上棉布,增大接触面的粗糙程度。
4.交流讨论。
图丁方法更好,不需要控制长木板做匀速直线运动,操作更简便。
2、多过程问题中摩擦力的大小分析
2、摩擦的利用与防止
思考与讨论:下图中的情景是通过什么方法增大摩擦的?
弓压弦越重,琴声越响:增大接触面之间的压力
鞋底上的花纹:增大物体间接触面的粗糙程度
浴缸的防滑垫:增大物体间接触面的粗糙程度
有时,摩擦也会给我们带来麻烦。例如,机器运转时,摩擦会使机器零件发热和磨损;沿地面拖动
桌子,桌脚与地面的摩擦既容易使桌脚和地面受损,又会使人感到很费劲。
思考与讨论:下图中的情景是通过什么方法减小摩擦的?
用光滑的材质做滑梯:减小接触面的粗糙程度
在机器的转轴处加润滑油:使接触面分离
用滚动代替滑动:将滑动变为滚动
探索活动
(1)底座不容易滑动。
(2)底座容易滑动。
思考与讨论:①增大摩擦的事例:运动员手上涂镁粉、给轮胎套上铁链、守门员戴着防滑手套、包
粽子将绳子扎紧...
金减小摩擦的营例:利用滚木移动巨木、用玻璃做滑道、用冰壶刷擦冰、圆珠笔里有滚珠……
课堂练习
1.【答案】A
【知识点】速度与物体运动;摩擦力的存在
【解析】【分析】由图乙的v-t图象可以判断物体在不同时刻的运动情况;由图乙的F-t图象可
以得出物体在不同时刻所受到的推力大小,
由图乙v-t图象找出物体什么时候处于平衡状态,然后由平衡条件求出物体所受摩理力大
小,物体与地面间的滑动摩擦力由接触面的粗糙程度、物体与地面间的压力决定,据此求出
t=3s、1s时摩擦力的大小。利用速度计算公式求得在4-6秒内物体运动的路程。
【解答】A、由图丙可知,物体在t=ls时处于静止状态,拉力等于摩擦力,由图乙可知此时
拉力为2N,所以摩擦力等于2N,故A正确;
B、由图丙可知,物体在t=3s时做加速运动,拉力大于摩擦力,由图乙可知此时拉力为
6N,所以摩擦力小于6N,故B错误;
C、由图丙可知,物体在2-4秒时做加速运动,不是匀速直线运动,故C错误;
D、由图丙可知,物体在4-6s做匀速直线运动,物体运动的路程为s=vi=3m/sX2s=6m,故
D错误。
故答案为:Ao
2.【答案】D
【知识点】摩擦力的存在;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,压力越大、接
触面越粗糙,滑动摩擦力越大。同时,可通过刷毛的弯曲程度来体现摩擦力的大小,这利用
了转换法。
(2)摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。
【解答】A、在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大,刷毛弯曲得越厉害,
说明受到的滑动摩擦力越大,也就意味着牙刷受到的压力越大,故该选项正确。
B、当用力向右匀速拖动牙刷时,牙刷相对于接触面向右运动,所以牙刷受到的摩擦力方向
向左,故该选项正确。
「、牙刷与接触面接触的是刷毛,所以牙刷受到的摩擦力作用在刷毛上,故该选项正确。
D、如果与牙刷刷毛接触的表面是光滑的,那么刷毛不会发生明显的有曲,而图中刷毛有明
显弯曲,说明接触面是粗糙的,存在滑动摩擦力,故该选项错误。
故答案为:Do
3.【答案】C
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【分析】滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度及压力大小有关,压力越大,接触面的粗
糙程度越大,滑动摩擦力越大。
【解答】A、冰壶运动中刷冰面:刷冰面会融化冰面,使冰面更光滑,实际上是减小摩擦,
故人不符合题意;
B、刹车时用力捏闸:这是通过增大压力来增大摩擦,没有改变接
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