
?專題09 力與三種性質(zhì)的力(講練)(解析版)
1.了解:彈性與彈性形變的概念;萬有引力的概念;重心的概念。
2.會(huì):進(jìn)行力的三要素作圖;進(jìn)行重力的計(jì)算;分析增大或減小摩擦力的實(shí)例。
3.理解:力的概念、力的作用效果;力的三要素;彈力的概念;重力的概念;摩擦力的概念。
4.掌握:影響摩擦力大小的因素的實(shí)驗(yàn)探究。
5.認(rèn)識(shí):力的單位;彈力的基本特征;靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力。
6.能:利用彈簧測力計(jì)進(jìn)行力的測量。
一、思維導(dǎo)圖
二、知識(shí)梳理
知識(shí)點(diǎn)一:力
1.力:力是物體對(duì)物體的相互作用。
(1)力的性質(zhì):物體間力的作用是相互的(相互作用力在任何情況下都是大小相等,方向相反,作用在不同物體上)。兩物體相互作用時(shí),施力物體同時(shí)也是受力物體,反之,受力物體同時(shí)也是施力物體。
(2)力的作用效果:力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),力可以改變物體的形狀。
物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變一般指:物體的運(yùn)動(dòng)快慢是否改變(速度大小的改變)和物體的運(yùn)動(dòng)方向是否改變。
(3)力的單位:國際單位制中力的單位是牛頓簡稱牛,用N表示。
2.力的三要素:力的大小、方向和作用點(diǎn)叫力的三要素。
3.力的示意圖:用一根帶箭頭的線段把力的大小、方向、作用點(diǎn)表示出來。
要點(diǎn)詮釋:
1.力
(1)從字面上看“物體對(duì)物體”說明有力的存在時(shí),至少需要兩個(gè)物體,力是不能脫離物體而存在的。這就是力的物質(zhì)性。“對(duì)”字前面的物體,我們常把它叫施力物體(因?yàn)樗┘恿肆?,“對(duì)”字后面的物體,我們把它叫受力物體。有力存在時(shí),一定有施力物體和受力物體。
例如:人推車,人對(duì)小車施加了力,小車受到了力,所以人是施力物體,車是受力物體。
(2)物體間只有發(fā)生相互作用時(shí)才會(huì)有力,若只有物體,沒有作用,也不會(huì)有力。
例如:人踢球,使球在草坪上滾動(dòng),人踢球時(shí),人對(duì)球施加了力,人是施力物體,球是受力物體,當(dāng)球離腳之后,人不再對(duì)球施力,球也就不再受踢力。
2.力的作用效果
(1)力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變包括三種情況:
①物體的運(yùn)動(dòng)方向不變,速度大小發(fā)生改變。例如:剛駛出站臺(tái)的火車,做變速直線運(yùn)動(dòng)。
②物體的速度大小不變,運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變。例如:勻速行駛的汽車拐彎了。
③物體的速度大小和運(yùn)動(dòng)方向同時(shí)發(fā)生改變。例如,向斜上方拋出的鉛球,速度的大小和方向都在發(fā)生變化。
(2)力可以改變物體的形狀。例如用力捏橡皮泥,使橡皮泥變成各種形狀;用力拉弓,使弓張開;將尺變彎等。都是在力的作用下,使物體的形狀發(fā)生改變。
3.如何理解力
力是物體間的相互作用,包含以下兩層含義:
(1)力的物質(zhì)性。力是物體對(duì)物體的作用,一個(gè)物體受到力,一定有另外的物體對(duì)它施加了力,只要有力的作用,一定有受力物體和施力物體,力不能離開物體而單獨(dú)存在。
(2)力的相互性。任何物體之間力的作用都是相互的。一個(gè)物體施力的同時(shí)也受力。因此,同一物體既是施力物體也是受力物體。施力物體和受力物體是相對(duì)的。例如:人踢球,人是施力物體,球是受力物體;同時(shí)人感到腳疼,球是施力物體,腳是受力物體。這樣的力稱為作用力和反作用力。
特點(diǎn)是:大小相等、方向相反且在同一直線上,作用在兩個(gè)物體上。
知識(shí)點(diǎn)二:彈力
1.彈力
(1)彈性:物體受力發(fā)生形變,失去力又恢復(fù)到原來的形狀的性質(zhì)叫彈性。
(2)塑性:物體受力時(shí)發(fā)生形變,失去力后不能恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)叫塑性。
(3)彈力:物體由于發(fā)生彈性形變而受到的力叫彈力;彈力的大小與彈性形變的大小有關(guān);在彈性限度內(nèi),彈性形變?cè)酱螅瑥椓υ酱蟆?br />
2.彈力的基本特征
(1)彈力產(chǎn)生于直接接觸的物體之間,任何物體只要發(fā)生彈性形變,就一定會(huì)產(chǎn)生彈力,不相互接觸的物體之間不會(huì)發(fā)生彈力作用。
(2)彈力通常分為兩類,一類是拉力(如橡皮筋、彈簧等),另一類是壓力和支持力(如桌面對(duì)書本的支持力和書本對(duì)桌面的壓力)。
3.彈簧測力計(jì)
(1)用途:測量力的大小。
(2)構(gòu)造:彈簧、指針、刻度盤等。
每個(gè)彈簧測力計(jì)都有一定的測量范圍,拉力過大,彈簧測力計(jì)會(huì)被拉壞,使彈簧不能回復(fù)到原來的長度,因此在測量之前,先要估計(jì)所測力的大小,選擇合適的彈簧測力計(jì)來測量。
(3)彈簧測力計(jì)的使用
進(jìn)行測量時(shí),應(yīng)做到:1)觀察量程、分度值(便于讀數(shù))。2)觀察指針是否指在零刻度(調(diào)零)。3)輕輕來回拉動(dòng)掛鉤幾次,防止彈簧卡殼。4)測力時(shí),要使彈簧中心的軸線方向跟所測力的方向一致,使指針和外殼無摩擦,彈簧不要靠在刻度板上。5)讀數(shù)時(shí),視線要與刻度板面垂直。
要點(diǎn)詮釋:
(1)使用前,應(yīng)觀察它的量程、分度值,應(yīng)使指針指在零點(diǎn);
(2)所測的力不能大于測力計(jì)的測量限度;
(3)不要讓指針與刻度盤摩擦,即測力計(jì)軸線與力的方向一致;
(4)讀數(shù)時(shí),視線應(yīng)穿過指針與刻度盤垂直。
知識(shí)點(diǎn)三:重力
1.萬有引力:宇宙間任何兩個(gè)物體都存在互相吸引的力,這就是萬有引力。
2.重力:地面附近的物體,由于地球的吸引而受的力叫重力。重力的符號(hào)是G。
(1)重力區(qū)別于其他力的基本特征:1)地面附近的一切物體,無論固體、液體、氣體都受地球的吸引;2)重力特指地球?qū)ξ矬w的吸引;3)重力的施力者是地球,受力者是物體。
(2)重力的大小:通常把重力的大小叫重量。
1)重量的計(jì)算公式:G=mg,其中g(shù)=9.8N/kg,粗略計(jì)算的時(shí)候g=10N/kg。
G的含義:質(zhì)量為1kg的物體所受的重力為9.8N。
2)重力的方向:豎直向下(指向地心)。
3)重力的作用點(diǎn)—重心:重力在物體上的作用點(diǎn)叫重心。質(zhì)地均勻外形規(guī)則的物體的重心,在它的幾何中心上。如球的重心在球心。方形薄木板的重心在兩條對(duì)角線的交點(diǎn)。
重心的位置不一定總在物體上,如圓環(huán)的重心在圓心,空心球的重心在球心。
3.穩(wěn)度:穩(wěn)度就是物體的穩(wěn)定程度,穩(wěn)度越大,物體就越不容易傾倒。
提高穩(wěn)度的方法:一是增大支持面,二是降低重心。
4.重力的大小與物體的質(zhì)量、地理位置有關(guān);即質(zhì)量越大,物體受到的重力越大。在地球上,越靠近赤道,物體受到的重力越小,越靠近兩極,物體受到的重力越大。
要點(diǎn)詮釋:
地面附近的一切物體,不論它是運(yùn)動(dòng)還是靜止,不論它是固態(tài)、液態(tài)還是氣態(tài),都要受到重力的作用。如在上升過程中的氫氣球仍受重力。一切物體所受重力的施力物體都是地球,受力物體是被研究物體本身。
1.重力的大小
物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比,公式:G=mg或g=G/m,g=9.8N/㎏表示質(zhì)量為1kg的物體所受的重力是9.8N,其中粗略計(jì)算時(shí)g=10N/㎏。
注意:利用公式G=mg進(jìn)行計(jì)算時(shí),質(zhì)量m的單位必須是㎏,不能用g,否則計(jì)算得出的數(shù)據(jù)就會(huì)有錯(cuò)誤。
2.重力的方向
重力的方向是豎直向下的。據(jù)此制成了重垂線來檢查墻壁是否豎直,也可改進(jìn)后檢查窗臺(tái)、桌面等是否水平。
注意:豎直向下與垂直向下不同,所謂豎直向下是指向下且與水平面垂直,其方向是固定不變的。
3.重心
重力的作用點(diǎn)叫做物體的重心。有些力(如摩擦力、浮力)作用在物體上的作用點(diǎn)不好確定,我們?cè)谧髁Φ氖疽鈭D時(shí),也常把這些力的作用點(diǎn)畫在物體的重心處。
質(zhì)地均勻,外形規(guī)則物體的重心在它的幾何中心點(diǎn)上;不規(guī)則的物體重心可以用懸掛法來確定。重心的位置隨物體形狀的變化而變化,重心不一定在物體上。
知識(shí)點(diǎn)四:摩擦力
1.摩擦力:兩個(gè)互相接觸的物體,當(dāng)它們要發(fā)生或已發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力就叫摩擦力。
(1)摩擦力的方向:摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反;摩擦力有時(shí)起阻力作用,有時(shí)起動(dòng)力作用。
(2)摩擦力的大?。夯瑒?dòng)摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)。
接觸面粗糙程度相同時(shí),壓力越大滑動(dòng)摩擦力越大;壓力相同時(shí),接觸面越粗糙滑動(dòng)摩擦力越大。
(3)滑動(dòng)摩擦:相互接觸的兩個(gè)物體,當(dāng)它們之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的摩擦力。
(4)滾動(dòng)摩擦:相互接觸的兩個(gè)物體,當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體上發(fā)生滾動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的摩擦力。
(5)靜摩擦力:相互接觸的兩個(gè)物體,當(dāng)它們有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),但它們之間處于相對(duì)靜止時(shí)產(chǎn)生的摩擦力。
2.摩擦力應(yīng)用
(1)理論上增大摩擦力的方法有:增大壓力、接觸面變粗糙、變滾動(dòng)為滑動(dòng)。
(2)理論上減小摩擦的方法有:減小壓力、使接觸面變光滑、變滑動(dòng)為滾動(dòng)(滾動(dòng)軸承)、使接觸面彼此分開(加潤滑油、氣墊、磁懸?。?br />
(3)在相同條件(壓力、接觸面粗糙程度相同)下,滾動(dòng)摩擦力比滑動(dòng)摩擦力小得多。
增大摩擦
減小摩擦
方法
舉例
方法
舉例
增大壓力
用力捏閘
減小壓力
推輕箱子
使接觸面粗糙
鞋底刻花紋
使接觸面光滑
磨光刀面
變滾動(dòng)為滑動(dòng)
剎車過程
變滑動(dòng)為滾動(dòng)
車輪
使摩擦面分離
加潤滑油
給機(jī)器點(diǎn)油
加氣墊
氣墊船
磁懸浮
磁懸浮列車
要點(diǎn)詮釋:決定摩擦力大小的因素中沒有“接觸面積”,物體間摩擦力的大小跟接觸面的“大小”無關(guān),而是跟接觸面的“粗糙程度”有關(guān)。
考點(diǎn)一:力的概念與力的作用效果
【備考方略】
力是本章最基礎(chǔ)、最基本的概念之一,所以對(duì)力的概念理解作為最基本的知識(shí),需要學(xué)生好好掌握。根據(jù)歷年中考,對(duì)“力”的考查主要有以下幾個(gè)方面:(1)力的相互作用:考查學(xué)生對(duì)力的概念的理解和認(rèn)識(shí);(2)力的作用效果:力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),力可以改變物體形狀,考查方法是用力的知識(shí)解釋常見現(xiàn)象。
【經(jīng)典例題】(2021·山東東營市)下列過程,力的作用效果與其他三個(gè)不同的是( )。
A.籃球受重力從籃筐內(nèi)豎直下落;
B.滾動(dòng)的足球受阻力緩緩?fù)O拢?br />
C.用力將實(shí)心球擲出;
D.把橡皮泥捏成不同造型
【答案】D。
【解析】A.籃球受重力從籃筐內(nèi)豎直下落,速度越來越快,屬于力改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);
B.滾動(dòng)的足球受阻力緩緩?fù)O?,足球由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止,力改變了足球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);
C.用力將實(shí)心球擲出,實(shí)心球由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng),屬于力改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);
D.把橡皮泥捏成不同造型,橡皮泥的形狀發(fā)生變化,屬于力使物體發(fā)生形變,故D與其他不同,符合題意。故選D。
【舉一反三】
1.(2021·江蘇連云港市)小明和弟弟掰手腕,小明獲勝。小明對(duì)弟弟的力記為F1,弟弟對(duì)小明的力記為F2,則( )。
A.F1大于F2 B.F1和F2大小相等
C.F1先于F2產(chǎn)生 D.F2先于F1產(chǎn)生
【答案】B。
【解析】小明和弟弟掰手腕,他們之間的相互作用是一對(duì)作用力與反作用力,總是大小相等,方向相反,同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失。故B符合題意,ACD不符合題意。故選B。
2.(2021·黑龍江中考真題)端午節(jié)的傳統(tǒng)習(xí)俗有包粽子、賽龍舟、放紙船等活動(dòng),煮粽子時(shí)粽葉飄香,說明物質(zhì)的分子在_______;賽龍舟時(shí)人用槳向后劃水,船卻向前行進(jìn),說明物體間力的作用是_______的。
【答案】做無規(guī)則運(yùn)動(dòng);相互。
【解析】[1] 煮粽子時(shí)粽葉飄香,是氣味分子在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。
[2] 賽龍舟時(shí)人用槳向后劃水,船卻向前行進(jìn),水給船一個(gè)向前的力,故力的作用是相互的。
3.(2021·湖南懷化市)賽龍舟是端午節(jié)里的傳統(tǒng)習(xí)俗。當(dāng)號(hào)令一響,各龍舟上的運(yùn)動(dòng)員奮力劃漿,龍舟向前加速運(yùn)動(dòng)。這既可說明力的作用是______的,又說明力可以改變物體的______。
【答案】相互;運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
【解析】[1] 各龍舟上的運(yùn)動(dòng)員奮力劃漿,漿對(duì)水有向后的力,水對(duì)漿有一個(gè)向前的力,故力的作用是相互的。
[2]船加速前進(jìn),運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變,故是力改變了物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
考點(diǎn)二:力的三要素、力的作圖
【備考方略】
力的示意圖:力的三要素:力的大小、方向和作用點(diǎn)叫力的三要素。力的示意圖是用一根帶箭頭的線段把力的大小、方向、作用點(diǎn)表示出來。
畫力的示意圖要做到“先定后標(biāo)”:定作用點(diǎn)、定方向、定長度,標(biāo)箭頭、標(biāo)數(shù)值、標(biāo)單位。分析物體受力情況時(shí),首先看物體是否處于平衡狀態(tài),處于平衡狀態(tài)的物體受平衡力。然后再分析物體受哪些力,這些力的大小和方向。在對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí),一般按重力、彈力(如壓力、支持力等)、外力(如拉力、推力等)、摩擦力的順序進(jìn)行分析,不要無緣無故的添加和省去一個(gè)力。
形狀規(guī)則的物體,其重心在幾何中心,即為力的作用點(diǎn)。重力方向豎直向下,彈力方向與施力物體形變方向相反,摩擦力方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。
【經(jīng)典例題】(2021·貴州中考真題)如圖甲所示,細(xì)線懸掛下的小球剛好與光滑圓弧面相接觸,細(xì)線處于豎直狀態(tài)。請(qǐng)?jiān)趫D中畫出小球的受力示意圖;
【解析】(1)因?yàn)閳A弧面是光滑的,且細(xì)線處于豎直狀態(tài)(小球與圓弧面雖然接觸但不發(fā)生擠壓),所以小球不受摩擦力和支持力的作用;則小球只受豎直向下的重力和沿繩子向上的拉力作用,過小球的重心分別沿豎直向下和沿繩子向上的方向上畫一條有向線段,由G和F表示,注意兩個(gè)力是一對(duì)大小相等的平衡力,線段應(yīng)該一樣長。如圖所示
【舉一反三】
1.(2021·黑龍江大慶市)如圖,利用輕桿將小球A固定在小車上,整體靜止在水平面上。以球心為作用點(diǎn)。作出小球A所受力的示意圖。
【解析】利用輕桿將小球A固定在小車上,整體靜止在水平面上,小球處于靜止?fàn)顟B(tài),受力平衡,受到豎直向下的重力G、豎直向上的支持力F的作用,這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力,大小相等,作用點(diǎn)在球心。
2.(2021·甘肅蘭州市)照片中的旋轉(zhuǎn)飛椅是常見的游樂設(shè)施,請(qǐng)?jiān)诤喕瘓D中畫出飛椅受到的重力和拉力的示意圖。
【解析】飛椅受到的重力方向豎直向下,作用點(diǎn)在重心;拉力沿繩子的方向斜向上,作用點(diǎn)在重心,如圖所示:
3.(2021·遼寧中考真題)攀巖是年輕人非常喜歡的一種運(yùn)動(dòng),如圖甲是一名攀巖運(yùn)動(dòng)員拉著繩子停在峭壁上的情景。圖乙是這一時(shí)刻的簡化圖,請(qǐng)你以重心O為作用點(diǎn),在圖乙中畫出。
(1)運(yùn)動(dòng)員所受的重力;
(2)峭壁對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力;
(3)繩子對(duì)運(yùn)動(dòng)員的拉力。
【解析】當(dāng)物體受到多個(gè)力作用時(shí)把多個(gè)力的作用點(diǎn)都畫在物體的重心上,(1)運(yùn)動(dòng)員所受的重力,作用在運(yùn)動(dòng)員的重心,方向豎直向下;(2)峭壁對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力,作用在運(yùn)動(dòng)員的重心,方向垂直支持面向上;(3)繩子對(duì)運(yùn)動(dòng)員的拉力,作用在運(yùn)動(dòng)員的重心,方向沿著繩子向上;如圖
考點(diǎn)三:重力的概念、重心
【備考方略】
重力是重要知識(shí)點(diǎn),也是學(xué)習(xí)物體學(xué)經(jīng)常遇到的一種力,在自然界中一切物體都要受到重力作用,重力也是影響物體運(yùn)動(dòng)的一方面因素。在復(fù)習(xí)中一定要注意重力的產(chǎn)生、方向和影響重力大小的因素。本考點(diǎn)是重力的概念和重力示意圖。
在歷年中考中,對(duì)“重力”的考查主要有以下幾個(gè)方面:(1)重力的概念:考查學(xué)生對(duì)重力的概念的理解和認(rèn)識(shí),常見有影響重力大小的因素、重力的計(jì)算、重心等;(2)重力示意圖,屬于作圖題類型。重力在中考中出現(xiàn)的概率較高,出現(xiàn)較多的是重力的示意圖。中考主要題型以選擇題、作圖題為主,填空題出現(xiàn)的較少。選擇題以考查重力的概念居多;作圖題主要是作重力的示意圖。
【經(jīng)典例題】(2020·恩施)在沒有風(fēng)的室內(nèi)向上拋出皮球,在球升到最高點(diǎn)靜止的瞬間,不計(jì)空氣阻力,它受到的力有( )。
A. 只有重力;B. 重力和手的推力;C. 不受力;D. 重力和慣性力
【答案】A。
【解析】在沒有風(fēng)的室內(nèi)向上拋出皮球,球升至最高點(diǎn)靜止的瞬間,球只受到重力,球已離開手,不受到到推力。故A符合題意,BCD不符合題意。故選A。
【舉一反三】
1.(2021·湖南衡陽市)小華根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了如圖所示的甲乙丙丁四幅圖像,其中對(duì)實(shí)驗(yàn)圖像分析正確的是( )。
A.圖甲說明物體處于靜止?fàn)顟B(tài);
B.圖乙說明物體在做勻速直線運(yùn)動(dòng);
C.圖丙說明物體的質(zhì)量與它的體積成正比;
D.圖丁說明物體所受重力與它的質(zhì)量成正比
【答案】CD。
【解析】A.圖甲是v-t圖象,且v保持不變,所以物體作勻速直線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;
B.圖乙是s-t圖象,而s保持不變,說明物體處于靜止?fàn)顟B(tài),故B錯(cuò)誤;
C.圖丙中的m與V的關(guān)系圖線是過原點(diǎn)的傾斜直線,所以物體的質(zhì)量與它的體積成正比,故C正確;
D.圖丁中的G與m的關(guān)系圖線是過原點(diǎn)的傾斜直線,所以物體所受的重力與它的質(zhì)量成正比,故D正確。故選CD。
2.(2020?金昌)下列估測中最接近實(shí)際的是( )。
A.2019年新型冠狀病毒的直徑約為100mm;
B.綠色蔬菜保鮮的適宜溫度約為﹣10℃;
C.2個(gè)雞蛋受到的重力大小約為1N;
D.人正常步行速度約為6m/s
【答案】C。
【解析】A、2019年新型冠狀病毒的直徑約為100nm左右,故A錯(cuò)誤。
B、綠色蔬菜保鮮的適宜溫度約為5℃,故B錯(cuò)誤。
C、一斤(500g)雞蛋可稱8~10個(gè),那么兩個(gè)雞蛋的質(zhì)量約為100g,即0.1kg,其重力為G=mg=0.1kg×10N/kg=1N,故C正確。
D、人正常步行速度約為1.1m/s,故D錯(cuò)誤。故選:C。
3.(2020?常州)小明在家進(jìn)行趣味物理實(shí)驗(yàn)“豎辣椒”,通過不斷調(diào)節(jié),最終把一根辣椒豎立在桌面上。下列關(guān)于辣椒的受力示意圖中,正確的是( )。
A. B.C. D.
【答案】A。
【解析】由題知,辣椒在豎直方向上保持靜止?fàn)顟B(tài),辣椒在豎直方向上受到的重力和支持力是一對(duì)平衡力。
A、圖中所示辣椒受到重力、支持力的作用,二力方向相反、作用在一條直線上,都作用在辣椒上(作用點(diǎn)也可以都畫在重心上),故A正確;
B、圖中所示辣椒受到重力、支持力的作用,二力不在一條直線上,故B錯(cuò)誤;
C、圖中所示辣椒受到重力、支持力的作用,重力的作用點(diǎn)不在重心、二力不在一條直線上,故C錯(cuò)誤;
D、圖中所示辣椒受到重力、支持力的作用,重力的作用點(diǎn)不在重心、二力方向不相反、二力不在一條直線上,故D錯(cuò)誤。故選:A。
考點(diǎn)四:彈力、力的測量
【備考方略】
彈力是物體受力中經(jīng)常出現(xiàn)的一種力,如拉力、壓力、支持力都是因?yàn)槲矬w形變而產(chǎn)生的彈力。在復(fù)習(xí)中一定要注意彈力的產(chǎn)生條件、彈力的方向和影響彈力大小的因素。在歷年中考中,對(duì)“彈力”的考查主要有以下幾個(gè)方面:(1)彈力的概念:考查學(xué)生對(duì)彈力的概念的理解和認(rèn)識(shí);(2)彈簧測力計(jì)的工作原理和讀數(shù)方法。
【經(jīng)典例題】(2021·山東棗莊市)如圖甲所示,彈簧的一端掛在墻上,一人用4N的力F拉另一端,彈簧伸長了5cm;如圖乙所示,兩個(gè)人分別拉該彈簧的兩端,彈簧也伸長了5cm,則每個(gè)人的拉力F分別為( )。
A.4N 0 B.0 4N C.4N 4N D.8N 8N
【答案】C。
【解析】甲圖中彈簧即受手的拉力,又受到墻的拉力,各為4N,彈簧伸長了5cm,彈簧處于平衡狀態(tài);如圖乙所示,兩個(gè)人分別拉該彈簧的兩端,彈簧也伸長了5cm,則每個(gè)人的拉力F分別為4N、4N,與甲圖相同,故C符合題意,ABD不符合題意。故選C。
【舉一反三】
1.(2021·湖南懷化市)(1)如圖甲所示,所測物體的長度是______cm;
(2)如圖乙所示,彈簧測力計(jì)的示數(shù)是______ N。
【答案】3.10;3.4。
【解析】(1)[1]從圖中甲可以看出,刻度尺的分度值為0.1cm,刻度尺讀數(shù)時(shí)要估讀到分度值的下一位,物體的左端在刻度尺的0.00cm處,右端在刻度尺3.10cm 處,物體的長度為3.10cm。
(2)[2]從圖中乙可以看出,彈簧測力計(jì)的分度值為0.2N,彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為3.4N。
2.(2021·浙江杭州市)小金同學(xué)為了制作彈簧測力計(jì),對(duì)一根彈簧進(jìn)行了探究:將彈簧的一端固定,另一端懸掛鉤碼,記錄彈簧的長度與它受到的拉力之間的關(guān)系。如表所示:
拉力(N)
0
0.5
1.0
1.5
2.0
3.0
4.0
彈簧長度(cm)
6.5
7.5
8.5
9.5
11.0
14.2
18.0
若用此彈簧制作彈簧測力計(jì),請(qǐng)回答以下問題:
(1)從表格信息可得,它的最大稱量是______N;
(2)若該彈簧測力計(jì)的最小刻度為0.1N,則相鄰刻度線之間的距離為 ______cm;
(3)當(dāng)該彈簧測力計(jì)懸掛75g的重物時(shí),彈簧將伸長 ______cm。
【答案】1.5N;0.2cm;1.5cm。
【解析】(1)[1]由表格數(shù)據(jù)可知當(dāng)拉力為0時(shí),彈簧原長為6.5cm,拉力在0~1.5N以內(nèi),拉力與彈簧伸長量成正比,故彈簧測力計(jì)的最大稱量是1.5N。
(2)[2]由表格數(shù)據(jù)分析可知在0~1.5N內(nèi)彈簧受到的拉力每增加0.5N彈簧伸長1cm,即拉力與伸長量之比為0.5N/cm,若該彈簧測力計(jì)的最小刻度為0.1N,則相鄰刻度線之間的距離為0.2cm。
(3)[3]當(dāng)懸掛75g的重物時(shí),彈簧受到的拉力為
此時(shí)彈簧的伸長量為。
3.(2021·陜西中考真題)同學(xué)們?cè)趯W(xué)完彈黃測力計(jì)的相關(guān)知識(shí)后,自制了一個(gè)“橡皮筋測力計(jì)”,將橡皮筋不掛重物時(shí)下端對(duì)應(yīng)位置標(biāo)為零刻度線:掛1N重物時(shí),下端對(duì)應(yīng)位置標(biāo)為1N;將這段距離等分為20格,每格表示0.05N。用此測力計(jì)測量物體重力時(shí),發(fā)現(xiàn)測量值不準(zhǔn)確。為了弄清其中的原因,同學(xué)們探究了橡皮筋的伸長與受到外力的關(guān)系。
他們利用規(guī)格為0.05N的螺母若干、刻度尺、橡皮筋白板等進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。不掛重物時(shí),使橡皮筋下端與刻度尺的零刻度線對(duì)齊;掛不同重物時(shí),橡皮筋下端對(duì)應(yīng)不同的刻度值,作出標(biāo)記,如圖所示。
(1)螺母掛在橡皮筋下靜止時(shí),受到橡皮筋的拉力______(選填“大于”“等于”或“小于”)它受到的重力;
(2)同學(xué)們?cè)谙鹌そ钕乱来螔焐蟼€(gè)數(shù)不等的螺母,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表。
試驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
螺母個(gè)數(shù)n/個(gè)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
螺母總重G/N
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
刻度尺讀數(shù)L/mm
0
5
11
20
30
45
60
75
90
110
135
158
①分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可初步得出:橡皮筋下所掛重物越重,橡皮筋的伸長越______;
②進(jìn)一步分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):每增加1個(gè)螺母時(shí),刻度尺讀數(shù)的變化量總體上是不同的,但中間有部分讀數(shù)的變化量是相同的。若靜止時(shí)橡皮筋下端對(duì)應(yīng)刻度尺的70.0mm處,推測橡皮筋下所掛的物體重約為______N(結(jié)果保留兩位小數(shù));若掛另一重物,靜止時(shí)橡皮筋下端對(duì)應(yīng)刻度尺的15.0mm處。此時(shí)______(選填“能”或“不能”)確定此物體的重;
(3)同學(xué)們根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),用此橡皮筋重新制作一個(gè)刻度均勻的測力計(jì),橡皮筋上端和刻度尺的位置保持不變。若使測力計(jì)的量程最大,零刻度線應(yīng)標(biāo)在刻度尺的______mm刻度處,此測力計(jì)的最大量程為______;
(4)同學(xué)們更換不同的橡皮筋進(jìn)行探究,發(fā)現(xiàn)其它橡皮筋的特點(diǎn)均與此相似,他們由此總結(jié)出,若要用橡皮筋制作測力計(jì),受橡皮筋材料影響,刻度均勻部分可測量范圍______,整體上測量不準(zhǔn)確,所以橡皮筋不適合做測力計(jì)。
【答案】等于;越長;0.33;不能;30;0.2N;較小。
【解析】(1)[1]由平衡條件得,受到橡皮筋的拉力等于它受到的重力。
(2)[2]分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可初步得出:橡皮筋下所掛重物越重,橡皮筋的伸長越長。
[3]由表格可知,螺母個(gè)數(shù)從4~8之間,刻度尺讀數(shù)是均勻變化的,若靜止時(shí)橡皮筋下端對(duì)應(yīng)刻度尺的70.0mm處,推測橡皮筋下所掛的物體重約為
[4]由表格可知,螺母個(gè)數(shù)從0~4之間,刻度尺讀數(shù)不是均勻變化的,所以靜止時(shí)橡皮筋下端對(duì)應(yīng)刻度尺的15.0mm處。此時(shí)不能確定此物體的重。
(3)[5][6]由表格可知,螺母個(gè)數(shù)從4~8之間,刻度尺讀數(shù)是均勻變化的,所以零刻度線應(yīng)該標(biāo)在刻度尺的30mm刻度處。此測力計(jì)的最大量程為90mm刻度處的示數(shù),應(yīng)該標(biāo)為0.4N-0.2N=0.2N。
(4)[7]若要用橡皮筋制作測力計(jì),受橡皮筋材料影響,刻度均勻部分可測量范圍較小,整體上測量不準(zhǔn)確,所以橡皮筋不適合做測力計(jì)。
考點(diǎn)五:摩擦力的概念
【備考方略】
在歷年中考中,對(duì)“摩擦力”的考查主要有以下幾個(gè)方面:(1)考查對(duì)摩擦力概念的理解:如“摩擦力總是阻礙物理運(yùn)動(dòng)”、“摩擦力的方向總與物體運(yùn)動(dòng)方向相反”等,此類考題在中考中也曾有出現(xiàn);(2)摩擦力在生活中的應(yīng)用:生活中有好多增大摩擦力和減小摩擦力的例子,對(duì)此類問題進(jìn)行判斷是??紵狳c(diǎn);多積累此類問題對(duì)應(yīng)考具有很大幫助;(3)摩擦力大小的判斷或計(jì)算:在由靜摩擦力轉(zhuǎn)換為動(dòng)摩擦力的時(shí)候,摩擦力大小會(huì)發(fā)生變化;在物體運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)牛頓第一定律可以對(duì)摩擦力大小進(jìn)行判斷;此類考題出現(xiàn)頻率也較高,希望引起注意。
【經(jīng)典例題】(2021·湖北荊州市)小明用平行斜面向上的拉力F將物塊沿粗糙斜面勻速拉到頂端,如圖所示。以下說法正確的是( )。
A.物塊受到的重力與斜面對(duì)物塊的支持力是一對(duì)平衡力;
B.拉力F與斜面對(duì)物塊的摩擦力是一對(duì)平衡力;
C.斜面對(duì)物塊的摩擦力大于物塊對(duì)斜面的摩擦力;
D.如果僅增大拉力F,斜面對(duì)物塊的摩擦力不變
【答案】D。
【解析】AB.物塊被勻速拉上斜面時(shí),受到:豎直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力和沿斜面向上的拉力,還有沿斜面向下的摩擦力作用,處于平衡狀態(tài),所以這四個(gè)力是平衡力,雖然拉力F與斜面對(duì)物塊的摩擦力方向相等,但大小不等,不是一對(duì)平衡力,故AB錯(cuò)誤;
C.斜面對(duì)物塊的摩擦力與物塊對(duì)斜面的摩擦力是一對(duì)相互作用力,其大小相等,故C錯(cuò)誤;
D.僅增大拉力,那么物塊對(duì)斜面的壓力與接觸面的粗糙程度不變,且相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)不變,則物塊對(duì)斜面的摩擦力不變,反過來,斜面對(duì)物塊的摩擦力也不變,故D正確。故選D。
【舉一反三】
1.(2021·福建中考真題)小華在操場進(jìn)行爬桿鍛煉,在豎直桿上攀爬,勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力大小為f 1,勻速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力大小為f 2。若小華的自重為G,則( )。
A.f 1=f 2>G B.f 1=f 2G>f 2
【答案】C。
【解析】物體靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),受到平衡力的作用,合力為0,勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力大小為f 1,此時(shí)小華受到的重力和摩擦力是一對(duì)平衡力,可知f 1=G;
勻速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力大小為f 2,此時(shí)小華受到的重力和摩擦力是一對(duì)平衡力,可知f 2=G,即f 1=f 2=G,故ABD不符合題意,C符合題意。故選C。
2.(2021·湖南懷化市)某人用水平方向的力推物體,使物體在粗糙程度相同的水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是( )。
A.人對(duì)物體的推力等于水平面對(duì)物體的摩擦力;
B.若增大推力,物體仍做勻速直線運(yùn)動(dòng);
C.若撤去推力,物體所受摩擦力增大;
D.若撤去推力,物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不會(huì)發(fā)生改變
【答案】A。
【解析】A.由于物體在粗糙程度相同的水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),處于平衡態(tài),故推力等于摩擦力,故A正確;
B.若增大推力,推力大于摩擦力,故不是平衡態(tài),故物體不做勻速直線運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;
C.若撤去推力,物體所受摩擦力不變,摩擦力此時(shí)為滑動(dòng)摩擦力,其大小只與接觸面的粗糙程度和壓力有關(guān),這兩者都不變,故摩擦力的大小不變,故C錯(cuò)誤;
D.若撤去推力,只受摩擦力,故不是平衡態(tài),故物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)發(fā)生改變,故D錯(cuò)誤。故選A。
3.(2021·新疆中考真題)國產(chǎn)運(yùn)一20大型運(yùn)輸機(jī)在跑道上加速滑行的過程中,隨著飛機(jī)受到的升力的變化,跑道對(duì)運(yùn)輸機(jī)的支持力F1和摩擦力F2的大小變化情況是( )。
A.F1變大,F(xiàn)2變大 B.F1變小,F(xiàn)2變小
C.F1變大,F(xiàn)2變小 D.F1變小,F(xiàn)2變大
【答案】B。
【解析】國產(chǎn)運(yùn)一20大型運(yùn)輸機(jī)在跑道上加速滑行的過程中,運(yùn)輸機(jī)受到的升力的逐漸變大,運(yùn)輸機(jī)滑行過程中,受到豎直向上的升力和豎直向上的支持力,以及豎直向下的重力,升力和支持力大小的和等于重力大小,重力不變,升力變大,所以支持力變小,即F1變小,運(yùn)輸機(jī)對(duì)跑道的壓力與支持力為相互作用力,大小相等,所以運(yùn)輸機(jī)對(duì)跑道的壓力變小,所以運(yùn)輸機(jī)受到的摩擦力變小,即F2變小。故選B。
考點(diǎn)六:增大或減小摩擦力的方式
【備考方略】
本考點(diǎn)包含兩個(gè)重要知識(shí)點(diǎn):摩擦力的概念和摩擦力的利用與防止。所以,在本節(jié)復(fù)習(xí)中,大家一定要理解摩擦力的產(chǎn)生條件和摩擦力的三要素;二是生活中的摩擦力的利用和防止,并且此類問題也是??伎键c(diǎn)。
2.摩擦力應(yīng)用
(1)理論上增大摩擦力的方法有:增大壓力、接觸面變粗糙、變滾動(dòng)為滑動(dòng)。
(2)理論上減小摩擦的方法有:減小壓力、使接觸面變光滑、變滑動(dòng)為滾動(dòng)(滾動(dòng)軸承)、使接觸面彼此分開(加潤滑油、氣墊、磁懸浮)。
(3)在相同條件(壓力、接觸面粗糙程度相同)下,滾動(dòng)摩擦力比滑動(dòng)摩擦力小得多。
【經(jīng)典例題】(2021·海南中考真題)如圖所示的四個(gè)實(shí)例中,目的是增大摩擦的是( )。
A.墊上滾木搬運(yùn)重物;
B.磁懸浮列車懸浮行駛;
C.輪胎上有凹凸不平的花紋;
D.給車輪的軸加潤滑油
【答案】C。
【解析】A.墊上滾木搬運(yùn)重物是通過變滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)摩擦來減小摩擦的,故A不符合題意;
B.磁懸浮列車是利用使相互接觸的兩個(gè)面分離來減小摩擦的,故B不符合題意;
C.輪胎上有凹凸不平的花紋是通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦的,故C符合題意;
D.給車輪的軸加潤滑油是通過減小接觸面的粗糙程度來減小摩擦的,故D不符合題意。故選C。
【舉一反三】
1.(2021·北京中考真題)圖示的四個(gè)實(shí)例中,為了減小摩擦的是( )。
A.汽車輪胎上刻有花紋;
B.瓶蓋上刻有豎條紋;
C.腳蹬面做得凹凸不平;
D.儲(chǔ)物箱下裝有滾輪
【答案】D。
【解析】A.汽車輪胎上刻有花紋,是在壓力一定時(shí),通過增大接觸面粗糙程度來增大摩擦,故A不符合題意;
B.瓶蓋上刻有豎條紋,是在壓力一定時(shí),通過增大接觸面粗糙程度來增大摩擦,故B不符合題意;
C.腳蹬面做得凹凸不平,是在壓力一定時(shí),通過增大接觸面粗糙程度來增大摩擦,故C不符合題意,
D.儲(chǔ)物箱下裝有滾輪,是在壓力一定時(shí),變滑動(dòng)為滾動(dòng),是為了減小摩擦,故D符合題意。故選D。
2.(2021·江蘇泰州市)2021年4月13日,中國女足成功拿到東京奧運(yùn)會(huì)門票,為祖國爭得榮譽(yù)。如圖是女足比賽時(shí)的場景。下列關(guān)于足球比賽中涉及到的物理知識(shí),分析正確的是( )。
A.腳對(duì)球施加的力大小相同,其作用效果一定相同;
B.踢出去的足球能在空中繼續(xù)運(yùn)動(dòng),是因?yàn)樽闱蚴艿綉T性;
C.足球鞋底凹凸不平,是為了增大人與地面間的摩擦力;
D.運(yùn)動(dòng)員用腳踢球,球飛出去,說明力是使物體運(yùn)動(dòng)的原因
【答案】C。
【解析】A.力的大小、方向和作用點(diǎn)都影響力的作用效果,所以,腳對(duì)球施加的力大小相同,其作用效果不一定相同,故A錯(cuò)誤;
B.慣性不是力,不能說受到慣性,故B錯(cuò)誤;
C.足球鞋底凹凸不平,是在壓力一定時(shí),增大接觸面的粗糙程度,來增大摩擦力,故C正確;
D.運(yùn)動(dòng)員用腳踢球,球飛出去,說明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,故D錯(cuò)誤。故選C。
3.(2021·四川廣安市)小王同學(xué)參加了2021年廣安市中考體育測試,下列說法正確的是( )。
A.小王跳繩時(shí)手對(duì)繩施加了力的作用,繩對(duì)手沒有施加力的作用;
B.小王投擲實(shí)心球時(shí),球離手后在空中運(yùn)動(dòng)的過程中受到重力和推力的作用;
C.小王跑步穿的運(yùn)動(dòng)鞋鞋底有凹凸不平的花紋是為了增大摩擦;
D.小王勻速跑過彎道時(shí),運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變
【答案】C。
【解析】A.物體間力的作用是相互的,小王跳繩時(shí)手對(duì)繩施加了力的作用,同時(shí)繩對(duì)手施加力的作用,故A錯(cuò)誤;
B.小王投擲實(shí)心球時(shí),球離手后在空中運(yùn)動(dòng)的過程中,手對(duì)球沒有力的推力的作用,球只受到重力的作用,故B錯(cuò)誤;
C.小王跑步時(shí)穿的運(yùn)動(dòng)鞋鞋底有凹凸不平的花紋是在壓力一定時(shí),通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力,故C正確;
D.小王勻速跑過彎道時(shí),運(yùn)動(dòng)的方向發(fā)生了變化,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化,故D錯(cuò)誤。故選C。
考點(diǎn)七:探究影響摩擦力大小的因素
【備考方略】
1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄坑绊懩Σ亮Υ笮〉囊蛩亍?br />
【實(shí)驗(yàn)器材】彈簧測力計(jì),長木板,棉布,毛巾,帶鉤長方體木塊,鉤碼。
【實(shí)驗(yàn)原理】(1)二力平衡條件:作用在物體上的兩個(gè)力,如果大小相等、方向相反并作用在一條直線上,這兩個(gè)力就是平衡力;(2)用彈簧測力計(jì)拉著木塊在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),彈簧測力計(jì)的讀數(shù)就等于摩擦力大小,這樣就測出了摩擦力大小。
【實(shí)驗(yàn)步驟】實(shí)驗(yàn)裝置如圖。
一、用彈簧測力計(jì)勻速拉動(dòng)木塊,讓木塊在長木板上做勻速滑動(dòng),讀出彈簧測力計(jì)讀數(shù),即木塊與長木板之間的摩擦力;數(shù)據(jù)計(jì)入表格;
二、改變放在木塊上的鉤碼,從而改變木塊對(duì)長木板的壓力,重復(fù)步驟一進(jìn)行試驗(yàn);
三、把棉布、毛巾鋪在長木板上,改變接觸面的粗糙程度,重復(fù)上述試驗(yàn)。
四、實(shí)驗(yàn)表格
試驗(yàn)次數(shù)
接觸面
壓力大小
彈簧測力計(jì)讀數(shù)/N
1
木塊與長木板
無鉤碼
2
木塊與長木板
有鉤碼
3
木塊與棉布
無鉤碼
4
木塊與毛巾
無鉤碼
五、整理器材。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】(1)摩擦力大小跟作用在物體表面的壓力有關(guān),壓力越大,摩擦力越大:(2)摩擦力大小跟接觸面粗糙程度有關(guān),接觸面越粗糙,摩擦力越大;(3)摩擦力大小跟接觸面大小無關(guān);(4)摩擦力大小跟運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)。
2.考查內(nèi)容
考查方向
解答思路
要測出摩擦力大小物體應(yīng)做什么運(yùn)動(dòng)
勻速直線運(yùn)動(dòng)
如何確定摩擦力大小
勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧測力計(jì)讀數(shù)與摩擦力大小相等
可說明摩擦力大小與壓力有關(guān)的實(shí)驗(yàn)步驟
1和2
摩擦力大小與接觸面粗糙程度有關(guān)的實(shí)驗(yàn)步驟
1和3或1和4之間
測量誤差產(chǎn)生原因
很難做到勻速運(yùn)動(dòng)、彈簧測力計(jì)在運(yùn)動(dòng)中讀數(shù)會(huì)有誤差
根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論找出生活中利用摩擦力的例子
汽車輪胎、自行車把、膠鞋等
添加鉤碼的目的
為了探究摩擦力大小與壓力的關(guān)系
探究實(shí)驗(yàn)的物理方法
控制變量法
【典型例題】(2021·黑龍江大慶市)在“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)中,三幅圖中均是完全相同的木塊和木板。圖甲,圖乙中木板靜止,木塊,鐵塊水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng);圖丙中電動(dòng)裝置D帶動(dòng)木板水平向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),彈簧測力計(jì)水平拴在豎直墻上,木塊相對(duì)地面處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法中正確的是( )。
A.若圖丙中木板做加速運(yùn)動(dòng),則彈簧測力計(jì)讀數(shù)一定不等于木塊受到的摩擦力大?。?br />
B.利用甲、乙兩圖,可以探究滑動(dòng)摩擦力大小跟接觸面粗糙程度是否有關(guān);
C.圖甲與圖丙相比,甲中彈簧測力計(jì)指針位置更穩(wěn)定,讀數(shù)更準(zhǔn)確;
D.利用甲、乙兩圖,可以探究滑動(dòng)摩擦力大小跟壓力大小是否有關(guān)
【答案】D。
【解析】A.因?yàn)槟緣K靜止,處于平衡狀態(tài),拉力與摩擦力是一對(duì)平衡力,所以測力計(jì)示數(shù)等于摩擦力,故A錯(cuò)誤;
BD.利用甲、乙兩圖,粗糙程度不變改變壓力,可以探究滑動(dòng)摩擦力大小跟壓力是否有關(guān),故B錯(cuò)誤,D正確;
C.圖甲與圖丙相比,甲需要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng),丙不需要,丙彈簧測力計(jì)指針位置更穩(wěn)定,讀數(shù)更準(zhǔn)確,故C錯(cuò)誤。故選D。
【舉一反三】
1.(2021·黑龍江中考真題)某實(shí)驗(yàn)小組在“探究滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)如圖甲所示,小睿用彈簧測力計(jì)沿_______方向,______拉動(dòng)木塊,這樣做的目的是利用______原理間接測出木塊所受滑動(dòng)摩擦力的大小;
(2)由甲、乙兩圖實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是:______;
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,小睿仔細(xì)思考了實(shí)驗(yàn)中存在的問題,為了減小誤差,他設(shè)計(jì)了另一種方案,如圖丁所示,將彈簧測力計(jì)的一端固定,另一端與木塊相連,木塊放在長木板上,彈簧測力計(jì)保持水平,拉動(dòng)木板水平向左運(yùn)動(dòng),在此過程中_______(選填“需要”或“不需要”)勻速直線拉動(dòng)木板,木塊穩(wěn)定時(shí)相對(duì)地面處于靜止?fàn)顟B(tài),這樣做的好處是_______。
【答案】水平;勻速;二力平衡;在接觸面粗糙程度相同時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力的大小越大;不需要;便于讀數(shù)。
【解析】(1)[1][2][3]小睿用彈簧測力計(jì)沿水平方向拉動(dòng)木塊,因?yàn)槟Σ亮Φ拇笮∈撬椒较蛏系?;勻速拉?dòng)木塊,木塊處于平衡狀態(tài),水平方向上受到的拉力等于摩擦力的大小;其原理是二力平衡的原理。
(2)[4]接觸面的粗糙程度相同,壓力變大,摩擦力變大,故結(jié)論為在接觸面粗糙程度相同時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力的大小越大。
(3)[5][6]改進(jìn)后,不需要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng),因?yàn)槟緣K與木板之間是滑動(dòng)摩擦力,對(duì)木塊進(jìn)行受力分析,其受到了向左的拉力,和向右的滑動(dòng)摩擦力的大小,只要木塊相對(duì)于地面是靜止的,拉力的大小就等于摩擦力的大小,而滑動(dòng)摩擦力的大小只有接觸面的粗糙程度有關(guān)和壓力有關(guān),與速度無關(guān),故不需要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)木板;木塊穩(wěn)定時(shí)相對(duì)地面處于靜止?fàn)顟B(tài),彈簧測力計(jì)的讀數(shù)就是穩(wěn)定的,便于讀數(shù)。
2.(2021·黑龍江齊齊哈爾市)為了探究滑動(dòng)摩擦力大小與什么因素有關(guān),小夏設(shè)計(jì)了如圖1所示實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)所用棉布比木板表面粗糙)。
(1)實(shí)驗(yàn)過程中,彈簧測力計(jì)應(yīng)沿水平方向拉著物塊做______運(yùn)動(dòng),根據(jù)______知識(shí),可知滑動(dòng)摩擦力的大小等于彈簧測力計(jì)的示數(shù);
(2)在這四次實(shí)驗(yàn)中,滑動(dòng)摩擦力最小的是______(選填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”);
(3)比較甲、乙兩次實(shí)驗(yàn),是為了探究滑動(dòng)摩擦力大小與______是否有關(guān);比較乙、丙兩次實(shí)驗(yàn),是為了探究滑動(dòng)摩擦力大小與______是否有關(guān);
(4)比較甲、丁兩次實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)甲實(shí)驗(yàn)中彈簧測力計(jì)的示數(shù)大于丁實(shí)驗(yàn)中彈簧測力計(jì)的示數(shù),小夏由此得出結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面積的大小有關(guān)。你認(rèn)為他的結(jié)論是______的(選填“正確”或“錯(cuò)誤”),理由是______ ;
(5)小夏對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)后,如圖2所示,當(dāng)他再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)效果更好。請(qǐng)你說出改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)是______(寫出一條即可)。
【答案】勻速直線;二力平衡(二力平衡條件);??;壓力(壓力大?。?;接觸面粗糙程度;錯(cuò)誤;沒有控制壓力(的大?。┎蛔儯唬]有控制變量);不用控制長木板做勻速直線運(yùn)動(dòng),便于操作。(彈簧測力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定,便于讀數(shù);彈簧測力計(jì)便于讀數(shù);彈簧測力計(jì)讀數(shù)準(zhǔn)確)。
【解析】(1)[1][2]彈簧測力計(jì)應(yīng)沿水平方向拉著物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),物體才處于平衡狀態(tài),摩擦力才等于接觸面的粗糙程度;這是根據(jù)二力平衡的知識(shí)。
(2)[3]壓力最小,接觸面最光滑的木板產(chǎn)生摩擦力最小,即丁實(shí)驗(yàn)中摩擦力最小。
(3)[4][5]比較甲、乙兩次實(shí)驗(yàn),壓力不同,接觸面的粗糙程度相同,故是為了探究滑動(dòng)摩擦力大小與壓力的大小是否有關(guān);比較乙、丙兩次實(shí)驗(yàn),壓力相同,接觸面的粗糙程度不同,是為了探究滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面的粗糙程度是否有關(guān)。
(4)[6][7]比較甲、丁兩次實(shí)驗(yàn),甲的示數(shù)大,但是壓力不同,接觸面積也不同,無法得出結(jié)論,結(jié)論是錯(cuò)誤的;原因是沒有控制壓力(的大?。┎蛔儯瑳]有控制變量唯一。
(5)[8]改進(jìn)后,拉動(dòng)長木板,長木板與木塊之間是滑動(dòng)摩擦力,故大小不變,而木塊滑動(dòng)摩擦力的大小與彈簧測力計(jì)的示數(shù)是平衡力,直接讀數(shù)即可,而長木板與木塊之間是滑動(dòng)摩擦力,其大小只與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān),與速度無關(guān),故不需要?jiǎng)蛩僦本€運(yùn)動(dòng),不用控制長木板做勻速直線運(yùn)動(dòng),便于操作。
3.(2021·湖北十堰市)在“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)小明將裝有部分文具的文具盒,置于水平桌面上如圖甲所示,用彈簧測力計(jì)水平方向拉動(dòng)文具盒,使其做勻速直線運(yùn)動(dòng),這時(shí)利用 ______的原理測出滑動(dòng)摩擦力的大小;
(2)實(shí)驗(yàn)過程中小明發(fā)現(xiàn)保持文具盒做勻速直線運(yùn)動(dòng)很困難,他與同組成員討論后,改用圖乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將彈簧測力計(jì)水平固定,在文具盒與桌面之間墊一塊表面粗糙的木板,當(dāng)小明用8N的力拉出木板時(shí),彈簧測力計(jì)示數(shù)是2N,他這樣做實(shí)驗(yàn)的好處是 ______;
(3)接著,小明又將橡皮、改正液等物品放入文具盒,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),若小明仍用8N的力拉出木板時(shí),彈簧測力計(jì)的示數(shù)為3N,則此時(shí)文具盒與木板之間的摩擦力為 ______N。
【答案】二力平衡;不需要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)木板(方便讀數(shù));3。
【解析】(1)[1]當(dāng)勻速直線拉動(dòng)文具盒時(shí),文具盒處于平衡狀態(tài),文具盒受到的滑動(dòng)摩擦力和拉力是一對(duì)平衡力,利用二力平衡的原理可知,彈簧測力計(jì)的示數(shù)等于滑動(dòng)摩擦力大小。
(2)[2]改用圖乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)不需要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)木板就能使彈簧測力計(jì)的示數(shù)等于滑動(dòng)摩擦力,由于彈簧測力計(jì)相對(duì)于桌面靜止,方便讀數(shù)。
(3)[3]文具盒相對(duì)于桌面靜止,處于平衡狀態(tài),此時(shí)文具盒受到木板的滑動(dòng)摩擦力等于彈簧測力計(jì)的示數(shù),即等于3N。
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