
1. 能借助生活體驗(yàn),了解摩擦力;2. 知道測(cè)量水平運(yùn)動(dòng)的物體所受滑動(dòng)摩擦力大小的方法;3. 探究并了解滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān);4. 認(rèn)識(shí)摩擦在生產(chǎn)生活中的利用和防止,并能正確說出增大、減小摩擦的方法。
當(dāng)我們?cè)诓梁诎宓臅r(shí)候,明顯發(fā)現(xiàn)黑板對(duì)黑板擦的滑動(dòng)有一種阻礙的作用,如果將黑板檫壓的越緊,會(huì)感覺黑板對(duì)黑板檫的阻礙的作用在變大。
思考:為什么黑板對(duì)黑板檫有阻礙的作用呢?而這種阻礙作用的大小又跟那些因素有呢?
這節(jié)課,我們一起來學(xué)習(xí)阻礙物體運(yùn)動(dòng)的神秘力量——摩擦力。
1.現(xiàn)象探究:阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力
感覺桌面對(duì)手的前進(jìn)有一種阻礙作用
發(fā)現(xiàn)刷毛彎曲的方向與毛刷運(yùn)動(dòng)的方向相反,說明桌面對(duì)刷毛的運(yùn)動(dòng)有一種阻礙作用
草坪上滾動(dòng)的足球會(huì)慢慢停下來,說明草坪對(duì)足球的運(yùn)動(dòng)有一種阻礙作用
物體能靜止在斜面上沒有下滑,說明斜面對(duì)物體的下滑有一種阻礙作用
兩個(gè)相互接觸的物體,當(dāng)它們有相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))時(shí),在接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))的力,這種力叫做摩擦力。
(1)定義:兩個(gè)相互接觸的物體,當(dāng)它們相對(duì)滑動(dòng)時(shí),在接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力,這種力叫做滑動(dòng)摩擦力。常用 f 表示。
(2)產(chǎn)生原因 相互接觸的兩個(gè)物體表面總是不光滑的,在壓力作用下這些凹凸不平的部位會(huì)相互嚙合。如上圖所示,當(dāng)兩者相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),嚙合部位就會(huì)產(chǎn)生相互阻礙的作用力。這種阻礙物體相互運(yùn)動(dòng)的力就是摩擦力。
(3)產(chǎn)生的四個(gè)條件:
①兩個(gè)物體接觸②兩接觸面不光滑;③兩物體間相互擠壓,及發(fā)生形變;④兩物體間發(fā)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
這四個(gè)條件必須同時(shí)具備,缺一不可
滑動(dòng)摩擦力總是阻礙物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)
3. 滑動(dòng)摩擦力的作用點(diǎn)
實(shí)際上摩擦力是作用在整個(gè)接觸面上的,但為了研究方便,有時(shí)可以把摩擦力的作用等效到一個(gè)點(diǎn)上,可以把這個(gè)等效點(diǎn)取在接觸面上,也可以取在物體的重心上。如下圖所示:
滑動(dòng)摩擦力的方向是與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反的。
人推箱子向右滑動(dòng)時(shí),箱子相對(duì)于地面向右運(yùn)動(dòng)時(shí),受到的滑動(dòng)摩擦力方向就向左。
人推箱子向左滑動(dòng)時(shí),箱子相對(duì)于地面向左運(yùn)動(dòng)時(shí),受到的滑動(dòng)摩擦力方向就向右。
4. 滑動(dòng)摩擦力的方向
當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)或保持靜止時(shí),受到平衡力??梢岳枚ζ胶?,求解受到的摩擦力大小。
5. 滑動(dòng)摩擦力的大小
兩個(gè)相互接觸的物體,當(dāng)它們要發(fā)生而未發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),在它們的接觸面上產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力,這種力叫靜摩擦力。
①定義:當(dāng)兩個(gè)物體具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí),在接觸面上產(chǎn)生阻礙物體間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力,叫做靜摩擦力。
手握杯子,杯子由于受到重力,相對(duì)于手有往下掉的趨勢(shì),但是沒有掉下來,是因?yàn)槭謱?duì)杯子有一個(gè)向上的靜摩擦力。
人走路時(shí),腳(鞋底)向后蹬地面,相對(duì)于地面有向后的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),地面會(huì)對(duì)腳有一個(gè)向前的靜摩擦力 f,人靠這個(gè)靜摩擦力前進(jìn)。
靜摩擦力的方向與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反
靜摩擦力存在一個(gè)最大值,稱為最大靜摩擦力。它等于使物體剛要運(yùn)動(dòng)時(shí)所需要的最小外力。
當(dāng)外力分別為5N、9N時(shí),物體沒有移動(dòng),此時(shí)的靜摩擦力與推力相互平衡,所以大小分別為5N、9N;當(dāng)外力為12N時(shí),物體剛好運(yùn)動(dòng),則最大靜摩擦力為12N。
(2)滾動(dòng)摩擦力:①定義:一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力叫作滾動(dòng)摩擦力。②產(chǎn)生原因:物體滾動(dòng)時(shí),由于兩物體在接觸部分受壓發(fā)生形變而產(chǎn)生的對(duì)滾動(dòng)的阻礙作用。
③ 生活中的滾動(dòng)摩擦:
輪滑鞋(Rller skating)俗稱旱冰鞋,起源荷蘭,是一種利用特別的輪滑鞋為比賽工具的競(jìng)賽項(xiàng)目,也是一種生活休閑的玩意兒。今日多數(shù)的溜冰者主要都是用直排輪,又稱溜溜、66。
④滾動(dòng)摩擦小于滑動(dòng)摩擦
實(shí)驗(yàn)探究:比較滾動(dòng)摩擦與滑動(dòng)摩擦的大小
滾動(dòng)摩擦比最大靜摩擦和滑動(dòng)摩擦要小得多,在一般情況下,滾動(dòng)摩擦只有滑動(dòng)摩擦阻力的1/40到1/60。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:滾動(dòng)摩擦小于滑動(dòng)摩擦.
7. 判斷摩擦力的三種方法
(1)由摩擦力的概念判斷:
首先明確研究對(duì)象(一般受力物體)和參照物(一般選施力物體),再明確研究對(duì)象相對(duì)參陽物的運(yùn)動(dòng)方向,最后由摩擦力的悟念可判斷出研究對(duì)象所受摩擦力的方向。
物體A相對(duì)于地面向右運(yùn)動(dòng),受到向左的摩擦力。
物體A相對(duì)于小車向左運(yùn)動(dòng),受到向右的摩擦力。
(2)用假設(shè)的方法來判斷 此法通常用來判斷相對(duì)靜止的物體間所受靜摩擦力的方向。首先假設(shè)物體不受摩擦力會(huì)怎樣,再確定研究對(duì)象與參照物之間將會(huì)出現(xiàn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的情況最后判定研究對(duì)象所受靜摩擦力的方向。
人在行走時(shí):假設(shè)1:如果地面對(duì)人沒有摩擦力,人是沒法移動(dòng)的,故地面敵人有摩擦力。假設(shè)2:如果地面對(duì)人有向后的摩擦力,則人將向后移動(dòng),實(shí)際上,人在向前移動(dòng),則地面對(duì)人的摩擦力向前。
(3)由二力平衡的條件來判斷由“靜止”或“勻速直線運(yùn)動(dòng)”的已知條件,利用二力平衡方向相反,可通過與摩擦力互相平衡的另一個(gè)力的方向來判斷摩擦力的方向,這也是判斷各種摩擦力情況行之有效的方法。
【典例1】如圖所示,完全相同的木塊A和B疊放在水平桌面上,在12 N的水平拉力F1作用下,A、B一起做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)木塊B所受的摩擦力為 N。
【詳解】如圖所示,完全相同的木塊A和B疊放在水平桌面上,在12N的水平拉力F1作用下,A、B一起做勻速直線運(yùn)動(dòng),因此,相對(duì)于木塊A,在水平方向木塊B的位置沒有發(fā)生變化,木塊B沒有發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)、也沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),所以此時(shí)木塊B沒有受到摩擦力,即木塊B所受的摩擦力為0N。
【典例2】滾鐵環(huán)是一種古老的傳統(tǒng)兒童游戲,在二十世紀(jì)六七十年代風(fēng)靡全國(如圖所示),在推動(dòng)鐵環(huán)向前運(yùn)動(dòng)的過程中,鐵鉤與鐵環(huán)之間的摩擦屬于 摩擦(選填“靜”、“滑動(dòng)”或“滾動(dòng)”)。
【詳解】在推動(dòng)鐵環(huán)向前運(yùn)動(dòng)的過程中,鐵鉤與鐵環(huán)之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),所以它們之間的摩擦屬于滑動(dòng)摩擦。
A.5牛,方向豎直向上B.5牛,方向豎直向下C.8牛,方向豎直向上D.13牛,方向豎直向下
【詳解】因?yàn)槲矬w在豎直方向上靜止,具有向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),產(chǎn)生向上的摩擦力,重力與摩擦力是一對(duì)平衡力大小相等,即摩擦力為5N,方向豎直向上,故A符合題意,BCD不符合題意。
【典例4】如圖甲所示,水平地面上的物體,受到方向不變的推力F的作用,其F-t和v-t的圖像分別如圖乙、丙所示。由圖像可知:
(1)t=5s時(shí),物體受到的摩擦力是 N;(2)6~9s內(nèi),推力 (填“大于”、“等于”或“小干”)摩擦力;(3)9~12s內(nèi),物體受到的摩擦力是 N。
【詳解】(1)[1]由v-t圖知:9~12s時(shí),物體勻速直線運(yùn)動(dòng),由F-t圖知:9~12s時(shí),F(xiàn)=60N;由于摩擦力與推力F是一對(duì)平衡力,因此摩擦力的大小為60N,由v-t圖知:3~6s時(shí)物體的速度增大,物體做加速運(yùn)動(dòng),受到的拉力和摩擦力不是平衡力,拉力大于摩擦力,壓力大小和接觸面粗糙程度不變,滑動(dòng)摩擦力大小不變,物體受到的摩擦力是60N,即t=5s時(shí),受到的滑動(dòng)摩擦力也為60N。(2)[2]由v-t圖知,6~9s之間,物體減速運(yùn)動(dòng),受力不平衡,推力小于摩擦力。(3)[3]由v-t圖知:9~12s時(shí),物體勻速直線運(yùn)動(dòng),由F-t圖知:9~12s時(shí),F(xiàn)=60N;由于摩擦力與推力F是一對(duì)平衡力,因此摩擦力的大小為60N。
(1)原理:二力平衡(2)步驟 ①把彈簧測(cè)力計(jì)在水平方向上調(diào)零。 ②如圖所示,用管測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊使它沿長(zhǎng)木板做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),即為滑動(dòng)摩擦力的大小。
1. 測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小
二、影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素
(3)原理分析:由于木塊在長(zhǎng)木板上做速直線運(yùn)動(dòng),受到的力為平衡力,在水平方向上木塊受到滑動(dòng)摩擦力和彈簧測(cè)力計(jì)的拉力是一對(duì)平衡力。由二力平衡知識(shí)可知,木塊受到的拉力和滑動(dòng)摩擦力大小相等,所以讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),即為滑動(dòng)摩擦力的大小。
【猜想與假設(shè)】(1)推箱子的過程中,箱子越重,越難推動(dòng),滑動(dòng)摩擦力的大小可能與壓力的大小有關(guān);(2)人在較光滑地面上推物體時(shí)更省力,滑動(dòng)摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)
2. 探究滑動(dòng)摩擦力大小與那些因素有關(guān)
【實(shí)驗(yàn)器材】 木塊、100g的砝碼3只、彈簧測(cè)力計(jì)、表面較光滑的長(zhǎng)木板、表面粗糙程度不同的長(zhǎng)木板、細(xì)線等
【實(shí)驗(yàn)過程】實(shí)驗(yàn)1:控制接觸面的粗糙程度相同、改變木塊對(duì)長(zhǎng)木板的壓力大小.用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊在長(zhǎng)木板(水平)上做勻速直線運(yùn)動(dòng)(圖甲),讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù);分別在木塊上放1只、2 只、3只砝碼,同樣拉著木塊在長(zhǎng)木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)(圖乙),讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),記入表1中。
【實(shí)驗(yàn)過程】實(shí)驗(yàn)2:控制壓力的大小相同,改變接觸面的粗糙程度,換成粗糙程度不同的長(zhǎng)木板,用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊在3種粗糙程度不同的長(zhǎng)木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)(圖丙),分別讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)記入下表.
由表1中的數(shù)據(jù)可看出滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力有關(guān),在其他條件相同時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大。 由表2中的數(shù)據(jù)可看出滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān),在其他條件相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。
滑動(dòng)摩擦力的大小與相互接觸的兩個(gè)物體間的壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān),壓力越大,接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力也就越大(此外,滑動(dòng)摩擦力的大小還與接觸面的材料有關(guān))
1. 實(shí)驗(yàn)中的探究方法(1)控制變量法:①探究滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力的關(guān)系: 控制接觸面的粗糙程度不變,改變物塊對(duì)接觸面的壓力。 ②探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系:控制壓力不變,改變接觸面的粗糙程度。(2)轉(zhuǎn)換法: 通過讀取彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)來間接測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小。2. 實(shí)驗(yàn)中要水平勻速拉動(dòng)木塊,做勻速直線運(yùn)動(dòng),才能保證滑動(dòng)摩擦力等于的大小拉力大小。
改進(jìn):實(shí)驗(yàn)中不易做到勻速拉動(dòng)木板,可以采用如下如圖所示的裝置,將彈簧測(cè)力計(jì)固定不動(dòng),木塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)的掛勾上,不拉木塊,改為拉動(dòng)長(zhǎng)木板,使木板與木塊相對(duì)滑動(dòng)。
優(yōu)點(diǎn):(1)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)較為穩(wěn)定,容易讀數(shù); (2)操作上更便捷,不需要長(zhǎng)木板做勻速運(yùn)動(dòng)
【實(shí)驗(yàn)拓展】實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的改進(jìn)
視頻演示——《研究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素》
①把木塊平放在木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)拉木塊勻速運(yùn)動(dòng),讀出這時(shí)的拉力F1。
②把木塊側(cè)放在木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)拉木塊勻速運(yùn)動(dòng),讀出這時(shí)的拉力F2。
【拓展1】探究摩擦力的大小與接觸面積的關(guān)系
在接觸面粗糙程度和壓力大小相同時(shí),摩擦力的大小與接觸面積的大小無關(guān)。
①把木塊與砝碼放在木板上面,以比較小的速度拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),讀出這時(shí)的拉力F1。
②保持壓力、粗糙程度都相同,以比較大的速度拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),讀出這時(shí)的拉力F2。
速度v1=0.1米/秒
速度v2=0.2米/秒
【拓展2】探究摩擦力的大小與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系
在接觸面粗糙程度和壓力大小相同時(shí),摩擦力的大小與運(yùn)動(dòng)速度的大小無關(guān)。
滑動(dòng)摩擦力的大小跟接觸面的面積、物體運(yùn)動(dòng)的速度都無關(guān);只與作用于接觸面的壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)。
(1)小組的同學(xué)每次都用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉著物塊A做 運(yùn)動(dòng),根據(jù) 知識(shí),可知物塊A所受滑動(dòng)摩擦力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) ;
[1][2]小組的同學(xué)每次都用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉著物塊A做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí),物塊A處于平衡狀態(tài),在水平方向上受到平衡力的作用,根據(jù)二力平衡知識(shí),此時(shí)滑動(dòng)摩擦力與拉力的大小相等,即物塊A所受滑動(dòng)摩擦力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。
(2)分析 兩次實(shí)驗(yàn)可知:在接觸面的粗糙程度相同時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;
甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)中,接觸面粗糙程度相同,壓力不同,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不同,乙中壓力較大,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)更大,即乙中滑動(dòng)摩擦力更大,故能得出:在接觸面的粗糙程度相同時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大。
(3)分析甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)可知:在壓力相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越 ;
甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)中,壓力相同,接觸面粗糙程度不同,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不同,丙中接觸面更粗糙,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)更大,即丙中滑動(dòng)摩擦力更大,故能得出:在壓力相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。
(4)為了探究滑動(dòng)摩擦力和接觸面積的關(guān)系,該小組進(jìn)行了乙、丁兩次實(shí)驗(yàn),可知:其他條件相同時(shí),滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積 ;
乙、丁兩次實(shí)驗(yàn)中,壓力相同,接觸面粗糙程度也相同,接觸面積不同,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)相同,故能得出:其他條件相同時(shí),滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積無關(guān)。
(5)甲實(shí)驗(yàn)中,使物塊A分別以0.1m/s和0.2m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),前后兩次操作中物塊A受到的滑動(dòng)摩擦力大小分別為F1和F2,則F1 F2。
甲實(shí)驗(yàn)中物塊A分別以0.1m/s和0.2m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),影響滑動(dòng)摩擦力大小的兩個(gè)因素壓力和接觸面的粗糙程度不變,物塊A受到的滑動(dòng)摩擦力大小不變,即F1=F2。
1. 有益摩擦 有時(shí)摩擦?xí)r有意的,人們常想辦法去增大它。增大摩擦的方法:
(1)增大物體間的壓力
(2)增加接觸表面的粗糙程度。
增大物體接觸表面的粗糙程度也可以增大摩擦。
(3)變滾動(dòng)摩擦為滑動(dòng)摩擦
火車、汽車在急剎車時(shí),制動(dòng)系統(tǒng)使車輪變滾動(dòng)為滑動(dòng),是車快速停下來
推動(dòng)熄火的汽車使其再次啟動(dòng)時(shí),常讓乘客下車,減小車重
許多情況下摩擦是有害的,人們常常設(shè)法減小它。減小摩擦的方法:
使物體間的接觸面變光滑,可以減小摩擦力。
(3)變滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)摩擦
因?yàn)闈L動(dòng)摩擦小于滑動(dòng)摩擦,所以使物體間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦?xí)r,可以減小摩擦。
(4)使兩個(gè)物體間的接觸面分離
【典例7】以下實(shí)例中,目的是為了減小摩擦的是( ?。〢.瓶蓋上的紋路B.雪天給輪胎繞鏈條C.車軸里有滾珠D.擦黑板時(shí)用力壓黑板擦
【詳解】A.瓶蓋上的紋路,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A不符合題意;B.雪天給輪胎繞鏈條,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B不符合題意;C.車軸里有滾球,是用滾動(dòng)代替滑動(dòng)來減小摩擦力,故C符合題意;D.擦黑板時(shí)用力壓圖板,是在接觸面粗糙程度一定時(shí),通過增大壓力來增大摩擦力。故D不符合題意。
【典例8】如圖所示的四個(gè)實(shí)例中,目的是增大摩擦的是( ?。〢.給自行車軸加潤滑油B.氣墊船底和水面間的空氣墊C.車軸里有滾珠D.防滑墊表面做得凹凸不平
【詳解】A.給自行車軸加潤滑油使接觸面分離,以減小摩擦力,故A不符合題意;B.氣墊船利用氣體將船和水面分離,是使接觸面脫離,減小船和水之間的摩擦力,故B不符合題意;C.車軸里有滾珠是將滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)換為滾動(dòng)摩擦,以減小摩擦,故C不符合題意;D.防滑墊表面做的凹凸不平,是在壓力一定時(shí),增大接觸面的粗糙程度增大摩擦力,故D符合題意。
1.下圖描述的情景中,人不受摩擦力的是( ?。?br/>【詳解】A.電梯勻速向上運(yùn)動(dòng),人和電梯相對(duì)靜止,無相對(duì)運(yùn)動(dòng),所以沒有受到電梯的摩擦力。相對(duì)電梯靜止的人處于平衡狀態(tài),受到的作用力有重力和支持力,故A符合題意;B.人停止在竹竿上,所受的摩擦力的方向是向上的,與重力平衡,故B不符合題意;C.人靜坐在斜坡上,相對(duì)斜面有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),會(huì)受到沿斜面向上的靜摩擦力作用;故C不符合題意;D.拔河比賽時(shí),手與繩子之間有摩擦,故D不符合題意。
A. 站在勻速上升的電梯上
2. 人走路時(shí)兩只腳的前后位置會(huì)交替變化,后腳離開地面前要蹬地,這時(shí),地面對(duì)它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)摩擦力;而前腳踩到地面時(shí),地面對(duì)它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)摩擦力。這兩個(gè)摩擦力的方向應(yīng)是( )A.向前,向后B.向后,向前 C.都向前D.都向后
【詳解】人走路時(shí)后腳向后蹬地,后腳有相對(duì)于地面向后運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),地面對(duì)它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向前的摩擦力,正是這個(gè)力,人才得以向前運(yùn)動(dòng);而前腳相對(duì)于地面向前運(yùn)動(dòng),會(huì)受到地面向后的摩擦力,正是這個(gè)力,才使腳停止向前運(yùn)動(dòng),故A符合題意,BCD不符合題意。
3.如圖所示為甲、乙兩隊(duì)正在進(jìn)行拔河比賽的情景,下列有關(guān)說法正確的是( ?。〢.比賽時(shí)穿釘鞋背書包可以減小對(duì)地面的摩擦力B.獲勝方對(duì)地面的摩擦力大于失敗方對(duì)地面的摩擦力C.獲勝方對(duì)繩子的拉力大于失敗方對(duì)繩子的拉力D.為了取勝,常選用體重較大的運(yùn)動(dòng)員,主要是因?yàn)樗麄兞獯?br/>【詳解】A.比賽時(shí)穿釘鞋背書包,通過增加壓力和接觸面的粗糙程度來增大摩擦力,故A錯(cuò)誤;BC.兩個(gè)隊(duì)伍對(duì)對(duì)方的拉力大小相同,獲勝方的拉力等于獲勝方所受摩擦力,失敗方的拉力大于失敗方所受摩擦力,因此獲勝方摩擦力大于失敗方摩擦力,故B正確,C錯(cuò)誤;D.為了取勝,常選用體重較大的運(yùn)動(dòng)員,主要是因?yàn)樗麄儗?duì)地面的壓力大,受到地面的摩擦力大,故D錯(cuò)誤。
4. 如圖所示的四個(gè)實(shí)例中,為了減小摩擦的是( )
【詳解】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.自行車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。
A.汽車輪胎上刻有花紋
B. 瓶蓋上刻有豎條紋
C. 自行車腳蹬面做得凹凸不平
D. 儲(chǔ)物箱下裝有滾輪
5. (多選)為了探究滑動(dòng)摩擦力,小超同學(xué)利用牙刷做實(shí)驗(yàn),當(dāng)用力勻速拖動(dòng)牙刷時(shí),刷毛發(fā)生了如圖所示的彎曲。下列對(duì)這一實(shí)驗(yàn)的分析中正確的是( )A.刷毛彎曲越厲害說明牙刷受到的力越小B.從刷毛彎曲的方向可以判斷牙刷受到摩擦力的方向向左C.牙刷受到的摩擦力作用在刷毛上D.從刷毛彎曲的方向可以判斷牙刷受到摩擦力的方向向右
【詳解】A.當(dāng)摩擦力越大時(shí),力的效果越明顯,刷毛發(fā)生的形變(即刷毛的彎曲程度)也越明顯,故A錯(cuò)誤;BD.在摩擦作用效果下,較軟的刷毛向左彎曲,說明了摩擦力的方向向左,故B正確,D錯(cuò)誤;C.研究牙刷受到的摩擦力,牙刷一定是受力物體,而且是和接觸面接觸的部分,所以摩擦在刷毛上,故C正確。
【詳解】[1]物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)處于平衡狀態(tài),受到的摩擦力和拉力是一對(duì)平衡力,所以,此時(shí)物體受到的摩擦力f1=F1=20N[2][3]因物體被壓在豎直墻壁上保持靜止(處于平衡狀態(tài)),豎直方向受到的重力和摩擦力是一對(duì)平衡力,所以物體受到的摩擦力f2=G=30N,方向與重力方向相反,為豎直向上。
7. 用15N的力握住重為6N的礦泉水瓶,使礦泉水瓶在豎直方向上保持靜止,礦泉水瓶受到的摩擦力為 N,將握力增大至20N,礦泉水瓶在豎直方向上仍保持靜止,此時(shí)礦泉水瓶受到的摩擦力大小將 (選填“變大”“變小”或“不變”)。
[1]用15N的力握住重為6N的礦泉水瓶,使礦泉水瓶在豎直方向上保持靜止。此時(shí),礦泉水瓶在豎直方向上受到兩個(gè)力的作用:一是豎直向下的重力,大小為6N;二是豎直向上的摩擦力。由于礦泉水瓶保持靜止,根據(jù)二力平衡條件,這兩個(gè)力必須大小相等、方向相反。因此,礦泉水瓶受到的摩擦力大小也為6N,方向與重力方向相反,即豎直向上。[2]將握力增大至20N,但礦泉水瓶在豎直方向上仍然保持靜止。此時(shí),雖然握力增大了,但礦泉水瓶的重力并沒有改變,仍然是6N。由于礦泉水瓶仍然保持靜止,根據(jù)二力平衡條件,礦泉水瓶受到的摩擦力大小仍然需要與重力大小相等,即6N。因此,將握力增大至20N后,礦泉水瓶受到的摩擦力大小將不變。
8. 水平桌子上放著一個(gè)靜止的物體,當(dāng)用大小為10N的水平推力推這個(gè)物體時(shí),沒有推動(dòng),物體受到的摩擦力為 N;若用12N的力水平勻速推動(dòng)物體,則物體受到的滑動(dòng)摩擦力大小為 N;若用15N的力水平推動(dòng)物體,則物體受到的滑動(dòng)摩擦力大小為 N。
【詳解】[1]用大小為10N的水平推力推桌子,桌子未動(dòng),處于靜止?fàn)顟B(tài),所以桌子在水平方向受到的推力與摩擦力平衡,所以f=F=10N,方向與推力方向相反。[2]若用12N的力水平勻速推動(dòng)桌面上的物體,所以物體處于平衡狀態(tài),物體受到的滑動(dòng)摩擦力大小與推力的方向相反大小相等,即為12N。[3]若用15N的力水平推動(dòng)物體,物體對(duì)桌面的壓力和接觸面的粗糙程度都沒有改變,所以摩擦力保持12N不變。
9. 小剛發(fā)現(xiàn)汽車在柏油馬路上容易停下來,而在冰雪路面上不容易停下來。(1)由此小剛猜想:滑動(dòng)摩擦力的大小可能與 有關(guān)。于是他利用長(zhǎng)木板、毛巾、裝有沙子的紙盒A、長(zhǎng)方體物塊B及彈簧測(cè)力計(jì)設(shè)計(jì)了如下圖所示的探究實(shí)驗(yàn);
(2)甲、乙、丙三圖中,用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)物體時(shí),應(yīng)使其做 運(yùn)動(dòng),根據(jù) 的知識(shí),得出滑動(dòng)摩擦力與拉力大小相等;(3)通過比較 兩圖的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù),可驗(yàn)證猜想;
(4)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不易控制穩(wěn)定,于是設(shè)計(jì)了如圖丁所示的裝置。水平傳送帶的速度可以調(diào)節(jié),定滑輪摩擦忽略不計(jì);①啟動(dòng)傳送帶,當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定后,木塊相對(duì)于地面是 (運(yùn)動(dòng)/靜止)的,此時(shí)木塊所受滑動(dòng)摩擦力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù),方向水平向 ;②某次實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定后,改變傳送帶的速度大小,發(fā)現(xiàn)測(cè)力計(jì)的示數(shù)不改變,說明滑動(dòng)摩擦力大小與速度 (有關(guān)/無關(guān))。
[1][2]當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定后,木塊受到的拉力不變,木塊對(duì)傳送帶的壓力及接觸面的粗糙程度也不變,木塊受到的滑動(dòng)摩擦力也不變,此時(shí),木塊處于平衡狀態(tài),即木塊相對(duì)于地面處于靜止?fàn)顟B(tài),木塊在水平方向上受到彈簧測(cè)力計(jì)的拉力、水平向左的摩擦力作用,這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力,大小相等。[3]當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定后,改變傳送帶的速度大小,測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變,即木塊受到的滑動(dòng)摩擦力也不變,說明滑動(dòng)摩擦力大小與速度無關(guān)。
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