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第八章 运动和力
8.3 摩擦力
一、摩擦力概况
概念 两个互相接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时，就会在接触面产生一种阻碍相对运动的力，这种力就叫摩擦力。
产生条件 （1）接触面粗糙。 （2）相互接触且相互挤压。 （3）两个物体间发生相对运动或有相对运动趋势。
种类 滑动摩擦、滚动摩擦、静摩擦。滚动摩擦力远小于滑动摩擦力。
作用效果 阻碍物体相对运动或相对运动趋势
二、摩擦力的三要素
作用点 受力物体的接触面上
大小 （1）滑动摩擦力的大小与物体间的压力及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。 （2）静摩擦力的大小不是一个定值，与压力无关，一般会随外力的变化而变化。
方向 与相对运动或相对运动趋势方向相反。
三、摩擦的利用与防止
增大有益摩擦的方法 （1）增大接触面的粗糙程度，如汽车轮胎做上花纹； （2）增大压力，如骑自行车捏闸的力越大，摩擦力越大； （3）变滚动为滑动，如汽车急刹车时车只滑不滚； （4）变湿摩擦为干摩擦。
减小有害摩擦的方法 （1）使接触面变光滑，如在冰壶比赛中用冰壶刷擦冰； （2）减小压力； （3）用滚动代替滑动，如轮滑鞋； （4）使接触面分离，如加润滑油、使接触面间形成气垫、磁悬浮等 （5）变干摩擦为湿摩擦。
四、影响滑动摩擦力大小的因素
滑动摩擦力的影响因素 （1）与物体间的压力及接触面的粗糙程度有关，而与物体的运行速度、接触面积的大小等无关。 （2）压力越大、接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
【题型1】 对摩擦力的理解
方法点拨 1．两个相互挤压的物体只有发生相对运动或者有相对运动趋势时，物体间才会产生摩擦力，所以产生摩擦力需要同时满足三个条件，如果两个物体相对静止且没有相对运动趋势，则物体间不会产生摩擦力。 2．区分滑动摩擦力和静摩擦力的关键是，判断两个相互接触的物体间是否发生相对运动，若发生相对运动，是滑动摩擦力，若只有相对运动趋势，则是静摩擦力。 3．对摩擦力的错误理解 （1）受静摩擦力的物体不一定静止。如受拿水杯走路，水杯是运动的，它受到手的静摩擦力。 （2）受滑动摩擦力的物体不一定运动。力是相互的，受到滑动摩擦力的两个物体，可能是“一动一静”。 （3）摩擦力不一定是阻力，也可能是动力。
（2023春 安阳期末）对于摩擦力，下列叙述中错误的是（　　）
A．只要两个物体接触并相互挤压，且接触面不光滑，它们之间一定产生摩擦力
B．运动的物体可能不受摩擦力的作用
C．摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同
D．静止的物体可能受到摩擦力的作用
【答案】A
【分析】摩擦力是阻碍物体间相对运动或相对运动趋势的力。
【解答】解：A、物体间若没有发生相对运动或相对运动趋势，则物体间就不会产生摩擦力，此选项符合题意；
B、运动的物体可能不受摩擦力的作用，比如木块B放在木块A上，A与B一起在地面上做匀速运动，木块B与木块A之间没有相对运动或相对运动趋势，故木块B不受摩擦力作用，此选项不符合题意；
C、摩擦力的方向与物体间相对运动方向或相对运动趋势方向相反，摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同，如人走路时脚向后蹬地，脚相对与地面有向后的运动趋势，地面对脚施加向前的摩擦力，故此选项不符合题意；
D、静止在斜面上的木块，木块相对与斜面由向下滑的趋势，故斜面对木块有沿斜面向上的静摩擦力，故此选项不符合题意。
【点评】摩擦力是阻碍物体间相对运动或相对运动趋势，不一定阻碍物体的运动或运动趋势。
【变式1-1】（2023春 东坡区期中）关于摩擦力的说法中不正确的是（　　）
A．凡是相互接触的物体间一定有摩擦力
B．两物体保持相对静止时也有可能有摩擦
C．摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同
D．只有接触才有可能产生摩擦
【答案】A
【分析】两个相互接触的物体，要发生或已经发生相对运动时，在接触面上产生一种阻碍物体相对运动的力，这种力是摩擦力。
【解答】解：A、如果两个物体接触没有运动，也没有运动趋势两个物体之间就没有摩擦力，符合题意。B、例如斜面上静止的物体，虽然相对斜面来讲物体是静止的，但是物体在斜面上有向下运动的趋势，两者之间也存在摩擦力，不符合题意。C、摩擦力的方向总是跟物体的相对运动方向相反，有时跟物体运动方向是相同的，有时是相反的，不符合题意。D、两个物体之间要产生摩擦力一定是接触的，不接触是没有摩擦力的，不符合题意。
【点评】掌握摩擦力产生的条件、方向、大小影响因素、作用点。
【变式1-2】（2023春 金牛区校级期中）下列有关摩擦力的说法中正确的是（　　）
A．只有相互接触的物体间才可能产生摩擦力
B．只要两个物体相互接触，则这两个物体间一定存在摩擦力
C．摩擦力总是与物体的运动方向相反
D．摩擦力总是有害的
【答案】A
【分析】摩擦力定义是两个互相接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时，就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力，这种力就叫做摩擦力，摩擦力既可以作为动力也可以作为阻力，当摩擦力做为动力时方向和物体的运动方向相同，而做为阻力时方向和物体的运动方向相反；滑动摩擦力与物体相对运动的方向相反；生活中的摩擦力有些对人们是有益的，有益的摩擦要增大；有些摩擦对人们是有害的，有害的摩擦要减小。
【解答】解：AB、摩擦力产生的条件是：两个物体相互接触挤压，且有一个相对运动的趋势，故A正确，B错误；C、滑动摩擦力阻碍相对运动，与物体相对运动的方向相反，有时会和物体的运动方向相同，故C错误；D、有些摩擦对人们有益，例如人走路时，鞋底和地面之间的摩擦，自行车的车把和手之间的摩擦等等都是有益摩擦，故D错误。
【点评】此题考查产生摩擦力的条件、摩擦力的方向和摩擦力的作用，是一道综合性题目。
【变式1-3】（2023春 乐陵市校级月考）下列关于摩擦的说法中，正确的是（　　）
A．爬树时，手与树皮之间的摩擦是静摩擦
B．自行车的钢圈与刹车闸皮之间的摩擦是滚动摩擦
C．人在正常行走时，脚与地面之间的摩擦是滑动摩擦
D．划火柴时，火柴头和砂纸之间的摩擦是滚动摩擦
【答案】A
【分析】根据两个物体的运动情况不同，可将摩擦力分为三种：当一个物体在另一个物体表面滑动时，产生的摩擦力叫滑动摩擦力；当一个物体在另一个物体表面滚动时，产生的摩擦力叫滚动摩擦力；当两个物体未发生相对运动，但有相对运动趋势时，产生的摩擦力叫静摩擦力。
【解答】解：A、爬树时，手相对于树皮有向下滑动的趋势，则手与树皮之间的摩擦是静摩擦，故A正确；B、自行车的钢圈与刹车闸皮之间发生的是相对滑动，它们之间的摩擦是滑动摩擦，故B错误；C、人在正常行走时，脚向后蹬地，脚相对于地面有向后运动的趋势，地面给人的脚一个向前的摩擦力，使人向前运动，则脚与地面间的摩擦是静摩擦，故C错误；D、划火柴时，火柴头和砂纸之间发生的是相对滑动，它们之间的摩擦是滑动摩擦，故D错误。
【点评】此题考查了摩擦力的种类，关键是分析出物体发生的相对运动是何种运动方式﹣﹣滑动、滚动、有运动趋势（相对静止）。
【题型2】 摩擦力的大小
方法点拨 对于初中摩擦力的大小不需要利用公式计算，摩擦力大小只要求求出静摩擦力和滑动摩擦力，这两种摩擦力一般与平衡力相结合出题，例如：静摩擦力，要根据受力的情况来分析，而不要想当然或跟着思维定势走。
（2023春 平桂区 期中）如图所示，用水平力F＝30N按住一重G＝10N的木块在竖直墙壁上保持静止，若将力F增大5N，木块受到的摩擦力的大小是（　　）
A．45N B．35N C．25N D．10N
【答案】D
【分析】当物体处于静止状态或匀速直线运动时，物体受到的力是平衡力，根据二力平衡的条件：等大、反向、共线、共物，知道其中的一个力可以确定另一个力。
【解答】解：竖直墙壁上保持静止的木块，具有向下的运动趋势，此时重力和摩擦力是一对平衡力，所以摩擦力大小等于重力大小为10N。若将力F增大5N，木块仍然在竖直墙壁上保持静止，重力和摩擦力仍然是一对平衡力，摩擦力大小仍然为10N。故D正确，ABC不正确。
【点评】此题考查了二力平衡的条件的应用，静止的物体或匀速直线运动的物体受平衡力的作用。
【变式2-1】（2023春 抚顺期末）如图所示，用手握住重10N的瓶子保持静止，手的握力为15N，下列说法正确的是（　　）
A．此时瓶子受到的摩擦力大小为15N
B．摩擦力的方向水平向右
C．手对瓶子的压力增大，瓶子受到的摩擦力不变
D．手上涂洗洁精后，再用力握紧瓶子不动，瓶子受到的摩擦力减小
【答案】C
【分析】瓶子静止悬在空中处于平衡状态，符合二力平衡条件：大小相等，方向相反，作用在同一直线上。所以，瓶子受到手竖直向上的摩擦力始终等于瓶子的重力。
【解答】解：AB、瓶子静止，此时手与瓶子间的摩擦力是静摩擦力，在竖直方向上受到的静摩擦力与重力相等，方向相反，其大小为10N，方向为竖直向上，故AB错误；C、因为瓶子始终静止，所受摩擦力与重力仍是一对平衡力，大小相等，所以手对瓶子的压力增大，瓶子受到的摩擦力不变，故C正确；D、手上涂洗洁精后，再用力握紧瓶子不动时，瓶子所受摩擦力与重力仍是一对平衡力，大小相等，即瓶子变到的摩擦力不变，故D错误。
【点评】本题考查学生对摩擦力和二力平衡条件的理解和运用，理解相关概念和原理是解答的关键。
【变式2-2】（2022 荆门）星期天小明参加社区志愿服务活动。如图他用200N的水平力推动质量为50kg的垃圾箱，使其沿水平地面做匀速直线运动。停止用力后，垃圾箱继续向前滑行时受到的摩擦力为（　　）
A．50N B．100N C．200N D．500N
【答案】C
【分析】物体处于静止或者匀速直线运动状态时，受到的力是平衡力，相互平衡的两个力大小相等；滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关。
【解答】解：用200N的水平力推动质量为50kg的垃圾箱，使其沿水平地面做匀速直线运动，推力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以滑动摩擦力为f＝200N；停止用力后，垃圾箱继续向前滑行时，垃圾箱对地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，受到的滑动摩擦力大小不变，仍为200N。故选：C。
【点评】本题考查了二力平衡条件的应用、影响滑动摩擦力大小的因素，属于基础题。
【变式2-3】（2023春 工业园区校级期中）如图所示，用弹簧测力计两次水平拉同一木块，使它在同一水平木板上做匀速直线运动，已知第二次的速度是第一次速度的两倍，下列说法正确的是（　　）
A．图中的木块受到的拉力为3.2N
B．木块两次受到的滑动摩擦力之比为2：1
C．木块两次受到的拉力之比为1：1
D．若加速拉动木块，滑动摩擦力也随之变大
【答案】C
【分析】（1）根据弹簧测力计的分度值读出弹簧测力计的示数；
（2）影响摩擦力的因素：压力和接触面的粗糙程度。
【解答】解：A、从图甲知，弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为3.4N，即图甲中木块受到的拉力为3.4N，故A错误；BCD、两次接触面的粗糙程度相同、压力相同，滑动摩擦力相同，即木块两次受到滑动摩擦力之比为1：1，木块两次受到的拉力之比为1：1，故C正确；滑动摩擦力与接触面的粗糙程度、压力大小有关，两者不变，加速拉动木块，滑动摩擦力也不变，故BD错误。
【点评】本题考查了二力平衡的条件、弹簧测力计的读数、影响摩擦力的因素，常见题目。
【题型3】 摩擦力的方向
方法点拨 1．判断的依据：摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势方向相反。 2．摩擦力的作用是阻碍相互接触的两个物体间的相对运动或相对运动趋势，所以研究摩擦力的方向时一定要取与研究对象接触的那个物体为参照物，并判断研究对象与参照物之间是否存在相对运动或相对运动趋势。若有，则被研究物体所受的摩擦力一定与此相对运动或相对运动趋势方向相反。 3．判断步骤： （1）明确研究对象（受力物体）和参照物（施力物体）； （2）判断研究对象与参照物之间是否存在相对运动或相对运动趋势。 （3）若有，则被研究物体所受的摩擦力一定与此相对运动或相对运动趋势方向相反。 4．静摩擦力的方向，除了利用摩擦力概念判断，还可以采用下面的方法进行判断： （1）假设法：就是假设接触面是光滑的，确定两物体的相对滑动方向，从而确定静摩擦力的方向。 判断步骤：明确研究对象及参照物→假设接触面光滑，判断研究对象相对参照物发展怎样的相对运动→判断出静摩擦力的方向。 （2）用平衡条件判断：有些物体间的相对滑动趋势不明显，用假设法也不易判断静摩擦力的方向，但如果物体处于平衡状态．则可用物体平衡条件来判断物体是否受静摩擦力，其方向如何。
（2023 娄底）如图所示，长方体物块A在拉力8N的作用下沿水平面匀速向右运动，此时弹簧测力计示数为6N且保持不变，则物块B对A的摩擦力方向是向　 　，地面对A的摩擦力为　 　N。
【答案】左；2。
【分析】滑动摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反，据此判断摩擦力方向。
分别对AB进行受力分析，根据二力平衡的条件得出摩擦力的大小。
【解答】解：如图所示，长方体物块A在拉力8N的作用下沿水平面匀速向右运动，此时A相对于B是向右运动，因而B对A的摩擦力阻碍其运动，摩擦力的方向向左；
B始终静止受力平衡，受到弹簧测力计的拉力与A对B的摩擦力平衡，此时弹簧测力计示数为6N且保持不变，则A对B的摩擦力为6N，根据相互作用力大小相等，则B对A的摩擦力也是6N，方向水平向左，A做匀速直线运动，受力平衡，向右的拉力与B对A向左的摩擦力和地面对A向左的摩擦力平衡，则地面对A的摩擦力f＝8N﹣6N＝2N。
【点评】本题考查摩擦力的方向和大小，关键是运用二力平衡分析摩擦力。
【变式3-1】（2023春 邢台期中）关于摩擦力的方向，下列说法正确的是（　　）
A．摩擦力的方向一定与物体运动方向相反
B．摩擦力的方向一定与物体运动方向相同
C．摩擦力的方向一定与物体的运动方向在同一条直线上
D．摩擦力的方向总是与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反
【答案】D
【分析】摩擦力有静摩擦力、滑动摩擦力与滚动摩擦力之分，它们的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反．
【解答】解：AB、摩擦力的方向一定与相对运动方向相反，可能与物体的运动方向相同，可能与物体的运动方向相反，例如刚放上传送带的行李包受到的摩擦力与运动方向相同，故AB错误；C、摩擦力的方向不一定与物体的运动方向在同一条直线上，例如随水平圆盘一起做匀速圆周运动的物体，摩擦力的方向与运动方向垂直，故C错误；D、物体受的摩擦力的方向总是和物体的相对运动或相对运动趋势的方向相反，故D正确；
【点评】考查摩擦力的类型：静摩擦力与滑动摩擦力方向问题，要注意明确摩擦力的方向总是阻碍物体间的相对运动或相对运动的趋势。
【变式3-2】（2023 日照）书法教育是对中小学生进行书法基本技能的培养和书法艺术欣赏，是传承中华民族优秀传统文化，培养爱国情怀的重要途径。如图所示，在某次书法课上，小明同学在水平桌面上平铺一张白纸，然后在白纸的左侧靠近边缘处放镇纸，防止书写过程中白纸在桌面上打滑。书写“一”字时，在向右行笔的过程中镇纸和白纸都处于静止状态。则（　　）
A．毛笔受到白纸的摩擦力的方向水平向左
B．镇纸受到白纸的摩擦力的方向水平向右
C．白纸受到毛笔的摩擦力的方向水平向左
D．白纸只受到向左的摩擦力
【答案】A
【分析】摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反，对镇纸进行受力分析即可；对白纸进行受力分析，判断白纸受到的摩擦力；结合对白纸的受力分析判断桌面受到的摩擦力的方向。
【解答】解：A、白纸始终处于静止状态，毛笔相对于纸向右运动的过程中受到纸的摩擦力的方向向左，故A正确；B、白纸始终处于静止状态，镇纸静止在白纸上只受重力和支持力，一定不受到摩擦力，故B错误；CD、白纸始终处于静止状态，则白纸在水平方向受到的毛笔对白纸的向右摩擦力与桌面对白纸的向左摩擦力处于平衡状态；故CD错误。
【点评】本题考查摩擦力的方向以及二力平衡的应用，属于中档题。
【变式3-3】（2023春 武汉期中）如图所示，一个木块在从水平面冲上斜面后，最终静止在A点。若水平面和斜面的粗糙程度相同，下列说法正确的是（　　）
A．木块在斜面上受到的摩擦力方向会发生改变
B．木块在斜面上受到的摩擦力方向始终沿斜面向下
C．木块在A点时受到的摩擦力大小等于木块的重力
D．木块在滑动的过程中，受到的摩擦力大小不变
【答案】A
【分析】（1）摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反；
（2）对物体进行受力分析，比较摩擦力和重力的大小关系；
（3）滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关；
【解答】解：AB、木块冲上粗糙斜面的过程中，木块相对于斜面向上运动，因此摩擦力沿斜面向下，当静止在斜面上时，木块有沿斜面下滑的趋势，因此摩擦力的方向沿斜面向上，故摩擦力在斜面上受到的摩擦力方向会发生改变，故A正确，B错误；
C、木块静止在斜面上的A点时，其受到三个力的作用：重力、支持力和摩擦力，三个力的合力为0，此时木块受到的摩擦力大小等于木块受到的重力和支持力的合力，故C错误；D、木块在滑动的过程中，在水平面和在斜面上木块对接触面的压力大小不同，则木块受到的摩擦力大小不同，故D错误。
【点评】本题考查了摩擦力的大小和方向，掌握摩擦力方向的判断方法即可正确解题，有一定难度。
【题型4】 摩擦力的利用与防止
方法点拨 1．区分有益摩擦和有害摩擦 （1）摩擦有时是有益的。如手拿东西、人能走路、轮胎刻有花纹、刹车等。 （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。 2．增大有益摩擦、减小有害摩擦的现象在我们的日常生活中随处可见，学习中要注意理论联系实际，用所学物理知识对生活中的物理现象作出解释，这样才能做到举一反三，活学活用。
（2023 烟台）自行车是一种常用的交通工具，它的结构和使用涉及了许多物理知识。下列说法正确的是（　　）
A．给车轴加润滑油是为了增大摩擦
B．轴承内装有滚珠是为了减小摩擦
C．刹车时通过增大压力来减小摩擦
D．轮胎表面有凹凸不平的花纹是为了减小摩擦
【答案】B
【分析】增大摩擦力的方法：增大压力，增大接触面的粗糙程度；
减小摩擦力的方法：减小压力，减小接触面的粗糙程度，使接触面脱离，用滚动代替滑动。
【解答】解：A、自行车轴加润滑油，是在压力一定时，使得接触面分离来减小摩擦力，故A错误；B、在轴承内装有滚珠是通过变滑动为滚动，来减小摩擦的，故B正确；
C、刹车时用力捏车闸是为了在接触面粗糙程度一定时，增大压力，从而增大摩擦，故C错误；D、自行车外胎有凹凸不平的花纹，是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度，目的是增大摩擦，故D错误。
【点评】本题考查了对增大和减小摩擦的方法在生活中的应用，能将知识与实际应用相结合，是解答的关键。
【变式4-1】（2023 曲阳县期末）如图所示的四个实例中，目的是为了增大摩擦的是（　　）
A．自行车脚蹬上有花纹
B．给车轴加润滑油
C．磁悬浮列车悬浮行驶
D．给木箱装上轮子
【答案】A
【分析】（1）增大摩擦力的方法：增大压力，增大接触面的粗糙程度。
（2）减小摩擦力的方法：减小压力，减小接触面的粗糙程度，使接触面脱离，用滚动代替滑动。在此题中，只需要将这四个实例与以上方法对比即可。
【解答】解：A、自行车脚踏板上有花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的，符合题意。B、车轴加润滑油是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力的，不符合题意。C、磁悬浮列车悬浮行驶是通过使接触面脱离接触来减小摩擦力的，不符合题意。D、给木箱装上轮子是通过将滑动摩擦变为滚动摩擦的方法来减小摩擦的，不符合题意。
【点评】如何增大摩擦力在日常生活中有多种方法，如何将其与理论联系在一起是解决这类问题的关键，在生活中摩擦力有些是对我们有利的，这些我们要增大，有害的我们就要减小。
【变式4-2】（2023春 安达市校级月考）下列几种现象中属于有害摩擦的是（　　）
A．刷牙时牙刷与牙齿之间的摩擦
B．手拿物体时手与物体之间的摩擦
C．神舟五号载人飞船升空时，飞船与空气之间的摩擦
D．自行车刹车时，刹车皮和钢圈之间的摩擦
【答案】C
【分析】（1）有益摩擦要增大，增大摩擦力的方法：增大压力和增大接触面的粗糙程度。（2）有害摩擦要减小，减小摩擦的方法：减小压力，减小接触面的粗糙程度，使接触面脱离，用滚动代替滑动。
【解答】解：A、刷牙时牙刷与牙齿之间的摩擦使牙齿变干净，是有益摩擦，不合题意；B、手拿物体时手与物体之间的摩擦，使物体不会掉落，是有益摩擦，不合题意；C、神舟五号载人飞船升空时，飞船与空气之间的摩擦阻碍飞船的升空，且会使其内能增加，有一定危害性，属有害摩擦，符合题意；D、自行车刹车时，刹车皮和钢圈之间的摩擦，使车子尽快停下来，是有益摩擦，不合题意。
【点评】掌握摩擦力大小的影响因素。掌握增大和减小摩擦力的方法，能解释生活中的摩擦力问题。
【变式4-3】（2023 怀化）生活中有的摩擦是有用的，有的摩擦是有害的，下列情况属于减小摩擦的是（　　）
A．甲图：自行车刹车时用力捏车闸
B．乙图：体操运动员上器械前，手上要涂防滑粉
C．丙图：在冰壶运动中，运动员不断擦拭冰面
D．丁图：矿泉水瓶瓶盖上刻有竖条纹
【答案】C
【分析】（1）增大摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，增大压力来增大摩擦力；在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
（2）减小摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，减小压力来减小摩擦力；在压力一定时，减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力；使接触面脱离；用滚动摩擦代替滑动摩擦。
【解答】解：A、自行车刹车时，闸皮紧压在钢圈上，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力，故A错误；B、体操运动员上器械前在手上涂防滑粉，在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故B错误；C、在冰壶运动中，刷冰使冰熔化，在冰壶和冰之间产生水，使冰壶与冰面分离，减小摩擦，故C正确；D、矿泉水瓶瓶盖上刻有竖条纹，在压力一定时增大了接触面的粗糙程度，从而增大摩擦力，故D错误。
【点评】此题主要考查增大和减小摩擦力的方法，考查了学生知识联系生活实际的能力，平时多观察、多思考。
【题型5】 探究影响滑动摩擦力大小的因素
方法点拨 1．滑动摩擦力的大小不能直接测量，是根据二力平衡知识间接测量的，测量方法（转换法）：实验时，一定要用弹簧测力计水平拉动物体做匀速直线运动，这样物体受力平衡，f＝F拉。 2．控制变量法的应用： （1）探究滑动摩擦力与压力大小的关系时，控制接触面的粗糙程度不变，改变压力大小。 （2）探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度关系时，控制压力不变，改变接触面的粗糙程度。 3．实验中很难保持物体做匀速直线运动，改进方法： 测力计固定，拉动木块下面的长木板，这样既便于读数，也方便操作。
（2023 辽宁）小智发现妈妈购买的防滑地垫的A面比B面更粗糙，为了比较A、B两个面的防滑性，小智利用商家赠送的小块地垫样品和弹簧测力计进行了下列探究：
（1）如图甲、乙，分别将B、A面与同一水平地面接触，用弹簧测力计水平
　　拉动小块地垫，根据 　原理可知滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数。
（2）小智发现完成甲、乙两次实验测得的滑动摩擦力都很小，比较不出A、B两个面的防滑性，于是又找来一个铁块，在原水平地面上进行了如图丙所示的实验。通过比较甲、丙两次实验，发现当接触面粗糙程度相同时，
　　 越大，滑动摩擦力越 　。
（3）为了完成探究，保持其他条件不变，在丙图实验的基础上小智只将　 　 ，测出滑动摩擦力的大小为2.2N，通过与丙图实验测得的滑动摩擦力相比，选择地垫　 　 （填“A”或“B”）面铺在地面上，能更有效地防止地垫在地面上滑动。
【答案】（1）匀速直线；二力平衡；（2）压力；大；（3）A、B两个面对调；A。
【分析】（1）根据二力平衡的条件分析；（2）（3）影响滑动摩擦力大小因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变，根据图中现象得出结论。
【解答】解：（1）实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使其在水平桌面上做匀速直线运动，根据二力平衡原理，可知滑动摩擦力的大小等于拉力的大小；
（2）比较甲、丙两次实验，得出结论：接触面粗糙程度相同时，丙中压力大，测力计示数也大，即压力越大，滑动摩擦力越大；
（3）探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系，要控制压力大小相同，故将A、B两个面对调，可探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系，地垫A面铺在地上时，弹簧测力计的示数大，能更有效地防止地垫在地面上滑动。
【点评】本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关，考查实验原理、测力计读数及控制变量法的运用，体现了对过程和方法的考查。
【变式5-1】（2023 海南）如图是改进的探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验装置。下列说法不正确的是（　　）
A．实验时水平拉动长木板A，可测出木块B所受摩擦力大小
B．拉动长木板A的速度越大，弹簧测力计示数越大
C．在木块B上增加重物，拉动长木板A时弹簧测力计示数变大
D．在长木板A上铺毛巾，可探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系
【答案】B
【分析】两个物体之间有相对运动趋势时，物体间产生的是静摩擦力；两个物体之间发生相对运动时，物体间产生的摩擦力是滑动摩擦力。滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关；物体处于静止时受力平衡，根据二力平衡分析摩擦力大小与拉力关系。
【解答】解：A．实验时水平拉动长木板A，AB两个物体之间发生相对运动，有滑动摩擦力，而B始终相对于地面静止，受力平衡，弹簧测力计的示数等于木块B所受摩擦力大小，故A正确； B．拉动长木板A的速度越大，B始终静止，受力平衡，压力和接触面的粗糙程度，滑动摩擦力大小不变，弹簧测力计示数不变，故B错误； C．在木块B上增加重物，保持接触面粗糙程度不变，增大压力，滑动摩擦力增大，拉动长木板A时弹簧测力计示数变大，故C正确； D．在长木板A上铺毛巾，压力不变，改变接触面的粗糙程度，故可探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，故D正确。
【点评】本题考查探究摩擦力的有关因素，关键掌握二力平衡条件和摩擦力有关因素进行分析。
【变式5-2】（2023春 东阿县期中）小宇要探究“影响滑动摩擦力大小的因素”，他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有：
A．接触面所受的压力大小；
B．接触面的粗糙程度；
C．物体运动的速度；
接下来小宇通过如图所示的实验操作开展探究。
（1）进行甲、乙、丙图实验时，弹簧测力计必须沿水平方向拉着物体做　 　运动。
（2）要验证猜想B，需要保持压力相同，接触面的粗糙程度不同，则需按照　 　（选填“甲、乙”、“乙、丙”或“甲、丙”）两个图进行对比实验。
（3）比较甲、乙图的实验，得到的实验结论是　 　。
（4）在本次实验中运用的研究方法是转换法和 　。
（5）小颖发现小宇上述实验操作中弹簧测力计的示数并不稳定，于是改进了实验装置，如图丁所示。改进后长木板 　（选填“一定”或“不一定”）要做匀速直线运动。
【答案】（1）匀速直线；（2）甲、丙；（3）接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；（4）控制变量法；（5）不一定。
【分析】（1）根据二力平衡的条件分析；（2）（3）（4）影响滑动摩擦力大小因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度，由控制变量法，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变，根据图中现象得出结论；（5）木块相对地面处于静止状态，受到的测力计拉力与受到的摩擦力为一对平衡力。
【解答】解：（1）进行甲、乙、丙图实验时，弹簧测力计必须沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，此时物体在水平方向上受到平衡力的作用，由二力平衡的条件，拉力大小才等于摩擦力的大小；
（2）要验证猜想B，即滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系，要控制压力大小相同和速度大小相同，改变接触面的粗糙程度，需按照甲、丙两个图进行对比实验；
（3）比较甲、乙图的实验知，接触面粗糙程度相同，乙中压力大，弹簧测力计的示数大，乙受到的滑动摩擦力也大，故实验结论是：接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（4）由（2）（3）知，本实验采用了控制变量法，所以在本次实验中运用的研究方法是转换法和控制变量法；
（5）如图丁所示，木块相对地面处于静止状态，受到的测力计拉力与受到的摩擦力为一对平衡力，大小相等，故改进后长木板不一定要做匀速直线运动。
【点评】本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关，考查实验原理及控制变量法的运用和对实验方案的改进，体现了对过程和方法的考查。
【变式5-3】（2023 攀枝花）小文同学在做“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，进行了如下的改进。
如图甲所示，长、宽、高均不相同的长方体木块，上表面比下表面更为粗糙，放在由电机驱动的水平传送带上，通过水平细绳，绕过定滑轮与竖直悬挂的弹簧测力计相连。
（1）请画出电机顺时针匀速转动后木块在水平方向上的受力示意图，并标注力的符号。
（2）若某次实验中，弹簧测力计的示数如图乙所示，则木块所受摩擦力的大小为
　　N。
（3）先后用上、下表面贴放在传送带上，在木块上放不同质量的砝码进行实验，绘制出摩擦力与压力之间的关系图象如图丙所示。由图象可知，滑动摩擦力的大小不仅与压力大小有关，还与 　 　有关；当较粗糙的上表面贴放在传送带上进行实验时得到的实验图象应为 　 　（选填图象编号）。
（4）本实验采用传送带的好处是 　 　（答出一条即可）。
【答案】（1）如图所示；（2）1.2；（3）接触面粗糙程度；①；（4）木块处于静止状态，便于读数（或可以探究滑动摩擦力是否与运动速度有关）。
【分析】（1）木块放在水平传送带上且左端细绳通过定滑轮与弹簧测力固定，所以木块处于静止状态，由此分析木块在水平方向受到的力，再画出受力示意图；
（2）认清弹簧测力计的分度值，根据指针对应的刻度读数；
（3）滑动摩擦力的大小跟物体之间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，滑动摩擦力越大；
（4）利用传送带根据二力平衡可以较为准确的测出摩擦力或可以探究滑动摩擦力是否与运动速度有关。
【解答】解：（1）由题知，木块放置在水平传送带上，左端细绳通过定滑轮与弹簧测力固定，所以电机顺时针匀速转动时，木块处于静止状态，水平方向木块的受力有：细绳对它水平向左的拉力，传送带对它水平向右的摩擦力，这两个力是一对平衡力，大小相等；故木块在水平方向上所受力的示意图如答案图所示。
（2）若某次实验中，弹簧测力计的示数如图乙所示，弹簧测力计分度值为0.2N，其示数为1.2N；
（3）由图象可知，图线为两个过原点的斜线，说明滑动摩擦力的大小不仅与压力大小有关，还与接触面粗糙程度有关；在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，故①是较粗糙的上表面贴放在传送带上进行实验时得到的实验图象；
（4）利用传送带根据二力平衡可知，木块处于静止状态，便于读数，或可以探究滑动摩擦力是否与运动速度有关。
【点评】本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关实验，考查力的示意图、弹簧测力计的读数、控制变量法和实验推理法的运用，体现了对过程和方法的考查。

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