10-摩擦力、受力分析--浙教版(2024)八年级暑假科学培优课程讲义(含解析)

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10-摩擦力、受力分析--浙教版(2024)八年级暑假科学培优课程讲义(含解析)

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1.掌握摩擦力的定义
2.掌握摩擦力的大小及方向判断
3.掌握摩擦力相关的受力分析
例1-1.(2019·温州)窗玻璃中趴着一只壁虎(如图)。水平向右推窗,当壁虎随窗玻璃一起向右匀速移动的过程中,壁虎受到摩擦力的方向是( )
A. 竖直向上 B. 竖直向下 C. 水平向左 D. 水平向右
【答案】 A
【解析】水平向右推窗,当壁虎随窗玻璃一起向右匀速移动的过程中,由于壁虎和窗户在水平方向上保持相对静止,因此在水平方向上壁虎不受摩擦力。在竖直方向上,由于重力作用,它有向下运动的趋势,因此壁虎受到竖直向上的静摩擦力作用,A符合题意,B、C、D不符合题意。故答案为:A。
例1-2.教室里,带磁性的粉笔刷可吸在黑板上不掉下来。如图所示,关于粉笔刷的受力情况,下列说法正确的是(  )
A.粉笔刷所受磁力与粉笔刷所受重力是一对平衡力
B.粉笔刷所受磁力与黑板对粉笔刷的支持力是一对相互作用力
C.黑板对粉笔刷的摩擦力的方向竖直向上
D.用手指按压粉笔刷摩擦力会变大
【解答】解:A、粉笔刷所受磁力沿水平方向,而粉笔刷所受重力沿竖直方向,不是一对平衡力,故A错误;
B、粉笔刷在水平方向上受到磁力和支持力,符合二力平衡的条件,是平衡力,不是相互作用力,故B错误;
C、黑板对粉笔刷的摩擦力与粉笔刷的重力是一对平衡力,所以摩擦力的方向竖直向上,故C正确;
D、粉笔刷在竖直方向上受到竖直向下重力和竖直向上的摩擦力一对平衡力,大小相等,重力不变,摩擦力也不变,与压力大小无关,故D错误。2 故选:C。
例1-3.(2021·绍兴)如图,将弹性球和绳子先后放入瓶中。倒置瓶子,一手拿着瓶一手拉动绳子,直到绳子处于拉紧状态。将瓶子放正后,手拉绳就可将瓶子提起来。下列分析正确的是( )
A. 增加弹性球的质量有助于实验成功
B. 选择粗细合适的粗糙绳子有助于实验成功
C. 只要手的拉力足够大,瓶子就不会掉落
D. 绳对手的拉力和绳对瓶的拉力是一对相互作用力正放倒放正放
解析:根据二力平衡的知识分析判断。
将瓶子放正后,手拉绳子将瓶子提起来后,瓶子受到的重力和它受到的摩擦力相互平衡。瓶子是否会掉下来,取决于摩擦力的大小,与弹性球的质量大小无关,故A错误;
当绳子和弹性绳刚好卡在瓶口处时,绳子越粗糙,摩擦力越大,越有利于实验成功,故B正确;
手的拉力并没有直接作用在瓶子上,与瓶子的掉落没有直接关系,故C错误;
相互作用力必须作用在相互接触的两个物体上,而绳对手的拉力作用在手上,绳对瓶的拉力作用在瓶上,手和瓶没有接触,故D错误。故选B。
例1-4.(2019 余杭区模拟)如图所示,A、B两同学用甲、乙两种方式推墙。甲中A向前推B、B向前推墙;乙中A、B同时向前推墙。每人用力的大小都为F,方向水平向右。已知地面粗糙,则以下说法中正确的是(  教
A.甲方式中墙受到的力为2F
B.乙方式中墙受到的力为2F
C.甲方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为F
D.乙方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为2F
【解答】解:
(1)甲方式中,先对A同学水平方向受力分析,受B对A的向左的弹力和地面对A的向右的静摩擦力;
再对B同学水平方向受力分析,受A对B向右的弹力和墙壁对B向左的弹力,由B同学静止可知,二力是一对平衡力,21*cnjy*com
又因A同学和B同学之间的作用力为相互作用力,B与墙壁之间的作用力也为相互作用力,
所以,A对B向右的弹力和墙壁对B向左的弹力大小均为F,
则甲方式中墙受到的力为F,B同学不受摩擦力,故AC错误;
(2)乙方式中,甲乙两同学均受水平向左墙壁的弹力和地面向右的静摩擦力作用处于平衡状态,
由二力平衡条件可知,地面对两同学的摩擦力都为F,此时墙受到的推力为2F,故B正确、D错误。
故选:B。
例1-5.(2022·温州)跑步是一种健身方式。人沿水平直道跑步,左脚后蹬时,图中箭头表示左脚受到的摩擦力方向正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反,据此分析判断。
【解答】人沿水平直道跑步,左脚后蹬时,则左脚相对地面有向后运动的趋势,则地面对左脚的摩擦力方向应该是向前的,这就是人前进的动力,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
例1-6.(2019春 城关区校级期中)用30牛的水平力把重10牛的物体压在竖直墙壁上,如图所示,当物体恰好匀速运动下滑时,物体受到的摩擦力是(  )
A.10牛,方向向上 B.10牛,方向向下
C.20牛,方向向上 D.40牛,方向向下
【解答】解:用30牛的力把一个重为10牛的物体压在竖直墙壁上,当物体恰好匀速运动下滑时,则物体在竖直方向受重力和摩擦力作用,二力应大小相等,方向相反,故摩擦力大小为10N,方向竖直向上;
故选:A。
例1-7.如图所 示,A、B两物块叠放在一起,放于粗糙水平桌面上。现对B施加一个5N的水平外力F,使A、B一起向右做匀速直线运动,则A、B间的摩擦力为   N,B与地面间的摩擦力为   N,若再给B施加一个   N的向左拉力可使A、B一起向左做匀速直线运动。2-1-c-j-y
【解答】解:A、B恰好一起向右做匀速直线运动,则AB之间没有相对运动的趋势,所以A、B间的摩擦力为零;
以AB的整体为研究对象,由于处于平衡状态,所以受平衡力的作用,水平方向的推力与地面的摩擦力平衡,则B与地面间的摩擦力f=F=5N。
在不撤除F的情况下,要使A、B恰好一起向左做匀速直线运动,压力大小和接触面的粗糙程度不变,则滑动摩擦力的大小也不变,仍为5N;此时物体受到向右的推力F、向右的摩擦力f以及向左的拉力F′;
由力的平衡条件可得,给B施加的水平向左的拉力:F′=F+f=5N+5N=10N。
故答案为:0;5;10。
1.(2019 衢州)如图,重为500N的小科沿着竖直的直杆匀速上爬,此阶段他受到的摩擦力为f1;小科停在A处稍作休息,此阶段他受到的摩擦力为f2;之后沿杆匀速下滑,此阶段他受到的摩擦力为f3.下列说法正确的是(  )
A.f1>500N,方向竖直向下
B.f2=500N,方向竖直向下
C.f3<500N,方向竖直向上
D.f1=f2=f3,方向都竖直向上
【解答】解:
小科在沿杆匀速上爬时,处于平衡状态,受到的是竖直向下的重力G和竖直向上的摩擦力为f1,这两个力是一对平衡力,大小相等,即f1=G;21世纪教育网版权所有
小科停在A处休息,处于平衡状态,受到的是竖直向下的重力G和竖直向上的摩擦力为f2,这两个力是一对平衡力,大小相等,即f2=G;
沿杆匀速下滑时,处于平衡状态,受到的是竖直向下的重力G和竖直向上的摩擦力f3,这两个力是一对平衡力,大小相等,即f3=G;
综合分析:f1=f2=f3,方向都竖直向上,故D正确。
故选:D。
2.(2019 安顺)如图甲所示,完全相同的A、B两物块叠放在水平桌面上,用F1=50N的水平力作用在B物块上,A、B一起做匀速直线运动,此时B物块所受的摩擦力为   N;若将F2=80N的水平力按如图乙所示作用在A物块上,它们一起做直线运动,则桌面对A物块的摩擦力为   N。【来源:21·世纪·教育·网】
【解答】解:(1)甲图中推力在B上,以AB为研究对象,AB做匀速直线运动,所以其受到的推力F1与摩擦力平衡,以B为研究对象,相对于A处于静止状态,所以其受到的推力F1与摩擦力平衡,B物块所受的摩擦力为50N;
(2)若将F2=80N的水平力按如图乙所示作用在A物块上,它们仍一起做直线运动,乙图中推力作用在A上,此时接触面的粗糙程度不变,压力也不变,因此摩擦力也不变,所以A所受的摩擦力仍为50N。故答案为:50;50。
3.(2018 黑龙江)如图所示,用10N的力握住重为5N的矿泉水瓶,使矿泉水瓶在竖直方向上保持静止此时矿泉水瓶受到的摩擦力为   N,再将握力增大至20N,此时矿泉水瓶受到的摩擦力大小将   (填“变大”、“变小”或“不变”)。
【解答】解:由于矿泉水瓶子在握力作用下处于静止状态,所以在竖直方向上矿泉水瓶子受平衡力,摩擦力与重力平衡,f=G=5N;
当握力增大时,由于矿泉水瓶子仍然静止,矿泉水瓶子重力不变,摩擦力与重力仍然平衡,大小相等,摩擦力仍为5N,大小不变。故答案为:5;不变。
4.(2018·杭州)如图,粗糙程度相同的水平地面上,重 30 牛的物块在 AB 段受 F=10 牛的水平拉力作用, 向右做匀速直线运动,到 B 点时撤去水平拉力,物块仍继续运动,到 C 处静止。下列说法正确的是( )
A. 在 AB 段物块受到水平向右的摩擦力,大小为 10 牛
B. 在 AB 段物块受到水平向左的摩擦力,大小为 20 牛
C. 在 BC 段物块受到水平向左的摩擦力,大小为 10 牛
D. 在 C 点物块受到水平向右的摩擦力,大小为 30 牛
【答案】 C
【解析】A、在AB段物体受力F的作用,匀速向右移动,则摩擦力与运动方向相反,所以摩擦力方向向左;故A错误;
B、 物体在AB段匀速运动,所以二力平衡,f=F=10N;故B错误;
C、 物体的接触面、接触面受到的压力均没有改变;所以摩擦力不变,依然为10N;而物体在BC段依然向右移动,所以摩擦力方向向左;故C正确;
D、 物体在C点静止,在水平方向上不受力;所以没有摩擦力;故D错误;故答案为:C。
5. (2018·衢州)如图所示,手握着瓶子处于竖直静止状态,下列叙述正确的是( C )
A、瓶子处于静止状态,不具有惯性
B、手的握力越大,瓶子所受的摩擦力就越大
C、瓶子受到竖直向上的摩擦力
D、瓶子受到手的握力和重力是一对平衡力
6.(2022·绍兴)长度均为20厘米的相同均质木块A、B平放在水平桌面上,从图示位置开始推木块。当F为3牛时,木块静止;当F为6牛时,木块A、B开始沿桌面做匀速直线运动,2秒后木块A掉落:继续推木块B使其仍做匀速直线运动直到掉落。
(1)推力为3牛时,AB整体受到摩擦力为   牛。
(2)木块A在桌面上匀速运动的速度大小为   米/秒。
【答案】(1)3
(2)0.05
【知识点】速度公式及其应用;二力平衡的条件及其应用;功的计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据二力平衡的知识计算出AB整体受到的摩擦力;
(2)当木块A的重心到达桌面边缘以外时,A会从桌面上掉落,据此确定木块A移动的距离,然后根据公式计算速度;
(3)推力做的功W分为两部分,一部分是木块A掉落前做的功,另外一部分是从A掉落到B掉落这段路程做的功;分别找到对应的力和移动距离,就可计算相应的功。
【解答】(1)推力为3N时,木块静止,则摩擦力和推力是一对平衡力。根据二力平衡条件可知,摩擦力f=F=3N;
(2)当木块A一半体积离开桌面时,木块A就会掉落,
此时移动的距离;
木块A在桌面上匀速运动的速度;
7.(2022·自贡)如图所示,用5N的水平拉力F拉动木板A在水平地面上向右匀速运动,物体B相对地面静止不动,弹簧测力计示数为2N,下列说法正确的是(  )
A.必须使木板A作匀速运动才能测出B受到的摩擦力
B.A对B的摩擦力大小为2N,方向水平向右
C.B对A的摩擦力大小为3N,方向水平向右
D.地面对A的摩擦力大小为3N,方向水平向右
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的大小
【解析】【解答】A.在拉动A的过程中,B相对地面静止,它受到的摩擦力等于水平拉力,即弹簧测力计的示数,因为它们是一对平衡力,所以无论A是否作匀速运动,都可测得B受到的摩擦力,A不符合题意;
BC.B相对地面静止,在水平方向上所受的弹簧测力计的向左拉力与A对B的摩擦力是一对平衡力,它们大小相等,方向相反,所以A对B的摩擦力fAB=2N
方向向右。而A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对相互作用力,它们的大小相等,方向相反,所以B对A的摩擦力大小为2N,方向向左。C不符合题意,B符合题意;
D.A受到水平向右的拉力的作用,匀速向右运动,地面对A的摩擦力向左,则A在水平方向上受到的向左的地面的摩擦力、B对A的摩擦力和向右的拉力作用处于平衡状态,所以地面对A的摩擦力fA=F-fBA=5N-2N=3N
D不符合题意。
故答案为:B。
例2-1.(2022·枣庄)下列四幅图是小明在探究“影响滑动摩擦力大小因素”时设计的实验方案。以下说法正确的是(  )
A.通过甲、乙对比,可探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响
B.通过甲、丁对比,可探究接触面积的大小对滑动摩擦力大小的影响
C.通过乙、丙对比,可探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响
D.通过乙、丁对比,可探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力大小的影响
【答案】A
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中,应采用控制变量法。
A.甲、乙两图中,接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,变量唯一,所以可以探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响,A符合题意;
B. 甲、丁两图中,压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,接触面积大小不同,存在两个变量,所以无法探究接触面积的大小对滑动摩擦力大小的影响,B不符合题意;
C. 乙、丙两图中,压力大小不同,接触面的粗糙程度不同,存在两个变量,所以不能探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响,C不符合题意;
D. 乙、丁两图中,压力大小不同,接触面的粗糙程度不同,接触面积大小不同,存在三个变量,所以不能可探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力大小的影响,D不符合题意。
故答案为:A。
例2-2.(2019 深圳)如图所示,同一木块在同一粗糙水平面上,先后以不同的速度被匀速拉动。甲图中速度为v1,乙图中速度为v2,丙图中木块上叠放一重物,共同速度为v3,且v1<v2<v3,匀速拉动该木块所需的水平拉力分别为F甲、F乙和F丙.下列关系正确的是(  )【版权所有:21教育】
A.F甲<F乙<F丙 B.F甲>F乙>F丙
C.F甲=F乙<F丙 D.F甲<F乙=F丙
【解答】解:滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力大小有关,与速度大小无关。
由题意和图示可知,甲乙丙三图中接触面的粗糙程度相同,甲、乙对水平面的压力相同,丙对水平面的压力较大(木块上叠放一重物),故摩擦力的大小关系为f甲=f乙<f丙;
因为三图中木块都在做匀速直线运动,所以由二力平衡条件可知拉力F=f,即 F甲=F乙<F丙,故C正确;
故选:C。
例2-3.(2020 衢州)小科骑自行车时发现,在不同的路面上,停止踩脚踏板,车都能继续运动一段距离。于是小科作出了以下猜想。
猜想一:车运动的距离可能与路面的粗糙程度有关;
猜想二:车运动的距离可能与车速有关。
为验证猜想,他用丝绸、棉布、小球、斜面和长木板进行模拟实验,如图所示。
(1)验证猜想一,应分别将丝绸、棉布铺在   (选填“斜面”“长木板”或“斜面和长木板”)上,并完成实验。
(2)请用所给的器材,设计一个验证猜想二的实验方案(要求简要叙述实验步骤和预期实验结果):   。
(3)小科实验结束后反思,若探究“阻力对物体运动的影响”,那么可以通过比较起始速度相同的同一小球,在不同水平面上运动的距离或   来判断阻力对物体运动的影响。
【解答】(1)探究车运动的距离可能与路面的粗糙程度有关时,采用的是控制变量法,实验中需要改变接触面的粗糙程度,通过小车在水平面上运动的距离来得出结论,所以需要把丝绸、棉布铺在长木板上;
(2)探究车运动的距离可能与车速有关时,需要控制接触面的粗糙程度相同,速度不同,所以实验步骤为:
先后三次将小球从斜面的不同高度处静止释放,测量并记录小球在粗糙程度相同的水平面上运动距离;如果三次小球在粗糙程度相同的水平面上运动距离不同,说明小球在水平面上的运动距离与速度有关;
(3)若探究“阻力对物体运动的影响”,那么可以通过比较起始速度相同的同一小球,在不同水平面上运动的距离或运动的时间、小球速度的变化的快慢来判断阻力对物体运动的影响。
故答案为:(1)长木板;(2)先后三次将小球从斜面的不同高度处静止释放,测量并记录小球在粗糙程度相同的水平面上运动距离;如果三次小球在粗糙程度相同的水平面上运动距离不同,说明小球在水平面上的运动距离与速度有关;(3)时间或小球速度改变的快慢。
例2-4.(2021湖北十堰)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中:
(1)小明将装有部分文具的文具盒,置于水平桌面上如图甲所示,用弹簧测力计水平方向拉动文具盒,使其做匀速直线运动,这时利用___________ 的原理测出滑动摩擦力的大小;
(2)实验过程中小明发现保持文具盒做匀速直线运动很困难,他与同组成员讨论后,改用图乙装置进行实验,将弹簧测力计水平固定,在文具盒与桌面之间垫一块表面粗糙的木板,当小明用8N的力拉出木板时,弹簧测力计示数是2N,他这样做实验的好处是____________________________ ;
(3)接着,小明又将橡皮、改正液等物品放入文具盒,重复上述实验,若小明仍用8N的力拉出木板时,弹簧测力计的示数为3N,则此时文具盒与本板之间的摩擦力为__________ N。
答案:(1)二力平衡;(2)一方面,不需要木板做匀速直线运动,便于实验操作,另一方面,由于测力计静止便于读数;(3)3。
解析:(1)只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,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)木块与弹簧测力计固定不动,拉动木板运动,该实验设计的优点是:一方面,不需要木板做匀速直线运动,便于实验操作,另一方面,由于测力计静止便于读数;
(3)若小明仍用8N的力拉出木板时,文具盒相对于地面的位置不变,处于静止状态,受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力,它们是一对平衡力,大小相等,所以当弹簧测力计的示数为3N时文具盒与本板之间的摩擦力也为3N。
1.(2020 自贡)下列四幅图呈现的是小明在探究影响滑动摩擦力大小因素时设计的几种实验方案,则下列说法中正确的是(  )
A.通过甲、乙对比,可探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响
B.通过乙、丙对比,可探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响
C.通过乙、丙对比,可探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力大小的影响
D.通过乙、丁对比,可探究接触面的大小对滑动摩擦力大小的影响
【解答】A、通过甲、乙对比,接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,测力计的示数不同,可知接触面的粗糙程度相同,压力越大,滑动摩擦力越大;可探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响,故A正确;
BC、通过乙、丙对比,接触面的粗糙程度不相同,压力大小不同,测力计的示数不同,两个变量,因此不能探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响,故BC错误;
D、通过乙、丁对比,接触面的大小不同,压力大小不同,测力计的示数不同,两个变量,因此不能探究接触面的大小对滑动摩擦力大小的影响,故D错误;
故选:A。
2.(2021·台州)如图、用尺子快速击打下方的棋子。被击打的棋子飞出,而上方的棋子稳稳下落。有关该实验的分析正确的是( )
A. 选择较光滑的棋子。可减小棋子间的摩擦
B. 选择粗糙桌面、可增大桌面对棋子的支持力
C. 被击打的棋子飞出后.它的惯性不断增大
D. 上方的棋子加速下落时,受到平衡力作用
解析:(1)减小摩擦的方法:①减小压力;②减小接触面的粗糙程度;③加入润滑油;④改变接触面;⑤变滑动为滚动;
(2)根据二力平衡的知识分析支持力的大小变化;
(3)根据惯性的影响因素分析;
(4)物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,它处于平衡状态,受到平衡力。
按触面越粗糙摩擦力越大,接触面越光滑摩擦力越小,故A正确:
棋子受到的支持力与自身的重力相互平衡,与接触面粗糙程度无关,故B错误;
惯性与物体质量有关,与运动状态无关,故C错误:
加速下落,物体的运动状态不断改变,不是平衡状态,不受平衡力作用,故D错误 故选A。
3.(2022七下·定海期末)小平用形状相同的铜块和木块来探究“影响滑动摩擦力大小因素”,装置如图所示:
(1)拉动木板时,弹簧测力计的示数就是滑动摩擦力的大小,其依据是   
(2)比较甲、丁两次实验来探究滑动摩擦力大小与接触面面积大小的关系,该方案存在的不足是   
(3)根据甲、丙实验结果,同学得出以下结论:“当接触面粗糙程度相同时,摩擦力越大,压力越大”。你认为该结论是否正确,请说明理由   .
【答案】(1)二力平衡
(2)没有控制接触面粗糙程度
(3)不正确,应为接触面粗糙程度相同时,压力越大摩擦力越大,写反了。
【知识点】影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)当物体在水平方向做匀速直线运动时,它受到的摩擦力与拉力相互平衡,即二者大小相等,方向相反。
(2)探究滑动摩擦力与接触面积大小的关系时,应该控制压力和接触面的粗糙程度相同,而铜块和木块与地面的接触面的粗糙程度不同;
(3)根据滑动摩擦力和压力之间的因果关系解答。
【解答】(1)拉动木板时,弹簧测力计的示数就是滑动摩擦力的大小,其依据是二力平衡;
(2)比较甲、丁两次实验来探究滑动摩擦力大小与接触面面积大小的关系,该方案存在的不足是:没有控制接触面粗糙程度;
(3)根据甲、丙实验结果,同学得出以下结论:“当接触面粗糙程度相同时,摩擦力越大,压力越大”。我认为该结论不正确,理由:应为接触面粗糙程度相同时,压力越大,摩擦力越大,写反了。
例3-1.(2019春 西湖区校级期末)如图所示,水平面上叠放着A,B两个物体,在水平方向力F1和F2的作用下,以共同的速度v一起向右匀速运动,已知F1=5N,F2=3N,那么物体B上下表面所受摩擦力大小分别为(  )
A.5N,2N B.3N,0N C.0N,2N D.5N,8N
【解答】解:
A相对于B保持静止状态,水平方向上A受到拉力F1和摩擦力作用,摩擦力和拉力是一对平衡力,拉力F1是5N,A受到的摩擦力是5N;
根据物体间力的作用是相互的,A受到B的摩擦力水平向左,大小是5N,所以B上表面受到A的摩擦力水平向右,大小是5N;
物体B进行匀速直线运动,水平方向上受到A对B水平向右的摩擦力、地面对B水平向左的摩擦力、水平向左的拉力F2,这三个力是平衡力,所以地面对B水平向左的摩擦力与水平向左的拉力F2之和等于A对B水平向右的摩擦力,所以B下表面受到地面的摩擦力大小为5N﹣3N=2N;
综上所述,物体B的上下表面所受摩擦力的大小分别为5N、2N,故A正确。故选:A。
例3-2.(2019 长泰县校级模拟)如图,在粗糙的水平面上叠放着甲、乙两个普通的长方体木块,甲木块用一根细绳拴在左边固定的竖直板上,现在用力把乙木块从右端匀速地抽出来,所用的力F=15N,则甲、乙两个木块所受到的摩擦力是(  )
A.甲为零,乙受到向左的15N的力
B.甲受到向右小于15N的力
C.甲受到向右15 N的力
D.甲、乙均受力15 N,甲受向右的力,乙受向左的力
【解答】解:
(1)由题可知,木块乙向右端匀速运动,木块乙处于平衡状态,故受平衡力的作用,其中在水平方向受拉力F和甲与水平面对乙向左的摩擦力作用,根据平衡力的条件可以判断,乙木块受到的摩擦力为15牛,方向水平向左;
(2)如图所示,木块甲静止,木块甲处于平衡状态,所以甲受平衡力的作用,在水平方向受细绳对其向左的拉力与乙对甲向右的摩擦力作用,由于乙所受摩擦力等于乙和水平面对乙的摩擦力之和,甲所受的摩擦力等于甲对乙的摩擦力,所以甲所受摩擦力的小于15N,方向向右;
通过以上分析可知:ACD错误,B正确。
故选:B。
例3-3.(2020 黑龙江)如图,甲物重25N,乙物重15N,甲乙均静止,不计测力计自重,测力计示数(  )
A.35N B.10N C.15N D.25N
【解答】以乙物体为研究对象,乙处于静止状态,受力平衡,则测力计右端受到的拉力大小为F=G乙=15N,所以该测力计示数是15N。故选:C。
例3-4.(2020 雅安)A物体受到甲、乙两弹簧测力计向相反方向的拉力,当A物体   时,它处于平衡状态,如图所示,此时弹簧测力计的示数为   N。
【解答】A物体受到甲、乙两弹簧测力计向相反方向的拉力,当A物体静止(或匀速直线运动)时,它处于平衡状态;
由图可知,弹簧测力计分度值为0.2N,示数都为1.8N;
以左侧弹簧测力计为研究对象,测力计处于平衡状态,受到一对为1.8N的平衡力,弹簧测力计的示数等于1.8N;同理以右侧弹簧测力计为研究对象,测力计处于平衡状态,受到一对为1.8N的平衡力,弹簧测力计的示数仍为1.8N。
故答案为:静止(或匀速直线运动);1.8。
例3-5.(2020 杭州)连接在水平桌面上的物体M两端的轻质细绳分别绕过定滑轮与A、B相连,细绳恰好水平,如图所示。当A重3N,B重5N时,M恰好做水平匀速直线运动,若滑轮摩擦不计,此时M受到的摩擦力大小为   N,方向是   。当B刚触地时,若A、M都不会与滑轮组相碰,M受到的摩擦力方向是   。
【解答】当A重3N,B重5N时,M恰好做水平匀速直线运动,则M在水平方向上受到三个力的作用:A对M3N的拉力、B对M5N的拉力、桌面对M的摩擦力的作用,这三个力平衡,则摩擦力的大小为f=5N﹣3N=2N,摩擦力的方向是水平向左的;
当B刚触地时,M由于惯性,仍然会向右运动,则M受到的摩擦力方向是水平向左的。
故答案为:2;水平向左;水平向左。
1.如图,ABCD是4块质量相同的砖,每块重50N,A、D两侧是两块竖直的木板,木板外侧分别用1000N的力压紧,砖处于静止状态。A砖与木板内侧之间的摩擦力为__100__N;A砖与B砖之间的摩擦力为__50__N;B砖与C砖之间的摩擦力为__0__N。
【解析】 先把4块砖看作一个整体:4块砖的总重力是200N,两边的压力F相同,两边受到的摩擦力也相同,根据平衡力知识,向下的重力200N与两边的摩擦力之和相等,故两边的砖块A和D各受到木板100N的摩擦力作用,且方向竖直向上;对于第一块砖A:受到左边木板向上的摩擦力作用,大小为100N;自身向下的重力作用,大小为50N;根据平衡力知识,A砖还受到B砖对它向下的摩擦力作用,大小为50N;根据力的作用是相互的,A砖对B砖的摩擦力大小为50N,方向向上。对于第二块砖B:已经受到了两个力的作用,分别是:自身向下的重力50N、A砖对它的向上的摩擦力50N,这两个力恰好是一对平衡力,故B砖不再受其他力。B砖和C砖之间没有力的作用,即B砖与C砖之间的摩擦力为0。
2.如图甲所示,用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉一水平面上的木块,A端的拉力均匀增加,0~t1木块静止,木块运动后改变拉力,使木块t2后处于匀速直线运动状态。计算机对数据拟合处理后,得到如图乙所示拉力随时间变化图线,回答下列问题:
(1)当用F=5.3N的水平拉力拉静止的木块时,木块所受摩擦力大小为________N。
(2)若用F=5.8N的水平拉力拉木块,木块所受摩擦力大小为________N。
(3)如果要使木块做匀速直线运动,拉力大小为________N,撤去外力的瞬间,木块所受摩擦力大小为________N。
【正解】(1)5.3 (2)5.1 (3)5.1 5.1 我们先根据题意标出图中三个阶段木块的运动情况:0~t1木块静止,t1~t2由静止开始运动,t2后处于匀速直线运动状态。(1)当F=5.3N时,木块是静止的,木块受力平衡,水平方向:拉力F与静摩擦力等大反向,所以静摩擦力大小为5.3N,方向向左。(2)若用5.8N的水平拉力F拉木块,F已超出能让物体保持静止的最大拉力5.5N,木块将由静止开始运动。(3)在第三个阶段,木块做匀速直线运动,水平方向:滑动摩擦力与拉力F仍二力平衡,据图可知滑动摩擦力大小应为5.1N。撤去外力的瞬间,物体仍受滑动摩擦力,将做减速运动。上述两种情况都为非平衡状态,拉力F与滑动摩擦力二力不平衡。但是,由于物体所受的压力及地面的粗糙程度都没变,所以滑动摩擦力仍为5.1N。
3.如图所示,P、Q两物体分别放在同一桌面上,分别在FP=5N、FQ=3N的水平拉力作用下做匀速直线运动,可以确定( B )
A.物体P的速度一定大于物体Q的速度
B.若mP=mQ,则物体P一定比物体Q粗糙
C.物体P受到的摩擦力可能等于物体Q受到的摩擦力
D.物体Q对桌面的压力一定大于物体P对桌面的压力
4.如图所示,两个完全相同的条形磁铁A和B,质量均为m,将它们竖直放在水平地面上,用弹簧测力计通过一根细线竖直向上拉磁铁A,若弹簧测力计读数为mg,则B对A的支持力F1以及水平地面对B的支持力F2分别为( )
A.F1=0,F2=mg
B.F1=mg,F2=0
C.F1>0,F2D.F1>0,F2=mg
【错解】选A
【析错】认为因为磁铁A的质量是m,所以重力为mg,弹簧测力计的拉力也为mg,磁铁A对B不产生压力,F1=0,忽略了B对A向下的引力与B对A的支持力等大反向这一情况。
【正解】选D 磁铁A受到向下的重力、向上的拉力、B对A向下的引力和B对A向上的支持力,这四个力平衡,因为拉力和重力大小相等,所以B对A向下的引力和B对A向上的支持力相等,所以F1>0,但不一定等于mg。把磁铁A和B当成一个整体,这个整体的重力等于2mg,向上的拉力为mg,还有地面对整体向上的支持力,根据这三个力平衡,所以水平地面对B的支持力F2的大小等于mg。
5.两个完全相同的物体A、B,每个重为20N。
(1)如图甲所示,A和B叠放在水平桌面上,在15N的水平拉力作用下,A、B一起向右做匀速直线运动,此时木块B受到的摩擦力大小为__0__N。
(2)如图乙所示,若将A、B木块紧靠着放在水平桌面上,用水平力F2推A使它们一起向右做匀速直线运动,则F2的大小是__15__N,此时A对B的推力为__7.5N__。
6.如图所示,将小车放在水平桌面上,用轻绳跨过定滑轮与钩码相连,在轻绳的拉力作用下沿桌面做匀速运动。若突然剪断轻绳,则下列关于小车的叙述正确的是( A )
A.小车将运动得越来越慢
B.小车对桌面的压力和桌面对小车的支持力是一对平衡力
C.小车将继续向前匀速运动
D.受到的摩擦力将越来越大
【错解】选B
【析错】平衡力和相互作用力的区别是:平衡力作用在同一物体上,相互作用力作用在不同物体上。
【正解】选A 由小车沿桌面做匀速运动知道,小车受到的力是平衡力,即竖直方向上重力和支持力是平衡力,水平方向上拉力和摩擦力是平衡力。若突然剪断轻绳,拉力消失,在水平方向上小车只受向左的摩擦力,由于摩擦力方向与小车的运动方向相反,所以小车做减速运动,速度越来越慢。影响摩擦力的因素是压力大小和接触面的粗糙程度,当突然剪断轻绳时,小车对接触面的压力与接触面的粗糙程度都不变,所以受到的摩擦力大小不变。
21.掌握摩擦力的定义
2.掌握摩擦力的大小及方向判断
3.掌握摩擦力相关的受力分析
例1-1.窗玻璃中趴着一只壁虎(如图)。水平向右推窗,当壁虎随窗玻璃一起向右匀速移动的过程中,壁虎受到摩擦力的方向是( )
A. 竖直向上 B. 竖直向下 C. 水平向左 D. 水平向右
例1-2.教室里,带磁性的粉笔刷可吸在黑板上不掉下来。如图所示,关于粉笔刷的受力情况,下列说法正确的是(  )
A.粉笔刷所受磁力与粉笔刷所受重力是一对平衡力
B.粉笔刷所受磁力与黑板对粉笔刷的支持力是一对相互作用力
C.黑板对粉笔刷的摩擦力的方向竖直向上
D.用手指按压粉笔刷摩擦力会变大
例1-3.如图,将弹性球和绳子先后放入瓶中。倒置瓶子,一手拿着瓶一手拉动绳子,直到绳子处于拉紧状态。将瓶子放正后,手拉绳就可将瓶子提起来。下列分析正确的是( )
A. 增加弹性球的质量有助于实验成功
B. 选择粗细合适的粗糙绳子有助于实验成功
C. 只要手的拉力足够大,瓶子就不会掉落
D. 绳对手的拉力和绳对瓶的拉力是一对相互作用力正放倒放正放
例1-4.如图所示,A、B两同学用甲、乙两种方式推墙。甲中A向前推B、B向前推墙;乙中A、B同时向前推墙。每人用力的大小都为F,方向水平向右。已知地面粗糙,则以下说法中正确的是(  )
A.甲方式中墙受到的力为2F
B.乙方式中墙受到的力为2F
C.甲方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为F
D.乙方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为2F
例1-5.跑步是一种健身方式。人沿水平直道跑步,左脚后蹬时,图中箭头表示左脚受到的摩擦力方向正确的是(  )
A. B.
C. D.
例1-6.牛的水平力把重10牛的物体压在竖直墙壁上,如图所示,当物体恰好匀速运动下滑时,物体受到的摩擦力是(  )
A.10牛,方向向上 B.10牛,方向向下
C.20牛,方向向上 D.40牛,方向向下
例1-7.如图所 示,A、B两物块叠放在一起,放于粗糙水平桌面上。现对B施加一个5N的水平外力F,使A、B一起向右做匀速直线运动,则A、B间的摩擦力为   N,B与地面间的摩擦力为   N,若再给B施加一个   N的向左拉力可使A、B一起向左做匀速直线运动。2-1-c-j-y
1.(2019 衢州)如图,重为500N的小科沿着竖直的直杆匀速上爬,此阶段他受到的摩擦力为f1;小科停在A处稍作休息,此阶段他受到的摩擦力为f2;之后沿杆匀速下滑,此阶段他受到的摩擦力为f3.下列说法正确的是(  )
A.f1>500N,方向竖直向下
B.f2=500N,方向竖直向下
C.f3<500N,方向竖直向上
D.f1=f2=f3,方向都竖直向上
2.如图甲所示,完全相同的A、B两物块叠放在水平桌面上,用F1=50N的水平力作用在B物块上,A、B一起做匀速直线运动,此时B物块所受的摩擦力为   N;若将F2=80N的水平力按如图乙所示作用在A物块上,它们一起做直线运动,则桌面对A物块的摩擦力为   N。
3.如图所示,用10N的力握住重为5N的矿泉水瓶,使矿泉水瓶在竖直方向上保持静止此时矿泉水瓶受到的摩擦力为   N,再将握力增大至20N,此时矿泉水瓶受到的摩擦力大小将   (填“变大”、“变小”或“不变”)。
4.如图,粗糙程度相同的水平地面上,重 30 牛的物块在 AB 段受 F=10 牛的水平拉力作用, 向右做匀速直线运动,到 B 点时撤去水平拉力,物块仍继续运动,到 C 处静止。下列说法正确的是( )
A. 在 AB 段物块受到水平向右的摩擦力,大小为 10 牛
B. 在 AB 段物块受到水平向左的摩擦力,大小为 20 牛
C. 在 BC 段物块受到水平向左的摩擦力,大小为 10 牛
D. 在 C 点物块受到水平向右的摩擦力,大小为 30 牛
5.如图所示,手握着瓶子处于竖直静止状态,下列叙述正确的是( )
A、瓶子处于静止状态,不具有惯性
B、手的握力越大,瓶子所受的摩擦力就越大
C、瓶子受到竖直向上的摩擦力
D、瓶子受到手的握力和重力是一对平衡力
6.长度均为20厘米的相同均质木块A、B平放在水平桌面上,从图示位置开始推木块。当F为3牛时,木块静止;当F为6牛时,木块A、B开始沿桌面做匀速直线运动,2秒后木块A掉落:继续推木块B使其仍做匀速直线运动直到掉落。
(1)推力为3牛时,AB整体受到摩擦力为   牛。
(2)木块A在桌面上匀速运动的速度大小为   米/秒。
7.如图所示,用5N的水平拉力F拉动木板A在水平地面上向右匀速运动,物体B相对地面静止不动,弹簧测力计示数为2N,下列说法正确的是(  )
A.必须使木板A作匀速运动才能测出B受到的摩擦力
B.A对B的摩擦力大小为2N,方向水平向右
C.B对A的摩擦力大小为3N,方向水平向右
D.地面对A的摩擦力大小为3N,方向水平向右
例2-1.下列四幅图是小明在探究“影响滑动摩擦力大小因素”时设计的实验方案。以下说法正确的是(  )
A.通过甲、乙对比,可探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响
B.通过甲、丁对比,可探究接触面积的大小对滑动摩擦力大小的影响
C.通过乙、丙对比,可探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响
D.通过乙、丁对比,可探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力大小的影响
例2-2.如图所示,同一木块在同一粗糙水平面上,先后以不同的速度被匀速拉动。甲图中速度为v1,乙图中速度为v2,丙图中木块上叠放一重物,共同速度为v3,且v1<v2<v3,匀速拉动该木块所需的水平拉力分别为F甲、F乙和F丙.下列关系正确的是(  )
A.F甲<F乙<F丙 B.F甲>F乙>F丙
C.F甲=F乙<F丙 D.F甲<F乙=F丙
例2-3.小科骑自行车时发现,在不同的路面上,停止踩脚踏板,车都能继续运动一段距离。于是小科作出了以下猜想。
猜想一:车运动的距离可能与路面的粗糙程度有关;
猜想二:车运动的距离可能与车速有关。
为验证猜想,他用丝绸、棉布、小球、斜面和长木板进行模拟实验,如图所示。
(1)验证猜想一,应分别将丝绸、棉布铺在   (选填“斜面”“长木板”或“斜面和长木板”)上,并完成实验。
(2)请用所给的器材,设计一个验证猜想二的实验方案(要求简要叙述实验步骤和预期实验结果):   。
(3)小科实验结束后反思,若探究“阻力对物体运动的影响”,那么可以通过比较起始速度相同的同一小球,在不同水平面上运动的距离或   来判断阻力对物体运动的影响。
例2-4.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中:
(1)小明将装有部分文具的文具盒,置于水平桌面上如图甲所示,用弹簧测力计水平方向拉动文具盒,使其做匀速直线运动,这时利用___________ 的原理测出滑动摩擦力的大小;
(2)实验过程中小明发现保持文具盒做匀速直线运动很困难,他与同组成员讨论后,改用图乙装置进行实验,将弹簧测力计水平固定,在文具盒与桌面之间垫一块表面粗糙的木板,当小明用8N的力拉出木板时,弹簧测力计示数是2N,他这样做实验的好处是____________________________ ;
(3)接着,小明又将橡皮、改正液等物品放入文具盒,重复上述实验,若小明仍用8N的力拉出木板时,弹簧测力计的示数为3N,则此时文具盒与本板之间的摩擦力为__________ N。
1.下列四幅图呈现的是小明在探究影响滑动摩擦力大小因素时设计的几种实验方案,则下列说法中正确的是(  )
A.通过甲、乙对比,可探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响
B.通过乙、丙对比,可探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响
C.通过乙、丙对比,可探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力大小的影响
D.通过乙、丁对比,可探究接触面的大小对滑动摩擦力大小的影响
2.如图、用尺子快速击打下方的棋子。被击打的棋子飞出,而上方的棋子稳稳下落。有关该实验的分析正确的是( )
A. 选择较光滑的棋子。可减小棋子间的摩擦
B. 选择粗糙桌面、可增大桌面对棋子的支持力
C. 被击打的棋子飞出后.它的惯性不断增大
D. 上方的棋子加速下落时,受到平衡力作用
3.小平用形状相同的铜块和木块来探究“影响滑动摩擦力大小因素”,装置如图所示:
(1)拉动木板时,弹簧测力计的示数就是滑动摩擦力的大小,其依据是   
(2)比较甲、丁两次实验来探究滑动摩擦力大小与接触面面积大小的关系,该方案存在的不足是   
(3)根据甲、丙实验结果,同学得出以下结论:“当接触面粗糙程度相同时,摩擦力越大,压力越大”。你认为该结论是否正确,请说明理由   .
例3-1.如图所示,水平面上叠放着A,B两个物体,在水平方向力F1和F2的作用下,以共同的速度v一起向右匀速运动,已知F1=5N,F2=3N,那么物体B上下表面所受摩擦力大小分别为(  )
A.5N,2N B.3N,0N C.0N,2N D.5N,8N
例3-2.如图,在粗糙的水平面上叠放着甲、乙两个普通的长方体木块,甲木块用一根细绳拴在左边固定的竖直板上,现在用力把乙木块从右端匀速地抽出来,所用的力F=15N,则甲、乙两个木块所受到的摩擦力是(  )
A.甲为零,乙受到向左的15N的力
B.甲受到向右小于15N的力
C.甲受到向右15 N的力
D.甲、乙均受力15 N,甲受向右的力,乙受向左的力
例3-3.如图,甲物重25N,乙物重15N,甲乙均静止,不计测力计自重,测力计示数(  )
A.35N B.10N C.15N D.25N
例3-4.A物体受到甲、乙两弹簧测力计向相反方向的拉力,当A物体   时,它处于平衡状态,如图所示,此时弹簧测力计的示数为   N。
例3-5.连接在水平桌面上的物体M两端的轻质细绳分别绕过定滑轮与A、B相连,细绳恰好水平,如图所示。当A重3N,B重5N时,M恰好做水平匀速直线运动,若滑轮摩擦不计,此时M受到的摩擦力大小为   N,方向是   。当B刚触地时,若A、M都不会与滑轮组相碰,M受到的摩擦力方向是   。
1.如图,ABCD是4块质量相同的砖,每块重50N,A、D两侧是两块竖直的木板,木板外侧分别用1000N的力压紧,砖处于静止状态。A砖与木板内侧之间的摩擦力为__ __N;A砖与B砖之间的摩擦力为____N;B砖与C砖之间的摩擦力为____N。
2.如图甲所示,用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉一水平面上的木块,A端的拉力均匀增加,0~t1木块静止,木块运动后改变拉力,使木块t2后处于匀速直线运动状态。计算机对数据拟合处理后,得到如图乙所示拉力随时间变化图线,回答下列问题:
(1)当用F=5.3N的水平拉力拉静止的木块时,木块所受摩擦力大小为________N。
(2)若用F=5.8N的水平拉力拉木块,木块所受摩擦力大小为________N。
(3)如果要使木块做匀速直线运动,拉力大小为________N,撤去外力的瞬间,木块所受摩擦力大小为________N。
3.如图所示,P、Q两物体分别放在同一桌面上,分别在FP=5N、FQ=3N的水平拉力作用下做匀速直线运动,可以确定( )
A.物体P的速度一定大于物体Q的速度
B.若mP=mQ,则物体P一定比物体Q粗糙
C.物体P受到的摩擦力可能等于物体Q受到的摩擦力
D.物体Q对桌面的压力一定大于物体P对桌面的压力
4.如图所示,两个完全相同的条形磁铁A和B,质量均为m,将它们竖直放在水平地面上,用弹簧测力计通过一根细线竖直向上拉磁铁A,若弹簧测力计读数为mg,则B对A的支持力F1以及水平地面对B的支持力F2分别为( )
A.F1=0,F2=mg
B.F1=mg,F2=0
C.F1>0,F2D.F1>0,F2=mg
5.两个完全相同的物体A、B,每个重为20N。
(1)如图甲所示,A和B叠放在水平桌面上,在15N的水平拉力作用下,A、B一起向右做匀速直线运动,此时木块B受到的摩擦力大小为____N。
(2)如图乙所示,若将A、B木块紧靠着放在水平桌面上,用水平力F2推A使它们一起向右做匀速直线运动,则F2的大小是__ _N,此时A对B的推力为__ __。
6.如图所示,将小车放在水平桌面上,用轻绳跨过定滑轮与钩码相连,在轻绳的拉力作用下沿桌面做匀速运动。若突然剪断轻绳,则下列关于小车的叙述正确的是( )
A.小车将运动得越来越慢
B.小车对桌面的压力和桌面对小车的支持力是一对平衡力
C.小车将继续向前匀速运动
D.受到的摩擦力将越来越大
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