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专题培优11
摩擦力与实验探究
考点一、摩擦力的存在与概念
考点二、摩擦力大小与方向定量分析-水平方向、斜面传送带等（利用二力平衡求解）
考点三、摩擦力大小与方向定量分析-竖直方向（利用二力平衡求解）
考点四、增大和减小摩擦力的方法
考点五、两物体叠加和有相对运动时的摩擦力
考点六、实验探究摩擦力影响因素
考点一、摩擦力的存在与概念
1．下列关于摩擦力的说法中，错误的是(
)
A．摩擦力产生在两个互相接触的物体之间
B．只要两个物体相互接触，就会产生摩擦力
C．两个相互接触的物体发生或要发生相对运动时，才会有摩擦力产生
D．摩擦力是阻碍相对运动的力
2．如图所示，在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，以下说法正确的是(
)
A．实验时要把实验装置放在水平桌面上
B．木块受到滑动摩擦力的大小可以直接用弹簧测力计测量
C．比较甲图和乙图的实验，说明滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关
D．比较乙图和丙图实验，说明滑动摩擦力的大小跟接触面受到的压力有关
3．如果上课时教室内的摩擦力突然消失10秒，我们身边的情境不可能发生的是(
)
A．教师和学生可以更轻松地在教室内行走
B．轻轻一吹，书桌上的课本便可飞出去
C．黑板上的粉笔字消失不见了
D．天花板上的吸顶灯会下落
4、如下几个图中，物体A相对于小车静止，地面不光滑，物体A在哪种情况下没有受到摩擦力(　
　)
A．①一起做加速向前运动
B．②一起做匀速直线运动
C．③一起做加速向前运动
D．④一起做匀速直线运动
考点二、摩擦力大小与方向定量分析-水平方向（利用二力平衡求解）
1．如图所示，表面粗糙情况相同的长方体木块在水平力F作用下运动，水平面作用于木块的滑动摩擦力在图甲、乙两种情况中(
)
A．甲大
B．乙大
C．一样大
D．无法判断
2．在自动化生产线上，常用传送带运送工件，如图所示，工件与传送带一起向右匀速运动时，关于工件受力，下列说法中正确的是(
　)
A．工件受摩擦力，方向水平向右
B．工件受摩擦力，方向水平向左
C．工件所受到的重力与工件对传送带的压力是一对相互作用力
D．工件对传送带的压力与传送带对工件的支持力是一对相互作用力
3．如图所示，第一次甲单独用50牛的力推墙，第二次甲推墙的力不变，乙用30牛的力向左推甲，前后两次，人均未运动，则下列说法错误的是(
)
A．在两幅图中，墙壁都受到50牛的推力
B．乙受到地面30牛的摩擦力，方向向左
C．第二次推时，甲受到地面20牛的摩擦力方向向左
D．第二次推时，墙壁受到80牛的推力
4．在做“研究滑动摩擦力大小”的实验时，将木块A放置水平木板B上，加载一个钩码，把一支测力计系在A上，如图所示．当向左拉动B时，测力计指针稳定．下列讨论中错误的是(　
　)
A．此装置可研究滑动摩擦力大小与压力的关系
B．A受B的摩擦力与测力计拉力是一对平衡力
C．A受到B的摩擦力的大小为2.4N，方向向左
D．若增大拉动B的速度，测力计的示数会变大
5．如图所示，有两个相同的梯形物体，它们在力的作用下，以下列四种方式沿相同的水平面运动，下列对不同情况下物体所受摩擦力的比较，正确的是
(　
　)
A．f丙＞f甲＝f丁＞f乙
B．f乙＞f丙＞f丁＞f甲
C．f乙＞f丁＞f甲＞f丙
D．f乙＞f甲＝f丁＞f丙
6．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
7．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
8．如图所示，放在粗糙水平面上的木箱，受到两个水平拉力F1、F2作用，F1的方向向左，F2的方向向右，下列分析正确的是(　
　)
A．若木箱保持静止状态，则F1
一定等于F2
B．若木箱向右做匀速直线运动，则F1
一定大于F2
C．若木箱向右做匀速直线运动，则F1
一定等于F2
D．若木箱向右做匀速直线运动，则F1
一定小于F2
9．如图所示，一个木块在光滑水平面上以v0的速度做匀速直线运动，冲上粗糙斜面后最终静止在A点。以下关于木块在斜面上受到摩擦力的说法正确的是(
)
A．木块在斜面上受到的摩擦力始终不变
B．木块在A点时受到的摩擦力大小等于木块的重力
C．木块在斜面上受到的摩擦力方向始终沿斜面向下
D．木块在斜面上受到的摩擦力方向会发生改变
10．如图甲所示，物体随传送带一起向右匀速行驶过程中
(选填“受到”或“不受”)摩擦力的作用；如图乙所示，若物体随着倾斜的传送带一起匀速向上运动，则
(选填“不受”“受到沿斜面向上”或“受到沿斜面向下”)摩擦力的作用。若物体和倾斜的传送带均向下匀速运动，且物体的速度大于传送带的速度，则物体
(选填“不受”“受到沿斜面向上”或“受到沿斜面向下”)摩擦力的作用。
11．将一袋大米放在匀速向右运动的输送带上，开始米袋与输送带间有一段距离的相对滑动，然后米袋随输送带一起匀速运动。当输送带突然制动时，米袋会继续向前滑动一段距离后停下。(选择合适的选项完成下列小题)
A．受到方向向右的摩擦力
B．受到方向向左的摩擦力
C．不受力
(1)米袋刚放上输送带的瞬间，米袋在水平方向上受力情况为________。
(2)当米袋随输送带一起匀速运动时，米袋在水平方向上受力情况为________。
(3)当将输送带突然制动时，米袋在水平方向上受力情况为________。
12．某科学兴趣小组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(如图1)，甲、乙两人站在地上分别用100
N的拉力，结果两人正好处于相持状态，则弹簧秤的读数为__
___N；第二次(如图2)，甲站在一平板小车上，乙站在地面上，两人仍用100牛顿的拉力拉绳，甲同学被乙同学匀速向右拉动，则此时弹簧秤的读数__
__(选填“大于”、“小于”或“等于”)100牛，(整个过程中不计绳及弹簧秤的自重)。
13.小李利用图示装置做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验，他沿水平方向匀速拉动木板，稳定时弹簧测力计示数如图所示，读数为
N。在木块上放一重物，重复实验，弹簧测力计的示数变化情况是
，拉动木板过程中，木板
(选填“受到”或“不受到”)木块的摩擦力。
14．摩擦现象广泛存在于人们的生活与生产中。小梦对此很感兴趣，围绕生活中的摩擦现象进行了探究。小梦分别对物体在静止状态和运动状态下受摩擦力情况进行了研究，并绘制了图像，如图甲所示。则FA__
_fA　②FB_
__fB。
15．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。
16．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的关系和物体运动速度v与时间t的关系分别如图甲、乙所示，分析两图象可知：当t＝1秒时，物体处于静止状态，当t＝3秒时，物体受到的摩擦力为
牛，当t＝5秒时，物体处于
状态。
考点三、摩擦力大小与方向定量分析-竖直方向（利用二力平衡求解）
1．如图所示小丽用力F把一才块压在竖直墙面上静止，现有以下受力分析，正确的是(　
　)
①小丽对木块的压力F和墙对木块的弹力是一对平衡力
②小丽对木块的压力F和木块的重力是一对平衡力
③木块受到的摩擦力和木块的重力是一对平衡力
④小丽对木块的压力F和木块对小丽的弹力是一对平衡力
A．只有①正确
B．只有④正确
C．只有①③正确
D．只有③④正确
2．如图甲是消防队员小王进行爬杆训练的示意图，在某次爬杆训练中，小王沿杆竖直向上运动的v(速度)－t(时间)图像如图乙所示，下列判断正确的是
(　
　)
A．0～6s时间内，小王沿杆匀速向上运动
B．6～15s时间内，小王沿杆上爬的距离是5.4m
C．0～18s时间内，小王受到的摩擦力方向向下
D．15～18s时间内，小王受到的摩擦力大小等于重力大小
3．如图所示，两块相同的竖直挡板(阴影部分)之间有质量均为m的三块相同的砖，用大小均为F的水平力压住挡板，使砖块保持静止不动，则1、2块砖之间摩擦力的大小为(
)
A．0.5mg
B．Mg
C．2mg
D．3mg
4．如图所示，物体A重30牛，用50牛的力F垂直压在墙上静止不动，则物体A所受的阻力是_
_牛；物体B重30牛，受到20牛的水平推力F′静止不动，则物体B所受的阻力是_____牛。
5.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。
考点四、增大和减小摩擦力的方法
1.自行车是我们熟悉的交通工具．从自行车的结构和使用来看，它涉及到不少有关摩擦的知识．以下分析中，正确的是(　　)
A．脚踏凹凸不平是通过增大接触面积来增大摩擦的
B．轮胎上制有花纹是通过改变接触面粗糙程度来减小摩擦的
C．刹车时用力捏刹车把是通过增大压力来增大摩擦的
D．在转动的部分加润滑油是通过变滑动为滚动来减小摩擦的
考点五、两物体叠加和有相对运动时的摩擦力
1．如图所示，在同一水平面上，有表面粗糙程度相同、质量不同(mP＜mQ)的两个木块，按照甲、乙、丙、丁四种方式放置，分别在水平力F1、F2、F3和F4作用下，做匀速直线运动，则下列关系式正确的是(　
　)
A．F1＞F2
B．F2＝F3
C．F3＞F4
D．F3＝F4
2.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A物体所受的摩擦力大小均为F
B．甲、乙两图中B物体受到地面对它的摩擦力均为F
C．甲图中物体A受到的摩擦力为0，物体B受到地面对它的摩擦力为F
D．乙图中物体A受到的摩擦力为F，物体B受到地面对它的摩擦力为F
3．如图所示，小欣用弹簧测力计拉木块如图甲，使它先后两次沿水平木板匀速滑动相同的距离，乙图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象。下列说法正确的是(
)
A．木块第一次受到的摩擦力较大
B．木块第一次匀速运动时受到的拉力较大
C．当木块被匀速拉出长木板，有三分之一露出时(如图丙)，其所受摩擦力不变
D．小欣第三次拉动此木块在长木板上做匀速直线运动(如图丁)，其所受摩擦力不变
4、如图所示，用水平拉力F拉上下表面水平、粗糙程度各处相同的物体A，使其在水平地面上匀速运动，当物体B静止不动时，与水平绳相连的弹簧测力计的示数不变。关于该状态，下列说法不正确的是(不计绳和弹簧测力计重)(　
　)
A．A对B的摩擦力为滑动摩擦力
B．B对A的摩擦力方向水平向左
C．弹簧测力计对B的拉力等于A对B的摩擦力
D．B对A的摩擦力与水平拉力F是相互作用力
5．如图所示，用F＝6牛水平向右的拉力匀速拉动物块A时，物块B静止不动，此时弹簧测力计的示数为4牛，则物块B所受摩擦力的大小及方向为(
)
A．6牛，水平向右
B．6牛，水平向左
C．4牛，水平向左
D．4牛，水平向右
6．如图所示，A、B两个物体叠放在水平面上，同时有F=2N的两个水平力分别作用于A、B两物体上，使A、B两个物体处于静止状态，下列分析正确的是(　
　)
A．A和B之间摩擦力为0
B．地面对B的摩擦力为0
C．地面对B的摩擦力为2N，方向水平向左
D．地面对B的摩擦力为2N，方向水平向右
7．如图所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物块B上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度做匀速直线运动。由此可知，关于A、B间摩擦力F1和B、C间摩擦力F2的分析中，正确的是(
)
A．F1＝0，F2＝0
B．F1＝0，F2≠0
C．F1≠0，F2＝0
D．F1≠0，F2≠0
8．A、B、C三物块质量分别为M、m、m0，作如图所示的连接，绳子不可伸长，且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计，若B随A一起沿桌面水平匀速运动，即可以断定(　
　)
A．物块A与桌面之间有摩擦力，大小为m0g
B．物块A与B之间有摩擦力
C．桌面对A，B对A都有摩擦力，两者方向相同，大小差为m0g
D．桌面对A，B对A都有摩擦力，两者方向相反，大小差为m0g
9．如图所示，当匀速向左水平拉动木板M，待木块N稳定时，弹簧测力计的示数为F，此时木块N所受摩擦力的方向是向
(填“左”或“右”)；当由慢到快向左水平拉动木板M，待木块N稳定时，弹簧测力计的示数会
(填“大于”“等于”或“小于”)F。
10．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＝30牛的水平力作用在B物块上，AB一起做匀速直线运动，此时B物块所受的摩擦力为30牛；若将F2＝50牛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，则地面对A物块的摩擦力为
牛。
11．两个完全相同的物体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__
_。
12．如图，三个相同的物体叠放在一起，当B受到5N的水平拉力时，三个物体一起向右匀速运动，则A与B之间、B与C之间的摩擦力分别为__
__N和__
__N。
考点六、实验探究摩擦力影响因素
1、探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)小明用弹簧测力计拉同一木块进行了三次正确的实验操作，实验情景如图甲、乙、丙所示。
在图乙中，木块受到的滑动摩擦力大小等于_
__N，方向__
__。
比较_
_两图的实验可知，滑动摩擦力的大小与压力有关。
③比较甲、丙两图的实验可知：滑动摩擦力的大小与__
__有关。
(2)在操作过程中小明还发现，弹簧测力计不沿水平方向拉动时，也可以使木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动，如图丁所示。此过程中，木块处于__
__(选填“平衡”或“非平衡”)状态；弹簧测力计对木块的拉力和木块受到的滑动摩擦力__
_(选填“是”或“不是”)一对平衡力，理由是__
_
；竖直方向上，木块受到的重力和木板对它的支持力__
__(选填“是”或“不是”)一对平衡力。
2、如图A、B是同种材料制成的大小不同的正方体，它们表面的粗糙程度相同，将它们分别按照甲、乙所示叠放，用弹簧秤水平拉动它们一起在同一水平桌面上运动。当它们匀速运动时，回答下列问题：
(1)图甲中，弹簧秤的示数是
N，画出A所受力的示意图；
(2)图甲、乙中：桌面受到的压力大小分别是F甲、F乙，两者大小关系是
；
(3)有一种猜想认为摩擦力大小与受力面积大小无关．若要利用这个实验来验证，你想观察到怎样的实验现象？
；
(4)若要利用这个实验来探究摩擦力大小与运动速度大小之间是否有关，实验时需要控制压力和接触面粗糙程度不变，改变
。
3．为了探究静摩擦力作用的相互性，并比较一对相互作用的静摩擦力的大小，某实验小组设计了如图(甲)所示的实验装置，整个装置放在水平桌面上，其中A、B两木块叠放在一起，两个轻质弹簧测力计C、D的一端与两木块相连，另一端固定在铁架台E、F上。后来经过讨论，完善了实验装置，如图(乙)所示。
(1)在理想情况下，B对A的静摩擦力的大小等于弹簧测力计____的示数，A对B的静摩擦力的大小等于弹簧测力计____的示数。(填“C”或“D”)
(2)在B下面放细圆木条的目的是__
__，在A上放钩码的目的是____________。
(3)实验中需向右缓慢移动铁架台F，在此过程中，应使A、B保持相对________，整个装置静止后，读取两个弹簧测力计的示数F1、F2。(填“运动”或“静止”)
(4)分析实验数据，若________，则静摩擦力的作用是相互的，且一对相互作用的静摩擦力大小相等。
4．在学习影响滑动摩擦力大小的因素后，小柯还是认为：重力越大，滑动摩擦力越大。于是张老师用如图装置与他一起实验。
步骤一：将铁块挡在木板上，往砂桶中加入一定量细沙，使压力传感器的示数为5.00牛，水平向左拉动木板，读出拉力传感器的示数并记录。
步骤二：换用质量不同、粗糙程度和底面积都相同的铁块，重复步骤一，记录结果如下表：
实验次数
质量不同的铁块
压力传感器示数(牛)
拉力传感器示数(牛)
1
小
5.00
2.10
2
中
5.00
2.11
3
大
5.00
2.11
请回答下列问题：
(1)第1次实验中铁块受到的摩擦力为
牛；
(2)实验中能否用钩码代替细沙？并说明理由；
答：实验不能用钩码代替细沙，钩码的质量是固定的不能连续变化，细沙的质量可以连续变化，方便控制铁块对水平木板的压力。
(3)通过实验得出的结论是
；
(4)小柯认为：该实验中压力传感器的上表面要尽量光滑，否则会使拉力传感器的读数偏大，你认为他的说法是否合理，为什么？
________________________________________________________________________________________。
5.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，某同学按照如图所示的甲、乙、丙三种情况进行实验，其中A、B、C为同一木块，D为重物，甲和乙两图中的木板接触面相同，丙图为较粗糙的木板接触面。
(1)实验开始，该同学用较小的力拉木块，木块没动，此时摩擦力
拉力(选填“大于”“小于”或“等于”)；该同学要知道滑动摩擦力的大小，他应该使木块在水平木板上做
运动；由甲、乙两图可知，滑动摩擦力的大小与
有关；由甲、丙两图可知，滑动摩擦力大小与
有关。
(2)但此实验的不足之处恰恰是很难保证木块做这样的运动，若在图甲装置中木块运动过程中速度突然变大，滑动摩擦力将
(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)生活中不仅有滑动摩擦，还有静摩擦等。如图丁所示，下列判断正确的是
。
A．瓶子没有掉下来是手对瓶子的握力作用
B．当增大手对瓶的握力时，手与瓶间的摩擦力变大
C．当向瓶中装入水时，手与瓶间的摩擦力变大
6、在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的活动中。
????（1）在水平的长木板上，用弹簧测力计水平向左拉动木块A，并使其作_
__运动，弹簧测力计示数如图14所示。根据?
知识可知，木块所受的滑动摩擦力为?
N。
（2）小华将木块沿竖直方向截去一半后，测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半。她由此得出：滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为她的探究过程存在的问题????
?
。
（3）在实验后交流的过程中，小华发现有同学将该实验改成了如图15所示的实验装置：将弹簧测力计一端固定，另一端钩住木块A。木块下面是一长木板，实验时拉着长木板沿水平地面向左运动。装置改进以后的好处是?
。（写出一条即可）。
7．某兴趣小组在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”时，用如图所示的装置进行实验。
实验一：将长方体木块平放在长木板上，用力F拉长木板，当长木板与木块发生相对滑动后，记录弹簧秤的示数于表一。再将木块分别侧放、竖放，重复实验。
实验二：将长方体木块平放在长木板上，用力F拉长木板，当长木板与木块发生相对滑动后，记录弹簧秤的示数于表二。再分别将一个砝码、二个砝码放在木块上，重复实验。
表一
实验次数
压力大小
木块放置情况
弹簧秤示数(N)
1
木块的重
平放
1.0
2
木块的重
侧放
1.0
3
木块的重
竖放
1.0
表二
实验
次数
压力大小
木块放
置情况
弹簧秤
示数(N)
1
木块的重
平放
1.0
2
木块和一个砝码的总重
平放
1.5
3
木块和二个砝码的总重
平放
2.0
(1)实验一的第3次实验时，木块与长木板之间的滑动摩擦力为__
__N。
(2)实验一探究的问题是__
__。
(3)表二中的实验数据可得出的结论是__
__。
8、为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”，小明设计了如图所示的实验。
(1)实验过程中，弹簧测力计
(填“必须”或“不必”)沿水平方向拉着物块做匀速直线运动，此时，滑动摩擦力的大小
(填“大于”“等于”或“小于”)弹簧测力计的示数。
(2)在四次实验中，滑动摩擦力最小的是
(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。
(3)比较甲、乙实验，是为了研究滑动摩擦力大小与
有关；比较乙、丙实验，是为了研究滑动摩擦力大小与
有关(均填“压力”或“接触面粗糙程度”)。
(4)比较甲、丁实验，发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数，小明得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关，你认为他的结论是
(填“正确”或“错误”)的。
(5)小明要对实验装置进行改动，如图2所示，重复实验，发现效果更好。实验中，小明
(填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板。
9、用图甲所示的装置探究摩擦力跟压力大小的关系。
甲　　　　　　　　　　
　乙
(1)实验时，拉动木块在水平木板上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数就等于摩擦力的大小，因为这时的拉力和摩擦力是一对
力。
(2)某次实验中弹簧测力计的指针位置如图甲所示，它的示数是
牛。
(3)改变木块上所加钩码的个数进行多次实验，记录的数据如表所示，请根据表中的数据，在图乙中画出摩擦力随压力大小变化的关系图象。
实验次数
1
2
3
4
5
压力F/牛
3
4
5
6
7
摩擦力f/牛
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
(4)分析图象可知：当接触面的粗糙程度一定时，摩擦力跟压力的大小成
。
(5)实验结束后，小丽同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关。她用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力，然后将木块沿竖直方向锯掉一半，测得摩擦力的大小也变为原来的一半，她由此得出：当接触面的粗糙程度一定时，接触面越小，摩擦力越小，你认为她的结论正确吗？
，理由是：
。
10．一质量均匀分布、正反面相同的长方形木板，以中线MN为界，对比观察左右两部分，发现粗糙程度可能不一样，哪一侧更粗糙？同学们进行了研究。
(1)①小华将滑块放在木板上，通过细线和固定的弹簧测力计相连，如图甲所示。水平向右拉动木板，待示数稳定时，记下滑块经过左、右两部分时测力计的示数F左和F右，若F左＞F右，则木板的________侧更粗糙，实验时________(选填“需要”或“不需要”)匀速拉动木板；
②小华左右手戴上同样的手套，木板水平对称地放在左右手上，现左手向左移、右手向右移，使两手距离快速增大，若木板向左运动，则木板________侧更粗糙。
(2)小明用图乙实验装置，进行如下操作：
①将轻弹簧的一端分别固定在板上MN左右两侧的P、Q点，另一端分别与同一滑块接触
②移动滑块使弹簧压缩相同的长度，由静止释放滑块，使滑块越过MN但不滑离木板
③分别测出滑块越过MN后滑行的距离x1和x2
小明想根据x1和x2的大小关系判断木板的粗糙程度，小华提出疑议。为能根据x1和x2的大小关系作出正确判断，请指出小明实验中存在的问题是_____________________。
(3)小红使滑块分别从左右两侧滑上木板，测出滑块运动的速度，作出滑块从两端分别运动至MN过程中的速度v和时间t的关系图像如图丙，则图线______(选填“a”或“b”)所对应的接触面更粗糙，判断的依据是________________________________。
专题培优11
摩擦力与实验探究
考点一、摩擦力的存在与概念
考点二、摩擦力大小与方向定量分析-水平方向、斜面传送带等（利用二力平衡求解）
考点三、摩擦力大小与方向定量分析-竖直方向（利用二力平衡求解）
考点四、增大和减小摩擦力的方法
考点五、两物体叠加和有相对运动时的摩擦力
考点六、实验探究摩擦力影响因素
考点一、摩擦力的存在与概念
1．下列关于摩擦力的说法中，错误的是(
B
)
A．摩擦力产生在两个互相接触的物体之间
B．只要两个物体相互接触，就会产生摩擦力
C．两个相互接触的物体发生或要发生相对运动时，才会有摩擦力产生
D．摩擦力是阻碍相对运动的力
2．如图所示，在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，以下说法正确的是(
A
)
A．实验时要把实验装置放在水平桌面上
B．木块受到滑动摩擦力的大小可以直接用弹簧测力计测量
C．比较甲图和乙图的实验，说明滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关
D．比较乙图和丙图实验，说明滑动摩擦力的大小跟接触面受到的压力有关
3．如果上课时教室内的摩擦力突然消失10秒，我们身边的情境不可能发生的是(
A
)
A．教师和学生可以更轻松地在教室内行走
B．轻轻一吹，书桌上的课本便可飞出去
C．黑板上的粉笔字消失不见了
D．天花板上的吸顶灯会下落
4、如下几个图中，物体A相对于小车静止，地面不光滑，物体A在哪种情况下没有受到摩擦力(　D　)
A．①一起做加速向前运动
B．②一起做匀速直线运动
C．③一起做加速向前运动
D．④一起做匀速直线运动
【解析】在分析物体是否受到静摩擦力时，通常要运用假设法。先假设没有静摩擦力，看物体能否保持现在这种状态。如果能保持现在这种状态，说明不受到静摩擦力；如果不能保持现在这种状态，而向某个方向运动，那么就存在静摩擦力，且静摩擦力方向与运动方向相反。图①，当物体A与小车一起做加速向前运动时，对A分析，假设A不受力，A的运动状态肯定不变，会做匀速直线运动或静止，与事实矛盾，所以假设有误，则A肯定受到摩擦力。图②，当物体A与小车一起做匀速直线运动时，对A分析，假设A不受小车的摩擦力，则A在水平方向上所受的力不平衡，不会做匀速直线运动，所以假设有误，则A肯定受到摩擦力。图③，当物体A与小车一起做加速向前运动时，对小车分析，小车向前运动，地面给小车向后的摩擦力，假设A对小车没有一个向前的摩擦力，则小车不会向前加速运动，所以假设有误，即小车受到A向前的摩擦力，力的作用是相互的，则小车对A也有摩擦力。图④，当物体A与小车一起做匀速直线运动时，对A分析，A处于平衡状态，水平方向上不受摩擦力。
考点二、摩擦力大小与方向定量分析-水平方向（利用二力平衡求解）
1．如图所示，表面粗糙情况相同的长方体木块在水平力F作用下运动，水平面作用于木块的滑动摩擦力在图甲、乙两种情况中(
C
)
A．甲大
B．乙大
C．一样大
D．无法判断
2．在自动化生产线上，常用传送带运送工件，如图所示，工件与传送带一起向右匀速运动时，关于工件受力，下列说法中正确的是(　D　)
A．工件受摩擦力，方向水平向右
B．工件受摩擦力，方向水平向左
C．工件所受到的重力与工件对传送带的压力是一对相互作用力
D．工件对传送带的压力与传送带对工件的支持力是一对相互作用力
3．如图所示，第一次甲单独用50牛的力推墙，第二次甲推墙的力不变，乙用30牛的力向左推甲，前后两次，人均未运动，则下列说法错误的是(
D
)
A．在两幅图中，墙壁都受到50牛的推力
B．乙受到地面30牛的摩擦力，方向向左
C．第二次推时，甲受到地面20牛的摩擦力方向向左
D．第二次推时，墙壁受到80牛的推力
4．在做“研究滑动摩擦力大小”的实验时，将木块A放置水平木板B上，加载一个钩码，把一支测力计系在A上，如图所示．当向左拉动B时，测力计指针稳定．下列讨论中错误的是(　D　)
A．此装置可研究滑动摩擦力大小与压力的关系
B．A受B的摩擦力与测力计拉力是一对平衡力
C．A受到B的摩擦力的大小为2.4N，方向向左
D．若增大拉动B的速度，测力计的示数会变大
5．如图所示，有两个相同的梯形物体，它们在力的作用下，以下列四种方式沿相同的水平面运动，下列对不同情况下物体所受摩擦力的比较，正确的是
(　D　)
A．f丙＞f甲＝f丁＞f乙
B．f乙＞f丙＞f丁＞f甲
C．f乙＞f丁＞f甲＞f丙
D．f乙＞f甲＝f丁＞f丙
6．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(　C　)
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
7．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
8．如图所示，放在粗糙水平面上的木箱，受到两个水平拉力F1、F2作用，F1的方向向左，F2的方向向右，下列分析正确的是(　D　)
A．若木箱保持静止状态，则F1
一定等于F2
B．若木箱向右做匀速直线运动，则F1
一定大于F2
C．若木箱向右做匀速直线运动，则F1
一定等于F2
D．若木箱向右做匀速直线运动，则F1
一定小于F2
9．如图所示，一个木块在光滑水平面上以v0的速度做匀速直线运动，冲上粗糙斜面后最终静止在A点。以下关于木块在斜面上受到摩擦力的说法正确的是(D)
A．木块在斜面上受到的摩擦力始终不变
B．木块在A点时受到的摩擦力大小等于木块的重力
C．木块在斜面上受到的摩擦力方向始终沿斜面向下
D．木块在斜面上受到的摩擦力方向会发生改变
10．如图甲所示，物体随传送带一起向右匀速行驶过程中
(选填“受到”或“不受”)摩擦力的作用；如图乙所示，若物体随着倾斜的传送带一起匀速向上运动，则
(选填“不受”“受到沿斜面向上”或“受到沿斜面向下”)摩擦力的作用。若物体和倾斜的传送带均向下匀速运动，且物体的速度大于传送带的速度，则物体
(选填“不受”“受到沿斜面向上”或“受到沿斜面向下”)摩擦力的作用。
【答案】不受
受到沿斜面向上
受到沿斜面向上
11．将一袋大米放在匀速向右运动的输送带上，开始米袋与输送带间有一段距离的相对滑动，然后米袋随输送带一起匀速运动。当输送带突然制动时，米袋会继续向前滑动一段距离后停下。(选择合适的选项完成下列小题)
A．受到方向向右的摩擦力
B．受到方向向左的摩擦力
C．不受力
(1)米袋刚放上输送带的瞬间，米袋在水平方向上受力情况为________。
(2)当米袋随输送带一起匀速运动时，米袋在水平方向上受力情况为________。
(3)当将输送带突然制动时，米袋在水平方向上受力情况为________。
【错解】(1)B　(2)B　(3)B
【析错】从考生的出错点来看，他们往往把米袋的运动方向误以为是它的相对运动方向。
【正解】(1)A　(2)C　(3)B　(1)米袋刚放上输送带的瞬间，速度是零，如果以向右运动的输送带为参照物，米袋相对输送带是向左运动，所以米袋受到了输送带施加的向右的摩擦力；正因为这个力的作用，此后米袋将向右运动。(2)当米袋随输送带一起匀速运动时，米袋处于平衡状态，即不受摩擦力大家可以对照这样一个情景，在匀速直线运动的动车上，以动车为参照物站在动车上的人没有相对运动趋势，所以也不受到摩擦力的作用。(3)当输送带突然制动时，米袋相对输送带向右运动，所以米袋受到向左的摩擦力。
12．某科学兴趣小组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(如图1)，甲、乙两人站在地上分别用100
N的拉力，结果两人正好处于相持状态，则弹簧秤的读数为__100___N；第二次(如图2)，甲站在一平板小车上，乙站在地面上，两人仍用100牛顿的拉力拉绳，甲同学被乙同学匀速向右拉动，则此时弹簧秤的读数___等于__(选填“大于”、“小于”或“等于”)100牛，(整个过程中不计绳及弹簧秤的自重)。
13.小李利用图示装置做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验，他沿水平方向匀速拉动木板，稳定时弹簧测力计示数如图所示，读数为
0.8
N。在木块上放一重物，重复实验，弹簧测力计的示数变化情况是
变大
，拉动木板过程中，木板
受到
(选填“受到”或“不受到”)木块的摩擦力。
14．摩擦现象广泛存在于人们的生活与生产中。小梦对此很感兴趣，围绕生活中的摩擦现象进行了探究。小梦分别对物体在静止状态和运动状态下受摩擦力情况进行了研究，并绘制了图像，如图甲所示。则FA__=__fA　②FB__>__fB。
15．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。
【错解】(1)5.1　(2)5.5　(3)5.1　5.1
【析错】不能正确应用影响滑动摩擦力的相关因素来判断摩擦力。
【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。
16．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的关系和物体运动速度v与时间t的关系分别如图甲、乙所示，分析两图象可知：当t＝1秒时，物体处于静止状态，当t＝3秒时，物体受到的摩擦力为4牛，当t＝5秒时，物体处于匀速运动状态。
考点三、摩擦力大小与方向定量分析-竖直方向（利用二力平衡求解）
1．如图所示小丽用力F把一才块压在竖直墙面上静止，现有以下受力分析，正确的是(　C　)
①小丽对木块的压力F和墙对木块的弹力是一对平衡力
②小丽对木块的压力F和木块的重力是一对平衡力
③木块受到的摩擦力和木块的重力是一对平衡力
④小丽对木块的压力F和木块对小丽的弹力是一对平衡力
A．只有①正确
B．只有④正确
C．只有①③正确
D．只有③④正确
2．如图甲是消防队员小王进行爬杆训练的示意图，在某次爬杆训练中，小王沿杆竖直向上运动的v(速度)－t(时间)图像如图乙所示，下列判断正确的是
(　B　)
A．0～6s时间内，小王沿杆匀速向上运动
B．6～15s时间内，小王沿杆上爬的距离是5.4m
C．0～18s时间内，小王受到的摩擦力方向向下
D．15～18s时间内，小王受到的摩擦力大小等于重力大小
3．如图所示，两块相同的竖直挡板(阴影部分)之间有质量均为m的三块相同的砖，用大小均为F的水平力压住挡板，使砖块保持静止不动，则1、2块砖之间摩擦力的大小为(A)
A．0.5mg
B．Mg
C．2mg
D．3mg
4．如图所示，物体A重30牛，用50牛的力F垂直压在墙上静止不动，则物体A所受的阻力是__30__牛；物体B重30牛，受到20牛的水平推力F′静止不动，则物体B所受的阻力是__20___牛。
5.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。
考点四、增大和减小摩擦力的方法
1.自行车是我们熟悉的交通工具．从自行车的结构和使用来看，它涉及到不少有关摩擦的知识．以下分析中，正确的是(　C　)
A．脚踏凹凸不平是通过增大接触面积来增大摩擦的
B．轮胎上制有花纹是通过改变接触面粗糙程度来减小摩擦的
C．刹车时用力捏刹车把是通过增大压力来增大摩擦的
D．在转动的部分加润滑油是通过变滑动为滚动来减小摩擦的
【解析】脚踏板上的摩擦是有益的，因此要增大，它是通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的．故A错误；轮胎与地面的摩擦是有益的，因此要增大，它是通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的，不是减小摩擦．故B错误；车闸与车脚的摩擦是有益的，因此增大压力可以增大摩擦，故用力捏刹车把．故C正确；在转动的部分摩擦是有害的，加润滑油是为了减小摩擦但不是通过变滑动为滚动来减小摩擦的。
考点五、两物体叠加和有相对运动时的摩擦力
1．如图所示，在同一水平面上，有表面粗糙程度相同、质量不同(mP＜mQ)的两个木块，按照甲、乙、丙、丁四种方式放置，分别在水平力F1、F2、F3和F4作用下，做匀速直线运动，则下列关系式正确的是(　D　)
A．F1＞F2
B．F2＝F3
C．F3＞F4
D．F3＝F4
2.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(
B
)
A．甲、乙两图中A物体所受的摩擦力大小均为F
B．甲、乙两图中B物体受到地面对它的摩擦力均为F
C．甲图中物体A受到的摩擦力为0，物体B受到地面对它的摩擦力为F
D．乙图中物体A受到的摩擦力为F，物体B受到地面对它的摩擦力为F
【解析】甲图以A为研究对象，A做匀速直线运动，在水平方向受拉力F和B对它的静摩擦力作用，且f=F；乙图中，AB同时向前做匀速直线运动，所以AB之间没有相对运动的趋势，A不受摩擦力的作用；以AB整体为研究对象，在水平方向受地面的摩擦和拉力F，这两个力相互平衡，则摩擦力f=F；综上所述，B正确。
3．如图所示，小欣用弹簧测力计拉木块如图甲，使它先后两次沿水平木板匀速滑动相同的距离，乙图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象。下列说法正确的是(C)
A．木块第一次受到的摩擦力较大
B．木块第一次匀速运动时受到的拉力较大
C．当木块被匀速拉出长木板，有三分之一露出时(如图丙)，其所受摩擦力不变
D．小欣第三次拉动此木块在长木板上做匀速直线运动(如图丁)，其所受摩擦力不变
4、如图所示，用水平拉力F拉上下表面水平、粗糙程度各处相同的物体A，使其在水平地面上匀速运动，当物体B静止不动时，与水平绳相连的弹簧测力计的示数不变。关于该状态，下列说法不正确的是(不计绳和弹簧测力计重)(　D　)
A．A对B的摩擦力为滑动摩擦力
B．B对A的摩擦力方向水平向左
C．弹簧测力计对B的拉力等于A对B的摩擦力
D．B对A的摩擦力与水平拉力F是相互作用力
【解析】以摩擦力的施力物体为参照物，物体相对它的运动为相对运动；当受到静摩擦力的物体相对静止时，以施力物体为参照物，假设其接触面是光滑的，物体开始滑动的方向，即为相对运动趋势方向。
5．如图所示，用F＝6牛水平向右的拉力匀速拉动物块A时，物块B静止不动，此时弹簧测力计的示数为4牛，则物块B所受摩擦力的大小及方向为(D)
A．6牛，水平向右
B．6牛，水平向左
C．4牛，水平向左
D．4牛，水平向右
6．如图所示，A、B两个物体叠放在水平面上，同时有F=2N的两个水平力分别作用于A、B两物体上，使A、B两个物体处于静止状态，下列分析正确的是(　B　)
A．A和B之间摩擦力为0
B．地面对B的摩擦力为0
C．地面对B的摩擦力为2N，方向水平向左
D．地面对B的摩擦力为2N，方向水平向右
7．如图所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物块B上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度做匀速直线运动。由此可知，关于A、B间摩擦力F1和B、C间摩擦力F2的分析中，正确的是(B)
A．F1＝0，F2＝0
B．F1＝0，F2≠0
C．F1≠0，F2＝0
D．F1≠0，F2≠0
8．A、B、C三物块质量分别为M、m、m0，作如图所示的连接，绳子不可伸长，且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计，若B随A一起沿桌面水平匀速运动，即可以断定(　A　)
A．物块A与桌面之间有摩擦力，大小为m0g
B．物块A与B之间有摩擦力
C．桌面对A，B对A都有摩擦力，两者方向相同，大小差为m0g
D．桌面对A，B对A都有摩擦力，两者方向相反，大小差为m0g
【解析】本题注意整体法与隔离法的应用：对B进行受力分析可知B的受力情况；对整体进行受力分析可知A与桌面之间摩擦力的情况。对B进行受力分析可知，B受重力、支持力，B水平方向不受外力，故B不会受到A对B的摩擦力，即A、B间没有摩擦力；对A、B整体进行受力分析可知，整体受C的拉力、自身的重力、桌面的支持力，要使整体做匀速直线运动，A应受到桌面对其向左的摩擦力，大小与绳子的拉力相同；对C进行受力分析可知，C受重力与绳子的拉力且处于平衡状态，故绳子的拉力为m0g；由此可知，物体A与桌面间的摩擦力大小为m0g。
9．如图所示，当匀速向左水平拉动木板M，待木块N稳定时，弹簧测力计的示数为F，此时木块N所受摩擦力的方向是向左(填“左”或“右”)；当由慢到快向左水平拉动木板M，待木块N稳定时，弹簧测力计的示数会等于(填“大于”“等于”或“小于”)F。
10．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＝30牛的水平力作用在B物块上，AB一起做匀速直线运动，此时B物块所受的摩擦力为30牛；若将F2＝50牛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，则地面对A物块的摩擦力为30牛。
11．两个完全相同的物体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__。
12．如图，三个相同的物体叠放在一起，当B受到5N的水平拉力时，三个物体一起向右匀速运动，则A与B之间、B与C之间的摩擦力分别为__0__N和__5__N。
考点六、实验探究摩擦力影响因素
1、探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)小明用弹簧测力计拉同一木块进行了三次正确的实验操作，实验情景如图甲、乙、丙所示。
①在图乙中，木块受到的滑动摩擦力大小等于__3.4__N，方向__水平向左__。
②比较__甲、乙__两图的实验可知，滑动摩擦力的大小与压力有关。
③比较甲、丙两图的实验可知：滑动摩擦力的大小与__接触面粗糙程度__有关。
(2)在操作过程中小明还发现，弹簧测力计不沿水平方向拉动时，也可以使木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动，如图丁所示。此过程中，木块处于__平衡__(选填“平衡”或“非平衡”)状态；弹簧测力计对木块的拉力和木块受到的滑动摩擦力__不是__(选填“是”或“不是”)一对平衡力，理由是__两个力不在同一条直线上，大小也不等__；竖直方向上，木块受到的重力和木板对它的支持力__不是__(选填“是”或“不是”)一对平衡力。
【解析】
(1)①弹簧测力计的最小刻度值为0.2N，由图乙可知此时的读数为3.4N；因为木块水平向右滑动，所以滑动摩擦力的方向水平向左。②甲、乙两图中接触面粗糙程度相同，压力不同，导致摩擦力大小不同。③甲、丙两图中的压力相同，接触面粗糙程度不同，导致摩擦力大小不同。(2)图丁中木块在各个力的作用下做匀速直线运动，因此处于平衡状态；此时摩擦力与拉力不是一对平衡力，因为两个力不在同一条直线上，大小也不等；因为竖直方向上，木块受到重力、支持力大小不相等，所以重力与支持力不是一对平衡力。
2、如图A、B是同种材料制成的大小不同的正方体，它们表面的粗糙程度相同，将它们分别按照甲、乙所示叠放，用弹簧秤水平拉动它们一起在同一水平桌面上运动。当它们匀速运动时，回答下列问题：
(1)图甲中，弹簧秤的示数是0.8N，画出A所受力的示意图；
(2)图甲、乙中：桌面受到的压力大小分别是F甲、F乙，两者大小关系是F甲＝F乙；
(3)有一种猜想认为摩擦力大小与受力面积大小无关．若要利用这个实验来验证，你想观察到怎样的实验现象？在两图中，分别拉动物体沿水平方向做匀速直线运动时，测力计示数不变；
(4)若要利用这个实验来探究摩擦力大小与运动速度大小之间是否有关，实验时需要控制压力和接触面粗糙程度不变，改变运动速度大小。
3．为了探究静摩擦力作用的相互性，并比较一对相互作用的静摩擦力的大小，某实验小组设计了如图(甲)所示的实验装置，整个装置放在水平桌面上，其中A、B两木块叠放在一起，两个轻质弹簧测力计C、D的一端与两木块相连，另一端固定在铁架台E、F上。后来经过讨论，完善了实验装置，如图(乙)所示。
(1)在理想情况下，B对A的静摩擦力的大小等于弹簧测力计____的示数，A对B的静摩擦力的大小等于弹簧测力计____的示数。(填“C”或“D”)
(2)在B下面放细圆木条的目的是__
__，在A上放钩码的目的是____________。
(3)实验中需向右缓慢移动铁架台F，在此过程中，应使A、B保持相对________，整个装置静止后，读取两个弹簧测力计的示数F1、F2。(填“运动”或“静止”)
(4)分析实验数据，若________，则静摩擦力的作用是相互的，且一对相互作用的静摩擦力大小相等。
【答案】D
C
用滚动代替滑动
增大压力
静止
F1=F2
【解析】(1)A受弹簧测力计D的拉力和B对A的摩擦力，故B对A的静摩擦力的大小等于弹簧测力计D的示数，同理，A对B的静摩擦力的大小等于弹簧测力计C的示数．(2)在B下面放细圆木条的目的是减小接触面的粗糙程度，使接触面脱离，用滚动代替滑动，减小桌面对木块B的摩擦力．在A上放钩码的目的是增大压力从而增大摩擦力．(3)本实验是为了探究静摩擦力作用的相互性，并比较一对相互作用的静摩擦力的大小，故实验中需向右缓慢移动铁架台F，在此过程中，应使A、B保持相对静止，整个装置静止后，读取两个弹簧测力计的示数F1、F2．(4)分析实验数据，若F1=F2，则静摩擦力的作用是相互的，且一对相互作用的静摩擦力大小相等。
4．在学习影响滑动摩擦力大小的因素后，小柯还是认为：重力越大，滑动摩擦力越大。于是张老师用如图装置与他一起实验。
步骤一：将铁块挡在木板上，往砂桶中加入一定量细沙，使压力传感器的示数为5.00牛，水平向左拉动木板，读出拉力传感器的示数并记录。
步骤二：换用质量不同、粗糙程度和底面积都相同的铁块，重复步骤一，记录结果如下表：
实验次数
质量不同的铁块
压力传感器示数(牛)
拉力传感器示数(牛)
1
小
5.00
2.10
2
中
5.00
2.11
3
大
5.00
2.11
请回答下列问题：
(1)第1次实验中铁块受到的摩擦力为2.10牛；
(2)实验中能否用钩码代替细沙？并说明理由；
答：实验不能用钩码代替细沙，钩码的质量是固定的不能连续变化，细沙的质量可以连续变化，方便控制铁块对水平木板的压力。
(3)通过实验得出的结论是在压力和接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小相同；
(4)小柯认为：该实验中压力传感器的上表面要尽量光滑，否则会使拉力传感器的读数偏大，你认为他的说法是否合理，为什么？小柯的说法不合理；铁块与压力传感器不接触，压力传感器与木板之间的摩擦力对实验无影响。
5.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，某同学按照如图所示的甲、乙、丙三种情况进行实验，其中A、B、C为同一木块，D为重物，甲和乙两图中的木板接触面相同，丙图为较粗糙的木板接触面。
(1)实验开始，该同学用较小的力拉木块，木块没动，此时摩擦力
拉力(选填“大于”“小于”或“等于”)；该同学要知道滑动摩擦力的大小，他应该使木块在水平木板上做
运动；由甲、乙两图可知，滑动摩擦力的大小与
有关；由甲、丙两图可知，滑动摩擦力大小与
有关。
(2)但此实验的不足之处恰恰是很难保证木块做这样的运动，若在图甲装置中木块运动过程中速度突然变大，滑动摩擦力将
(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)生活中不仅有滑动摩擦，还有静摩擦等。如图丁所示，下列判断正确的是
。
A．瓶子没有掉下来是手对瓶子的握力作用
B．当增大手对瓶的握力时，手与瓶间的摩擦力变大
C．当向瓶中装入水时，手与瓶间的摩擦力变大
【答案】(1)等于；匀速直线；压力大小(或压力)
；接触面粗糙程度
(2)不变
(3)C
6、在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的活动中。
????（1）在水平的长木板上，用弹簧测力计水平向左拉动木块A，并使其作??_水平匀速直线__运动，弹簧测力计示数如图14所示。根据?
二力平衡
知识可知，木块所受的滑动摩擦力为?
2.8
N。
（2）小华将木块沿竖直方向截去一半后，测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半。她由此得出：滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为她的探究过程存在的问题????没有控制压力不变??
。
（3）在实验后交流的过程中，小华发现有同学将该实验改成了如图15所示的实验装置：将弹簧测力计一端固定，另一端钩住木块A。木块下面是一长木板，实验时拉着长木板沿水平地面向左运动。装置改进以后的好处是?不需要控制木板匀速直线运动，方便实验操作；弹簧测力计固定不动，便于读数。（写出一条即可）。
7．某兴趣小组在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”时，用如图所示的装置进行实验。
实验一：将长方体木块平放在长木板上，用力F拉长木板，当长木板与木块发生相对滑动后，记录弹簧秤的示数于表一。再将木块分别侧放、竖放，重复实验。
实验二：将长方体木块平放在长木板上，用力F拉长木板，当长木板与木块发生相对滑动后，记录弹簧秤的示数于表二。再分别将一个砝码、二个砝码放在木块上，重复实验。
表一
实验次数
压力大小
木块放置情况
弹簧秤示数(N)
1
木块的重
平放
1.0
2
木块的重
侧放
1.0
3
木块的重
竖放
1.0
表二
实验
次数
压力大小
木块放
置情况
弹簧秤
示数(N)
1
木块的重
平放
1.0
2
木块和一个砝码的总重
平放
1.5
3
木块和二个砝码的总重
平放
2.0
(1)实验一的第3次实验时，木块与长木板之间的滑动摩擦力为__1.0__N。
(2)实验一探究的问题是__滑动摩擦力的大小与接触面积大小是否有关__。
(3)表二中的实验数据可得出的结论是__在接触面积和接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力也越大__。
【解析】(1)实验中，必须沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，此时，木块受到的摩擦力与拉力是一对平衡力，所以f＝F＝1.0N。(2)由表一实验数据可知，三次实验压力和接触面的粗糙程度相同，接触面积大小不同，所以实验一探究的问题是滑动摩擦力的大小与接触面积大小是否有关。(3)由表二实验数据可知，三次实验接触面积和接触面的粗糙程度相同，压力大小不同，压力越大滑动摩擦力越大，所以可得结论：在接触面积和接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力也越大。
8、为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”，小明设计了如图所示的实验。
(1)实验过程中，弹簧测力计必须(填“必须”或“不必”)沿水平方向拉着物块做匀速直线运动，此时，滑动摩擦力的大小等于(填“大于”“等于”或“小于”)弹簧测力计的示数。
(2)在四次实验中，滑动摩擦力最小的是丁(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。
(3)比较甲、乙实验，是为了研究滑动摩擦力大小与压力有关；比较乙、丙实验，是为了研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关(均填“压力”或“接触面粗糙程度”)。
(4)比较甲、丁实验，发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数，小明得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关，你认为他的结论是错误(填“正确”或“错误”)的。
(5)小明要对实验装置进行改动，如图2所示，重复实验，发现效果更好。实验中，小明不一定(填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板。
9、用图甲所示的装置探究摩擦力跟压力大小的关系。
甲　　　　　　　　　　
　乙
(1)实验时，拉动木块在水平木板上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数就等于摩擦力的大小，因为这时的拉力和摩擦力是一对平衡力。
(2)某次实验中弹簧测力计的指针位置如图甲所示，它的示数是1.6牛。
(3)改变木块上所加钩码的个数进行多次实验，记录的数据如表所示，请根据表中的数据，在图乙中画出摩擦力随压力大小变化的关系图象。
实验次数
1
2
3
4
5
压力F/牛
3
4
5
6
7
摩擦力f/牛
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
　　解：
(4)分析图象可知：当接触面的粗糙程度一定时，摩擦力跟压力的大小成正比。
(5)实验结束后，小丽同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关。她用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力，然后将木块沿竖直方向锯掉一半，测得摩擦力的大小也变为原来的一半，她由此得出：当接触面的粗糙程度一定时，接触面越小，摩擦力越小，你认为她的结论正确吗？不正确，理由是：没有控制压力大小不变。
10．一质量均匀分布、正反面相同的长方形木板，以中线MN为界，对比观察左右两部分，发现粗糙程度可能不一样，哪一侧更粗糙？同学们进行了研究。
(1)①小华将滑块放在木板上，通过细线和固定的弹簧测力计相连，如图甲所示。水平向右拉动木板，待示数稳定时，记下滑块经过左、右两部分时测力计的示数F左和F右，若F左＞F右，则木板的________侧更粗糙，实验时________(选填“需要”或“不需要”)匀速拉动木板；
②小华左右手戴上同样的手套，木板水平对称地放在左右手上，现左手向左移、右手向右移，使两手距离快速增大，若木板向左运动，则木板________侧更粗糙。
(2)小明用图乙实验装置，进行如下操作：
①将轻弹簧的一端分别固定在板上MN左右两侧的P、Q点，另一端分别与同一滑块接触
②移动滑块使弹簧压缩相同的长度，由静止释放滑块，使滑块越过MN但不滑离木板
③分别测出滑块越过MN后滑行的距离x1和x2
小明想根据x1和x2的大小关系判断木板的粗糙程度，小华提出疑议。为能根据x1和x2的大小关系作出正确判断，请指出小明实验中存在的问题是_____________________。
(3)小红使滑块分别从左右两侧滑上木板，测出滑块运动的速度，作出滑块从两端分别运动至MN过程中的速度v和时间t的关系图像如图丙，则图线______(选填“a”或“b”)所对应的接触面更粗糙，判断的依据是________________________________。
【答案】(1)①左；不需要；
②左；(2)不能确定滑块经过中线MN时的速度相同；(3)b；
b图线物块的速度变化快。
【解析】(1)①如图甲，水平向右拉动木板，待示数稳定时，记下滑块经过左、右两部分时测力计的示数F左和F右，若F左＞F右，则说明左侧摩擦力大，即木板的左侧更粗糙；实验时，滑块相对于桌面是静止的，因此受力平衡，不需要匀速拉动木板．②小华左右手戴上同样的手套，木板水平对称地放在左右手上，现左手向左、右手向右，使两手距离快速增大，若木板向左运动，则说明左侧摩擦力大，即木板左侧更粗糙。(2)根据小明的实验过程可知，若依据小明的实验，根据x1和x2的大小关系判断木板的粗糙程度并不科学，因为这一实验过程不能确定滑块经过中线MN时的速度相同，不符合控制变量法的要求。(3)由图象可知，在相同时间内，a的速度减小的慢，b的速度减小的快，说明b受到的摩擦阻力更大，则图线b所对应的接触面更粗糙。专题培优11
摩擦力与实验探究
考点一、摩擦力的存在与概念
定
义：当一个物体在另一个物体表面上运动时，会产生一种阻碍物体相对运动的力，叫摩擦力。
方
向：与物体相对运动的方向相反（可能与实际运动方向相同，如向上爬树；也有可能相反，如向下爬树）。
条
件：
①两个物体相互接触并且接触面粗糙；
②两个物体之间存在挤压；
③两物体已发生运动或具有相对运动的趋势（静止）
考点二、摩擦力大小与方向定量分析-水平方向、斜面传送带等（利用二力平衡求解）
测
量：用弹簧测力计拉着木块在长木板上做匀速直线运动，根据二力平衡的原理拉力大小等于木块所受滑动摩擦力的大小。
因
素：滑动摩擦力的大小跟压力有关，压力越大滑动摩擦力越大；
还跟接触面的粗糙程度有关，越粗糙滑动摩擦力越大。
注
意：①滑动摩擦力的大小与物体运动的速度和接触面的面积大小无关；
②摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反，与物体实际运动的方向可能相反，也可能相同。
考点三、摩擦力大小与方向定量分析-竖直方向（利用二力平衡求解）
概
念：当物体紧贴在竖直接触面上不动时，它受到的摩擦力等于重力；
当物体紧贴竖直接触面上匀速上升或下降时，它受到的摩擦力等于重力。
注
意：滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度两个因素有关，只要这两个因素不变，滑动摩擦力就不变。
考点四、增大和减小摩擦力的方法
摩擦力大小的影响因素：压力的大小和接触面粗糙程度。
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。
考点五、两物体叠加和有相对运动时的摩擦力
受力分析是将研究对象看作一个孤立的物体并分析它所受各外力特性的方法。受力情况决定运动情况，要研究物体的运动，必须首先搞清物体的受力情况。正确分析物体的受力情况，是研究力学问题的关键，是必须掌握的基本功。初中的受力分析常用方法有整体法、隔离法和假设法。
（1)整体法：以几个物体构成整个系统为研究对象进行求解的方法。在许多问题中用整体法比较方便，但整体法不能求解系统的内力。区分内力和外力：对几个物体的整体进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现，当把某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成了外力，要画在受力图上。
（2）隔离法：把系统分成若干部分并隔离开来，分别以每一部分为研究对象进行受力分析，分别列出方程，再联立求解的方法。通常在分析外力对系统作用时，用整体法；在分析系统内各物体之间的相互作用时，用隔离法。有时在解答一个问题时要多次选取研究对象，需要整体法与隔离法交叉使用。
【注意】实际问题中整体法与隔离法要结合起来灵活运用，通常先整体后隔离。
考点六、实验探究摩擦力影响因素：
滑动摩擦力的大小与物体的接触面积和物体匀速运动速度的大小无关。摩擦力的大小跟接触面所受的压力大小有关，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大；摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
探究滑动摩擦力与压力大小的关系时，需保持接触面粗糙程度不变，只改变压力的大小。探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系时，需控制压力的大小不变，只改变接触面的粗糙程度。
①原理：二力平衡的条件(水平方向匀速直线运动)
②控制变量法的应用(分别控制压力大小与改变接触面的粗糙程度)
③实验评估及实验改进方法
方案一、木块在木板上匀速拉动，但实验过程中很难保持物体进行匀速直线运动
方案二、使弹簧计固定，拉动物体下面的长木板，根据二力平衡，无论怎么拉动木板，测力计的示数即摩擦力的大小
方案二优点：①不需要控制木板匀速直线运动，方便实验操作
②弹簧测力计固定不动，便于读数

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