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第八章 運動和力
第3節 摩擦力
教材考點梳理
一、摩擦力（f）
1.定義：兩個互相接觸的物體，當它們做相對運動或有相對運動趨勢時，在接觸面上會產生一種阻礙相對運動的力，這個力叫摩擦力。
2.摩擦力產生條件：
（1）兩物體相互接觸，并且相互擠壓。
（2）兩物體的接觸面粗糙。
（3）兩物體有相對運動或相對運動趨勢。
3.摩擦力的方向： 跟相對運動或相對運動趨勢的方向相反。
4.摩擦力種類：（1）靜摩擦：
A.產生條件：兩個物體之間只有相對運動趨勢，而沒有相對運動。
B.靜摩擦方向：跟物體相對運動趨勢的方向相反。
C.大小：始終等于使它有運動趨勢的力。
（2）滑動摩擦：
A.一個物體在另一個物體表面滑動時，產生的摩擦力。
B.方向：跟物體間相對運動的方向相反。
（3）滾動摩擦：
A.一個物體在另一個物體表面上滾動時產生的摩擦。
B.當壓力相同時，滾動摩擦比滑動摩擦小很多。
5.摩擦力有時是阻力，也有可能是動力。
二、實驗：探究影響滑動摩擦力大小的因素
1.滑動摩擦力的測量方法：
用彈簧測力計水平拉動物塊，使其做勻速直線運動，根據二力平衡可知，滑動摩擦力的大小等于拉力的大小。（轉換法）
2.實驗原理：二力平衡。
3.實驗方法：（1）轉換法。（2）控制變量法：
A.探究滑動摩擦力與壓力的關系：控制接觸面的粗糙程度不變，改變物塊對接觸面的壓力，比較彈簧測力計的示數變化。
B.探究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關系：控制壓力不變，改變接觸面粗糙程度，比較彈簧測力計的示數變化。
4.實驗結論：
滑動摩擦力的大小只跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關，而與物重、運動速度、接觸面積、拉力大小等因素均無關。
（1）當接觸面粗糙程度一定時，壓力越大，滑動摩擦力越大。
（2）當壓力大小一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。
5.原實驗存在的不足：
(1)很難讓木塊一直做勻速直線運動。
(2)彈簧測力計在運動中不方便讀數，誤差較大。
6.實驗改進：將彈簧測力計一端固定，拉動長木板，木塊處于靜止狀態，受到的拉力和摩擦力是一對平衡力，彈簧測力計示數等于摩擦力。
優點：無論長木板怎樣運動，木塊相對于地面靜止，便于讀數、操作。
三、摩擦力的利用與防止
1.有益摩擦要增大：
（1）增大壓力：用力捏車閘、把皮帶張緊、用力擦黑板等。
（2）增大接觸面的粗糙程度：鞋底刻花紋、輪胎裝防滑鏈等。
（3）變滾動為滑動。
2.有害摩擦要減小：
（1）減小壓力。 （2）使接觸面變光滑。
（3）變滑動代替滾動。（行李箱底部裝輪子、車軸處按滾珠）
（4）使接觸面彼此分離。（加潤滑油、氣墊船、磁懸浮列車）
重難點突破
1．（2023四川內江）如圖所示，重力為100N的木箱放可能水平地面上，某同學用20N的力水平向左推木箱，沒有推動，木箱受到地面的摩擦力為________N，方向是__________。
2．（2023四川南充）如圖甲所示，各個面粗糙程度相同的a、b兩個鐵塊疊放在水平桌面上，在水平拉力F1=10N的作用下，一起向右做勻速直線運動，則a受到的摩擦力為________N；如圖乙所示，將a、b并排放于同一桌面上，在水平推力F2的作用下，一起向右做勻速直線運動，則F2=________N。
3．（2023四川成都）尊老愛幼是中華民族的傳統美德，初三（1）班全體同學深入社區養老院，開展志愿者服務活動，下圖是小文同學打掃衛生時推移沙發的情景。當他推動沙發向左運動時，地面對沙發的摩擦力方向是向______的。小文覺得如果給沙發裝上輪子，推起來會更省力，他這樣思考的依據是：在一般情況下，滾動摩擦______滑動摩擦。
4．（2023·內蒙古通遼）如圖所示，用6N的水平拉力F拉動木板A在水平地面上向右做勻速直線運動，物體B相對地面靜止不動，彈簧測力計示數為2N，則B所受摩擦力的大小為 N，方向為 （選填“水平向左”或“水平向右”），地面對A的摩擦力大小為 N。

5．（2023·黑龍江龍東）如圖所示，當右端掛一個重為10N的物體A時，物體B在水平桌面上恰好能向右做勻速直線運動，若現在要使物體B水平向左做勻速直線運動，則應在物體B上施加一個水平向 、大小是 N的拉力。

6．（2023·北京）如圖所示的實例，目的是為了減小摩擦的是（　　）
A．輪滑鞋裝有滾輪 B．運動鞋底有凹凸的花紋
C．腳蹬面做得凹凸不平 D．守門員戴著防滑手套
7．（2023·廣東深圳）琴琴同學握筆如圖所示。下列關于鉛筆的描述正確的是（ ）

A．鉛筆的長度約50cm B．鉛筆的質量約為50g
C．靜止在桌面上的鉛筆受平衡力 D．寫字時鉛筆和紙間的摩擦力是滾動摩擦力
8．（2023湖北隨州）鄧老師在《摩擦力》新課教學時，為了情境化引入新課激發同學們的興趣設計了一個小游戲：輕松翻動兩本物理書的書頁，讓書頁彼此交錯穿插后平放在桌上（如圖）。鄧老師讓大家推薦兩個“大力士”把這兩本書拉開，體育委員和籃球隊長信心百倍走上講臺，鄧老師給他們加一點難度把一盒粉筆壓在書上，兩男生使出洪荒之力也沒拉開兩本書。以下說法正確的是（　　）
A．兩本書很難被拉開是因為書頁之間產生了巨大的靜電吸引力
B．兩本書的紙面越粗糙越容易被拉開
C．要想拉開兩本書，拉力的大小需要大于書頁間的摩擦力大小
D．兩本書交錯穿插的頁面越多、書上所壓的粉筆盒等物越重越容易被拉開
9．（2023·廣東深圳）小白同學用斜向右上的拉力拉動物體向右做勻速運動，請在圖中：
①畫出繩子對手的拉力F，
②物塊受到的摩擦力f。

10．（2023·遼寧撫順、鐵嶺）小智發現媽媽購買的防滑地墊的A面比B面更粗糙，為了比較A、B兩個面的防滑性，小智利用商家贈送的小塊地墊樣品和彈簧測力計進行了下列探究：

（1）如圖甲、乙，分別將B、A面與同一水平地面接觸，用彈簧測力計水平 拉動小塊地墊，根據 原理可知滑動摩擦力大小等于彈簧測力計示數；
（2）小智發現完成甲、乙兩次實驗測得的滑動摩擦力都很小，比較不出A、B兩個面的防滑性，于是又找來一個鐵塊，在原水平地面上進行了如圖丙所示的實驗。通過比較甲、丙兩次實驗，發現當接觸面粗糙程度相同時， 越大，滑動摩擦力越 ；
（3）為了完成探究，保持其他條件不變，在丙圖實驗的基礎上小智只將 ，測出滑動摩擦力的大小為2.2N，通過與丙圖實驗測得的滑動摩擦力相比，選擇地墊 （填“A”或“B”）面鋪在地面上，能更有效地防止地墊在地面上滑動。
參考答案
1.【答案】20 水平向右
【解析】木箱受到20N的推力，木箱處于靜止狀態，木箱水平方向上受到水平向左的推力和水平向右的靜摩擦力作用，這兩個力是平衡力，大小相等，方向相反，即摩擦力為20N，水平向右。
2.【答案】0 10
【解析】a、b一起向右做勻速直線運動，所以a、b沒有相對運動的趨勢，a、b間沒有摩擦力，則木塊a受到的摩擦力大小為0N。
甲圖，a和b整體在水平方向上受到水平向右的推力F1和水平向左的滑動摩擦力，整體做勻速直線運動，這兩個力是平衡力，大小相等，F1是10N，所以整體受到地面的滑動摩擦力是10N；從甲圖到乙圖，改變a和b的放置情況，壓力大小不變，接觸面粗糙程度不變，a和b整體受到的滑動摩擦力不變，所以乙圖的滑動摩擦力大小還是10N；整體仍然做勻速直線運動，故乙圖中推力F2大小是10N。
3.【答案】右 小于
【解析】當他推動沙發向左運動時，沙發相對地面向左運動，地面對沙發的摩擦力方向是向右的。
小文覺得如果給沙發裝上輪子，變滑動為滾動，推起來會更省力，他這樣思考的依據是：在一般情況下，滾動摩擦小于滑動摩擦。
4.【答案】 2 水平向右 4
【解析】[1][2]由圖中可知，物體B相對于木板A向左運動，故可知物體B受到水平向右的木板A的摩擦力f，物體B同時受到水平向左的彈簧測力計的拉力F拉，由力的平衡可得，物體B所受摩擦力的大小為f=F拉=2N，方向水平向右。
[3]由力的作用的相互性可知，木板A受到水平向左的物體B的摩擦力f′，且對木板A受力分析可知，木板A在水平方向上受到向右的拉力F和向左的地面的摩擦力f地，由力的平衡可得F=f地+f′，解得地面對木板A的摩擦力為f地=F-f′=6N-2N=4N，方向水平向左。
5.【答案】 左 20
【解析】[1][2]物體B水平向右運動時，在水平方向上受到物體A對物體B施加的水平向右的拉力和水平向左的摩擦力，因物體B處于勻速直線運動狀態，則物體B所受摩擦力和拉力是一對平衡力，所以水平向左的摩擦力與向右的拉力大小相等，即，物體B水平向左運動和水平向右運動時，由于壓力不變，接觸面粗糙程度不變，物體B受到的滑動摩擦力不變，所以物體B水平向左運動時，受到水平向右的摩擦力也是10N，即f右=10N。當物體B水平向左勻速直線運動時，水平方向上受到水平向左的拉力F2與水平向右的拉力F1、摩擦力f右而平衡。即拉力大小為
6.【答案】A
【解析】A．輪滑鞋裝有滾輪，用滾動代替滑動，減小了摩擦，故A符合題意；
B．運動鞋底有凹凸的花紋，使鞋底與地面間變得更粗糙，增大了摩擦力，故B不符合題意；
C．腳蹬面做得凹凸不平，使鞋底與踏板間變得更粗糙，增大了摩擦力，故C不符合題意；
D．守門員戴著防滑手套，使手與足球之間變得更粗糙，增大了摩擦力，故D不符合題意。
故選A。
7.【答案】C
【解析】A．鉛筆的長度約為20cm，故A錯誤；
B．鉛筆的質量約為0.01kg，合10g，故B錯誤；
C．靜止在桌面上的鉛筆，是一種平衡狀態，受平衡力，故C正確；
D．寫字時鉛筆和紙間的摩擦力是滑動摩擦力，故D錯誤。
故選C。
8.【答案】C
【解析】A．兩本書很難被拉開，是因為書頁之間有摩擦，故A錯誤；
B．兩本書的紙面越粗糙越難拉開，因為壓力一定時，紙面越粗糙，摩擦力越大，故B錯誤；
C．要想拉開兩本書，拉力的大小需要大于書頁間的摩擦力的大小，其書所受的合力不為0，書才會被拉開，故C正確；
D．兩本書交錯穿插的頁面越多，書頁之間的壓力越大，書上所壓的粉筆盒等物體越重，摩擦力便越大，書越不易被拉開，故D錯誤。
故選C。
9.【答案】
【解析】小白同學用斜向右上的拉力拉動物體，根據力的作用的相互性，繩子對手的拉力沿著繩子向下；物體沿水平面向右勻速運動，物塊受到的摩擦力水平向左。
10.【答案】 勻速直線 二力平衡 壓力 大 A、B兩個面對調 A
【解析】（1）[1][2]實驗時用彈簧測力計沿水平方向拉動小塊地墊，使其在水平桌面上做勻速直線運動，根據二力平衡原理，可知滑動摩擦力的大小等于拉力的大小。
（2）[3][4]比較甲、丙兩次實驗，接觸面粗糙程度相同時，丙中壓力越大，測力計示數也越大，摩擦力越大，可以得到當接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大。
（3）[5][6]探究滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關系，要控制壓力大小相同，故將A、B兩個面對調，可探究滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關系，地墊A面鋪在地上時，彈簧測力計的示數大，摩擦力較大，能更有效地防止地墊在地面上滑動。

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