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第3節 摩擦力
雙基過關
知識點一、摩擦力：
1.現象探究分析：
（1）現象：手用力按在桌面上向前搓，感到桌面對手掌有阻礙作用，很吃力；在水平地面上推木箱，木箱較難推動，很費力；毛刷在水平面上運動刷毛向后傾斜，需要用力，毛刷才能前進。
（2）分析：兩個相互接觸的物體，當它們相對滑動時，在接觸面上有阻礙相對運動的力。
（3）歸納總結：相互接觸的兩個物體，表面不光滑，在壓力作用下，凹凸不平的部位就會相互嚙合，當二者做相對運動時，嚙合部位就會彼此阻礙，產生阻礙相對運動的力。
2.摩擦力
（1）概念：兩個相互接觸的物體，當它們有相對運動或相對運動趨勢時，在接觸表面產生一種阻礙相對運動的力，這種力叫摩擦力。
（2）產生條件：
①兩個物體相互接觸；②擠壓發生彈性形變；③接觸表面粗糙；④有相對運動或相對運動趨勢。
（3）分類：
①靜摩擦力：一個物體在另一個物體的表面上有相對運動趨勢時，在接觸表面上產生的阻礙相對運動趨勢的力。
②滑動摩擦力：一個物體在另一個物體的表面上相對滑動時，在接觸表面上產生的阻礙相對滑動的力。
③滾動摩擦力：一個物體在另一個物體的表面上相對滾動時，在接觸表面上產生的阻礙相對滾動的力。
（4）摩擦力的三要素：
①大小：可用彈簧測力計進行測量
②方向：與相對運動或相對運動趨勢的方向相反，可能與物體的運動相同，可能與物體運動的方向相反，也可能與物體運動的方向不在一條直線上。
③作用點：兩個物體的接觸面上。
（5）作用效果：總是阻礙物體間的相對運動或相對運動趨勢，可以作為動力（如物體做加速運動），也可作為阻力（如物體做減速運動），還可以改變物體的運動方向（如物體轉彎）。
基礎自測：
1．關于重力、彈力和摩擦力，下列說法中正確的是（　　）
A．因為物體本身就有重力，所以重力沒有施力物體
B．物體受到的重力方向總是垂直向下
C．物體間如果有相互作用的彈力，就一定存在摩擦力
D．支持力和壓力都屬于彈力
【答案】D
【解析】A．物體本身沒有重力（只有質量），重力是由于地球的吸引而產生的，故其施力物體是地球，故A錯誤；
B．重力方向是豎直向下的，不是垂直向下，故B錯誤；
C．物體間有相互作用的彈力時，如果沒有相對運動或相對運動的趨勢，或接觸面光滑，則物體也不受摩擦力，故C錯誤；
D．壓力和支持力都是發生彈性形變而產生的力，屬于彈力，故D正確。
故選D。
2．如圖所示，物塊A、B疊放在水平地面上，現用大小為15N的水平向左拉力F拉B，A、B以相同的速度向左勻速運動，對此分析正確的是（　?。?br/>A．B對A的摩擦力為0
B．A對B的摩擦力大小為15N，方向水平向右
C．地面對B的摩擦力大小為15N，方向水平向左
D．B對地面的摩擦力大小為15N，方向水平向右
【答案】A
【解析】AB．物塊A、B疊放在水平地面上以相同的速度向左勻速運動，A、B相對靜止，也沒有相對運動的趨勢，所以A、B之間的摩擦力為0，故A正確，B錯誤；
C．地面對B的摩擦力大小為15N，B相對于地面向左運動，所以摩擦力方向水平向右，故C錯誤；
D．B對地面的摩擦力大小為15N，地面相對于B向右運動，所以地面受到摩擦力方向水平向左，故D錯誤。
故選A。
3．如圖所示，把重100N的一袋米靜止放到水平傳送帶上，米袋先在傳送帶上滑動，稍后與傳送帶一起勻速運動。若米袋滑動時受到的滑動摩擦力大小是重力的0.6倍，則米袋在滑動過程中受到的滑動摩擦力方向為 ___________（選填“向右”或“向左”），隨傳送帶一起勻速運動時米袋受到的摩擦力大小為 ___________N。
【答案】 向右 0
【解析】[1]傳送帶順時針轉動，米袋在傳送帶上滑動時，相對于順時針轉動的傳送帶，米袋在向左運動；摩擦力的方向是與物體相對運動的方向相反，米袋相當于傳送帶向左運動，則米袋受到的摩擦力方向向右。
[2]當米袋隨傳送帶一起勻速運動時，米袋相當于傳送帶靜止，故米袋不受摩擦力作用，所以，摩擦力的大小為0N。
4．2月7日，在北京冬奧會短道速滑男子1000米決賽中，中國選手任子威以1分26秒78的成績奪得冠軍。如圖所示，運動員在滑行過程中，冰刀與冰面之間的摩擦為___________摩擦力（選填“滑動”或“滾動”），若以選手為參照物，觀眾是___________的（選填“運動”或“靜止”）。
【答案】 滑動 運動
【解析】[1]冰刀在地上發生滑動，冰刀與冰面之間是滑動摩擦。
[2]選手在冰面上滑動，以選手為參照物，觀眾的位置發生了變化，即觀眾是運動的。
5．如圖所示是軍人爬桿訓練，軍人在勻速向上爬升的過程中，手和桿之間的摩擦是______（選填“滑動摩擦”“滾動摩擦”或“靜摩擦”）。
【答案】靜摩擦
【解析】軍人爬桿訓練，軍人在勻速向上爬升的過程中，手相對于桿有向下滑動的趨勢，因此受到向上的摩擦力，所以這個摩擦力是靜摩擦力。
6．有一物體質量為20kg，放在水平地面上，用15N的水平力向右推它，但沒推動，此時，物體受到的摩擦力為 _____N，方向向 _____。
【答案】15 左
【解析】[1][2]用15N的水平力向右推物體，但沒推動，物體處于平衡狀態，即此時物體水平方向上受到的摩擦力和推力為一對平衡力，大小相等，所以摩擦力為15N，方向與推力相反，向左。
知識點二、研究影響滑動摩擦力大小的因素
【猜想與假設】
在地面上推箱子前行時，箱子越重，推起來越費力，由此可猜想滑動摩擦力大小可能與接觸面間的壓力有關；地面越粗糙，推起來越費力，由此可猜想滑動摩擦力大小可能與接觸面的粗糙程度有關。
【實驗設計】
用彈簧測力計水平拉動同一個木塊在水平面上做勻速直線運動，每次只改變水平面的粗糙程度或壓力的大小，控制其他條件不變，觀察記錄彈簧測力計的示數。
【實驗過程】
(1)木板
用彈簧測力計水平拉動木塊在木板上做勻速直線運動，記錄彈簧測力計的示數。
(2)木板
用彈簧測力計水平拉動同一個木塊和砝碼在同一木板上做勻速直線運動、記錄彈簧測力計的示數。
(3)棉布
用彈簧測力計水平拉動同一木塊在棉布上做勻速直線運動，記錄彈簧測力計的示數.
【實驗記錄】
實驗序號 實驗條件 彈簧測力計示數F/N
壓力情況 接觸面
1 一個木塊 木板 5.0
2 一個木塊、一個砝碼 木板 7.0
3 一個木塊 棉布 6.5
【實驗分析】
(1)比較分析第1、2次實驗記錄，木塊均在木板上水平勻速滑行，但壓力大小不同，木塊受到的滑動摩擦力大小不同，壓力越大，滑動摩擦力越大，即滑動摩擦力的大小跟接觸面所受的壓力有關。
(2)比較分析第1、3次實驗記錄，木塊所受的壓力大小相同，但接觸面的粗糙程度不同，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大，即滑動摩擦力的大小還跟接觸面的粗糙程度有關。
【實驗結論】滑動摩擦力的大小跟接觸面所受的壓力有關，接觸面受到的壓力越大滑動摩擦力越大?；瑒幽Σ亮Φ拇笮∵€跟接觸面的粗糙程度有關，觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。
【實驗改進】
方法：如圖乙，拉動木塊下面的長木板運動，保持彈簧測力計不動。
改進后優點：拉動長木板時，即使長木板沒有勻速運動，對實驗也沒有影響，實驗更容易操作；而且彈簧測力計相對于實驗操作者靜止，可使讀數更準確。
基礎自測
7．如圖所示是“探究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗，有關此實驗的說法中正確的是（　?。?br/>A．分析實驗甲、乙可得，滑動摩擦力的大小跟接觸面所受的壓力有關
B．分析實驗甲、丁可得，滑動摩擦力的大小跟接觸面的受力面積有關
C．實驗乙、丙探究滑動摩擦力的大小跟接觸面的粗糙程度是否有關
D．實驗乙、丁探究滑動摩擦力的大小跟接觸面的受力面積是否有關
【答案】A
【解析】沿水平方向拉著物體做勻速直線運動，物體在水平方向上受到平衡力的作用，根據二力平衡的原理可知，滑動摩擦力的大小才等于拉力大小。
A．比較甲、乙兩圖知，接觸面的粗糙程度相同，壓力大小不同，壓力越大，拉力越大，摩擦力越大，所以可以得出，滑動摩擦力的大小跟接觸面所受的壓力有關，故A正確；
B．比較甲、丁兩圖知，接觸面的粗糙程度相同，壓力大小相同、接觸面大小不同，拉力相同，摩擦力相同，說明滑動摩擦力的大小跟接觸面的受力面積沒有關系，故B錯誤；
C．比較乙、丙兩圖知，接觸面的粗糙程度不相同，壓力大小不相同、接觸面大小相同，變量不唯一，不能探究滑動摩擦力的大小跟接觸面的粗糙程度的關系，故C錯誤；
D．比較乙、丁兩圖可知，壓力大小不相同，接觸面的粗糙程度相同，壓力的大小不同，受力面積大小不同，變量不唯一，不能探究滑動摩擦力的大小跟接觸面的受力面積是否有關，故D錯誤。
故選A。
8．如圖所示，在玻璃杯內裝滿米，將竹筷豎直插入米中，用手抓住竹筷并沿豎直方向慢慢提起，最終使玻璃杯靜止在空中。若玻璃杯與米的總質量是1kg，則筷子對米的摩擦力是__________N，此摩擦力的方向__________；若加大手對筷子的壓力，筷子與手間的摩擦力__________（選填“變大”“變小”或“不變”）。（g取10N/kg）
【答案】 10 豎直向上 不變
【解析】[1][2]玻璃杯與米受豎直向下的重力大小
G=mg=1kg×10N/kg=10N
豎直向上的摩擦力f作用，玻璃杯與米靜止，處于平衡狀態，由二力平衡條件可知，米受到筷子的摩擦力
f=G=10N
方向是豎直向上。
[3]把米和筷子看做一個整體，整體受到重力與手對這個整體的向上的摩擦力作用而處于平衡狀態，它們是一對平衡力；決定摩擦力大小的因素是：壓力大小、接觸面的粗糙程度，加大手對筷子的壓力，米和筷子仍然處于平衡狀態，重力不變，則摩擦力不變。
9．如圖所示，在“研究影響滑動摩擦力大小的因素”實驗中：
（1）如圖甲所示，①②為相同的水平木板，③在水平木板上鋪了一層粗布。實驗過程中彈簧測力計必須沿______方向拉木塊；如果3次實驗所用拉力分別為F1=0.4N、F2=0.5N、F3=1.5N時，恰能拉著木塊沿水平方向做勻速運動，則分析比較______（選填實驗編號①②③）兩組數據可得出結論：在壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；
（2）在完成實驗后，小明將毛巾鋪在水平木板上，重復①的實驗過程，探究木塊在毛巾表面的運動情況；根據實驗數據，小明得出拉力F與時間t的關系如圖乙，木塊運動速度v與時間t的關系如圖丙。由圖可知，在1~2s內木塊沿毛巾表面做______（選填“加速”、“勻速”或“減速”）運動，木塊受到的摩擦力f＝______N；
（3）實驗前使用天平對木塊和砝碼進行測量，并測得質量分別為400g和100g。研究表明，滑動摩擦力f與壓力N滿足關系f＝μN，μ是一個與接觸面有關的比例常數，叫做動摩擦因數。根據前面所測得的有關數據，可求得木塊與毛巾表面之間的動摩擦因數μ＝______。
【答案】 水平 ②③ 加速 2.4 0.6
【解析】（1）[1]要使測力計的示數與摩擦力相等，木塊必須處于平衡狀態，使拉力與摩擦力是一對平衡力，故要勻速直線拉動木塊，彈簧測力計必須保持水平方向。
[2]由控制變量法可知，探究滑動摩擦力大小與接觸面的粗糙程度的關系時，需要控制壓力一定，僅接觸面的粗糙程度不同，②③兩組實驗除接觸面不同，壓力相同，故應分析比較②③兩組實驗數據。
（2）[3][4]由圖丙可知，在2~3s內，木塊做勻速直線運動，此時的拉力與滑動摩擦力是一對平衡力，大小相等，對比圖乙可知，則f＝2.4N；在1~2s內木塊沿毛巾表面做加速運動，由于此時木塊對毛巾表面的壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，則受到的滑動摩擦力不變，即f＝2.4N。
（3）[5]木塊的重力為
對毛巾表面的壓力為
F=G=4N
木塊與毛巾表面之間的摩擦力為2.4N，則木塊與毛巾表面之間的動摩擦因數為
10．小陽小組的同學在探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關的實驗中，組裝了如圖所示的實驗裝置，他們的主要實驗步驟如下：
（1）豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使木塊在水平力作用下沿水平木板做勻速直線運動，根據______的知識，可知彈簧測力計對木塊的拉力與木塊受到的滑動摩擦力的大小相等，讀出彈簧測力計的示數并記錄。
（2）取一個砝碼放在木塊上，仿照步驟（1）再做一次實驗，讀出彈簧測力計的示數并記錄。
（3）此實驗探究的是滑動摩擦力的大小與______是否有關，在此實驗過程中，控制不變的量是______。
【答案】 二力平衡 壓力大小 接觸面的粗糙程度
【解析】（1）[1]豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使木塊在水平力作用下沿水平木板做勻速直線運動，根據二力平衡知識可知，彈簧測力計對木塊的拉力與木塊受到滑動摩擦力的大小相等，讀出彈簧測力計的示數并記錄。
（3）[2][3]由圖可知，接觸面的粗糙程度不變，將砝碼放在木塊上，木塊對水平面的壓力增大，則此實驗探究的是滑動摩擦力的大小與壓力大小是否有關，在此實驗過程中，控制不變的量是接觸面的粗糙程度。
知識點三、摩擦的利用和防止
1.增大有益摩擦的方法
(1)通過增大壓力來增大摩擦力，如自行車剎車時用力捏車閘，就是在接觸面粗糙程度一定時，通過增大壓力來增大摩擦力的。
(2)通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力，如鞋底凹凸不平的花紋，就是在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力的。
（3）變滾動摩擦為滑動摩擦，如汽車、摩托車、自行車剎車。
2.減小有害摩擦的方法
(1)通過減小壓力來減小摩擦力，如推動沉重的書柜前先將書柜中的書移走。
(2)使接觸面更光滑，如冰壺運動中，運動員用冰壺刷不斷摩擦冰面使接觸面更光滑，從而減小摩擦力。
(3)變滑動摩擦為滾動摩擦，如機器上安裝滾動軸承。
(4)使接觸面分離，如氣墊船利用壓縮空氣使船體與水面脫離接觸，減小了摩擦力。
基礎自測
11．如圖所示的事例中，目的為了減小摩擦的是（　　）
A． 浴室鋪防滑墊
B． 車把上加裝橡膠套
C． 給鞋底安裝輪子
D． 瓶蓋側表面刻有豎紋
【答案】C
【解析】A．浴室鋪防滑墊，是在壓力一定時，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．車把上加裝橡膠套，是在壓力一定時，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．給鞋底安裝輪子，是用滾動代替滑動的方法來減小摩擦力，故C符合題意；
D．瓶蓋側表面刻有豎紋，是在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力，故D不符合題意。
故選C。
12．2020年12月28日~29日，全縣范圍內普降瑞雪，為避免因道路結冰，交通不暢，給學生上下學造成不便。根據市局通知精神和我縣實際，學校走讀生暫定停課兩天半。同學們在外出時要穿鞋底都刻有“鞋底凹凸不平的花紋”的鞋子，其主要是為了（　?。?br/>A．增大摩擦 B．減小摩擦 C．增大壓力 D．減小彈性
【答案】A
【解析】鞋底都刻有“凹凸不平的花紋”，這是在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力，防止打滑。
故選A。
13．日常生活中，人們都避免不了摩擦，有些地方需要增大摩擦力，有些地方需要減小摩擦力。下列摩擦力需要增大的是（　?。?br/>A．人走路時，鞋與地面之間的摩擦力
B．氣墊船與水面之間的摩擦力
C．滾動軸承的鋼珠與內外圈之間的摩擦力
D．自行車車輪的齒輪間的摩擦力
【答案】A
【解析】A．人走路時，鞋底的花紋增加了接觸面的粗糙程度，增大鞋與地面之間的摩擦力，走路時需要增大摩擦力，若摩擦力較小，人比較容易滑倒，故A符合題意；
B．氣墊船行駛時會在船和水面之間形成一個“氣墊”，這是通過使接觸面分離的方法來減小摩擦的，氣墊船與水面之間的摩擦力是需要減小的，故B不符合題意。
CD．滑動摩擦力比滾動摩擦力大，自行車車輪的齒輪間的摩擦力小，可以減少機器的損耗，所以應減小摩擦力，故CD不符合題意。
故選A。
14．小陶同學騎自行車上學的路上遇事緊急剎車后，自行車由于______還會繼續前進一段距離才能停下，在剎車過程中，是通過增大______的方法來增大摩擦力，自行車輪子上的花紋是通過增大______的方法增大摩擦力。
【答案】 慣性 壓力 接觸面粗糙程度
【解析】[1]緊急剎車后，自行車由于慣性將保持原來的運動狀態繼續向前運動一段距離。
[2]自行車剎車，是在接觸面粗糙程度一定時，通過增大剎車皮與車圈之間的壓力來增大摩擦，從而使車能停的快一些。
[3]自行車輪子上的花紋是在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力。
15．某山地自行車的輪胎表面有凹凸不平的花紋，是為了_________（選填“增大”或“減小”）摩擦；若要自行車很快停下來，可以用力捏閘，是通過增大__________的方式來增大摩擦；自行車的軸承中加入潤滑油的目的是_________（選填“增大”或“減小”）摩擦。
【答案】 增大 壓力 減小
【解析】[1]滑動摩擦力大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關，某山地自行車的輪胎表面有凹凸不平的花紋，粗糙程度大，可以增大摩擦。
[2]用力捏閘，手對閘的壓力增大，是通過增大壓力的方式來增大摩擦。
[3]向自行車的軸承中加入潤滑油可以減小接觸面的粗糙程度，以此來減小摩擦。
考點突破
考點1.對摩擦力的理解
方法：關于摩擦力問題需掌握三個方面
(1)摩擦力的產生條件：①接觸面粗糙；②物體相互接觸且有擠壓；③物體間有相對運動或相對運動趨勢。三個條件，缺一不可。
(2)摩擦力的大?。晃矬w處于二力平衡狀態，如果二力中有一個力是摩擦力，可以利用轉換法求解摩擦力，此時摩擦力與另一已知力大小相等、方向相反，這個已知力通常為物體的重力或彈簧測力計的拉力。
（3）判斷摩擦力方向的習題有兩類：一類是判斷滑動摩擦力的方向，另一類是判斷靜摩擦力的方向。
要判斷摩擦力的方向，先得區分運動方向和相對運動（趨勢）方向這兩個概念。物體的運動方向是相對于地面而言的，而物體的相對（趨勢）運動方向是相對于和它接觸的物體而言的。
①由摩擦力的概念判斷
首先應該明確受力物體和施力物體； 再弄清受力物體相對施力物體的相對運動（趨勢）方向（不是受力物體相對地面或其他的參照物），這點非常重要。然后由摩擦力的概念判斷出摩擦力的方向與相對運動（趨勢）的方向相反。如一人推木箱沿水平面向左運動，則木箱受到的摩擦力方向水平向右。
②由假設的方法來判斷
通常用來判斷相對靜止的物體間所受靜摩擦力的方向。首先假設接觸面光滑，物體不受摩擦力，再確定研究對象與參照物之間將會出現的相對運動情況，根據相對運動的方向判斷物體間的相對運動趨勢的方向，從而判斷靜摩擦力的方向。如一人爬桿向上運動，若人向上爬桿時突然不受摩擦力，則人在重力作用下向下運動，確定人向上爬桿受摩擦力時相對桿的運動趨勢是向下，從而判斷出人爬桿時受到的摩擦力方向向上。
③由二力平衡的性質來判斷
根據二力平衡的知識，已對你平衡力一定毒性相等，方向相反，作用在同一直線上，作用在同一物體上，可對物體進行受力分析，從而判斷摩擦力的情況。
(4)摩擦力的作用效果：阻礙相對運動或相對運動趨勢。摩擦力既可能是動力，也可能是阻力。
例1.（2022·四川攀枝花·中考真題）某實驗探究小組用如圖所示的裝置測量摩擦力的大小，木板水平向右運動過程中，測力計A、B示數穩定時，其示數分別為5.0N、2.8N，此時木塊受到的摩擦力大小為（　?。?br/>A．7.8N B．2.2N C．2.8N D．5.0N
【答案】C
【解析】
木塊相對地面和彈簧測力計B是靜止的，處于平衡狀態，木塊受到彈簧測力計B的拉力和摩擦力是一對平衡力，大小相等，方向相反，所以木塊受到的摩擦力大小為
故ABD不符合題意，C符合題意。
故選C。
例2.（2022·浙江溫州·中考真題）跑步是一種健身方式。人沿水平直道跑步，左腳后蹬時，圖中箭頭表示左腳受到的摩擦力方向正確的是（　?。?br/>A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】
摩擦力的方向總是與物體相對運動或相對運動趨勢的方向相反，所以人沿水平直道跑步，左腳后蹬時，左腳相對于地面有向后運動的趨勢，因此左腳所受地面的摩擦力方向向前。故ABD錯誤，C正確。
故選C。
考點2.探究影響滑動摩擦力的因素
方法：探究影響滑動摩擦力大小的因素用到的兩種思想方法
(1)控制變量法：在探究壓力大小對滑動摩擦力大小的影響時，只改變壓力大小，保持接觸面的粗糙程度及其他條件不變；在探究接觸面的粗糙程度對滑動摩擦力大小的影響時，只改變接觸面的粗糙程度，保持壓力大小及其他條件不變。
(2)轉換法：在測量滑動摩擦力的大小時，水平拉動木塊，使其做勻速直線運動，木塊處于平衡狀態，木塊所受的滑動摩擦力與拉力是一對平衡力，彈簧測力計的示數反映了滑動摩擦力的大小。本題中用沙和桶的重力大小反映滑動摩擦力的大小。
例3.（2022·湖南湘潭·中考真題）利用如圖所示裝置探究影響滑動摩擦力的因素。長方體木塊上表面是棉布面，側面和下表面是面積不同而粗糙程度相同的木板面。實驗時，選擇不同的接觸面，通過增減砝碼，改變木塊對木板的壓力，依次水平向右拉動長木板，將每次測量結果填入下表。
實驗序號 木塊與木板的接觸面 壓力 測力計示數
1 下表面與木板面 2.5N 1.2N
2 下表面與木板面 5.0N 2.4N
3 下表面與木板面 7.5N 3.6N
4 側面與木板面 2.5N 1.2N
5 上表面與木板面 2.5N 1.8N
6 側面與木板面 5.0N
（1）水平向右拉動長木板，當測力計示數穩定時，測力計的拉力與木塊受到的滑動摩擦力大小_______（選填“相等”或“不相等”），木塊受到的滑動摩擦力是水平向_______；
（2）由實驗1、4可知，滑動摩擦力大小與接觸面的面積_______（選填“有關”或“無關”）；
（3）由實驗1、5可知，其他條件相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越_______；
（4）由實驗1、2、_______（填實驗序號）可知，其他條件相同時，滑動摩擦力大小與接觸面受到的壓力成_______比；由此結論可得，實驗6空格中的數據是_______N。
【答案】 相等 右 無關 大 3 正 2.4
【解析】
（1）[1]水平勻速拉動木板，待測力計示數穩定后，木塊受力平衡，水平方向上的拉力和摩擦力是一對平衡力，根據二力平衡的知識，木塊受到的滑動摩擦力與測力計示數大小相等。
[2]水平向右勻速直線拉動木條，木塊相對與木板向左運動，則木塊受到木板的摩擦力方向水平向右。
（2）[3]由實驗1、4和題意可知，壓力大小和接觸面粗糙程度都相同，接觸面的面積不同，而滑動摩擦力相同，故得出滑動摩擦力的大小與接觸面的面積無關。
（3）[4]由實驗1、5可知壓力大小和接觸面積都相同，布面較粗糙，測力計的示數較大，可得出結論：其他條件相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。
（4）[5][6]實驗1、2、3控制了接觸面的粗糙程度和接觸面積不變，僅改變壓力大小，發現壓力越大，滑動摩擦力越大，什么滑動摩擦力大小與接觸面受到的壓力成正比。
[7]實驗2、6中，壓力大小和接觸面粗糙程度都相同，接觸面的面積不同，根據前面的結論可知，實驗6空格中的數據應該是2.4N。
考點3.摩擦的利用和防止
方法：增大和減小摩擦的方法
(1)增大摩擦力的方法：增大壓力、使接觸面更粗糙、變滾動摩擦為滑動摩擦。
(2)減小摩擦的方法：減小壓力、使接觸面更光滑、變滑動摩擦為滾動摩擦、使接觸面分離。
例4.（2022·江蘇泰州·中考真題）隨著人們生活水平的不斷提高，自行車功能正從代步轉變為健身其構造中包含許多物理原理，例如：在輪胎上刻花紋來增大摩擦，下列四種改變摩擦力的方法與該例相同的是（　?。?br/>A．自行車剎車時捏緊剎把
B．溜冰時穿旱冰鞋
C．體操運動員在手上涂鎂粉
D．運動員擊球時用力握球拍
【答案】C
【解析】
在輪胎上刻花紋，是通過增大接觸面的粗糙程度，來增大摩擦的。
AD．自行車剎車時捏緊剎把、運動員擊球時用力握球拍，都通過增大壓力來增大摩擦，故AD不符合題意；
B．溜冰時穿旱冰鞋通過變滑動為滾動來減小摩擦的，故B不符合題意；
C．體操運動員在手上涂鎂粉，是通過增大接觸面的粗糙程度，來增大摩擦的，故C符合題意。
故選C。
例5.（2022·青?！ぶ锌颊骖}）下列實例中為了減小摩擦的是（　?。?br/>A．衛生間地面鋪防滑瓷磚
B．下雪天給汽車輪胎加裝防滑鏈
C．給行李箱底部安裝滾輪
D．下雪天教學樓門口鋪防滑墊
【答案】C
【解析】
A．衛生間地面鋪防滑瓷磚，在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦，故A不符合題意；
B．下雪天給汽車輪胎加裝防滑鏈，在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦，故B不符合題意；
C．給行李箱底部安裝滾輪，利用滾動摩擦代替滑動摩擦來減小摩擦，故C符合題意；
D．下雪天教學樓門口鋪防滑墊, 在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦，故D不符合題意。
故選C。第3節 摩擦力
雙基過關
知識點一、摩擦力：
1.現象探究分析：
（1）現象：手用力按在桌面上向前搓，感到桌面對手掌有阻礙作用，很吃力；在水平地面上推木箱，木箱較難推動，很費力；毛刷在水平面上運動刷毛向后傾斜，需要用力，毛刷才能前進。
（2）分析：兩個相互接觸的物體，當它們相對滑動時，在接觸面上有阻礙相對運動的力。
（3）歸納總結：相互接觸的兩個物體，表面不光滑，在壓力作用下，凹凸不平的部位就會相互嚙合，當二者做相對運動時，嚙合部位就會彼此阻礙，產生阻礙相對運動的力。
2.摩擦力
（1）概念：兩個相互接觸的物體，當它們有相對運動或相對運動趨勢時，在接觸表面產生一種阻礙相對運動的力，這種力叫摩擦力。
（2）產生條件：
①兩個物體相互接觸；②擠壓發生彈性形變；③接觸表面粗糙；④有相對運動或相對運動趨勢。
（3）分類：
①靜摩擦力：一個物體在另一個物體的表面上有相對運動趨勢時，在接觸表面上產生的阻礙相對運動趨勢的力。
②滑動摩擦力：一個物體在另一個物體的表面上相對滑動時，在接觸表面上產生的阻礙相對滑動的力。
③滾動摩擦力：一個物體在另一個物體的表面上相對滾動時，在接觸表面上產生的阻礙相對滾動的力。
（4）摩擦力的三要素：
①大小：可用彈簧測力計進行測量
②方向：與相對運動或相對運動趨勢的方向相反，可能與物體的運動相同，可能與物體運動的方向相反，也可能與物體運動的方向不在一條直線上。
③作用點：兩個物體的接觸面上。
（5）作用效果：總是阻礙物體間的相對運動或相對運動趨勢，可以作為動力（如物體做加速運動），也可作為阻力（如物體做減速運動），還可以改變物體的運動方向（如物體轉彎）。
基礎自測：
1．關于重力、彈力和摩擦力，下列說法中正確的是（　?。?br/>A．因為物體本身就有重力，所以重力沒有施力物體
B．物體受到的重力方向總是垂直向下
C．物體間如果有相互作用的彈力，就一定存在摩擦力
D．支持力和壓力都屬于彈力
2．如圖所示，物塊A、B疊放在水平地面上，現用大小為15N的水平向左拉力F拉B，A、B以相同的速度向左勻速運動，對此分析正確的是（　　）
A．B對A的摩擦力為0
B．A對B的摩擦力大小為15N，方向水平向右
C．地面對B的摩擦力大小為15N，方向水平向左
D．B對地面的摩擦力大小為15N，方向水平向右
3．如圖所示，把重100N的一袋米靜止放到水平傳送帶上，米袋先在傳送帶上滑動，稍后與傳送帶一起勻速運動。若米袋滑動時受到的滑動摩擦力大小是重力的0.6倍，則米袋在滑動過程中受到的滑動摩擦力方向為 ___________（選填“向右”或“向左”），隨傳送帶一起勻速運動時米袋受到的摩擦力大小為 ___________N。
4．2月7日，在北京冬奧會短道速滑男子1000米決賽中，中國選手任子威以1分26秒78的成績奪得冠軍。如圖所示，運動員在滑行過程中，冰刀與冰面之間的摩擦為___________摩擦力（選填“滑動”或“滾動”），若以選手為參照物，觀眾是___________的（選填“運動”或“靜止”）。
5．如圖所示是軍人爬桿訓練，軍人在勻速向上爬升的過程中，手和桿之間的摩擦是______（選填“滑動摩擦”“滾動摩擦”或“靜摩擦”）。
6．有一物體質量為20kg，放在水平地面上，用15N的水平力向右推它，但沒推動，此時，物體受到的摩擦力為 _____N，方向向 _____。
知識點二、研究影響滑動摩擦力大小的因素
【猜想與假設】
在地面上推箱子前行時，箱子越重，推起來越費力，由此可猜想滑動摩擦力大小可能與接觸面間的壓力有關；地面越粗糙，推起來越費力，由此可猜想滑動摩擦力大小可能與接觸面的粗糙程度有關。
【實驗設計】
用彈簧測力計水平拉動同一個木塊在水平面上做勻速直線運動，每次只改變水平面的粗糙程度或壓力的大小，控制其他條件不變，觀察記錄彈簧測力計的示數。
【實驗過程】
(1)木板
用彈簧測力計水平拉動木塊在木板上做勻速直線運動，記錄彈簧測力計的示數。
(2)木板
用彈簧測力計水平拉動同一個木塊和砝碼在同一木板上做勻速直線運動、記錄彈簧測力計的示數。
(3)棉布
用彈簧測力計水平拉動同一木塊在棉布上做勻速直線運動，記錄彈簧測力計的示數.
【實驗記錄】
實驗序號 實驗條件 彈簧測力計示數F/N
壓力情況 接觸面
1 一個木塊 木板 5.0
2 一個木塊、一個砝碼 木板 7.0
3 一個木塊 棉布 6.5
【實驗分析】
(1)比較分析第1、2次實驗記錄，木塊均在木板上水平勻速滑行，但壓力大小不同，木塊受到的滑動摩擦力大小不同，壓力越大，滑動摩擦力越大，即滑動摩擦力的大小跟接觸面所受的壓力有關。
(2)比較分析第1、3次實驗記錄，木塊所受的壓力大小相同，但接觸面的粗糙程度不同，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大，即滑動摩擦力的大小還跟接觸面的粗糙程度有關。
【實驗結論】滑動摩擦力的大小跟接觸面所受的壓力有關，接觸面受到的壓力越大滑動摩擦力越大。滑動摩擦力的大小還跟接觸面的粗糙程度有關，觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。
【實驗改進】
方法：如圖乙，拉動木塊下面的長木板運動，保持彈簧測力計不動。
改進后優點：拉動長木板時，即使長木板沒有勻速運動，對實驗也沒有影響，實驗更容易操作；而且彈簧測力計相對于實驗操作者靜止，可使讀數更準確。
基礎自測
7．如圖所示是“探究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗，有關此實驗的說法中正確的是（　?。?br/>A．分析實驗甲、乙可得，滑動摩擦力的大小跟接觸面所受的壓力有關
B．分析實驗甲、丁可得，滑動摩擦力的大小跟接觸面的受力面積有關
C．實驗乙、丙探究滑動摩擦力的大小跟接觸面的粗糙程度是否有關
D．實驗乙、丁探究滑動摩擦力的大小跟接觸面的受力面積是否有關
8．如圖所示，在玻璃杯內裝滿米，將竹筷豎直插入米中，用手抓住竹筷并沿豎直方向慢慢提起，最終使玻璃杯靜止在空中。若玻璃杯與米的總質量是1kg，則筷子對米的摩擦力是__________N，此摩擦力的方向__________；若加大手對筷子的壓力，筷子與手間的摩擦力__________（選填“變大”“變小”或“不變”）。（g取10N/kg）
9．如圖所示，在“研究影響滑動摩擦力大小的因素”實驗中：
（1）如圖甲所示，①②為相同的水平木板，③在水平木板上鋪了一層粗布。實驗過程中彈簧測力計必須沿______方向拉木塊；如果3次實驗所用拉力分別為F1=0.4N、F2=0.5N、F3=1.5N時，恰能拉著木塊沿水平方向做勻速運動，則分析比較______（選填實驗編號①②③）兩組數據可得出結論：在壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；
（2）在完成實驗后，小明將毛巾鋪在水平木板上，重復①的實驗過程，探究木塊在毛巾表面的運動情況；根據實驗數據，小明得出拉力F與時間t的關系如圖乙，木塊運動速度v與時間t的關系如圖丙。由圖可知，在1~2s內木塊沿毛巾表面做______（選填“加速”、“勻速”或“減速”）運動，木塊受到的摩擦力f＝______N；
（3）實驗前使用天平對木塊和砝碼進行測量，并測得質量分別為400g和100g。研究表明，滑動摩擦力f與壓力N滿足關系f＝μN，μ是一個與接觸面有關的比例常數，叫做動摩擦因數。根據前面所測得的有關數據，可求得木塊與毛巾表面之間的動摩擦因數μ＝______。
10．小陽小組的同學在探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關的實驗中，組裝了如圖所示的實驗裝置，他們的主要實驗步驟如下：
（1）豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使木塊在水平力作用下沿水平木板做勻速直線運動，根據______的知識，可知彈簧測力計對木塊的拉力與木塊受到的滑動摩擦力的大小相等，讀出彈簧測力計的示數并記錄。
（2）取一個砝碼放在木塊上，仿照步驟（1）再做一次實驗，讀出彈簧測力計的示數并記錄。
（3）此實驗探究的是滑動摩擦力的大小與______是否有關，在此實驗過程中，控制不變的量是______。
知識點三、摩擦的利用和防止
1.增大有益摩擦的方法
(1)通過增大壓力來增大摩擦力，如自行車剎車時用力捏車閘，就是在接觸面粗糙程度一定時，通過增大壓力來增大摩擦力的。
(2)通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力，如鞋底凹凸不平的花紋，就是在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力的。
（3）變滾動摩擦為滑動摩擦，如汽車、摩托車、自行車剎車。
2.減小有害摩擦的方法
(1)通過減小壓力來減小摩擦力，如推動沉重的書柜前先將書柜中的書移走。
(2)使接觸面更光滑，如冰壺運動中，運動員用冰壺刷不斷摩擦冰面使接觸面更光滑，從而減小摩擦力。
(3)變滑動摩擦為滾動摩擦，如機器上安裝滾動軸承。
(4)使接觸面分離，如氣墊船利用壓縮空氣使船體與水面脫離接觸，減小了摩擦力。
基礎自測
11．如圖所示的事例中，目的為了減小摩擦的是（　　）
A． 浴室鋪防滑墊
B． 車把上加裝橡膠套
C． 給鞋底安裝輪子
D． 瓶蓋側表面刻有豎紋
12．2020年12月28日~29日，全縣范圍內普降瑞雪，為避免因道路結冰，交通不暢，給學生上下學造成不便。根據市局通知精神和我縣實際，學校走讀生暫定停課兩天半。同學們在外出時要穿鞋底都刻有“鞋底凹凸不平的花紋”的鞋子，其主要是為了（　?。?br/>A．增大摩擦 B．減小摩擦 C．增大壓力 D．減小彈性
13．日常生活中，人們都避免不了摩擦，有些地方需要增大摩擦力，有些地方需要減小摩擦力。下列摩擦力需要增大的是（　?。?br/>A．人走路時，鞋與地面之間的摩擦力
B．氣墊船與水面之間的摩擦力
C．滾動軸承的鋼珠與內外圈之間的摩擦力
D．自行車車輪的齒輪間的摩擦力
14．小陶同學騎自行車上學的路上遇事緊急剎車后，自行車由于______還會繼續前進一段距離才能停下，在剎車過程中，是通過增大______的方法來增大摩擦力，自行車輪子上的花紋是通過增大______的方法增大摩擦力。
15．某山地自行車的輪胎表面有凹凸不平的花紋，是為了_________（選填“增大”或“減小”）摩擦；若要自行車很快停下來，可以用力捏閘，是通過增大__________的方式來增大摩擦；自行車的軸承中加入潤滑油的目的是_________（選填“增大”或“減小”）摩擦。
考點突破
考點1.對摩擦力的理解
方法：關于摩擦力問題需掌握三個方面
(1)摩擦力的產生條件：①接觸面粗糙；②物體相互接觸且有擠壓；③物體間有相對運動或相對運動趨勢。三個條件，缺一不可。
(2)摩擦力的大小；物體處于二力平衡狀態，如果二力中有一個力是摩擦力，可以利用轉換法求解摩擦力，此時摩擦力與另一已知力大小相等、方向相反，這個已知力通常為物體的重力或彈簧測力計的拉力。
（3）判斷摩擦力方向的習題有兩類：一類是判斷滑動摩擦力的方向，另一類是判斷靜摩擦力的方向。
要判斷摩擦力的方向，先得區分運動方向和相對運動（趨勢）方向這兩個概念。物體的運動方向是相對于地面而言的，而物體的相對（趨勢）運動方向是相對于和它接觸的物體而言的。
①由摩擦力的概念判斷
首先應該明確受力物體和施力物體； 再弄清受力物體相對施力物體的相對運動（趨勢）方向（不是受力物體相對地面或其他的參照物），這點非常重要。然后由摩擦力的概念判斷出摩擦力的方向與相對運動（趨勢）的方向相反。如一人推木箱沿水平面向左運動，則木箱受到的摩擦力方向水平向右。
②由假設的方法來判斷
通常用來判斷相對靜止的物體間所受靜摩擦力的方向。首先假設接觸面光滑，物體不受摩擦力，再確定研究對象與參照物之間將會出現的相對運動情況，根據相對運動的方向判斷物體間的相對運動趨勢的方向，從而判斷靜摩擦力的方向。如一人爬桿向上運動，若人向上爬桿時突然不受摩擦力，則人在重力作用下向下運動，確定人向上爬桿受摩擦力時相對桿的運動趨勢是向下，從而判斷出人爬桿時受到的摩擦力方向向上。
③由二力平衡的性質來判斷
根據二力平衡的知識，已對你平衡力一定毒性相等，方向相反，作用在同一直線上，作用在同一物體上，可對物體進行受力分析，從而判斷摩擦力的情況。
(4)摩擦力的作用效果：阻礙相對運動或相對運動趨勢。摩擦力既可能是動力，也可能是阻力。
例1.（2022·四川攀枝花·中考真題）某實驗探究小組用如圖所示的裝置測量摩擦力的大小，木板水平向右運動過程中，測力計A、B示數穩定時，其示數分別為5.0N、2.8N，此時木塊受到的摩擦力大小為（　?。?br/>A．7.8N B．2.2N C．2.8N D．5.0N
例2.（2022·浙江溫州·中考真題）跑步是一種健身方式。人沿水平直道跑步，左腳后蹬時，圖中箭頭表示左腳受到的摩擦力方向正確的是（　　）
A． B．
C． D．
考點2.探究影響滑動摩擦力的因素
方法：探究影響滑動摩擦力大小的因素用到的兩種思想方法
(1)控制變量法：在探究壓力大小對滑動摩擦力大小的影響時，只改變壓力大小，保持接觸面的粗糙程度及其他條件不變；在探究接觸面的粗糙程度對滑動摩擦力大小的影響時，只改變接觸面的粗糙程度，保持壓力大小及其他條件不變。
(2)轉換法：在測量滑動摩擦力的大小時，水平拉動木塊，使其做勻速直線運動，木塊處于平衡狀態，木塊所受的滑動摩擦力與拉力是一對平衡力，彈簧測力計的示數反映了滑動摩擦力的大小。本題中用沙和桶的重力大小反映滑動摩擦力的大小。
例3.（2022·湖南湘潭·中考真題）利用如圖所示裝置探究影響滑動摩擦力的因素。長方體木塊上表面是棉布面，側面和下表面是面積不同而粗糙程度相同的木板面。實驗時，選擇不同的接觸面，通過增減砝碼，改變木塊對木板的壓力，依次水平向右拉動長木板，將每次測量結果填入下表。
實驗序號 木塊與木板的接觸面 壓力 測力計示數
1 下表面與木板面 2.5N 1.2N
2 下表面與木板面 5.0N 2.4N
3 下表面與木板面 7.5N 3.6N
4 側面與木板面 2.5N 1.2N
5 上表面與木板面 2.5N 1.8N
6 側面與木板面 5.0N
（1）水平向右拉動長木板，當測力計示數穩定時，測力計的拉力與木塊受到的滑動摩擦力大小_______（選填“相等”或“不相等”），木塊受到的滑動摩擦力是水平向_______；
（2）由實驗1、4可知，滑動摩擦力大小與接觸面的面積_______（選填“有關”或“無關”）；
（3）由實驗1、5可知，其他條件相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越_______；
（4）由實驗1、2、_______（填實驗序號）可知，其他條件相同時，滑動摩擦力大小與接觸面受到的壓力成_______比；由此結論可得，實驗6空格中的數據是_______N。
考點3.摩擦的利用和防止
方法：增大和減小摩擦的方法
(1)增大摩擦力的方法：增大壓力、使接觸面更粗糙、變滾動摩擦為滑動摩擦。
(2)減小摩擦的方法：減小壓力、使接觸面更光滑、變滑動摩擦為滾動摩擦、使接觸面分離。
例4.（2022·江蘇泰州·中考真題）隨著人們生活水平的不斷提高，自行車功能正從代步轉變為健身其構造中包含許多物理原理，例如：在輪胎上刻花紋來增大摩擦，下列四種改變摩擦力的方法與該例相同的是（　?。?br/>A．自行車剎車時捏緊剎把
B．溜冰時穿旱冰鞋
C．體操運動員在手上涂鎂粉
D．運動員擊球時用力握球拍
例5.（2022·青?！ぶ锌颊骖}）下列實例中為了減小摩擦的是（　?。?br/>A．衛生間地面鋪防滑瓷磚
B．下雪天給汽車輪胎加裝防滑鏈
C．給行李箱底部安裝滾輪
D．下雪天教學樓門口鋪防滑墊

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