8.3摩擦力（知识解读）（解析版）

83 摩擦力（知识解读）（解析版） •知识点1 摩擦力产生的条件 •知识点2 摩擦力大小的影响因素 •知识点3 增大或者减小摩擦力的方法 •知识点4 摩擦力的种类和应用 •知识点5 探究影响摩擦力大小因素实验 •作业 巩固训练 物体之间产生摩擦力必须要具备以下四个条件：第一两物体相互接触且有挤压；第二接触 面 粗糙；第三两物体发生相对运动或相对运动趋势。 【典例1-1】（2023•兴宁区开学）下列关于摩擦力的说法，正确的是（ ） ．静止的物体不受摩擦力 B．滑动摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反 ．滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反 D．发生相对运动的两个物体间一定会产生滑动摩擦力 【答】B 【解答】解：、静止的物体有相对运动趋势，就会受到摩擦力作用，故错误； B、滑动摩擦力总是与物体相对运动的方向相反，可能与物体的运动方向相反，也可能 与物体的运动的方向相同，综上分析知，故错误，B 正确； D、发生相对滑动的两个物体间产生滑动摩擦力的条件是接触、挤压、接触面粗糙这几 个条件，缺少任何一个条件都不会产生滑动摩擦力。如发生相对运动的两个物体间没有 压力，没有摩擦力，故D 错误。 故选：B。 【典例1-2】（2023 春•黄冈期末）物理老师在课堂上做了个有趣的实验，学生称赞其“真 有两把刷子”。如图所示，他将两支牙刷相互交叉，居然能轻松吊起一瓶水，且牙刷不 摩擦力产生的条件 知识点1 会脱落。牙刷为何如此大力呢？原来，两支牙刷相互交叉，细密的的刷毛紧密接触、相 互挤压产生的 摩擦 力使牙刷不会轻易脱落，因此能向上提起重物。当它们在空中 静止不动时，这个力和 黑色牙刷和水瓶的总重力 （选填“水瓶的重力”、“黑色 牙刷和水瓶的总重力”）是一对平衡力。 【答】摩擦；黑色牙刷和水瓶的总重力。 【解答】解：如图所示，他将两支牙刷相互交叉，居然能轻松吊起一瓶水，且牙刷不会 脱落。牙刷为何如此大力呢？原来，两支牙刷相互交叉，细密的的刷毛紧密接触、相互 挤压产生的摩擦力使牙刷不会轻易脱落，因此能向上提起重物。当它们在空中静止不动 时，向上的摩擦力与下面物体总重力平衡，即这个力和黑色牙刷和水瓶的总重力是一对 平衡力。 故答为：摩擦；黑色牙刷和水瓶的总重力。 【变式1-1】（2023 春•凤阳县校级期中）如图所示，一长方体木块放置在斜面上处于静止 状态，下列关于木块受力说法中正确的是（ ） ．木块受到的重力和支持力是一对平衡力 B．木块受到的重力和摩擦力是一对平衡力 ．木块对斜面的压力与木块受到的支持力是作用力与反作用力 D．木块受到的摩擦力有可能为零 【答】 【解答】解：．木块受到的重力竖直向下，而支持力垂直于斜面向上，不在同一直线上， 不是一对平衡力，故错误； B．木块受到的重力竖直向下，摩擦力沿斜面向上，不在同一直线上，不是一对平衡力， 故B 错误； ．木块对斜面的压力与木块受到的支持力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，且 在不同物体上，是作用力与反作用力，故正确； D．木块在斜面上静止，受力平衡，如果木块受到的摩擦力为零，而重力和支持力不能 平衡，则木块就不可能静止，故D 错误。 故选：。 【变式1-2】（2023 春•淮安区期中）河水总是向低处流、抛出的物体总会落向地面，这些 现象产生的原因是河水和物体受到 重 力的作用，手掌压在桌面上，沿水平桌面向 前推，会感到手掌受到桌面 阻碍 其运动的力。 【答】重；阻碍。 【解答】解：（1）河水总是由高处向低处流、抛出的物体总会落向地面，这些现象产 生的原因是河水和物体均受到重力的作用，此力的方向是竖直向下； （2）手掌压在桌面上，沿水平桌面向前推，会感到手掌受到桌面阻碍其运动的力。 故答为：重；阻碍。 1、影响摩擦力大小的因素：压力大小和接触面的粗糙程度。 2、接触面粗糙程度一定时，压力越大摩擦力越大，例如当自行车车胎气不足的时候，骑 起来更费力一些。 3、压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力越大。 4、静摩擦大小：物体受到静摩擦力时，物体处于平衡状态（静止），受到的力是平衡力， 静摩擦力大小等于静摩擦力作用线上的外力大小（比如推石头推不动，静摩擦力大小等于 推力大小，推力如果改变，静摩擦力也随之改变）。 【典例2-1】（2023 春•青秀区期中）如图所示，用力F 将一木块静止压在竖直墙壁上，下 列说法不正确的是（ ） 摩擦力大小的影响因素 知识点2 ．手对木块的压力F 和墙对木块的弹力是一对平衡力 B．手对木块的压力F 和木块对手的弹力是一对相互作用力 ．木块受到的摩擦力和木块的重力是一对平衡力 D．手对木块的压力F 增大，木块受到的摩擦力也随之增大 【答】D 【解答】解：．手对木块的压力和墙对木块的弹力，大小相等、方向相反、同一直线、 作用在同一个物体上，符合二力平衡的条件，是一对平衡力，故正确； B．手对木块的压力和木块对手的弹力，大小相等、方向相反、同一直线、分别作用在 相互的两个物体上，是一对相互作用力，故B 正确； ．木块静止，处于平衡状态，木块受到的摩擦力和木块的重力是一对平衡力，故正确； D．木块受到的摩擦力和木块的重力是一对平衡力，大小相等。增大压力F，木块仍然 静止，木块重力不变，所以木块受到的摩擦力大小不变，故D 错误。 故选：D。 【典例2-2】（2023•前郭县四模）山体滑坡是一种极易发生的自然灾害。强降雨时，由于 雨水浸入，造成不够稳固的山体的不同地质层（板块）之间摩擦力 变小 ，部分山 体在 重力 的作用下向下滑动而导致山体滑坡。 【答】变小；重力。 【解答】解：由题意知，造成山体滑坡的过程是：强降雨时，由于雨水浸入，造成不够 稳固的山体的不同地质层（板块）之间摩擦力变小，部分山体在重力的作用下向下滑动 而导致山体滑坡。 故答为：变小；重力。 【变式2-1】（2023 春•桐城市期末）为响应“绿色环保，低碳出行”的号召，我们常骑自 行车出行。骑行中若刹车减速，则（ ） ．车的惯性减小 B．车的运动状态不变 ．车受到的是非平衡力 D．车受到的摩擦力变小 【答】 【解答】解：B、骑行中若刹车减速，自行车的运动状态发生了变化，受到的合力不为 0，受到的不是平衡力，但质量不变，故惯性不变，故B 错误，正确； D、骑行中车轮与地面的摩擦力为滚动摩擦力，刹车时车轮与地面的摩擦力为滑动摩擦 力，同等情况下，滚动摩擦力小于滑动摩擦力，所以摩擦力变大，故D 错误。 故选：。 【变式2-2】（2023 春•淮北期中）如图所示，水平地面上B 段和B 段的粗糙程度不同，用 弹簧测力计拉着物体由向做直线运动，全过程弹簧测力计的示数保持不变。若物体在B 段做匀速直线运动，在B 段做速度不断增加的直线运动，则 B （选填“B”或“B”） 段更粗糙。 【答】B。 【解答】解：弹簧测力计在B 段水平向右拉着物体做匀速直线运动，处于平衡状态，受 拉力和摩擦力一对平衡力的作用，平衡力大小相等，此时弹簧测力计示数保持不变等于 B 段的滑动摩擦力； 若保持拉力不变，拉着物体继续在B 段运动，在B 段做速度不断增加的直线运动，这表 明物体做加速运动，拉力大于滑动摩擦力，由于压力相同，则在B 和B 面上压力相同， B 段的摩擦力大，则接触面粗糙，则可得出B 段更粗糙。 故答为：B。 1、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。 2、减小有害摩擦的方法 （1）使接触面变光滑。 增大或者减小摩擦力的方法 知识点3 （2）减小压力。 （3）用滚动代替滑动。 （4）使接触面分离。 （5）变干摩擦为湿摩擦。 【典例3-1】（2023 秋•五华区期末）下列说法正确的是（ ） ．一块砖切成体积相等的两块后，其中一块砖的密度变为原来的一半 B．误差是由于测量的方法不正确引起的 ．下雪天在学楼门口铺防滑垫是为了减小摩擦 D．声呐系统是利用超声波工作的 【答】D 【解答】解：、对于确定的某种物质，它的密度不随质量、体积的改变而改变，故错误； B、测量的方法不正确引起的是错误，不是误差，故B 错误； 、防滑垫、防滑链是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故错误； D、声呐系统是利用超声波工作的，它利用了回声定位的原理，故D 正确。 故选：D。 【典例3-2】（2023 春•旌阳区校级月考）劣质橡皮质硬，擦字时打滑，字擦不干净，这是 由于物体表面越光滑，摩擦力越 小 的缘故。小星用橡皮轻轻擦字没擦干净，然后 它稍加用力就擦干净了，这是通过增大 压力 来增大橡皮与纸间摩擦的。 【答】小；压力。 【解答】解：劣质橡皮质硬，擦字时打滑，字擦不干净，这是由于物体表面越光滑，摩 擦力越小； 增大摩擦力的方法有增大压力或增大接触面的粗糙程度，小星用力擦，增大了橡皮对纸 的压力，从而增大了摩擦力，字就擦干净了。 故答为：小；压力。 【变式3-1】（2023 秋•昌平区期末）如图所示，自行车的零部件设计或骑行过程的操作中 主要为了减小摩擦的是（ ） ． 自行车把套上有花纹B． 车轴处装有滚动轴承 ． 刹车时用力捏闸 D． 脚凳表面凹凸不平 【答】B 【解答】解：、自行车把套上有花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来 增大摩擦力。故错误； B、车轴处装有滚动轴承，是用滚动代替滑动来减小摩擦。故B 正确； 、刹车时用力捏闸，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力；故错误； D、脚凳表面凹凸不平，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。 故D 错误。 故选：B。 【变式3-2】（2023•长沙模拟）冰壶是北京冬奥会第一个开赛项目。如图，运动员推着冰 壶向前一起运动，当冰壶离手后，冰壶由于 惯性 继续向前运动，队友扫冰使冰面 产生薄薄的水层，这是通过 接触面分离 的方法减小摩擦，使冰壶能滑行更远。 【答】惯性；接触面分离。 【解答】解：冰壶离手后，由于惯性冰壶继续向前运动，队友扫冰使冰面产生薄薄的水 层，使冰壶与接触面分离，因此减小了冰壶前进过程受到的摩擦力。 故答为：惯性；接触面分离。 摩擦力的种类和应用 知识点4 1、滑动摩擦：相互接触的两个物体，当它们之间有相对运动时，产生的摩擦力。 2、滚动摩擦：相互接触的两个物体，当一个物体在另一个物体上发生滚动时，产生的摩 擦力。 3、静摩擦力：相互接触的两个物体，当它们有相对运动趋势，但它们之间处于相对静止 时产生的摩擦力。 【典例4-1】（2023•黄浦区二模）写字时笔尖与纸面间的摩擦属于滚动摩擦的是（ ） ．铅笔 B．毛笔 ．水彩笔 D．圆珠笔 【答】D 【解答】解：B．铅笔、毛笔、水彩笔在写字的过程中，笔尖在纸面上滑动，在接触面 产生阻碍运动的滑动摩擦力，故B 不正确； D．圆珠笔写字时，笔尖处有一个小滚珠，在纸面上滚动，故D 正确。 故选：D。 【典例4-2】（2023 春•卢龙县期中）爬杆是一项有益的体育运动，王明同学在爬杆的过程 中手紧紧地握住杆向上爬，则他的手受到的摩擦力是 静 （填“滑动”或“静”）摩 擦力，方向 竖直向上 。 【答】见试题解答内容 【解答】解：该同学爬杆的过程中手紧紧地握住杆向上爬，手和杆之间没有发生相对运 动，只是有相对运动的趋势，故手受到的摩擦力是静摩擦力； 该同学受重力作用有向下运动的趋势，所以摩擦力方向应为竖直向上； 故答为：静；竖直向上。 【变式4-1】（2023 春•启东市期中）下列有关力和运动的几种说法中，正确的是（ ） ．只受重力的物体不可能向上运动 B．人走路时，鞋底与地面之间的摩擦是有益摩擦 ．相互平衡的两个力的三要素可能相同 D．摩擦力总是阻碍物体的运动 【答】B 【解答】解：、重力的方向是竖直向下的，但只受重力作用的物体可能向上运动，例如 向上扔出的篮球，只受重力作用，但由于惯性仍然向上运动，故错误； B、走路时，人就依靠鞋底与地面之间的摩擦，因此，鞋底往往有花纹，用来增大这个 摩擦，故鞋与地面之间的摩擦属于有益摩擦，故B 正确； 、相互平衡的两个力方向一定是相反的，所以三要素不可能都相同，故错误； D、摩擦力一定和相对运动方向相反，即摩擦力总是阻碍物体的相对运动，但摩擦力方 向可以和物体的运动方向相同，也可以相反，所以摩擦力可以是动力，故D 错误。 故选：B。 【变式4-2】（2023 春•闵行区校级期末）李老师用粉笔在黑板上写字过程中，粉笔的密度 将 不变 ，质量将 减小 。粉笔与黑板之间的摩擦属于 滑动 摩擦。 【答】不变；减小；滑动 【解答】解：用粉笔在黑板上写字的过程中，所含物质在减少，所以质量减小；质量减 小，体积也减小，而密度是不变的。 粉笔与黑板之间的摩擦属于滑动摩擦。 故答为：不变；减小；滑动。 1、实验目的、原理、方法 （1）实验目的：探究影响滑动摩擦力大小的因素。 （2）实验原理：二力平衡的条件； （3）实验方法：控制变量法、转换法。 2、实验器材：木块（有拉环）、弹簧测力计、长木板、毛巾、砝码、水平桌面。 3、器材作用及图像 （1）长木板和毛巾：改变接触面粗糙程度。 （2）木块（有拉环）：实验对象。 （3）弹簧测力计：拉动木块匀速运动。 （4）砝码：改变木块对水平桌面的压力。 探究影响摩擦力大小因素实验 知识点5 4、实验步骤 步骤①用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿水平长木板滑动，从而测出木块与长木板之间 的滑动摩擦力。 步骤②在木块上面放一个砝码,改变木块对长木板的压力,测出此种情况下的摩擦力。 步骤③把毛巾铺在长木板上面，保持木块上的砝码不变，测出此种情况下的摩擦力。 5、实验结论及应用 （1）滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力 越大。 （2）滑动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。 【典例5-1】（2023 春•绵阳期中）如图所示，在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，将木 块置于水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向拉动。下列说法中正确的是（ ） ．实验时，一定要把弹簧测力计放在竖直方向上进行校零 B．弹簧测力计的示数就是木块所受摩擦力的大小 ．实验中难以做到匀速拉动木块，这会导致木块所受滑动摩擦力的大小发生变化 D．其他条件不变时，当以不同的速度匀速拉动木块时，弹簧测力计的示数相同 【答】D 【解答】解：、只有用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动，木块在水平方 向上受到平衡力的作用，根据二力平衡的条件，弹簧测力计的示数才等于摩擦力的大小， 故实验时，一定要把弹簧测力计放在水平方向上进行校零，故错误； B、根据二力平衡知识，弹簧测力计的示数大小等于所受摩擦力的大小，弹簧测力计的 示数并不是木块所受摩擦力的大小，故B 错误； 、实验中难以做到匀速拉动木块，测力计示数发生变化，因压力大小和接触面的粗糙程 度不变，故木块所受滑动摩擦力的大小不发生变化，故错误； D、其他条件不变时，当以不同的速度匀速拉动木块时，因压力大小和接触面的粗糙程 度不变，滑动摩擦力大小相同，故弹簧测力计的示数相同，故D 正确。 故选：D。 【典例5-2】（2023 秋•西山区期末）为探究影响滑动摩擦力大小的因素，创新小组设计了 如图所示的装置（水平传送带的速度可以调节）。当弹簧测力计的示数稳定时，其示数 反映了滑动摩擦力的大小。 （1）启动传送带后，当弹簧测力计的示数稳定时，图中的示数为 28 ，木块受到摩 擦力方向水平 向左 。 （2）如果在木块上加放一个重物，弹簧测力计的示数将 变大 （选填“变大”“变 小”或“不变”）。 （3）改变传送带的速度，发现弹簧测力计的示数没有改变，说明木块所受滑动摩擦力 的大小与传送带的速度 无关 （选填“有关”或“无关”）。 【答】（1）28；向左；（2）变大；（3）无关。 【解答】解：（1）由图知，弹簧测力计的分度值为02，其示数为28； 启动传送带，当弹簧测力计的示数稳定后，木块相对于地面静止状态，此时弹簧测力计 （绳子）对木块的拉力（水面向右）与木块所受滑动摩擦力为一对平衡力，大小相等， 方向相反，木块所受滑动摩擦力的方向沿水平向左； （2）如果在木块上加一个砝码，物体间的压力增大，滑动摩擦力增大，弹簧测力计的 示数将变大； （3）次实验中，当弹簧测力计的示数稳定后，改变传送带的速度大小，发现弹簧测力 计的示数没有改变，则滑动摩擦力大小不变，说明木块所受滑动摩擦力的大小与传送带 的速度大小无关。 故答为：（1）28；向左；（2）变大；（3）无关。 【变式5-1】（2023 秋•五华区期末）小明同学注意到很多公共场所都有“地面潮湿，小心 地滑”的提示牌，他就此提出问题：摩擦力会因接触面变潮湿而变化吗？为了探究这一 问题，他找来长条形地板砖、运动鞋、弹簧测力计和装水的喷雾器。用弹簧测力计水平 拉着鞋子在地板砖上做匀速直线运动，记下弹簧测力计的示数；接下来的操作是 用 喷雾器向地板砖表面均匀喷雾改变地板砖的潮湿程度，用弹簧测力计沿水平方向拉着鞋 子在地板砖上做匀速直线运动 ，如果 摩擦力的大小变化 ，则说明摩擦力会因接 触面变潮湿而变化。 【答】用喷雾器向地板砖表面均匀喷雾改变地板砖的潮湿程度，用弹簧测力计沿水平方 向拉着鞋子在地板砖上做匀速直线运动；摩擦力的大小变化。 【解答】解：为了测出鞋子与地板砖之间滑动摩擦力的大小，小明把长条形地板砖放在 水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向拉着鞋子在地板砖上做匀速直线运动，根据二力 平衡可知，此时弹簧测力计对鞋子的拉力与鞋子受到的滑动摩擦力大小相等； 接下来的操作是，用喷雾器向地板砖表面均匀喷雾改变地板砖的潮湿程度，用弹簧测力 计沿水平方向拉着鞋子在地板砖上做匀速直线运动；如果摩擦力的大小变化，则说明摩 擦力会因接触面变潮湿而变化。 故答为：用喷雾器向地板砖表面均匀喷雾改变地板砖的潮湿程度，用弹簧测力计沿水平 方向拉着鞋子在地板砖上做匀速直线运动；摩擦力的大小变化。 【变式5-2】（2023 秋•内黄县校级期末）在学习了滑动摩擦力后，小聪和小明想用所学的 知识比较浴室防滑垫（如图）的防滑效果。他们准备了不同品牌的两个防滑垫，一个弹 簧测力计和一条细线，实验装置如图甲所示。 （1）小聪为了准确地测量滑动摩擦力的大小，应该让防滑垫沿水平方向做 匀速直线 运动。 （2）小明将防滑垫平铺在水平桌面上，按正确的方法拉动弹簧测力计时，发现摩擦力 过大，超过了弹簧测力计的量程。经过讨论，他俩决定借助木块来比较两个防滑垫的防 滑效果。如图乙，将垫子的防滑面向上，拉动木块，读出弹簧测力计的示数为 28 ，如果拉动的过程中速度越来越大，则木块受到的滑动摩擦力大小 不变 （选填 “改变”或“不变”）。 （3）小聪经过思考改进了小明的实验，让弹簧测力计和木块保持静止，拉动防滑垫进 行测量（如图丙所示），这样做的好处是 不用匀速拉动防滑垫 ，操作更方便。 （4）换用另