1.1 摩擦力实验探究、二力平衡与相互作用力

中考特训1 力与运动1.1摩擦力实验探究、二力平衡与相互作用力重难点集训目录一、摩擦力的存在与概念二、影响滑动摩擦力大小的因素实验三、平衡力与相互作用力概念与区别一、摩擦力的存在与概念．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、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重难点习题集训【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。

二、影响滑动摩擦力大小的因素实验．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．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＜m Q)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．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。

【答案】(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。

．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。

、小梦在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”时，作了如下猜想：A.可能与接触面的粗糙程度有关； B．可能与压力的大小有关。

接着她按如图所示的步骤进行实验：①用弹簧测力计水平拉木块②用弹簧测力计水平拉木块③用弹簧测力计斜向上拉木块在较光滑木板上匀速滑动在粗糙木板上匀速滑动在较光滑木板上匀速滑动(1)步骤①和②是为了验证猜想A(填“A”或“B”)，所探究的摩擦力是指木块和木板之间滑动摩擦力。

(2)小梦接着按步骤①和③探究猜想B。

你认为步骤③能否测出摩擦力？不能。

(3)小梦想：滑动摩擦力的大小是否与物体运动的速度有关呢？她用①的装置进行实验：先水平拉动木块匀速滑动，读出弹簧测力计的示数为2牛，紧接着增大拉力使木块加速度滑动，读出此时弹簧测力计的示数为4牛。

根据上述实验，小梦得到了“在压力和接触面粗糙程度一定时，物体运动的速度越大，滑动摩擦力越大”的结论。

分析操作过程，你认为小梦的结论可信吗？不可信，原因是没有匀速拉动木块运动。

、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。

、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。

、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。

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。

三、平衡力与相互作用力概念与区别、如图所示，P、Q两物体分别放在同一桌面上，分别在F P＝5N、F Q＝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m P＝m Q，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．如图所示，A、B、C三个石块叠在一起处于静止状态，下列说法正确的是 ( D )A．石块B所受A的压力和C的支持力大小相等，方向相反B．石块B受到石块A的重力和压力的作用C．石块B受到的重力和石块C对石块B的支持力是一对平衡力D．石块B对石块C的压力和石块C对石块B的支持力是一对相互作用力．氢气球下吊一小重物G在空气中做匀速直线运动，若不计空气阻力和风的影响，而小重物G恰能沿MN 方向斜向上升，下图中气球和重物G在运动中所处的位置正确的是( D )A B C D、如图所示，王爷爷推着失去动力的汽车在平直道路上匀速前进，下列说法中正确的是( B )A．汽车对地面的压力与地面对汽车的支持力是一对平衡力B．汽车所受的推力与地面对汽车的摩擦力是一对平衡力C．汽车所受的重力与汽车对地面的压力是一对相互作用力D．汽车对王爷爷的推力与地面对王爷爷的摩擦力是一对相互作用力。