中考物理专题突破1探究摩擦力
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微专题一 探究摩擦力 一、摩擦力的综合应用
要熟练掌握摩擦力的概念、种类、方向、影响摩擦力大小的因素,这些知识往往综合起来考查,有一定的难度。
【例1】(2013,广州)如图甲所示,小明顺着竖起的杆匀速下滑。
(1)图乙是代表小明的圆点A,画出其竖直方向受到的力。 (2)小明再沿此杆匀速下滑,其沿绳受到的摩擦力为f滑,沿杆下滑受到的摩擦力为f杆,f滑____f杆(选填“>”“=”
或“<”)。 (3)若小明沿杆匀速向上爬,他受到的摩擦力的方向____。 【解析】(1)小明在沿绳匀速下滑,小明受到竖直向下的重力G和竖直向上的摩擦力f。
(2)此处虽然绳比杆粗糙,仿佛摩擦力会变大,但是,注意题目中“匀速下滑”是解题关键点,说明二力平衡,均为重力G。因此答案为f滑=f杆。 (3)小明沿杆匀速向上爬,他受到的摩擦力为静摩擦力,判断静摩擦力方向是根据相对运动趋势方向相反,此处相对运动趋势方向是竖直向下,因此摩擦力方向为竖直向上。
【答案】(1)如图所示: (2)= (3)竖直向上 1.(2013,德阳)如图甲所示,物体甲重40 N,被50 N的水平压力F甲压在竖直墙壁上保持静止。如图乙所示,物体乙重60 N,在35 N的水平拉力F乙作用下,沿水平桌面匀速向右运动。则物体甲受到的摩擦力f甲为__40__N,物体乙受到的摩擦力f乙为__35__N。
2.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。(回答下列小题请选填以下合适的字母代号) 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____。 3.(2014,潍坊)(多选)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乙、丙、丁四种方式放置,分别在水平力F1、F2、F3和F4的作用下,做匀速直线运动,则下列关系式正确的是( )
A.F1>F2 B.F2F4 D.F3=F4
40,35; A C B;BD
二、探究滑动摩擦力跟哪些因素有关
本实验的原理是二力平衡,实验所用的方法是转换法和控制变量法。本实验是一个典型的探究实验,应重点掌握。
【例2】(2014,苏州)在学过摩擦力知识后,小明想探究:摩擦力大小是否与压力、重力都有关系?他利用如图所示的装置进行探究实验。
实验步骤如下: ①把金属盒放在质量不计的白纸上,读出台式测力计示数;在拉动白纸的过程中,读出弹簧测力计的示数。 ②将质量不计的氢气球系在金属盒上,重复步骤①的实验。 ③再往金属盒注入适量的沙子,使台式测力计的示数为4.8 N,重复步骤②的实验。
实验 步骤 台式测力计 示数F/N 金属盒 重力G/N 弹簧测力计 示数f/N ① 4.8 4.8 1.9 ② 3.2 1.2 ③ 4.8 6.4 1.9 (1)此实验是根据____原理测出摩擦力大小的。 (2)与直接用弹簧测力计拉动金属盒测量摩擦力相比,拉动白纸进行实验有许多优点,具体体现在:____。(写出一
条即可) (3)请你补齐上表中空格处的数据,其值为____ N。 (4)实验中是通过____来改变金属盒总重力的。
(5)比较实验步骤____(填序号)的数据,说明摩擦力大小与重力无关。 【解析】在拉动白纸的过程中,金属盒处于静止状态,所以白纸对金属盒的摩擦力与弹簧测力计的拉力平衡,二力大小相等,实验中就是根据二力平衡的原理测出摩擦力大小的。直接用弹簧测力计拉动金属盒测量摩擦力时,不容易使金属盒做匀速直线运动,弹簧测力计示数不稳定,不容易准确读出摩擦力的大小;而拉动白纸进行实验,不需要匀速拉动白纸,弹簧测力计不动,示数稳定,容易读数。在金属盒重力相同时,改变重力的大小,探究摩擦力和压力的关系。本实验可通过往金属盒中注入适量的沙子使压力相同,改变金属盒的重力,来探究摩擦力与重力的关系,比较步骤①与③,可以看出在压力相同时,摩擦力与重力无关。 【答案】(1)二力平衡 (2)不需要匀速拉动白纸 (3)4.8 (4)往金属盒内注入沙子 (5)①③ 4.(2014,南京)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中。 (1)将物体A置于水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使其做__ __运动,这时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计拉力的大小。 (2)小明设计了如图所示的实验方案,通过实验得到了正确的结论,
①下列各种现象中,利用了该实验结论的是__ __(选填字母代号)。 A.汽车在结冰的路面行驶时,在车轮上缠绕铁链 B.用力压住橡皮,擦去写错的字 C.移动很重的石块时,在地上铺设滚木 ②图甲中物体运动的速度大小为v1,图乙中物体运动的速度大小为v2。实验过程中,关于v1和v2的大小,下列说
法正确的是__ __(选填字母代号)。 A.v1一定大于v2 B.v1一定小于v2 C.v1一定等于v2 D.v1可能大于、等于或小于v2 匀速直线 B D
5.(2013,长春)如图是测量滑动摩擦力大小的实验。
(1)如图甲所示,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在木板上做匀速直线运动,根据__ __知识可以知道摩擦力大小。 (2)在图甲操作的基础上,再次沿水平方向拉着木块做直线运动,弹簧测力计的示数如图乙所示,此时木块所受的摩擦力为__N。 (3)如图丙为了便于操作,将弹簧测力计的右端固定,向左水平加速直线拉动木板,弹簧测力计的示数稳定后读数为F1;然后在木块上放一个钩码,向左水平匀速直线拉动木板,弹簧测力计的示数稳定后读数为F2,则F1____F2。 二力平衡 _2_ <
6.(2014,济宁)摩擦现象广泛存在于人们的生活和生产中。小梦对此很感兴趣,围绕生活中的摩擦现象进行了探究。 (1)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,并绘制了图象,如图所示。请比较图象中A、B两点处力的大小(选填“>”“<”“=”或“不能确定”): ①FA____fA;②FB____fB。 (2)摩擦知识在生活中的应用非常广泛,并不断地进行改进。火柴的擦燃就是一例,如图所示。火柴盒侧面已由以前的图(a)替换成图(b)的式样,这样设计的现实意义是__ __。 = = 增大摩擦 小专题二 摩擦力
摩擦力是力学中难点内容之一,尤其在物体是否受到摩擦力及静摩擦、滑动摩擦力的大小和方向的判定,是易出错的地方,也是中考热点内容之一。 一、根据产生摩擦力的条件可以判定物体是否受到摩擦力。 摩擦力产生的条件:①两物体接触面粗糙 ②两物体相互接触并发生挤压 ③两物体间发生相对运动或有相对运动的趋势。 二、根据运动状态判定摩擦力的大小 静止的物体受到平衡力的作用,据此可确定静摩擦力的大小。若沿水平方向推车,但未推动,此时摩擦力为静摩擦力,大小等于推力;增大推力,若仍未动,摩擦力与推力仍平衡,吸附在竖直墙面上的磁体,竖直方向的摩擦力等于物重,增大压力、摩擦力不变。
做匀速直线运动的物体受平衡力,据此可确定滑动摩擦力的大小。若影响滑动摩擦力的因素(压力和接触面的粗糙
程度)不变。既使物体不做匀速直线运动,滑动摩擦力也不改变;若影响滑动摩擦力的因素发生改变,滑动摩擦力随之改变。 三、摩擦力的方向
摩擦力的方向与物体相对运动(或相对运动趋势)方向相反,不一定和物体的运动方向相反。有时也和物体的运动方向相同,如自行车后轮受到摩擦力;如人走路,若不打滑,脚相对地面向后运动的趋势,地对脚一个向前的摩擦力,成为人向前的动力。
例:(2013,包头)如图甲所示,重为5 N的铁块吸附在竖直放置足够长的磁性平板上,在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动。铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图象如图乙所示。若铁块受到的摩擦力为2 N,下列说法正确的是( ) A.磁性平板对铁块的吸引力等于5 N B.在0~2 s内拉力F等于7 N C.在0~6 s内拉力F等于5 N D.在2~6 s内拉力F等于7 N
解析:由v-t图象可知,铁块在0~2 s在做加速运动,在2~6 s做匀速直线运动,铁块在竖直方向受到拉力F、
重力和摩擦力的作用并处于平衡。此时有F=G+f,所以在2~6 s内拉力F等于7 N,在0~2 s内铁块受到摩擦力为2 N,此时F>G+f,铁块加速向上运动,水平方向吸引力的大小无法判断其大小。 解答:D 方法归纳:滑动摩擦力的大小与物体运动速度无关,根物体的运动状态确定拉力的大小。
1.(2013,德阳)如图甲所示,物体甲重40 N,被50 N的水平压力F甲压在竖直墙壁上保持静止。如图乙所示,物体乙重60 N,在35 N的水平拉力F乙作用下,沿水平桌面匀速向右运动。则物体甲受到的摩擦力f甲__40__N,物体乙受到的摩擦力f乙为__35__N。
2.手握一玻璃瓶,使它沿竖直方向静止在手中,若瓶的重力为5 N,则手对瓶产生的向上的摩擦力是__5__N;若往瓶中加入一定量的水,那么手对瓶的摩擦力__>__(选填“>”“<”或“=”)5 N,若增大手对瓶的握力,瓶受到的摩擦力__不变__。
3.(2014,兰州)山地自行车的变速器是通过改变链盘和飞轮的大小,从而达到调节骑行速度和调节骑手骑行时脚上用力大小的目的。用力蹬脚踏板使自行车加速前进时,后轮受到的摩擦力向__前__(选填“前”或“后”)。在上坡时,为了更省力,应适当变换调速器,即采用较__小__的链盘和较__大__的飞轮组合。(后两空均选填“大”或“小”) 4.(2014,达州)如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图象分别如乙、丙所示,由图象可知,当t=1 s时,物体受到的摩擦力是__3__N,当t=3 s时,物体受到的摩擦力是__5__N。
5.通过探究发现摩擦力的大小与物体间的接触面的大小无关。如图甲所示,两个完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,在16 N的水平拉力F1作用下,A、B一起向右做匀速运动。若将A、B紧靠着放在水平桌面上,用水平力F2推A使它们一起也向右做匀速直线运动,如图乙所示,则F2是__16__N;若要让图乙中的A、B在水平桌面上一起