探究影响滑动摩擦力大小的因素,摩擦力十大经典题型

首页 > 教育培训 > 作者:YD1662023-06-08 00:48:22

考点一 力和弹力

1.力

(1)定义: 的作用称为力;

(2)力与物体的关系: (选填“能”或“不能”)离开物体而存在;只要有力产生,就一定涉及 个物体,分别称为 物体和 物体;

(3)施力物体与受力物体:力的作用是相互的,施力物体 也是受力物体;

(4)力的单位:在国际单位制中力的单位是 ,简称 ,符号为

(5)力的三要素: .

2.形变和弹力

(1)形变:物体 的改变;

(2)弹性形变:如果形变的物体在撤去外力后能 ,那么该物体所发生的这种形变叫作弹性形变;

(3)弹性形变与外力的关系:使物体发生弹性形变的外力越大,物体的形变就越 ;

(4)弹力:物体发生 后,力图恢复其原来的形状,而对 物体产生的力;拉力、压力、支持力都 (选填“属于”或“不属于”)弹力.

3.力的测量

(1)测量工具: ;

(2)弹簧测力计原理:弹簧测力计是根据在一定限度内,弹簧的伸长量与弹簧受到的外力成 比这一特性制成的;

(3)弹簧测力计的使用:

①先了解弹簧测力计的

②测量前,应检查指针是否指在 上;

③使用时,要使弹簧测力计的轴线方向与 方向一致.读数时,视线应与刻度盘 .

考点二 重力 力的示意图

1.重力

(1)定义:由于 的吸引而使物体受到的力叫作重力;重力的施力物体是 ,受力物体是 ;地球上一切物体都要受到重力的作用.

(2)大小:物体所受重力的大小与它的 成正比,关系式可表示为 .物体的重力与质量的比值约等于 ,物理含义是 ;

(3)方向:重力的方向是 .

2.力的示意图

用一根带箭头的线段把力的大小、方向、作用点表示出来。

①线段的长短表示力的大小;

②箭头的方向表示力的方向;

③线段的起点或终点表示力的作用点。

注意:如果没有大小,可不表示;在同一个图中,力越大,线段应越长。

考点三 摩擦力

1.摩擦力

(1)定义:两个相互接触的物体,当它们要发生或已经发生相对 时,就会产生一种阻碍相对运动的力;

(2)分类: 摩擦力和 摩擦力;

(3)产生条件:

①两个物体 (选填“要”或“不要”)相互接触;

②两个物体相互挤压,发生 ,有弹力;

③物体间接触面要 (选填“光滑”或“粗糙”);

④物体间有相对 或有相对运动的趋势;

(4)方向:与物体相对 或相对运动趋势的方向相反.

2.滑动摩擦力

(1)定义:一个物体在另一个物体表面上 时,会受到 它运动的力,这种力叫作滑动摩擦力;

(2)大小:滑动摩擦力的大小与 有关;

(3)增大摩擦的方法:可以通过增大 或增大 等方法;

(4)减小摩擦的方法:可以通过减小接触面间的 、接触面的 ,还可以采用加润滑剂使接触面 、变滑动为 等方法.

考点四 力的作用是相互的

1.物体间力的作用是相互的

⑴相互作用力在任何情况下都是大小相等,方向相反,作用在不同物体上;

⑵一个物体对另一个物体施力时,另一个物体也同时对它施加力的作用,也就是说,物体间力的作用是相互的。

2.物体间的相互作用力称为作用力与反作用力

⑴大小相等

⑵方向相反

⑶作用在一条直线上

⑷作用在不同物体上。

特点:同时产生、同时存在、同时消失、同时增大、同时减小。

三、重点难点

重难点一 及其描述

重难点分析

力的认识要明确:

(1)力是物体对物体的作用,力不能离开施力物体和受力物体单独存在;

(2)物体间力的作用是相互的,相互作用的两个力既是施力物体也是受力物体.

注意:

(1)不要误认为不相互接触的物体间不能产生力的作用;

(2)力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因。

典型例题:下列关于运动和力的说法正确的是(  )

A. 物体不受力时,一定保持静止状态

B. 牛顿第一定律是通过实验直接总结出来的

C. 运动的物体具有惯性,静止的物体没有惯性

D. 静止在地面上的“歼20”战机,受平衡力的作用

【分析】(1)物体不受力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态;(2)牛顿第一定律是通过实验,加上科学的推力得出的;无法通过实验验证。(3)任何物体都具有惯性。(4)物体受到平衡力作用时,其运动状态不变,即处于静止状态或匀速直线运动状态。

【解析】解:A、物体不受力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态;故A错误;B、牛顿第一定律是通过实验,加上科学的推力得出的;无法通过实验验证。故B错误;C、任何物体都具有惯性;即保持原运动状态不变的性质。故C错误;D、物体受到平衡力作用时,其运动状态不变,即处于静止状态或匀速直线运动状态。故静止在地面上的“歼-20”战机,受平衡力(重力和支持力)的作用;故D正确。故选:D。

重难点二 弹力及弹簧测力计

重难点分析

弹簧测力计的原理

解决此类问题,要牢记弹力的相关概念,并且要重点掌握弹簧测力计的制作原理,即“在弹性限度内,弹簧的伸长(或缩短)量与所受的拉力(或压力)成正比”,每个弹簧测力计都有一定的测量范围,拉力过大,弹簧测力计会被拉坏,使弹簧不能回复到原来的长度,因此在测量之前,先要估计所测力的大小,选择合适的弹簧测力计来测量,此外还要掌握使用弹簧测力计的使用注意事项。

典型例题:如图所示,木块的长度为  cm,弹簧测力计的示数为  N。

探究影响滑动摩擦力大小的因素,摩擦力十大经典题型(1)

【分析】(1)使用刻度尺测量物体长度之前,要明确其分度值﹣﹣刻度尺的分度值(或叫最小刻度值)为相邻的刻度线表示的长度;注意长度是否从0刻度线量起,起始端从0开始的,读出末端刻度值即为物体长度,同时注意刻度尺要估读到分度值的下一位;(2)使用前要观察它的量程和分度值,再根据指针所指示的刻度去读数。

【解答】解:(1)由图知:1cm之间有10个小格,所以1个小格代表的是0.1cm=1mm,即此刻度尺的分度值为1mm;木块左端与3.00cm刻度线对齐,右端与5.25cm对齐,所以物体的长度为L=5.25cm﹣3.00cm=2.25cm;(2)在弹簧测力计上,最大示数是5N,所以其量程为0~5N;1N之间有5个小格,一个小格代表0.2N,即弹簧测力计的分度值为0.2N,指针所指示的刻度值为1.2N。

答案为:2.25;1.2。

重难点三 增大和减小摩擦的方法

重难点分析

摩擦力及其分类

解决此类问题关键是从影响摩擦力的因素来考虑,增加接触面粗糙程度和增加压力是增大摩擦力,反过来是减小摩擦力,用滚动摩擦代替滑动摩擦也是减小摩擦力.

典型例题:(2019·苏州)下列实例中,通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦的是(  )

探究影响滑动摩擦力大小的因素,摩擦力十大经典题型(2)

A.汽车轮胎表面有槽纹 B.轴承内部装有滚珠

C.在齿轮间加入润滑油 D.皮带传动需将皮带张紧

【分析】增大摩擦的方法:从压力大小和接触面的粗糙程度考虑,增大压力,增大接触面的粗糙程度,用滑动代替滚动摩擦力。

【解答】解:A、汽车轮胎表面有槽纹,这是在压力不变的情况下,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,故A符合题意;B、轴承内部装有滚珠是利用滚动代替滑动来减小摩擦,故B不符合题意;C、在齿轮间加入润滑油,这是通过使接触面分离来减小摩擦的,故C不符合题意;D、皮带传动需将皮带张紧,是在接触面的粗糙程度不变的情况下,通过增大压力来增大摩擦力,故D不符合题意;故选:A

重难点四 力的示意图

重难点分析

力的作图的方法:

第一步定对象(确定研究对象):只分析物体所受的力,可以忽视它周围的其他物体;

第二步查找力(查看物体受到的力):先重力,后弹力,最后按物体运动状态找摩擦力;

第三步看状态(看清楚物体所处的运动状态):当物体处于平衡状态时,物体在各个方向上受力平衡,当物体处干非平衡状态时,需注意各个力的大小关系;

第四步分析力(分析各力之间的关系):每分析一个力,都应该找出相应的施力物体,一般根据二力平衡确定力的大小及方向。

注意:

(1)画重力的示意图时,作用点必须画在重心上,且方向一定是竖直向下;

(2)只画压力的示意图时,作用点一定画在受力物体的表面上.

典型例题: 图中,物块沿绝对光滑的斜面下滑,请画出物块受力的示意图。

探究影响滑动摩擦力大小的因素,摩擦力十大经典题型(3)

【分析】物体沿光滑斜面向下滑行,根据一重、二弹、三摩擦的顺序进行受力分析,从而即可求解。

【解答】解:由于斜面是光滑的,所以此时物体不会受到摩擦力的作用,它只受到竖直向下的重力和斜面对它的支持力的作用,支持力的方向是垂直于斜面向上的,如下图所示:

探究影响滑动摩擦力大小的因素,摩擦力十大经典题型(4)

四、高频实验

实验:探究影响滑动摩擦力大小的因素

考查重点

探究影响滑动摩擦力大小的因素

(1)实验器材:弹簧测力计的使用与读数;

(2)拉动物块,必须使物块做匀速直线运动的原因:只有做匀速直线运动,物块所受的拉力和摩擦力才是一对平衡力,此时弹簧测力计的拉力大小才等于物块所受的摩擦力大小;

(3)测量摩擦力大小:原理——二力平衡;

(4)控制变量法的应用:探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系时,控制压力一定,只改变接触面的粗糙程度;探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系时,控制接触面的粗糙程度一定,只改变压力的大小;

(5)绘图:根据实验数据描绘摩擦力随压力大小变化的关系图像;

(6)摩擦力大小的变化分析

(7)实验方案的改进与评价

(8)实验结论在生活中的应用

(9)需要注意的错误点:滑动摩擦力大小与接触面积的大小无关,与物体运动的速度大小、拉力大小等因素无关,只要影响滑动摩擦力大小的两个因素不发生改变,就认为滑动摩擦力大小不变.

典型例题: 如图所示是“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置.实验中用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板.

(1)将木块放在水平长木板上,用弹簧测力计匀速拉动木块,使木块沿长木板做匀速直线运动.这样,读出弹簧测力计所示的  拉力就可以得到  之间的滑动摩擦力.

(2)在乙实验中砝码随着木块一起做匀速直线运动,请画出此时砝码受力的示意图.

(3)由   两次实验可以得出结论:滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关.

探究影响滑动摩擦力大小的因素,摩擦力十大经典题型(5)

【分析】(1)根据二力平衡的条件分析;(2)根据摩擦力产生的条件分析砝码在水平方向上的受力,在竖直方向上因静止受平衡力的作用;(3)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,确定答案.

【解答】解:(1)只有沿水平方向用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,弹簧测力计所示的水平拉力大小(测力计示数)才等于木块与长木板摩擦力的大小;(2)砝码随着木块一起做匀速直线运动,相对木块没有相对运动的趋势,故砝码不受摩擦力的作用,在竖直方向上因处于静止状态受到重力与木块施加的支持力作用为平衡力,如下所示:

探究影响滑动摩擦力大小的因素,摩擦力十大经典题型(6)

(3)滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度的关系,要控制压力大小相同,只改变接触面的粗糙程度,通过比较测力计示数比较滑动摩擦力大小,故由乙丙两次实验可以得出结论:滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关.故答案为:(1)水平;木块与长木板;(2)如上图;(3)乙丙.

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