8.3 摩擦力-【帮课堂】2023-2024学年八年级物理下册同步学与练(人教版)(解析版).docx
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1、第八章 运动和力第3节 摩擦力学习目标1.了解摩擦力的基本概念和产生条件,知道静摩擦力和滑动摩擦力的区别和特点,以及摩擦力的大小和方向。学生应该能够判断实际生活中摩擦力的方向,了解摩擦力在生活和生产中的应用和影响。2.通过实验和探究活动,掌握研究摩擦力大小和方向的方法,了解控制变量法和比较法等科学方法的应用。学生应该能够设计简单的实验来探究摩擦力的大小和方向,并能够分析实验数据和现象,得出结论。3.培养对摩擦力的探究活动产生兴趣和热情,愿意积极参与探究活动,主动思考和交流。学生应该能够认识到摩擦力在生活和生产中的重要性和作用,理解科学知识在实际应用中的价值。02预习导学1.定义:两个相互接触的
2、物体,当它们发生 相对运动 或具有 相对运动趋势 时,就会在接触面上产生 阻碍相对运动或相对运动趋势 的力,这种力就叫做摩擦力。2.摩擦力产生条件:两物体 相接触 且接触面 不光滑 ;两物体间有 压力 ;两物体有 相对运动的趋势 或者 相对运动 。3.怎样测出摩擦力的大小(1)木块放在水平面上,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿木板做 匀速直线运动 。根据 二力平衡 的知识,木块在水平桌面上做匀速直线运动,拉力和摩擦力平衡,读出拉力即测出摩擦力。(2)主要实验方法: 控制变量法 、 转换法 。(3)滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关。接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力 越大 。 (4
3、)滑动摩擦力的大小跟 接触面的粗糙程度 有关。压力相同时, 接触面越粗糙 ,滑动摩擦力 越大 。(5)摩擦力的大小与 压力的大小 和 接触面的粗糙程度 有关,而与接触面积的大小和运动速度无关。4.增大有益摩擦的方法: 增大压力 ; 增大接触面粗糙程度 ; 变滚动为滑动 。5.减小有害摩擦的方法: 减小压力 ; 减小接触面粗糙程度 ; 用滚动代替滑动 ; 使两个相互接触的表面隔开 。03考向释疑考向一:摩擦力【重点释疑】1.现象探究分析:(1)现象:手用力按在桌面上向前搓,感到桌面对手掌有阻碍作用,很吃力;在水平地面上推木箱,木箱较难推动,很费力;毛刷在水平面上运动刷毛向后倾斜,需要用力,毛刷才
4、能前进。(2)分析:两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面上有阻碍相对运动的力。(3)归纳总结:相互接触的两个物体,表面不光滑,在压力作用下,凹凸不平的部位就会相互啮合,当二者做相对运动时,啮合部位就会彼此阻碍,产生阻碍相对运动的力。2.摩擦力(1)概念:两个相互接触的物体,当它们有相对运动或相对运动趋势时,在接触表面产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫摩擦力。(2)产生条件:两个物体相互接触;挤压发生弹性形变;接触表面粗糙;有相对运动或相对运动趋势。(3)分类:静摩擦力:一个物体在另一个物体的表面上有相对运动趋势时,在接触表面上产生的阻碍相对运动趋势的力。滑动摩擦力:一个物体在另一个物
5、体的表面上相对滑动时,在接触表面上产生的阻碍相对滑动的力。滚动摩擦力:一个物体在另一个物体的表面上相对滚动时,在接触表面上产生的阻碍相对滚动的力。(4)摩擦力的三要素:大小:可用弹簧测力计进行测量方向:与相对运动或相对运动趋势的方向相反,可能与物体的运动相同,可能与物体运动的方向相反,也可能与物体运动的方向不在一条直线上。作用点:两个物体的接触面上。(5)作用效果:总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,可以作为动力(如物体做加速运动),也可作为阻力(如物体做减速运动),还可以改变物体的运动方向(如物体转弯)。【例题精讲】例1(2024全国校联考模拟预测)A、B两物体叠放在水平桌面上,在如图所
6、示的三种情况下:甲图中两物体均处于静止状态;乙图中水平恒力F作用在B物体上,使A、B一起以2m/s的速度做匀速直线运动;丙图在水平恒力F作用在B物体上,使A、B一起以20m,/s的速度做匀速直线运动。比较上述三种情况下物体A在水平方向的受力情况,以下说法正确的是()A三种情况下,A、B在水平方向都不受摩擦力B三种情况下,A、B在水平方向都受摩擦力C三种情况下,A在水平方向不受摩擦力,、中B在水平方向都受摩擦力且摩擦力大小相等D中A在水平方向不受摩擦力,、中B在水平方间都受摩擦力但摩擦力大小不相等【答案】C【解析】甲图中两物体均处于静止状态,A、B两物体间没有相对运动或相对运动趋势,因此没有摩擦
7、力,B与地面之间也没有相对运动或相对运动趋势,因此没有摩擦力;乙图中水平恒力F作用在B物体上,使A、B一起以2m/s的速度做匀速直线运动,A、B两物体间没有相对运动或相对运动趋势,因此没有摩擦力,B物体相对于地面向右运动,因此受到向左的摩擦力,因做匀速直线运动,受力平衡,摩擦力等于F;丙图在水平恒力F作用在B物体上,使A、B一起以20m,/s的速度做匀速直线运动,A、B两物体间没有相对运动或相对运动趋势,因此没有摩擦力,B物体相对于地面向右运动,因此受到向左的摩擦力,因做匀速直线运动,受力平衡,摩擦力等于F。故选C。【巩固训练】1(上海市普陀区2023-2024学年八年级上学期期末物理试题)如
8、图所示,“绳索攀爬”是消防员日常训练中的重要项目之一。某消防员的体重为G,若他从二楼竖直向上攀爬到三楼的过程中受到绳子的摩擦力为f,则()AG可能小于fBG一定小于fCG可能等于fDG一定等于f【答案】D【解析】消防员握着绳子竖直向上攀爬时,手和绳子是相对静止的,故手和绳子之间是静摩擦力,手在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的静摩擦力,这两个力始终大小相等,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。2(2022上上海八年级校考期末)一个重为15牛的物体被40牛的水平力紧压在竖直的墙壁上,保持静止状态,则物体受到的摩擦力是()A15牛,方向竖直向上B40牛,方向竖直向下C25牛,方向竖直向上
9、D40牛,方向竖直向上【答案】A【解析】用40N的水平力将重15N的物体压在竖直的墙壁上使其处于静止状态,所以物体受力平衡。在竖直方向上,物体受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,这两个力是一对平衡力,大小相等、方向相反,故摩擦力为15N,方向竖直向上,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。考向二:探究影响滑动摩擦力大小的因素【重点释疑】【猜想与假设】在地面上推箱子前行时,箱子越重,推起来越费力,由此可猜想滑动摩擦力大小可能与接触面间的压力有关;地面越粗糙,推起来越费力,由此可猜想滑动摩擦力大小可能与接触面的粗糙程度有关。【实验设计】用弹簧测力计水平拉动同一个木块在水平面上做匀速直线运动,每
10、次只改变水平面的粗糙程度或压力的大小,控制其他条件不变,观察记录弹簧测力计的示数。【实验过程】(1)木板用弹簧测力计水平拉动木块在木板上做匀速直线运动,记录弹簧测力计的示数。(2)木板用弹簧测力计水平拉动同一个木块和砝码在同一木板上做匀速直线运动、记录弹簧测力计的示数。(3)棉布用弹簧测力计水平拉动同一木块在棉布上做匀速直线运动,记录弹簧测力计的示数.【实验记录】实验序号实验条件弹簧测力计示数F/N压力情况接触面1一个木块木板5.02一个木块、一个砝码木板7.03一个木块棉布6.5【实验分析】(1)比较分析第1、2次实验记录,木块均在木板上水平匀速滑行,但压力大小不同,木块受到的滑动摩擦力大小
11、不同,压力越大,滑动摩擦力越大,即滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关。(2)比较分析第1、3次实验记录,木块所受的压力大小相同,但接触面的粗糙程度不同,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,即滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关。【实验结论】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。滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关,触面越粗糙,滑动摩擦力越大。【实验改进】方法:如图乙,拉动木块下面的长木板运动,保持弹簧测力计不动。改进后优点:拉动长木板时,即使长木板没有匀速运动,对实验也没有影响,实验更容易操作;而且弹簧测力计相对于实验操作者静止,可使读数更准确。【例
12、题精讲】例2(2023上黑龙江哈尔滨八年级哈尔滨德强学校校考期中)如图所示是“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验,小德小组用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、一块长木板和一条毛巾。(1)要测出木块受到的摩擦力,需拉着木块在木板上做匀速直线运动。小德正确操作时,弹簧测力计的示数如图甲所示,则木块受到的滑动摩擦力大小为 N;(2)甲、乙两次实验结束后,小德想进一步探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,进行了图丙的实验,当测力计示数达到最大值时仍没拉动木块,为了使用现有实验器材顺利完成此实验探究,你建议小明可采取的办法: 。测出滑动摩擦力的大小,再和实验 (选填“甲”或“乙”)进行比较;(3)
13、同组小强同学利用下图a、b所示器材,即完全相同的A、B两正方体物块叠放在水平桌面上实验(以下操作中推力大小均可用弹簧测力计测出);如图a中用F440N的水平力作用在B物块上,A、B一起做匀速直线运动,若将F4换为大小为60N的水平力F5,按如图b作用在A物块上,它们仍能一起向前运动,则地面对A物块的摩擦力为 N,A、B之间 (选填“有”或“无”)摩擦力;他在此基础上继续探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关,将A、B并列放置在水平桌面上,用力F6推动B、A做匀速直线运动,测出F6大小,并 ,分析得出结论。【答案】 4.2 取下木块上的砝码 甲 40 有 与图b进行比较【解析】(1)1如图甲所
14、示,弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为4.2N,则木块受到的滑动摩擦力大小为4.2N。(2)23丙是为了探究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,需使压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,由于摩擦力较大,测力计量程不够,可使丙的压力与甲相同进行探究,所以可以将丙实验中木块上的砝码取下,测出滑动摩擦力,再和甲实验进行比较。(3)4a图,对B物块进行受力分析可知,在水平方向上B受到水平向右的推力F4,A对B水平向左的摩力,在这两个力的作用下B做匀速直线运动,故B物块所受的摩擦力等于推力F4,大小为40N;a图中,以A、B两物块的整体为对象,在水平方向上整体受到水平向右的推力F4,地面对整体
15、向左的摩擦力,因A、B一起做匀速直线运动,所以,地面对整体向左的摩擦力为f地 F440N也就是地面对A物块的摩擦力为40N。b图,若用F560N的水平力作用在A物块上,它们仍能一起向前运动,因物块A对地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以地面对A物块的摩擦力不变,仍为40N。5 因为推力F5大于地面的摩擦力,此时A受力不平衡,A物块向右做速直线运动,A、B之间有相对运动趋势,所以A、B之间有摩擦力。6 a图,对B物块进行受力分析可知,在水平方向上B受到水平向右的推力F4,A对B水平向左的摩擦力,在这两个的作用下B做匀速直线运动;探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关,将A、B并列放置在水
16、平桌面上,用力F6推动B、A做匀速直线运动,测出F6大小,并与图b进行比较,分析得出结论。【巩固训练】3(2023下河北廊坊八年级统考阶段练习)在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,实验装置如图所示,选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上,其中甲、乙两图的接触面是相同的木板,丙图的接触面是棉布。(1)实验中,用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做 运动,根据二力平衡原理可知,弹簧测力计的拉力等于木块所受的滑动摩擦力的大小。如图乙所示,木块受到木板的摩擦力为 N;(2)实验中,测得F甲2.4N,F丙3.2N,由实验结果可得出结论:滑动摩擦力的大小与 和 有关;(3)如图甲所示的实验中,木块在运
17、动过程中水平拉力突然变大,滑动摩擦力将 (选填“变大”“变小”或“不变”);(4)为了探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关,在如图甲实验的基础上,小梦同学竖直向下切去一半木块后进行实验,测得滑动摩擦力变小了,于是得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积大小有关。你认为此结论是否正确 ?并说明其原因 。【答案】 匀速直线 3.6 压力大小. 接触面粗糙程度 不变 不正确 实验过程中,没有保持木块对木板表面的压力不变【解析】(1)1实验中,用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做匀速直线运动,根据二力平衡原理可知,弹簧测力计的拉力等于木块所受的滑动摩擦力的大小。2根据乙图可知,测力计的分度值为0.2N,则
18、拉力为3.6N,而木块受到的摩擦力等于拉力,因此摩擦力是3.6N。(2)34根据甲和乙可知,当接触面粗糙程度相同时,压力越大,则摩擦力越大。根据甲和丙可知,当压力相同时,接触面越粗糙,则摩擦力越大。那么最终得到:滑动摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度有关。(3)5如图甲所示的实验中,木块在运动过程中水平拉力突然变大,但是木块对木板的压力和接触面的粗糙程度不变,因此滑动摩擦力不变。(4)67我认为此结论不正确,其原因:实验过程中,没有保持木块对木板表面的压力不变。4(2024下全国八年级假期作业)为探究影响滑动摩擦力大小的因素,实验小组的同学用如图甲所示的装置和器材进行实验。(1)将木块平放在水平
19、长木板上,用弹簧测力计沿 方向拉动,使其做 运动,此时弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力的大小。(2)在木块上加放砝码,是为了探究滑动摩擦力大小与 的关系;在长木板上铺上棉布或毛巾,是为了探究滑动摩擦力大小与接触面 的关系。(3)实验中,大家发现弹簧测力计示数很难稳定,于是设计了如图乙所示的装置来进行实验。水平传送带的速度可以调节,定滑轮与绳之间的摩擦忽略不计。启动传送带,当弹簧测力计的示数稳定后,木块相对于地面 ,此时弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力的大小。木块所受滑动摩擦力的方向沿水平方向向 。某次实验中,当弹簧测力计的示数稳定后,改变传送带的速度大小,大家发现弹簧测力计的示数没有改
20、变,说明木块所受滑动摩擦力的大小与传送带的速度大小 (选填“有关”或“无关”)。【答案】 水平(或水平向右) 匀速直线 压力大小 粗糙程度 静止 左 无关【解析】略考向三:摩擦的利用和防止【重点释疑】1.增大有益摩擦的方法(1)通过增大压力来增大摩擦力,如自行车刹车时用力捏车闸,就是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力的。(2)通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,如鞋底凹凸不平的花纹,就是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的。(3)变滚动摩擦为滑动摩擦,如汽车、摩托车、自行车刹车。2.减小有害摩擦的方法(1)通过减小压力来减小摩擦力,如推动沉重的书柜前先将书柜中的
21、书移走。(2)使接触面更光滑,如冰壶运动中,运动员用冰壶刷不断摩擦冰面使接触面更光滑,从而减小摩擦力。(3)变滑动摩擦为滚动摩擦,如机器上安装滚动轴承。(4)使接触面分离,如气垫船利用压缩空气使船体与水面脱离接触,减小了摩擦力。【例题精讲】例3(2023上河南南阳八年级校联考期末)下列实例中,属于减小摩擦的是()A汽车轮胎上刻有花纹B轴承中装有滚珠C运动鞋底有凹凸不平的花纹D打球时用力握紧球拍【答案】B【解析】A汽车轮胎上刻有花纹,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A不符合题意;B轴承中装有滚珠,是用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力,故B符合题意;C运动鞋底有凹凸不平的花纹
22、,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C不符合题意;D打球时用力握紧球拍,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D不符合题题意。故选B。例4(2023上云南昆明八年级统考期末)如图所示的四幅图中,通过增大压力的方法增大摩擦力的是()A浴室脚垫B写字时用力C磁悬浮列车D轮滑鞋【答案】B【解析】A浴室脚垫,是通过增大接触面粗糙程度增大摩擦力的,故不符合题意;B写字时用力,是通过增大压力大小来增大摩擦力的,故符合题意;C磁悬浮列车,是通过使接触面分离来减小摩擦力的,故不符合题意;D轮滑鞋,是通过变滑动为滚动来减小摩擦力的,故D不符合题意。故选B。【巩固训练】5(2
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