探究摩擦力的大小与什么有关.doc

§7-6 探究摩擦力的大小与什么有关

（一）摩擦力概念（摩擦力通常用f表示）：
两个互相接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时，就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力，这种力就叫摩擦力。
☆☆☆形成摩擦的原因：
是由于接触面的凸凹不平形成的

☆☆☆摩擦力产生的条件：
接触：两个物体间必须相互接触。
压力：发生摩擦的两物体间必须相互挤压
相对运动：发生摩擦的两物体间有相对运动或相对运动的趋势（可能）
☆☆☆三种摩擦力
滑动摩擦：
1. 定义：一个物体在另一个物体表面滑动时受到阻碍的现象，称为滑动摩擦。在滑动摩擦中产生的力，叫做滑动摩擦力。

2. 滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关呢？
滑动摩擦力的大小与两个物体接触面的材料性质和粗糙程度有关，还与接触面上受到的压力有关。压力越大，滑动摩擦力越大。
静摩擦：
一个物体在另一个物体表面上具有相对运动趋势时所受到的阻碍现象称为静摩擦。在静摩擦中产生的力叫静摩擦力。
例如：攥在手中的瓶子不会掉下去，靠的是静摩擦力；
站在地面上的人能够走动起来靠的是静摩擦力。
传送带传送货物靠的是货物和传送带间的静摩擦力.

滚动摩擦：
一个物体在另一个物体上滚动时所产生的摩擦，叫做滚动摩擦。在滚动摩擦中产生的力叫做滚动摩擦力，用滚动代替滑动，摩擦就会明显减小。

摩擦的利与弊
1. 增大有益摩擦的方法

增大压力，例：夹紧钳子、捏紧车闸
使接触面粗糙。例：下雪天常在马路上撒些灰渣等。
2. 减小有害摩擦的方法
①减小压力；
②减小接触面的粗糙程度或上润滑剂；
③用滚动摩擦代替滑动摩擦；
如在机器的转动部分安装滚动轴承。

④使两个相互接触的摩擦面彼此离开。

气垫船的原理就是在船体和水面（或地面）间形成一层空气，使船体悬浮在水面上，从而大大减小船航行时水的阻力。　　磁悬浮列车。
（二）知识小结

【典型例题】
例1. 海淀区某中学初二学生在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中，得到如下实验数据：
实验次数
压力情况
接触面情况
接触面积大小
运动速度
测力计示数（N）
1
木块平放
木块与木板
S1
匀速拉动V1
0.8
2
木块平放
木块与木板
S1
匀速快拉V2
0.8
3
木块侧放
木块与木板
S2
匀速拉动V1
0.8
4
木块平放
木块与毛巾
S1
匀速拉动V1
1.2
5
木块（平放）和钩码
木块与木板
S1

匀速拉动V1
1.8
（1）1、4两次实验中，相同的实验条件是 。
不同的实验条件是 。分析1、4两次实验数据可以得到的结论是
滑动摩擦力的大小与 和 有关，1、5两次实验是研究滑动摩擦力的大小与 大小有关，接触面越 ，压力 ，滑动摩擦力越大。
1、2两次实验目的是研究滑动摩擦力的大小与 是否有关。
（2）在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关的研究中，同学们都经历了对研究问题结论的猜想过程，请你写下两个猜想以及猜想的依据。
猜想1：
依据：
猜想2：
依据：
分析与解答：此题主要考察的是探究的方法和过程，第一问同学们掌握的还是没问题的。
1、4两次实验中，相同的实验条件是压力、木块运动的速度、接触面积的大小相同。不同的条件是接触面的粗糙程度不一样。得到滑动摩擦力的大小与材料性质和接触面的粗糙程度有关；1、5两次实验是研究滑动摩擦力的大小与压力大小有关，接触面越粗糙，压力越大，滑动摩擦力越大。1、2两次实验目的是研究滑动摩擦力的大小与木块运动速度是否有关。
第二问大多数学生没有理解到位，往往把具体实验步骤写上了，要注意问的是同学们都经历了对研究问题结论的猜想过程，请你写下两个猜想以及猜想的依据。
猜想1：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
依据：“在冰面上拉物体比在地面拉同一物体上要容易；在冬天下雪时，往往给路面铺些渣土。
猜想2：滑动摩擦力的大小与对接触面的压力有关。
依据：在地面上推轻的物体比推重的物体要容易；擦黑板时，越用力按板擦，板擦的运动就越困难。把手放在桌面上，用力压桌子，拉动时就感到困难。

例2. 下列属于滑动摩擦的是：
A.人走路时，鞋底与地面的摩擦
B.滑旱冰时，旱冰鞋与地面之间的摩擦
C.滑冰时，冰鞋与冰面之间的摩擦
D.用转笔刀削铅笔，刀刃与铅笔间的摩擦
分析与解答：人走路时，鞋底与地面间相接触的部分与地面间没有相对滑动，因此鞋底与地面间的摩擦是静摩擦。
滑旱冰时，旱冰鞋下面的小轮子在地面上滚动，两物体的接触部分都在不断变化，但接触部分无相对滑动，属于滚动摩擦。
滑冰时，冰刀在冰面上滑动，属于滑动摩擦。
用转笔刀削铅笔时，铅笔与刀片的接触点在变化，接触部分有相对滑动，属于滑动摩擦。
答案：C、D

例3. 增大摩擦力的方法通常有两种，即增大压力和使接触面粗糙，那么，还有没有别的方法呢？小明同学对自己提出了这样的问题。
对此，他进行了如下的研究：

找一段棉线，在棉线的一端拴上一个沉重的物体（例如一把大锁），然后，把它搭在一根平放的圆棍上，像如图甲那样，通常用弹簧测力计来拉棉线的另一端。这时，要使重物不下落，用力虽然比直接竖直向上提要少，但省的力却不算多。
再如乙那样，将棉线在圆棍上绕一圈，发现弹簧测力计的示数变小了。
再如丙那样，将棉线在圆棍上绕两圈，发现弹簧测力计的示数更小了。
再如丁那样，将棉线在圆棍上绕四圈，发现弹簧测力计的示数几乎等于零了。
对上述现象，小明进行了归纳分析，得出了结论。根据你的阅读，请回答下列问题：
（1）小明同学可以得出一个什么结论？
（2）这一结论在生活、生产中有何应用？请举两例。
（3）小明在上述探究过程中是一个什么样的思维过程？
分析与解答：
（1）缠绕的圈数越多，摩擦力就越大。
（2）应用举例：①船靠岸时，将缆绳在缆柱上绕几圈；
②系鞋带，两段电线拧在一起要相互缠绕。
（3）思维程序：提出问题——搜寻事实（或实验）——归纳分析——得出结论。

四节、六节【模拟试题】
一. 填空题。
1. 磁悬浮列车是一种用电磁力量使列车“浮”起来再通过牵引力使列车开动的车辆，它利用磁悬浮_______________，从而使摩擦减小而极大地提高速度。
2. 矿泉水瓶盖都制成有凹凸不平的条纹，这是为了_______________（选填“增大”或“减小”）摩擦，方便打开。
3. 减小摩擦的方法有：减小_______________；减小接触面_______________；用_______________来代替________使两个互相接触的摩擦面_______________。
4. 滚木头比拖木头省力，这是因为用_______________来代替_______________，以减小摩擦，自行车刹车时，手握刹车把越紧，车轮受到的摩擦力越大，这是利用_______________的方法来增大摩擦的。
5. 如图所示，在质量为2kg的A物体下面再挂一个质量为1kg的B物体，则A物体受到的竖直向下的合力是_______________N。A物体受到的总合力是_______________N。（A和B物体均处于静止状态，g取10N/kg）

6. 如图所示，重5N的小车在水平面上，受到水平向右的力为，水平向左的力为，则小车在水平方向上受到的合力大小为_______________N，方向_______________，在竖直方向受到的合力为_______________N。

7. 两个大小为10N的力同时作用在同一物体上，物体受到的合力大小的范围是_________
N。
8. 两个力的大小都为100N，若要使它们的合力为200N，两个力的夹角为____________；若要使它们的合力为零，两个力的夹角为_____________。
9. 汽车在紧急刹车过程中，总要滑行一段距离才能停下来，原因是汽车有____________；当雨天路面有水时，轮胎与地面间的摩擦力变_____________，在同样车速条件下，汽车在紧急刹车后滑行的距离将比路面没有水时变_____________。因此，司机驾车要注意：“雨天路滑，小心慢行”。

二. 选择题。
1. 下列是日常生活中一些常见的现象，其中属于增大摩擦的是（ ）
A. 给自行车车轮的轮轴加油 B. 冬季冰雪封路时，汽车车轮要装上防滑链
C. 人们溜冰时，穿上溜冰鞋 D. 在门锁的锁孔内加一些铅笔芯粉末
2. 关于摩擦，以下说法中正确的是（ ）
A. 汽车轮胎上有凹凸不平的花纹是为了减小摩擦
B. 减小摩擦的方法之一是用滑动摩擦代替滚动摩擦
C. 只有运动的物体才受到摩擦力的作用，静止的物体不受摩擦力的作用
D. 假如没有摩擦，人将无法行走
3. 下列事例中，为了减小有害摩擦的是（ ）
A. 冬天，在结冰的路面上撒沙子 B. 旅行箱下装有小轮子
C. 在拔河比赛时，用力握紧绳子 D. 鞋底上刻有凹凸不平的花纹
4. 在家里的浴室中，为了防止地面沾水使人打滑跌倒，下列采取的措施中错误的是（ ）
A. 浴室地面应铺上带有凹凸花纹的地砖 B. 人沐浴时穿的拖鞋鞋底带有凹凸花纹
C. 脚底下放一条毛巾 D. 穿上平底的塑料拖鞋
5. 电脑上使用的鼠标上都有一个球形的轮子，在使用过程中与鼠标垫之间的摩擦是（ ）
A. 滚动摩擦 B. 滑动摩擦 C. 静摩擦 D. 无法判断
6. 下列做法中，为了减小摩擦的是（ ）
A. 体操运动员上单杠之前，先在手上涂些镁粉 B. 运动鞋的鞋底做成凸凹不平的花纹
C. 旱冰鞋装有圆轮 D. 攀绳比赛时，手要握紧绳子
7. 下列情况中，有害的摩擦是（ ）
A. 人走路时，鞋底与路面间的摩擦 B. 皮带传动中，皮带与皮带轮之间的摩擦
C. 手提油瓶颈，手与瓶间的摩擦 D. 航天飞机在穿越大气层飞行时与空气的摩擦
8. 下列现象中属于滚动摩擦的是（ ）
A. 推动自行车前进，轮与地面间的摩擦
B. 用卷笔刀削铅笔，铅笔与刀孔壁间的摩擦
C. 电唱机的唱针与唱盘间的摩擦
D. 自行车刹车时，刹车橡皮与钢圈间的摩擦
9. 在水平地板上推木块滑动，推质量为30kg的木块所用推力为，推质量为60kg的木块的推力为，设两木块与地板间接触面粗糙程度相同，则的关系是 ）
A. B. C. D. 无法判断
10. 小车在下列情况下不受摩擦力作用的是（ ）
A. 小车在水平地面上作匀速直线运动 B. 小车静止在水平地面上
C. 小车静止在斜坡上 D. 小车在水平地面上启动
11. 自行车是我们熟悉的交通工具，从自行车的结构和使用来看，有关自行车摩擦的知识，例如：

（1）上述各项内容中属于（只填写各选项前的字母）
通过改变接触面粗糙程度而增大摩擦的是__________________；
通过增大压力而增大摩擦的是_________________；
通过变滑动为滚动而减小摩擦的是_________________；
通过使接触面彼此分离而减小摩擦的是_________________。
（2）用力踩动脚踏板使自行车前进时，后轮与地面间摩擦力的方向朝_______________（填“前”或“后”）。
12. 在一次卫生大扫除中，吴明与张亮两位同学配合用小车运送垃圾。在一斜坡上，吴明在车前用300N的力沿斜坡向上拉车，张亮在后面用200N的力沿斜坡向上推车，如图所示，则车受到这两个力的合力大小和方向是（ ）

A. 100N，沿斜坡向上 B. 200N，沿斜坡向上
C. 300N，沿斜坡向上 D. 500N，沿斜坡向上
13. 如图所示，拔河比赛时，甲班同学用5000牛的力水平向东拉，乙班同学用4800牛的力水平向西拉，则绳子所受合力的大小和方向分别为（不计绳重）（ ）

A. 9800牛，水平向东 B. 200牛，水平向西
C. 200牛，水平向东 D. 5000牛，水平向西
14. 如图所示，两匹马各用1000N的力沿相反的方向拉一弹簧测力计。设此时弹簧测力计的示数为，弹簧所受合力，则（ ）

15. 一个人用100牛的力竖直向上提起一只重40牛的水桶如图所示，则水桶受到的合力大小以及合力方向正确的是（ ）

16. 弹簧测力计下挂着一个重为15N的物体，若用手竖直向上托住这个物体，此时弹簧测力计的示数为10N，如图所示，则手对该物体向上托的力的大小是（ ）

A. 10N B. 5N C. 15N D. 20N
17. 竖直向上抛出一个小球，小球在上升和下降过程中都受到空气阻力作用，阻力小于重力且大小不变，若小球上升时受到的重力与阻力的合力大小是，下降时受到重力与阻力的合力大小是，则两个合力的大小关系为（ ）
A. B. C. D. 无法确定
三. 实验题。

1. 如图所示，小华利用一支圆柱形铅笔做了两次实验：

（1）他用手指轻轻弹一下铅笔的右端，发现铅笔向左滑行一段距离；
（2）他几乎用同样的力轻轻弹一下铅笔的中间，发现铅笔向桌子里侧滚动一段距离，比较铅笔两次的运动距离，可以得出的结论为___________________________________。
2. 下表是某实验小组同学做“研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”的实验记录：
实验次数
接触面的材料
压力（N）
滑动摩擦力（N）
1
木块与木板
4
0.8
2
木块与木板
6
1.2
3
木块与毛巾
6
2.5
（1）分析比较序号1与2的实验数据，可得出什么结论？
__________________________________________________。
（2）分析比较__________的实验数据，得出的结论：压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
3. 如图中，甲、乙两图所示的实验是为了研究摩擦力的大小跟_____________的关系，实验现象表明：___________________________________________________；甲、丙两图所示的实验是为了研究摩擦力的大小跟_________________的关系，实验结果表明_由甲、丁两图所示的实验结果表明：__________________________________________________。

四. 作图题。
1. 如图所示，挡板与水平面垂直，小球重10N，刚好接触挡板而静止在水平面上，设水平面绝对光滑，试作出小球受力的示意图。

2. 用250N的力竖直向上提起一个重为200N的水桶，请用力的图示法，在图中画出小桶受到这两个力的合力。

五. 阅读文章，回答问题。
为什么拔河比赛不是只比力气大
拔河比赛比的是什么？很多人会说：当然是比哪一队的力气大了！实际上，这个问题并不那么简单。
从力学原理来看，参加拔河的两个队，他们相互之间的力是没有大小之分的，甲对乙施加了多大拉力，乙对甲也同时产生一样大小的拉力；反过来，乙对甲的情况也是如此。
可见，双方之间的拉力并不是决定胜负的因素。
什么才是真正决定拔河比赛胜负的因素呢？第一，手一定要抓紧绳子，靠手与绳子之间的摩擦力来防止绳子从手中滑脱出去；第二，就是要使地面对队员们的脚底有足够大的摩擦力，来抵抗对方的拉力，并把对方拉过来。可以说，只要抓紧了绳子，拔河真正的力来自人们的脚下，即脚底和地面之间的摩擦力。怎样才能增大脚底和地面的摩擦力呢？首先，穿上鞋底有凹凸花纹的鞋子，能够增大摩擦系数，使摩擦力增大；还有就是队员的体重越重，对地面的压力越大，摩擦力也会越大。大人和小孩拔河时，大人很容易获胜，关键就是由于大人的体重比小孩大。
当然，在实际拔河比赛中，胜负在很大程度上取决于人们的技巧。比如，脚使劲蹬地，在短时间内可以对地面产生超过自己体重的压力。再如，人向后仰，借助对方的拉力来增大地面的压力等。其目的都是尽量增大地面对脚底的摩擦力，以夺取比赛的胜利。
（1）决定拔河比赛胜负的因素主要有哪些？
（2）在拔河比赛时，队员要穿上新的球鞋，并且把地面上的沙子清扫干净，这是为什么？

【试题答案】
一. 填空题。
1. 使接触面彼此分开 2. 增大 3. 压力；粗糙程度；滚动；滑动；彼此离开
4. 滚动；滑动；增大压力 5. 30；0 6. 1；向右；0 7. 0—20 8. 0°；180°
9. 惯性；小；长
二. 选择题。
1. B 2. D 3. B 4. D 5. A
6. C 7. D 8. A 9. C 10. B
11. （1）AEHC；F；GB；D （2）前
12. D 13. C 14. C 15. A 16. B 17. B
三. 实验题。
1. 滚动摩擦比滑动摩擦小
2. （1）接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
（2）2、3
3. 压力；
在接触面粗糙程度相同时，压力越大，摩擦力越大；
接触面的粗糙程度；
在压力相同时，接触面越粗糙，摩擦力越大；
在压力和接触面的粗糙程度相同时，滚动摩擦比滑动摩擦小得多。
四. 作图题。
1. 2. 解：，方向竖直向上

五. 阅读文章，回答问题。
（1）运动员的鞋底与地面间的摩擦力。
（2）拔河时，总希望鞋面与地面之间的摩擦力大些，脚可以把地“抓”牢些，新球鞋的鞋底花纹未被磨平，更“粗糙”一些，可以加大与地面的摩擦力；地面的沙子起的作用刚好相反，它把鞋面与地面之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，导致鞋面与地面的摩擦减小，所以，希望穿新球鞋而不希望地面有许多沙子。

【励志故事】
惩罚
听到很多学生抱怨老师和家长的惩罚太重，害得他们整天提心吊胆，这让我想起发生在家乡的一些事。
一位老农拿起一把柴刀，使劲地砍路边的一棵歪枣树，口里念念有词：“叫你不生枣！”很好笑，枣树能听得懂他说话么？
还有一次，看到母亲正在和一只母鸡生气，它不下蛋了，天天呆在窝里孵蛋，把几个蛋的蛋黄都孵散了。母亲赶出了鸡窝里的那只母鸡，拎住了它的翅膀，说：“把它浸到溪水里。”
正是大冬天，溪水还结着冰呢，鸡不是要冻死吗？母亲说：“不会的，保证它五六天后能下蛋。”
说来也奇怪，枣树被砍后真的来年枝头结满了枣子，母鸡浸了水后，果然又开始生蛋了。还有些农民在小麦拔秆的时候，用块木板把麦秆敲倒在地，这样的小麦往往长高了不会倒，枝秆强硬的很。
世上的万物都如此，人不是也一样吗？不受点惩罚、吃点苦头，也就得过且过了，哪能成长为真正的大写的“人”呢？