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2019-2020年九年級總復習 專題突破:微專題1 探究摩擦力
一、摩擦力的綜合應用
要熟練掌握摩擦力的概念、種類、方向、影響摩擦力大小的因素,這些知識往往綜合起來考查,有一定的難度。
【例1】(xx,廣州)如圖甲所示,小明順著豎起的桿勻速下滑。
(1)圖乙是代表小明的圓點A,畫出其豎直方向受到的力。
(2)小明再沿此桿勻速下滑,其沿繩受到的摩擦力為f滑,沿桿下滑受到的摩擦力為f桿,f滑____f桿(選填“>”“=”或“<”)。
(3)若小明沿桿勻速向上爬,他受到的摩擦力的方向____。
【解析】(1)小明在沿繩勻速下滑,小明受到豎直向下的重力G和豎直向上的摩擦力f。
(2)此處雖然繩比桿粗糙,仿佛摩擦力會變大,但是,注意題目中“勻速下滑”是解題關鍵點,說明二力平衡,均為重力G。因此答案為f滑=f桿。
(3)小明沿桿勻速向上爬,他受到的摩擦力為靜摩擦力,判斷靜摩擦力方向是根據(jù)相對運動趨勢方向相反,此處相對運動趨勢方向是豎直向下,因此摩擦力方向為豎直向上。
【答案】(1)如圖所示: (2)= (3)豎直向上
【對應練習】
1.(xx,德陽)如圖甲所示,物體甲重40 N,被50 N的水平壓力F甲壓在豎直墻壁上保持靜止。如圖乙所示,物體乙重60 N,在35 N的水平拉力F乙作用下,沿水平桌面勻速向右運動。則物體甲受到的摩擦力f甲為__40__N,物體乙受到的摩擦力f乙為__35__N。
2.將一袋大米放在勻速向右運動的輸送帶上,開始米袋與輸送帶間有一段距離的相對滑動,然后米袋隨輸送帶一起勻速運動。當輸送帶突然制動時,米袋會繼續(xù)向前滑動一段距離后停下。(回答下列小題請選填以下合適的字母代號)
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)米袋剛放上輸送帶的瞬間,米袋在水平方向上受力情況為__A__。
(2)當米袋隨輸送帶一起勻速運動時,米袋在水平方向上受力情況為__C__。
(3)當將輸送帶突然制動時,米袋在水平方向上受力情況為__B__。
3.(xx,濰坊)(多選)如圖所示,在同一水平面上,有表面粗糙程度相同、質(zhì)量不同(mP
F2 B.F2F4 D.F3=F4
二、探究滑動摩擦力跟哪些因素有關
本實驗的原理是二力平衡,實驗所用的方法是轉換法和控制變量法。本實驗是一個典型的探究實驗,應重點掌握。
【例2】(xx,蘇州)在學過摩擦力知識后,小明想探究:摩擦力大小是否與壓力、重力都有關系?他利用如圖所示的裝置進行探究實驗。
實驗步驟如下:
①把金屬盒放在質(zhì)量不計的白紙上,讀出臺式測力計示數(shù);在拉動白紙的過程中,讀出彈簧測力計的示數(shù)。
②將質(zhì)量不計的氫氣球系在金屬盒上,重復步驟①的實驗。
③再往金屬盒注入適量的沙子,使臺式測力計的示數(shù)為4.8 N,重復步驟②的實驗。
實驗
步驟
臺式測力計
示數(shù)F/N
金屬盒
重力G/N
彈簧測力計
示數(shù)f/N
①
4.8
4.8
1.9
②
3.2
1.2
③
4.8
6.4
1.9
(1)此實驗是根據(jù)____原理測出摩擦力大小的。
(2)與直接用彈簧測力計拉動金屬盒測量摩擦力相比,拉動白紙進行實驗有許多優(yōu)點,具體體現(xiàn)在:____。(寫出一條即可)
(3)請你補齊上表中空格處的數(shù)據(jù),其值為____ N。
(4)實驗中是通過____來改變金屬盒總重力的。
(5)比較實驗步驟____(填序號)的數(shù)據(jù),說明摩擦力大小與重力無關。
【解析】在拉動白紙的過程中,金屬盒處于靜止狀態(tài),所以白紙對金屬盒的摩擦力與彈簧測力計的拉力平衡,二力大小相等,實驗中就是根據(jù)二力平衡的原理測出摩擦力大小的。直接用彈簧測力計拉動金屬盒測量摩擦力時,不容易使金屬盒做勻速直線運動,彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定,不容易準確讀出摩擦力的大??;而拉動白紙進行實驗,不需要勻速拉動白紙,彈簧測力計不動,示數(shù)穩(wěn)定,容易讀數(shù)。在金屬盒重力相同時,改變重力的大小,探究摩擦力和壓力的關系。本實驗可通過往金屬盒中注入適量的沙子使壓力相同,改變金屬盒的重力,來探究摩擦力與重力的關系,比較步驟①與③,可以看出在壓力相同時,摩擦力與重力無關。
【答案】(1)二力平衡 (2)不需要勻速拉動白紙
(3)4.8 (4)往金屬盒內(nèi)注入沙子 (5)①③
【對應練習】
4.(xx,南京)在“探究影響滑動摩擦力大小的因素”實驗中。
(1)將物體A置于水平木板上,用彈簧測力計沿水平方向拉動,使其做__勻速直線__運動,這時滑動摩擦力的大小等于彈簧測力計拉力的大小。
(2)小明設計了如圖所示的實驗方案,通過實驗得到了正確的結論,
①下列各種現(xiàn)象中,利用了該實驗結論的是__B__(選填字母代號)。
A.汽車在結冰的路面行駛時,在車輪上纏繞鐵鏈
B.用力壓住橡皮,擦去寫錯的字
C.移動很重的石塊時,在地上鋪設滾木
②圖甲中物體運動的速度大小為v1,圖乙中物體運動的速度大小為v2。實驗過程中,關于v1和v2的大小,下列說法正確的是__D__(選填字母代號)。
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
5.(xx,長春)如圖是測量滑動摩擦力大小的實驗。
(1)如圖甲所示,用彈簧測力計沿水平方向拉著木塊在木板上做勻速直線運動,根據(jù)__二力平衡__知識可以知道摩擦力大小。
(2)在圖甲操作的基礎上,再次沿水平方向拉著木塊做直線運動,彈簧測力計的示數(shù)如圖乙所示,此時木塊所受的摩擦力為__2__N。
(3)如圖丙為了便于操作,將彈簧測力計的右端固定,向左水平加速直線拉動木板,彈簧測力計的示數(shù)穩(wěn)定后讀數(shù)為F1;然后在木塊上放一個鉤碼,向左水平勻速直線拉動木板,彈簧測力計的示數(shù)穩(wěn)定后讀數(shù)為F2,則F1__<__F2。
6.(xx,濟寧)摩擦現(xiàn)象廣泛存在于人們的生活和生產(chǎn)中。小夢對此很感興趣,圍繞生活中的摩擦現(xiàn)象進行了探究。
(1)小夢分別對物體在靜止狀態(tài)和運動狀態(tài)下受摩擦力情況進行了研究,并繪制了圖象,如圖所示。請比較圖象中A、B兩點處力的大小(選填“>”“<”“=”或“不能確定”):
①FA__=__fA;②FB__=__fB。
(2)摩擦知識在生活中的應用非常廣泛,并不斷地進行改進。火柴的擦燃就是一例,如圖所示。火柴盒側面已由以前的圖(a)替換成圖(b)的式樣,這樣設計的現(xiàn)實意義是__增大摩擦__。
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