2025年中考物理熱點題型歸納與變式演練（全國）實驗8 探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)（原卷版）

實驗8探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)知識點一、摩擦力1.認識：阻礙物體相對運動的力相互接觸的物體的兩個面，有時用肉眼看起來很光滑，但是放到顯微鏡下觀察，就會發(fā)現(xiàn)實際上像如圖所示的那樣是凹凸不平的。在壓力的作用下，這些凹凸不平的部位會相互嚙合，當(dāng)兩者發(fā)生相對滑動時，嚙合部分就會彼此阻礙，產(chǎn)生阻礙作用。兩個相互接觸的物體，當(dāng)它們做相對運動（或有相對運動趨勢）時，在接觸面產(chǎn)生一種阻礙相對運動（或相對運動趨勢）的力，這種力叫做摩擦力。2.滑動摩擦力的定義兩個相互的物體，當(dāng)它們之間有時，在接觸面上產(chǎn)生一種阻礙的力，這種力叫做摩擦力。3.摩擦力產(chǎn)生的條件（1）兩物體相互接觸，且接觸面；（2）兩物體之間發(fā)生或具有相對運動的；（3）兩物體之間相互擠壓發(fā)生，接觸面上有壓力產(chǎn)生。這三個條件缺一不可。4.滑動摩擦力和靜摩擦力（1）當(dāng)兩個相互接觸的物體發(fā)生時，在接觸面上會產(chǎn)生滑動摩擦力；（2）當(dāng)兩物體沒有發(fā)生相對運動，但有相對運動時，在接觸面上會產(chǎn)生靜摩擦力，如用力推箱子但未推動時，雖然箱子處于靜止?fàn)顟B(tài)，但箱子在推理作用下已有了“要發(fā)生”相對運動的趨勢，此時地面對箱子的摩擦力就是靜摩擦力。5.摩擦力的作用效果摩擦力的作用總是物體（或相對運動趨勢）?！跋鄬\動”（“或相對運動趨勢”）是以相互接觸的物體作為參照物的。6.摩擦力的作用點實際上，摩擦力是作用在這個物體上的，但為了研究方便可以把摩擦力的作用等效到一個點上，可以把這個點等效在接觸面上，也可以取在物體的上。7.摩擦力的方向（1）摩擦力的方向：總是與物體相對運動或相對運動趨勢方向。（2）相對運動方向的理解“相對運動方向”不是“”。水平地面上的物體前進時，物體相對地面向前運動（相對運動方向向前），物體受到地面對它向后的摩擦力（摩擦力方向向后）；人走路時，腳向后蹬地，腳相對于地面有向后運動的趨勢，地面給鞋底的摩擦力方向向前，有利于人向前運動。摩擦力有時阻礙運動，有時有利于運動，無論哪種情況，摩擦力的方向與相對運動方向或相對運動趨勢的方向相反。（3）判斷摩擦力方向的三種方法由摩擦力概念判斷摩擦力的方向與物體相對運動方向或相對運動趨勢方向相反由假設(shè)法判斷此方法通常用來判斷相對靜止的物體間所受靜摩擦力的方向。首先假設(shè)接觸面光滑、無摩擦，分析兩物體的相對運動情況，然后根據(jù)摩擦力阻礙物體相對運動確定摩擦力的方向由二力平衡的條件判斷一對平衡力的方向相反，可以通過與摩擦力相互平衡的另一個力的方向來判斷摩擦力的方向知識點二、探究影響摩擦力大小的因素1.實驗探究：影響摩擦力大小的因素【提出問題】滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)？【猜想與假設(shè)】（1）滑動摩擦力的大小可能與接觸面所受壓力有關(guān)；（2）滑動摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)?！緦嶒炘怼坑脧椈蓽y力計水平拉動木塊做勻速直線運動，此時木塊在水平方向上受到的拉力和滑動摩擦力為一對平衡力，這樣讀出彈簧測力計的示數(shù)，就可以知道滑動摩擦力的大?。ɑ瑒幽Σ亮Υ笮〔荒苤苯訙y量，是根據(jù)二力平衡知識間接測量出的）?！局贫ㄓ媱澟c設(shè)計實驗】影響滑動摩擦力大小的因素有多個，因此在探究過程中要應(yīng)用控制變量法，如探究壓力對滑動摩擦力大小的影響時，要保持接觸面的粗糙程度不變；在探究接觸面粗糙程度對滑動摩擦力大小影響時，應(yīng)控制壓力不變?！緦嶒灢襟E】（1）如圖甲所示，用彈簧測力計水平勻速拉動木塊，使其在較光滑的長木板上勻速滑動，記下此時彈簧測力計的示數(shù)，其示數(shù)大小等于滑動摩擦力的大小。（2）如圖乙所示，在木塊上放砝碼，從而改變木塊對長木板的壓力，測出此時勻速拉動木塊時的滑動摩擦力的大小；（3）如圖丙所示，在長木板上鋪上較粗糙的毛巾，保持木塊上砝碼不變，測出此時勻速拉動木塊時的滑動摩擦力大小。【實驗數(shù)據(jù)】實驗序號實驗條件摩擦力f/N壓力情況接觸面情況1等于木塊的重力木板表面較光滑0.92等于木塊和砝碼的總重力木板表面較光滑1.63等于木塊和砝碼的總重力表面較粗糙2.1【分析與論證】（1）由實驗1、2可知，接觸面粗糙程度相同，壓力越大，彈簧測力計的示數(shù)越大，即滑動摩擦力越大；（2）由實驗2、3可知，壓力大小相同，接觸面越粗糙，彈簧測力計示數(shù)越大，即滑動摩擦力越大?！緦嶒灲Y(jié)論】（1）滑動摩擦力的大小與和接觸面的有關(guān)。當(dāng)接觸面的粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大；當(dāng)壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。（2）滑動摩擦力的大小與物體運動的、物體的等因素?zé)o關(guān)。2.注意事項（1）實驗時所用的木板要足夠長，以保證木塊在木板上滑動時由勻速直線運動的過程；（2）實驗時應(yīng)保持拉動彈簧測力計的方向與長木板平行；（3）實驗中要做到勻速拉動木塊不好實現(xiàn)，建議采用如下操作：將彈簧測力計的掛鉤與木板相連，拉環(huán)處固定，拉動長木板進行實驗（如圖所示），這樣不但方便讀數(shù)，而且長木板也不需要做勻速直線運動。1．（2023?青島）冰壺運動被稱為“冰上圍棋”，比賽充滿了智慧。冰壺比賽時，運動員有時要不斷地擦冰，這是為了改變冰壺受到的滑動摩擦力。為此，小蘭和小海一起對影響滑動摩擦力大小的因素進行探究。（1）小蘭和小海分別采用如圖甲、乙所示方式，使木塊沿水平長木板做勻速直線運動。木塊受到的滑動摩擦力大小Ff1與彈簧測力計示數(shù)相等的是圖的方式，依據(jù)的是知識。（2）按圖甲的做法，在木塊上加放砝碼，改變木塊對長木板的壓力，測出此種情況下的滑動摩擦力Ff2，發(fā)現(xiàn)Ff2＞Ff1。這說明接觸面受到的壓力越大，滑動摩擦力越。換用材料相同但表面更粗糙的長木板，保持木塊上的砝碼不變，測出此種情況下的滑動摩擦力Ff3，發(fā)現(xiàn)Ff3＞Ff2。這說明接觸面越，滑動摩擦力越大。（3）冰壺運動員在比賽過程中不斷地擦冰，這是通過改變接觸面的粗糙程度來摩擦的，目的是使冰壺在冰面上運動的距離更一些。2．（2023?陜西）如圖，是“探究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗。（1）本次實驗前，應(yīng)在方向上對彈簧測力計進行調(diào)零。（2）如圖﹣1，沿水平方向拉動木塊，使其做勻速直線運動，木塊受到的拉力大小（選填“大于”“小于”或“等于”）木塊受到的滑動摩擦力大小。（3）如圖﹣1，用彈簧測力計沿水平方向拉動木塊，使其做速度大小不同的勻速直線運動。發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的示數(shù)不變，說明滑動摩擦力的大小與物體運動速度的大?。ㄟx填“有關(guān)”或“無關(guān)”）。（4）如圖﹣2，在木塊上加放鉤碼，沿水平方向拉動木塊，使其做勻速直線運動。改變鉤碼的數(shù)量，多次實驗后得出結(jié)論：其他條件一定時，壓力越大，滑動摩擦力越。3．（2023?青海）某興趣小組在“探究影響滑動摩擦力大小因素”時的改進實驗裝置如圖所示。（1）該實驗裝置的優(yōu)點在于：不需要勻速拉動木板也能測量滑動摩擦力的大小，原因是木塊B相對桌面始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧測力計的示數(shù)等于物體B受到的力的大小，該實驗的原理是（選填“二力平衡”或“受力不平衡”）；（2）實驗數(shù)據(jù)如表所示：實驗接觸面壓力情況彈簧測力計示數(shù)/N1木板面木塊3.32木板面木塊+砝碼4.53毛巾面木塊5.1①對比實驗1和2：在接觸面粗糙程度相同時，壓力（選填“越大”或“越小”），滑動摩擦力越大；②對比實驗：在接觸面所受的壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力（選填“越大”或“越小”）；③本實驗除了轉(zhuǎn)換法，還使用的物理實驗方法是；（3）同學(xué)們還想探究滑動摩擦力的大小與接觸面積是否有關(guān)，于是將木塊B沿豎直方向切去一半，這種做法不合理。請說明理由：。4．（2022?河北）小明在做“研究影響摩擦力大小的因素”實驗時，利用一套器材依次完成如圖所示的實驗，其中甲、乙圖中長木板正面朝上，丙圖中長木板反面朝上，長木板的反面比正面粗糙。（1）小明提出如下猜想：①滑動摩擦力的大小與接觸面所受的壓力有關(guān)；②滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)。如果小明要驗證猜想①，他應(yīng)該選擇兩圖所示的實驗來操作；如果小明要驗證猜想②，他應(yīng)該選擇兩圖所示的實驗來操作。（2）實驗中，小明用彈簧測力計水平拉動木塊，使它沿水平長木板做勻速直線運動，此時彈簧測力計對木塊的拉力與木塊受到的滑動摩擦力大小相等，這是利用了的知識。（3）小明分別對猜想①②進行了實驗驗證。在圖甲、丙實驗中彈簧測力計的示數(shù)分別為0.8N、1.2N，在圖乙實驗中，彈簧測力計的示數(shù)如圖丁所示，示數(shù)為N。小明多次實驗后得出結(jié)論：接觸面所受的壓力越大，滑動摩擦力越大；接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。（4）許多情況下摩擦是有用的，人們常常設(shè)法增大它。請寫出一個通過增加接觸面的粗糙程度來增大摩擦的實例：。（5）實驗后，小明和同學(xué)們對實驗中存在的問題進行了交流，改進了實驗方案，設(shè)計了如圖戊所示的實驗裝置：將彈簧測力計固定不動、木塊掛在彈簧測力計的掛鉤上，不拉木塊，改為拉動長木板，使長木板與木塊相對運動。再次驗證了猜想①②得出相同結(jié)論。針對實驗改進，同學(xué)們提出了以下觀點，其中不正確的是（選填序號）。A.改進后，拉動長木板時不必保持勻速運動，更易于操作B.改進后，測力計示數(shù)較穩(wěn)定，容易讀出正確的數(shù)值C.改進后，木塊穩(wěn)定時受到的滑動摩擦力小于彈簧測力計對木塊的拉力5．（2022?百色）在探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)的實驗中，某實驗小組選擇如下器材：長木板、棉布、木塊、砝碼、彈簧測力計等進行實驗。（1）根據(jù)知識，用彈簧測力計沿水平方向拉著木塊做運動時，木塊所受滑動摩擦力的大小等于拉力的大小。（2）比較圖1中兩次實驗可知，當(dāng)接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大。（3）實驗中發(fā)現(xiàn)圖1丙彈簧測力計的示數(shù)比圖1甲的大，由此得出結(jié)論：當(dāng)壓力相同時，接觸面越，滑動摩擦力越大。（4）本實驗主要采用的科學(xué)探究方法是法。（5）該小組將木塊沿豎直方向切掉一半后重新進行實驗，如圖1丁所示，測得木塊所受摩擦力與圖1甲測得的摩擦力進行比較，得出結(jié)論：滑動摩擦力的大小與接觸面積有關(guān)。此結(jié)論是的（選填“正確”或“錯誤”）。（6）該小組在實驗中發(fā)現(xiàn)較難保持木塊勻速運動，導(dǎo)致彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定。于是他們改進實驗，如圖2所示，固定彈簧測力計，拉動長木板進行實驗。實驗過程勻速拉動長木板，更易操作（選填“需要”或“不需要”）。6．（2023?金鳳區(qū)二模）如圖所示，在做“研究滑動摩擦力大小”的實驗時，將木塊A放置在水平木板B上，并在木塊A上加上一個砝碼，把一個彈簧測力計系在木塊A上。當(dāng)向左拉動木板B時，彈簧測力計指針穩(wěn)定在圖示位置。下列說法錯誤的是（）A．此裝置可研究滑動摩擦力大小與壓力的關(guān)系 B．木塊A受到木板B的摩擦力與彈簧測力計對它的拉力是一對平衡力 C．木塊A受到木板B的摩擦力的大小為2.4N，方向向左 D．若增大拉動木板B的速度，則彈簧測力計的示數(shù)會變大7．（2023?武漢模擬）在探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)的實驗時，小明認為實驗過程中難以拉動木塊做勻速直線運動，所以對實驗裝置進行了如圖所示的改進。下列說法正確的是（）A．拉動長木板時，方木塊相對地面是靜止的 B．水平向右勻速拉動長木板時，拉力F與彈簧測力計的示數(shù)相等 C．長木板受到的重力和地面對它的支持力是一對平衡力 D．拉動長木板向右加速運動時，方木塊受到向右的摩擦力變大8．（2023?雙流區(qū)模擬）如圖所示是小紅用同一個木塊在探究“影響滑動摩擦力大小因素”時的四個實驗操作，甲、乙、丙、丁四幅圖中彈簧秤的示數(shù)分別為F甲、F乙、F丙、F丁。以下說法中正確的是（）A．彈簧秤在使用前要在豎直方向調(diào)零 B．實驗中用到的科學(xué)方法只有轉(zhuǎn)換法 C．保持其他條件不變，水平勻速拉動木塊，則F甲大于F丁 D．用甲、丙可探究接觸面的粗糙程度對滑動摩擦力大小的影響9．（2023?東城區(qū)一模）小東在做“探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗時，豎直向上拉動彈簧測力計使細線水平拉動木塊沿水平木板做勻速直線運動，如圖甲所示；將鐵塊放在木塊上，再次通過彈簧測力計水平拉動木塊，使木塊和鐵塊沿同一水平木板做勻速直線運動，如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．圖甲所示實驗中，細線對木塊的拉力就是木塊受到的滑動摩擦力 B．圖乙所示實驗中，木板受到的壓力等于木塊受到的重力 C．甲、乙兩次實驗，探究的是木塊受到滑動摩擦力的大小與木塊和木板接觸面上壓力大小是否有關(guān) D．甲、乙兩次實驗，探究的是木塊受到滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度是否有關(guān)10．（2021?鄂州模擬）如圖甲所示是“探究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗裝置。小明在實驗中用到了一個彈簧測力計、一個長方體木塊、一個砝碼、兩個材料相同但表面粗糙程度不同的長木板。小明做第2次實驗時控制不好力度，木塊的速度隨時間變化的圖象如圖乙所示，下列說法正確的是（）A．實驗中只要拉動木塊做勻速直線運動，滑動摩擦力大小就等于拉力大小 B．第1次實驗和第2次實驗中的長木板粗糙程度不同 C．第2次實驗中，砝碼在第1s末受到的的摩擦力方向與木塊運動方向相同 D．第2次實驗中木塊受到的滑動摩擦力在第1s末比第7s末要小11．（2023?南海區(qū)校級三模）在探究影響滑動摩擦力大小因素的實驗中，小強做了如圖甲所示的三次實驗，用到了一個彈簧測力計、一個木塊、一個砝碼、兩個材料相同但表面粗糙程度不同的長木板。實驗中第1次和第2次用相同的長木板，第3次用表面更加粗糙的長木板。（1）實驗時為測量滑動摩擦力，需要用彈簧測力計沿水平方向拉動木塊，使其在水平桌面上做運動，此時彈簧測力計的示數(shù)等于滑動摩擦力的大??；（2）比較2、3兩次實驗，是為了探究滑動摩擦力的大小與的關(guān)系；（3）剛開始小強做第1次實驗時控制不好力度，拉力隨時間變化的圖像如圖乙所示，木塊的速度隨時間變化的圖像如圖丙所示，則木塊在第7s時的摩擦力為N；（4）小強同學(xué)將實驗方法進行了改進，實驗裝置如圖丁所示：將彈簧測力計一端固定，另一端鉤住木塊，木塊下面是一長木板，實驗時拉著長木板沿水平地面向右運動，此時地面對木板的摩擦力方向為（選填“水平向左”或“水平向右”），大小為N。小強拉動木板沒有及時停下來，當(dāng)木塊有三分之一滑出木板表面的時候，木塊受到的摩擦力（選填“變大”“變小”或“不變”）。12．（2023?咸寧模擬）某同學(xué)利用如圖所示裝置探究“研究影響滑動摩擦力大小的因素”實驗，他利用細線、長木板、兩個完全相同的木塊A、B和一個彈簧測力計，在水平臺上進行實驗。（1）實驗中用彈簧測力計水平拉動木塊，使它沿長木板做勻速直線運動，根據(jù)知識，可知彈簧測力計對木塊的拉力與木塊受到的滑動摩擦力大小相等；（2）比較甲、乙兩圖，得出的結(jié)論是：當(dāng)接觸面的粗糙程度相同時，越大，滑動摩擦力越大；（3）比較乙、丙兩圖，得出的結(jié)論是：；（4）在利用甲圖裝置進行實驗時，拉動木塊由靜止到勻速直線運動過程中，彈簧測力計對木塊的拉力F隨時間t的變化圖像如圖丁所示。0～3s木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，3s后木塊開始運動，分析圖像可知，當(dāng)木塊所受拉力為0.4N時，木塊處于狀態(tài)。13．（2023?海豐縣模擬）在做“研究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗中，同學(xué)們猜想影響滑動摩擦力大小的因素可能有：①接觸面所受的壓力；②接觸面的粗糙程度。根據(jù)猜想，同學(xué)們設(shè)計了如圖甲、乙、丙所示的實驗：（1）用彈簧測力計水平拉動木塊，使它沿長木板做，根據(jù)的知識，彈簧測力計對木塊的拉力與木塊受到的滑動摩擦力大小相等。（2）通過比較甲、乙兩圖，可驗證猜想①；通過比較兩圖，可驗證猜想②。進一步歸納得出結(jié)論：接觸面所受的壓力越（選填“大”或“小”），接觸面越（選填“光滑”或“粗糙”），滑動摩擦力越大。（3）有同學(xué)提出滑動摩擦力的大小還可能與接觸面積有關(guān)，于是將木塊豎直切去一半，如圖丁，重復(fù)（1）的操作過程，你認為該實驗方案（選填“合理”或“不合理”）。14．（2023?宛城區(qū)三模）小玉同學(xué)學(xué)習(xí)了摩擦力知識后，回家利用運動鞋探究“滑動摩擦力大小的決定因素”，如圖甲所示。為了仿照運動鞋的鞋底，她選用了上下表面粗糙程度不同的木塊，做了如下實驗。（1）如圖乙所示，小玉用彈簧測力計，在水平桌面上，拉動木塊，此時彈簧測力計的示數(shù)為N。（2）將圖乙中的木塊上下顛倒，重復(fù)上述操作，彈簧測力計的示數(shù)為4.0N；經(jīng)分析可得出：當(dāng)一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越。（3）小玉在實驗時還發(fā)現(xiàn)，在運動鞋沒有被拉動時，彈簧測力計也有示數(shù)，且示數(shù)會變化，她請教老師后，知道實驗中存在最大靜摩擦力。通過實驗得