2025年中考物理热点题型归纳与变式演练（全国）实验8 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关（原卷版）

实验8探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关知识点一、摩擦力1.认识：阻碍物体相对运动的力相互接触的物体的两个面，有时用肉眼看起来很光滑，但是放到显微镜下观察，就会发现实际上像如图所示的那样是凹凸不平的。在压力的作用下，这些凹凸不平的部位会相互啮合，当两者发生相对滑动时，啮合部分就会彼此阻碍，产生阻碍作用。两个相互接触的物体，当它们做相对运动（或有相对运动趋势）时，在接触面产生一种阻碍相对运动（或相对运动趋势）的力，这种力叫做摩擦力。2.滑动摩擦力的定义两个相互的物体，当它们之间有时，在接触面上产生一种阻碍的力，这种力叫做摩擦力。3.摩擦力产生的条件（1）两物体相互接触，且接触面；（2）两物体之间发生或具有相对运动的；（3）两物体之间相互挤压发生，接触面上有压力产生。这三个条件缺一不可。4.滑动摩擦力和静摩擦力（1）当两个相互接触的物体发生时，在接触面上会产生滑动摩擦力；（2）当两物体没有发生相对运动，但有相对运动时，在接触面上会产生静摩擦力，如用力推箱子但未推动时，虽然箱子处于静止状态，但箱子在推理作用下已有了“要发生”相对运动的趋势，此时地面对箱子的摩擦力就是静摩擦力。5.摩擦力的作用效果摩擦力的作用总是物体（或相对运动趋势）。“相对运动”（“或相对运动趋势”）是以相互接触的物体作为参照物的。6.摩擦力的作用点实际上，摩擦力是作用在这个物体上的，但为了研究方便可以把摩擦力的作用等效到一个点上，可以把这个点等效在接触面上，也可以取在物体的上。7.摩擦力的方向（1）摩擦力的方向：总是与物体相对运动或相对运动趋势方向。（2）相对运动方向的理解“相对运动方向”不是“”。水平地面上的物体前进时，物体相对地面向前运动（相对运动方向向前），物体受到地面对它向后的摩擦力（摩擦力方向向后）；人走路时，脚向后蹬地，脚相对于地面有向后运动的趋势，地面给鞋底的摩擦力方向向前，有利于人向前运动。摩擦力有时阻碍运动，有时有利于运动，无论哪种情况，摩擦力的方向与相对运动方向或相对运动趋势的方向相反。（3）判断摩擦力方向的三种方法由摩擦力概念判断摩擦力的方向与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反由假设法判断此方法通常用来判断相对静止的物体间所受静摩擦力的方向。首先假设接触面光滑、无摩擦，分析两物体的相对运动情况，然后根据摩擦力阻碍物体相对运动确定摩擦力的方向由二力平衡的条件判断一对平衡力的方向相反，可以通过与摩擦力相互平衡的另一个力的方向来判断摩擦力的方向知识点二、探究影响摩擦力大小的因素1.实验探究：影响摩擦力大小的因素【提出问题】滑动摩擦力大小与哪些因素有关？【猜想与假设】（1）滑动摩擦力的大小可能与接触面所受压力有关；（2）滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关。【实验原理】用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动，此时木块在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力为一对平衡力，这样读出弹簧测力计的示数，就可以知道滑动摩擦力的大小（滑动摩擦力大小不能直接测量，是根据二力平衡知识间接测量出的）。【制定计划与设计实验】影响滑动摩擦力大小的因素有多个，因此在探究过程中要应用控制变量法，如探究压力对滑动摩擦力大小的影响时，要保持接触面的粗糙程度不变；在探究接触面粗糙程度对滑动摩擦力大小影响时，应控制压力不变。【实验步骤】（1）如图甲所示，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，使其在较光滑的长木板上匀速滑动，记下此时弹簧测力计的示数，其示数大小等于滑动摩擦力的大小。（2）如图乙所示，在木块上放砝码，从而改变木块对长木板的压力，测出此时匀速拉动木块时的滑动摩擦力的大小；（3）如图丙所示，在长木板上铺上较粗糙的毛巾，保持木块上砝码不变，测出此时匀速拉动木块时的滑动摩擦力大小。【实验数据】实验序号实验条件摩擦力f/N压力情况接触面情况1等于木块的重力木板表面较光滑0.92等于木块和砝码的总重力木板表面较光滑1.63等于木块和砝码的总重力表面较粗糙2.1【分析与论证】（1）由实验1、2可知，接触面粗糙程度相同，压力越大，弹簧测力计的示数越大，即滑动摩擦力越大；（2）由实验2、3可知，压力大小相同，接触面越粗糙，弹簧测力计示数越大，即滑动摩擦力越大。【实验结论】（1）滑动摩擦力的大小与和接触面的有关。当接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。（2）滑动摩擦力的大小与物体运动的、物体的等因素无关。2.注意事项（1）实验时所用的木板要足够长，以保证木块在木板上滑动时由匀速直线运动的过程；（2）实验时应保持拉动弹簧测力计的方向与长木板平行；（3）实验中要做到匀速拉动木块不好实现，建议采用如下操作：将弹簧测力计的挂钩与木板相连，拉环处固定，拉动长木板进行实验（如图所示），这样不但方便读数，而且长木板也不需要做匀速直线运动。1．（2023•青岛）冰壶运动被称为“冰上围棋”，比赛充满了智慧。冰壶比赛时，运动员有时要不断地擦冰，这是为了改变冰壶受到的滑动摩擦力。为此，小兰和小海一起对影响滑动摩擦力大小的因素进行探究。（1）小兰和小海分别采用如图甲、乙所示方式，使木块沿水平长木板做匀速直线运动。木块受到的滑动摩擦力大小Ff1与弹簧测力计示数相等的是图的方式，依据的是知识。（2）按图甲的做法，在木块上加放砝码，改变木块对长木板的压力，测出此种情况下的滑动摩擦力Ff2，发现Ff2＞Ff1。这说明接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越。换用材料相同但表面更粗糙的长木板，保持木块上的砝码不变，测出此种情况下的滑动摩擦力Ff3，发现Ff3＞Ff2。这说明接触面越，滑动摩擦力越大。（3）冰壶运动员在比赛过程中不断地擦冰，这是通过改变接触面的粗糙程度来摩擦的，目的是使冰壶在冰面上运动的距离更一些。2．（2023•陕西）如图，是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。（1）本次实验前，应在方向上对弹簧测力计进行调零。（2）如图﹣1，沿水平方向拉动木块，使其做匀速直线运动，木块受到的拉力大小（选填“大于”“小于”或“等于”）木块受到的滑动摩擦力大小。（3）如图﹣1，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使其做速度大小不同的匀速直线运动。发现弹簧测力计的示数不变，说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小（选填“有关”或“无关”）。（4）如图﹣2，在木块上加放钩码，沿水平方向拉动木块，使其做匀速直线运动。改变钩码的数量，多次实验后得出结论：其他条件一定时，压力越大，滑动摩擦力越。3．（2023•青海）某兴趣小组在“探究影响滑动摩擦力大小因素”时的改进实验装置如图所示。（1）该实验装置的优点在于：不需要匀速拉动木板也能测量滑动摩擦力的大小，原因是木块B相对桌面始终处于静止状态，弹簧测力计的示数等于物体B受到的力的大小，该实验的原理是（选填“二力平衡”或“受力不平衡”）；（2）实验数据如表所示：实验接触面压力情况弹簧测力计示数/N1木板面木块3.32木板面木块+砝码4.53毛巾面木块5.1①对比实验1和2：在接触面粗糙程度相同时，压力（选填“越大”或“越小”），滑动摩擦力越大；②对比实验：在接触面所受的压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力（选填“越大”或“越小”）；③本实验除了转换法，还使用的物理实验方法是；（3）同学们还想探究滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关，于是将木块B沿竖直方向切去一半，这种做法不合理。请说明理由：。4．（2022•河北）小明在做“研究影响摩擦力大小的因素”实验时，利用一套器材依次完成如图所示的实验，其中甲、乙图中长木板正面朝上，丙图中长木板反面朝上，长木板的反面比正面粗糙。（1）小明提出如下猜想：①滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关；②滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。如果小明要验证猜想①，他应该选择两图所示的实验来操作；如果小明要验证猜想②，他应该选择两图所示的实验来操作。（2）实验中，小明用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平长木板做匀速直线运动，此时弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等，这是利用了的知识。（3）小明分别对猜想①②进行了实验验证。在图甲、丙实验中弹簧测力计的示数分别为0.8N、1.2N，在图乙实验中，弹簧测力计的示数如图丁所示，示数为N。小明多次实验后得出结论：接触面所受的压力越大，滑动摩擦力越大；接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。（4）许多情况下摩擦是有用的，人们常常设法增大它。请写出一个通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的实例：。（5）实验后，小明和同学们对实验中存在的问题进行了交流，改进了实验方案，设计了如图戊所示的实验装置：将弹簧测力计固定不动、木块挂在弹簧测力计的挂钩上，不拉木块，改为拉动长木板，使长木板与木块相对运动。再次验证了猜想①②得出相同结论。针对实验改进，同学们提出了以下观点，其中不正确的是（选填序号）。A.改进后，拉动长木板时不必保持匀速运动，更易于操作B.改进后，测力计示数较稳定，容易读出正确的数值C.改进后，木块稳定时受到的滑动摩擦力小于弹簧测力计对木块的拉力5．（2022•百色）在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验中，某实验小组选择如下器材：长木板、棉布、木块、砝码、弹簧测力计等进行实验。（1）根据知识，用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做运动时，木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。（2）比较图1中两次实验可知，当接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。（3）实验中发现图1丙弹簧测力计的示数比图1甲的大，由此得出结论：当压力相同时，接触面越，滑动摩擦力越大。（4）本实验主要采用的科学探究方法是法。（5）该小组将木块沿竖直方向切掉一半后重新进行实验，如图1丁所示，测得木块所受摩擦力与图1甲测得的摩擦力进行比较，得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积有关。此结论是的（选填“正确”或“错误”）。（6）该小组在实验中发现较难保持木块匀速运动，导致弹簧测力计示数不稳定。于是他们改进实验，如图2所示，固定弹簧测力计，拉动长木板进行实验。实验过程匀速拉动长木板，更易操作（选填“需要”或“不需要”）。6．（2023•金凤区二模）如图所示，在做“研究滑动摩擦力大小”的实验时，将木块A放置在水平木板B上，并在木块A上加上一个砝码，把一个弹簧测力计系在木块A上。当向左拉动木板B时，弹簧测力计指针稳定在图示位置。下列说法错误的是（）A．此装置可研究滑动摩擦力大小与压力的关系 B．木块A受到木板B的摩擦力与弹簧测力计对它的拉力是一对平衡力 C．木块A受到木板B的摩擦力的大小为2.4N，方向向左 D．若增大拉动木板B的速度，则弹簧测力计的示数会变大7．（2023•武汉模拟）在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验时，小明认为实验过程中难以拉动木块做匀速直线运动，所以对实验装置进行了如图所示的改进。下列说法正确的是（）A．拉动长木板时，方木块相对地面是静止的 B．水平向右匀速拉动长木板时，拉力F与弹簧测力计的示数相等 C．长木板受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力 D．拉动长木板向右加速运动时，方木块受到向右的摩擦力变大8．（2023•双流区模拟）如图所示是小红用同一个木块在探究“影响滑动摩擦力大小因素”时的四个实验操作，甲、乙、丙、丁四幅图中弹簧秤的示数分别为F甲、F乙、F丙、F丁。以下说法中正确的是（）A．弹簧秤在使用前要在竖直方向调零 B．实验中用到的科学方法只有转换法 C．保持其他条件不变，水平匀速拉动木块，则F甲大于F丁 D．用甲、丙可探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力大小的影响9．（2023•东城区一模）小东在做“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验时，竖直向上拉动弹簧测力计使细线水平拉动木块沿水平木板做匀速直线运动，如图甲所示；将铁块放在木块上，再次通过弹簧测力计水平拉动木块，使木块和铁块沿同一水平木板做匀速直线运动，如图乙所示。下列说法正确的是（）A．图甲所示实验中，细线对木块的拉力就是木块受到的滑动摩擦力 B．图乙所示实验中，木板受到的压力等于木块受到的重力 C．甲、乙两次实验，探究的是木块受到滑动摩擦力的大小与木块和木板接触面上压力大小是否有关 D．甲、乙两次实验，探究的是木块受到滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关10．（2021•鄂州模拟）如图甲所示是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置。小明在实验中用到了一个弹簧测力计、一个长方体木块、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。小明做第2次实验时控制不好力度，木块的速度随时间变化的图象如图乙所示，下列说法正确的是（）A．实验中只要拉动木块做匀速直线运动，滑动摩擦力大小就等于拉力大小 B．第1次实验和第2次实验中的长木板粗糙程度不同 C．第2次实验中，砝码在第1s末受到的的摩擦力方向与木块运动方向相同 D．第2次实验中木块受到的滑动摩擦力在第1s末比第7s末要小11．（2023•南海区校级三模）在探究影响滑动摩擦力大小因素的实验中，小强做了如图甲所示的三次实验，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。实验中第1次和第2次用相同的长木板，第3次用表面更加粗糙的长木板。（1）实验时为测量滑动摩擦力，需要用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使其在水平桌面上做运动，此时弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小；（2）比较2、3两次实验，是为了探究滑动摩擦力的大小与的关系；（3）刚开始小强做第1次实验时控制不好力度，拉力随时间变化的图像如图乙所示，木块的速度随时间变化的图像如图丙所示，则木块在第7s时的摩擦力为N；（4）小强同学将实验方法进行了改进，实验装置如图丁所示：将弹簧测力计一端固定，另一端钩住木块，木块下面是一长木板，实验时拉着长木板沿水平地面向右运动，此时地面对木板的摩擦力方向为（选填“水平向左”或“水平向右”），大小为N。小强拉动木板没有及时停下来，当木块有三分之一滑出木板表面的时候，木块受到的摩擦力（选填“变大”“变小”或“不变”）。12．（2023•咸宁模拟）某同学利用如图所示装置探究“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验，他利用细线、长木板、两个完全相同的木块A、B和一个弹簧测力计，在水平台上进行实验。（1）实验中用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动，根据知识，可知弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等；（2）比较甲、乙两图，得出的结论是：当接触面的粗糙程度相同时，越大，滑动摩擦力越大；（3）比较乙、丙两图，得出的结论是：；（4）在利用甲图装置进行实验时，拉动木块由静止到匀速直线运动过程中，弹簧测力计对木块的拉力F随时间t的变化图像如图丁所示。0～3s木块处于静止状态，3s后木块开始运动，分析图像可知，当木块所受拉力为0.4N时，木块处于状态。13．（2023•海丰县模拟）在做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，同学们猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有：①接触面所受的压力；②接触面的粗糙程度。根据猜想，同学们设计了如图甲、乙、丙所示的实验：（1）用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做，根据的知识，弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等。（2）通过比较甲、乙两图，可验证猜想①；通过比较两图，可验证猜想②。进一步归纳得出结论：接触面所受的压力越（选填“大”或“小”），接触面越（选填“光滑”或“粗糙”），滑动摩擦力越大。（3）有同学提出滑动摩擦力的大小还可能与接触面积有关，于是将木块竖直切去一半，如图丁，重复（1）的操作过程，你认为该实验方案（选填“合理”或“不合理”）。14．（2023•宛城区三模）小玉同学学习了摩擦力知识后，回家利用运动鞋探究“滑动摩擦力大小的决定因素”，如图甲所示。为了仿照运动鞋的鞋底，她选用了上下表面粗糙程度不同的木块，做了如下实验。（1）如图乙所示，小玉用弹簧测力计，在水平桌面上，拉动木块，此时弹簧测力计的示数为N。（2）将图乙中的木块上下颠倒，重复上述操作，弹簧测力计的示数为4.0N；经分析可得出：当一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越。（3）小玉在实验时还发现，在运动鞋没有被拉动时，弹簧测力计也有示数，且示数会变化，她请教老师后，知道实验中存在最大静摩擦力。通过实验得