八年级物理下册 8.3 摩擦力（解析版）（人教版）

8.3摩擦力（解析版）知识清单1.摩擦力；2.影响滑动摩擦力大小的因素；3.增大、减小摩擦力的方法；4.摩擦力的分类知识点1摩擦力1.滑动摩擦力的定义两个相互接触的物体，当它们之间有相对滑动时，在接触面上产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做摩擦力。2.摩擦力产生条件（1）两物体相互接触，且接触面粗糙不平；（2）两物体之间发生相对运动或具有相对运动的趋势；（3）两物体之间相互挤压发生弹性形变，接触面上有压力产生。3.摩擦力作用效果总是阻碍物体之间的相对运动或相对运动趋势。知识拓展不能把摩擦力只看作一种阻力，有时它可以是动力。如传送带运送物体时，物体就是依靠传送带对它的摩擦力才能运动的。在刚开始，物体加速运动的时间内，物体受到摩擦力的方向与物体运动方向相同。一旦物体在水平传送带上做匀速直线运动后，物体与传送带之间就没有了相对运动或相对运动趋势，物体与传送带之间也就没有了摩擦力。整个过程中，传送带也是靠着与皮带轮间的摩擦力转动的。4.摩擦力的方向与作用点（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相反。温馨提示相对运动方向的理解“相对运动方向”不是“运动方向”。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。（2）作用点：实际上，摩擦力是作用在这个物体接触面上的，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，也可以取在物体的重心上。典例一：如图所示，水平地面上有A、B、C三个物体，物体A、B放在物体C上，水平力F作用于A，使A、B、C一起匀速运动，各接触面间的摩擦力的情况是（）。A．A对C有向右的摩擦力；B．C对B有向左的摩擦力；C．物体C受到三个摩擦力的作用；D．地面对C有向右的摩擦力【答案】D。【解析】A．对A受力分析，受拉力F、重力、支持力和向右的静摩擦力，物体匀速运动，受力平衡，故f＝F，故A对C有向左的静摩擦力，故A错误；B．对B受力分析，由于匀速运动，合力为零，故受重力和支持力，不受摩擦力，故B错误；C．对C受力分析，受重力、A对C压力、B对C压力，地面对C支持力，A对C向左的静摩擦力和地面对C向右的滑动摩擦力，即物体C受到二个摩擦力的作用，故C错误；D．对整体受力分析，受拉力F、重力、支持力和向右的滑动摩擦力，所以地面对C向右的滑动摩擦力，故D正确。典例二：如图所示，下列物体不受摩擦力的是（）。A．B．C．D．【答案】A。【解析】A．图中物体静止，受力平衡，竖直方向重力和支持力平衡，水平方向不受外力，则没有相对于地面的运动趋势，所以不受摩擦力，故A符合题意；B．图中物体静止，受力平衡，竖直方向重力和支持力平衡，水平方向受拉力和静摩擦力，且平衡，故B不符合题意；C．图中物体静止，受力平衡，由于相对于斜面由向下的运动趋势，受到沿斜面向上的摩擦力，故C不符合题意；D．图中物体做匀速直线运动，受力平衡，竖直方向重力和支持力平衡，水平方向拉力F和地面对它的滑动摩擦力平衡，则物体受到地面对它的滑动摩擦力，故D不符合题意。故选A。知识点2影响摩擦力大小的因素滑动摩擦力跟接触面所受的压力和接触面的粗糙程度有关。压力相同时，接触面越粗糙，摩擦力越大；接触面粗糙程度相同时，压力越大，摩擦力越大。温馨提示滑动摩擦力的大小与物体运动的速度、物体的接触面积大小等因素无关。典例三：如图所示，叠放在一起的a、b两物体在水平力的作用下，沿水平方向一起向右匀速直线运动，a、b的接触面之间___________（“存在”或“不存在”）摩擦力。若将换为质量更大的物体c压在a上面，让a、c也以相同的方式运动，则地面与a之间的摩擦力将___________（选填“变大”，“变小”或“不变”）。【答案】不存在；变大。【解析】[1]a、b两物体一起水平向右匀速直线运动，它们之间没有相对运动或相对运动的趋势，根据摩擦力产生条件可知，它们的接触面之间不存在摩擦力。[2]将b换为质量更大的物体c压在a上面，则地面与a之间的压力增大，而接触面粗糙程度不变，所以地面与a之间的摩擦力将变大。知识点3增大、减小摩擦的方法增大有益摩擦的方法（1）增大接触面的粗糙程度；（2）增大压力；（3）变滑动为滚动例：（1）自行车把手上的花纹、鞋底的花纹；（2）自行车刹车时用力捏闸；（3）自行车车轮被刹死后，车向前滑行减小有害摩擦的方法（1）使接触面边光滑；（2）减小压力；（3）用滚动代替滑动；（4）使接触面分离例：（1）用光滑材质做滑梯斜面；（2）握杠杆不能太紧；（3）应用滚动轴承；（4）磁悬浮列车；（5）加润滑油典例四：盐城市区支付宝共享单车几乎遍布了每个小区，极大方便了市民的出行。自行车上为了减小摩擦的地方是（）。A．自行车把手为橡胶材质 B．自行车轮胎上刻有凹凸的花纹C．在自行车轮轴处加润滑油 D．自行车刹车时用力捏闸【答案】C。【解析】A．自行车的车把为橡胶材质，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的，故本选项不符合题意；B．自行车轮胎上的花纹，这是在压力不变的情况下，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的，故本选项不符合题意。C．在自行车的轴承中加润滑油，使接触面彼此分离，可以减小摩擦，故本选项符合题意；D．刹车时用力捏闸，是通过增大压力来增大摩擦的，故本选项不符合题意。知识点4摩擦力的分类种类定义示例滑动摩擦力一个物体在另一个物体上面滑动时产生的摩擦力在粗糙地面上滑动的物体受到滑动摩擦力滚动摩擦力一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力沿水平方向运动的小车车轮受到滚动摩擦力静摩擦力两个相互接触的物体，当它们要发生而未发生相对运动时，在它们的接触面上产生一种阻碍相对运动趋势的力两个力共同作用在同一物体上，使物体保持平衡典例五：自行车的结构和使用涉及了许多有关摩擦力的知识，下列说法中正确的是（）。A．在自行车转动部分添加润滑油是为了减小摩擦；B．用力捏刹车闸是为了减小摩擦；C．在车外胎、把手塑料套、脚蹬上都刻有花纹主要是为了外观好看；D．车的前轴、中轴及后轴均采用滚动轴承是为了增大摩擦【答案】A。【解析】A．在自行车转动部分添加润滑油是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦的，故A正确；B．用力捏刹车闸是通过增大接触面所受的压力来增大摩擦，故B错误；C．在车外胎、把手塑料套、脚蹬上都刻有花纹主要是通过接触面的粗糙程度来增大摩擦，故C错误；D．车的前轴、中轴及后轴均采用滚动轴承是通过变滑动摩擦为滚动摩擦来减小摩擦，故D错误。故选A。实验清单实验探究：影响滑动摩擦力大小的因素实验探究探究影响滑动摩擦力大小的因素【实验目的】探究影响滑动摩擦力大小的因素【提出问题】滑冰是一种常见的运动，当穿着滑冰鞋飞快的滑行时，你有没有想过，为什么可以在冰面上自由的滑行，而在水平地面或水泥地面上就不那么容易了？而且人越重，滑行时越费力？滑动摩擦力的大小究竟与哪些因素有关呢？【实验器材】弹簧测力计，长木板，棉布，毛巾，带钩长方体木块，钩码。【实验原理】（1）二力平衡条件：作用在物体上的两个力，如果大小相等、方向相反并作用在一条直线上，这两个力就是平衡力；（2）用弹簧测力计拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动，弹簧测力计的读数就等于摩擦力大小，这样就测出了摩擦力大小。【实验步骤】实验装置如图。一、用弹簧测力计匀速拉动木块，让木块在长木板上做匀速滑动，读出弹簧测力计读数，即木块与长木板之间的摩擦力；数据计入表格；二、改变放在木块上的钩码，从而改变木块对长木板的压力，重复步骤一进行试验；三、把棉布、毛巾铺在长木板上，改变接触面的粗糙程度，重复上述试验。四、实验表格试验次数接触面压力大小弹簧测力计读数/N1木块与长木板无钩码2木块与长木板有钩码3木块与棉布无钩码4木块与毛巾无钩码五、整理器材。【实验结论】（1）摩擦力大小跟作用在物体表面的压力有关，压力越大，摩擦力越大：（2）摩擦力大小跟接触面粗糙程度有关，接触面越粗糙，摩擦力越大；（3）摩擦力大小跟接触面大小无关；（4）摩擦力大小跟运动速度无关。典例六：小明按如下步骤完成“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。a.如图甲所示,将木块A平放在长木板B上,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录其示数。b.如图乙所示,将毛巾固定在长木板B上,木块A平放在毛巾上,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录其示数。c.如图丙所示,将木块A平放在长木板B上,并在木块A上放一砝码,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录其示数。(1)该实验主要采用的探究方法是。

(2)由两图可知:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。

(3)由甲、乙两图可知:当接触面受到的压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越(选填“大”或“小”)。

(4)实验后小组交流讨论时发现,在实验中很难使木块A做匀速直线运动。于是小丽设计了如图丁所示的实验装置,该装置的优点是(选填“需要”或“不需要”)长木板做匀速直线运动。实验中小丽发现,当F为3N

时,木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,则长木板B受到地面的摩擦力大小为N。

(5)实验拓展:如图戊所示,放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F'的作用,F'-t和v-t图像分别如图己、庚所示,则物体C在第4s时受到的摩擦力大小为N。

【答案】(1)控制变量法；(2)甲、丙；(3)大；(4)不需要；1.8；(5)4。【解析】(1)一个物理量可能与多个因素有关时,需要采用控制变量法探究它们之间的具体关系。(2)甲、丙两次实验接触面粗糙程度相同,压力不同,丙实验中压力较大,滑动摩擦力较大。(3)甲、乙两次实验压力相同,乙实验中接触面更粗糙,滑动摩擦力较大。(4)因木板B做匀速直线运动,木板B在水平方向上受到三个力的作用:向左的拉力F、木块A对木板B向右的摩擦力f、地面对木板B向右的摩擦力f',它们的关系为F=f+f'。图丁与图甲相比,木块A与木板B间接触面粗糙程度和压力都相同,所以滑动摩擦力也相等,即f=1.2N。所以f'=F-f=3N-1.2N=1.8N。(5)由图庚可看出,物体C在6~9s内做匀速直线运动,则这段时间内拉力等于滑动摩擦力,由图己可看出,这段时间的拉力为4N,则滑动摩擦力也等于4N。又因为滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力大小有关,与运动速度无关,物体C在运动过程中接触面的粗糙程度和压力大小都没有变化,所以滑动摩擦力的大小也不变,整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小均为4N,而物体C在第4s时处于运动状态,所以受到的摩擦力为4N。方法清单1.摩擦力与数学图像相结合判断摩擦力大小和方向；2.平衡状态下摩擦力大小的判断；3.探究影响摩擦力大小的因素；4.测量摩擦力的大小；5.摩擦力的概念与示意图；6.摩擦力的利用与防止题型一摩擦力与数学图像结合判断摩擦力大小和方向★解题指导1.熟练读图了解横轴和纵轴分别表示哪些物理量；2.结合运动分析物体的受力情况；3.根据平衡状态由物体的平衡条件求出力的大小。典例七：如图甲所示，水平地面上的放有一个质量均匀的长方形物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示，则3-6秒内物体受摩擦力大小为______N；第2s时物体所受的合力为______N。【答案】4；0。【解析】[1]由v-t图象可知，6-9s内，物体做匀速直线运动，物体受到的推力和摩擦力是平衡力，由F-t图像可知，6-9s内推力是4N，所以摩擦力f=F=4N3-6s内，物体做加速直线运动，压力和接触面的粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，物体受到的摩擦力为4N。[2]由v-t图象可知，物体在0～3s内的速度为零，因此2秒时物体处于静止状态，处于平衡状态，受到的合力为零。题型二平衡状态下摩擦力大小的判断★解题指导1.根据力的方向对物体进行受力分析；2.确定相互平衡的了；3.确定力的大小和方向。典例八：如题图所示，小月用不计重力的弹簧测力计拉着一物块A以1m/s的速度在水平地面上匀速前进，则物块受到的滑动摩擦力的大小为_____N；当物块以2m/s速度在水平地面上匀速前进时，物块受到的滑动摩擦力_____N；若弹簧测力计用3.2N的力拉物块A在水平地面上前进时，物块受到的滑动摩擦力_____N。【答案】2.8；2.8；2.8。【解析】读图可知，弹簧测力计的分度值为0.1N，其示数为2.8N，当拉着一物块以1m/s的速度在水平地面上匀速前进时，此时弹簧秤的读数为2.8N；物块受到的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力，所以摩擦力为2.8N；当速度增加到2m/s时，弹簧测力计用3.2N的力拉物块A在水平地面上前进时，压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以物块受到的滑动摩擦力的大小不变，物块受到的滑动摩擦力2.8N。题型三探究影响摩擦力大小的因素★解题指导【考向点拨】1.要测出摩擦力大小物体应做什么运动：匀速直线运动；2.如何确定摩擦力大小：匀速运动时，弹簧测力计读数与摩擦力大小相等（二力平衡）；3.可说明摩擦力大小与压力有关的实验步骤：1和2；4.摩擦力大小与接触面粗糙程度有关的实验步骤：1和3或1和4之间；5.测量误差产生原因：很难做到匀速运动、弹簧测力计在运动中读数会有误差；6.根据实验结论找出生活中利用摩擦力的例子：汽车轮胎、自行车把、胶鞋等；7.添加钩码的目的：为了探究摩擦力大小与压力的关系；8.探究实验的物理方法：控制变量法。典例九：学校在运动会上要举行拔河比赛，某班级组队时，同学们陷入了不同意见之中，请你仔细观察，认真分析，帮体育委员解决问题。（1）探究真知：为了研究影响滑动摩擦力大小的因素，同学们做了如图所示的实验．实验中使木块在弹簧测力计水平拉力的作用下做_____________运动，这样做可以根据_____________的知识得出拉力与摩擦力的大小相等．（2）分析总结：实验现象说明，在拔河比赛中可以通过_____________（选填“增大”或“减小”）接触面的粗糙程度和增大_____________与地面的摩擦力，使班级赢得比赛。（3）科学决策：组队时，在班上选体重_________（选填“大”或“小”）的同学参加比赛，同时在比赛时脚穿图中__________（选填“甲”、“乙”或“丙”）种鞋．【答案】（1）匀速直线；二力平衡（平衡力）；（2）增大；增大压力；（3）大；甲。【解析】（1）弹簧测力计拉动木块时，弹簧测力计显示拉力大小，要使滑动摩擦力等于拉力，必须让木块保持匀速直线运动；根据二力平衡知道，木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数；（2）实验现象说明，滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关，压力越大，接触面越粗糙，摩擦力越大；所以在拔河比赛中可以通过增大接触面的粗糙程度和压力来增大人与地面的摩擦力，使班级贏得比赛；（3）根据生活经验知道，压力越大，摩擦力越大，所以组队时，在班上选体重大的同学参加比赛；由于鞋底越粗糙则摩擦力越大，所以拔河时脚要穿鞋底花纹大的鞋，故选甲。题型四测量摩擦力的大小★解题指导（1）测量摩擦力大小的原理是二力平衡；（2）二力平衡条件是同体、等大、反向、共线，由此判断出哪个力与摩擦力是平衡力；（3）影响摩擦力大小的因素是压力大小和接触面的粗糙程度。典例十：如图所示，用F=8N水平向右的拉力匀速拉动物块A时，物块B静止不动，此时弹簧测力计的示数为6N，则物块B所受摩擦力的大小及方向为（）。A．6N，向右B．6N，向左C．8N，向左D．2N，向右【答案】A【解析】图中用F=8N水平向右的拉力匀速拉动物块A时，物块B静止不动，说明此时物块B受到平衡力的作用，此时弹簧测力计的示数为6N，弹簧测力计施加的水平力水平向左，故物块B所受摩擦力的大小水平向右，大小为6N，答案选A。题型五摩擦力的概念与示意图★解题指导画摩擦力的示意图，需要掌握摩擦力的三要素：（1）大小：利用二力平衡条件判断摩擦力的大小，一对平衡力大小相等，在画力的示意图时，表示这对平衡力的选段程度相等；（2）方向：摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势方向相反；（3）作用点：摩擦力作用在接触面上，有时候为了研究方便把摩擦力作用点画在物体的重心上。典例十一：如图所示，用F=30N的力按住一重为5N的木块，木块静止在墙壁上，请画出木块所受摩擦力的示意图。【解析】物体静止在墙壁上，在竖直方向上物体受到的重力与摩擦力是一对平衡力，二力的大小相等，均为5N，方向相反，重力的方向是竖直向下的，故摩擦力的方向是竖直向上的，作用点可选择在物体的重心上，如图所示题型六摩擦力的利用与防止★解题指导减小摩擦的方法：在接触面的粗糙程度一定时，通过减小压力减小摩擦；在压力一定时，通过减小接触面的粗糙程度减小摩擦力；将滑动摩擦为滚动摩擦；使接触面分离。典例十二：下列措施中，为了增大摩擦的是（）。A．锁生锈了不好打开，可以向锁孔中滴入润滑油；B．当夹克衫的拉链不能流畅地拉动时，可在拉链上抹一点蜡；C．鞋底上刻有凹凸不平的花纹；D．自行车的车轴上安装了滚动轴承【答案】C。【解析】A．锁生锈了不好打开，可以向锁孔中滴入润滑油是减小摩擦力，所以不符合题意；B．当夹克衫的拉链不能流畅地拉动时，可在拉链上抹一点石蜡是减小摩擦力，所以不符合题意；C．胶鞋的鞋底上刻有花纹，目的是保持压力大小不变，改变接触面的粗糙程度，增大摩擦力，符合题意；D．自行车的车轴上安装了滚动轴承是变滑动为滚动减小摩擦力，所以不符合题意；故选C。易错清单1.判断物体是否受摩擦力；2.判断摩擦力的方向★易错预警一判断物体是否受摩擦力只有同时满足两个物体相互接触并相互挤压、有相对运动或相对运动趋势、接触面不光滑这三个条件，物体间才会产生摩擦力。可以利用定义分析法、假设分析法和二力平衡条件判断物体是否受摩擦力。典例十三：如图所示，木块在水平拉力F的作用下，在足够长的水平桌面上做匀速直线运动，下列说法正确的是（）。A．木块对桌面的压力和木块受到的重力是一对平衡力；B．木块受到的拉力和木块对桌面的摩擦力是一对平衡力；C．拉力F大于木块受到的摩擦力；D．撤去拉力F后，木块继续运动过程中受到的摩擦力大小不变【答案】D。【解析】A．木块对桌面的压力和木块受到的重力，二力方向相同，所以，不是一对平衡力。故A错误；B．木块受到的拉力和木块对桌面的摩擦力，分别作用在两个不同的物体上，所以，不是一对平衡力，故B错误；C．木块在水平桌面上做匀速直线运动，对木块的拉力与木块所受的摩擦力，是一对平衡力，二力大小相等、方向相反，故C错误；D．滑动摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，所以撤去拉力F后，木块继续运动过程中受到的摩擦力大小不变，故D正确。故选D。★易错预警二判断摩擦力的方向摩擦力方向与物体相对运动或相对运动趋势方向相反。摩擦力方向与物体运动方向不一定相反，有时也可能与物体运动方向相同。另外，摩擦力不一定都是阻力，有时也可能是动力。典例十四：如图所示，物体G静止在粗糙的水平地面上，用水平向左的拉力F去拉物体。第一次F1=10N，物体未被拉动；第二次F2=15N，物体恰好能向左做匀速直线运动；第三次F3=20N，物体向左运动。下列说法正确的是（）。A．第一次物体不受摩擦力作用；B．第二次物体受到的摩擦力大小为15N；C．第三次物体受到的摩擦力方向一向左；D．第三次物体受到的摩擦力大小为20N【答案】B。【解析】A．当F1=10N时，物体未被拉动，在水平方向由二力平衡知拉力等于摩擦力即f＝F＝10N故A错误；B．用大小为15N的力水平向左拉物体，物体向左做匀速直线运动，物体发生了相对运动，此时属于滑动摩擦力，故f＝F＝15N故B正确；C．摩擦力方向与物体的相对运动方向或相对运动趋势方向相反，物块相对与地面是向左运动的，所以地面对物块的摩擦力方向向右，故C错误；D．当拉力是20N，因为影响滑动摩擦力的因素是压力的大小和接触面的粗糙程度没有发生变化，因此当把拉力F增大为20N时，则物体受到的摩擦力仍为15N，故D错误。故选B。中考清单1.探究影响摩擦力大小的因素；2.增大或减小摩擦的方法★中考解析一探究影响摩擦力大小的因素探究影响摩擦力大小的因素是中考考题中常考内容。实验要求我们能够使用控制变量法设计实验。探究滑动摩擦力的大小与接触面是否有关，应控制压力大小和接触面的粗糙程度相同，可通过分别将木块正放、侧放、立放来进行实验。典例十五：（2022·荆州）为了探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关，小明同学在如下图所示的情景中，沿水平方向匀速拉动水平桌面上的木块，弹簧测力计的示数如图所示。（1）能够用弹簧测力计示数表示摩擦力的大小是根据_________的原理。（2）小明同学刚开始拉木块时，木块没有被拉动，则木块所受摩擦力的大小_________（选填“大于”“小于”或“等于”）拉力的大小。（3）甲、乙两次实验是为了探究滑动摩擦力的大小与_________有关。（4）在图丙所示的情景中拉力增大为4N时，木块受到的滑动摩擦力的大小为_________N。（5）实验完成后，同学们对实验进行了改进，如图丁所示。水平拉动木板向左运动，A弹簧测力计的示数为5.8