摩擦力及其实验问题

知识点1：摩擦力概念：两个相互接触的物体，当它们做相对运动时，在接触面上产生的阻碍相对运动的力叫摩擦力。

(1)摩擦分为滑动摩擦和滚动摩擦，滚动摩擦比滑动摩擦小得多。

(2)滑动摩擦和滚动摩擦既跟作用在物体表面的压力有关，又跟接触面的粗糙程度有关。

滑动摩擦力的方向跟物体相对运动方向相反。

(3)我们应增大有益摩擦，减小有害摩擦。增大摩擦的方法：增加接触面的粗慥程度，增加压力，变滚动为滑动；减小摩擦的方法：减小接触面的粗慥程度(使接触面光滑)，减小压力，使两个互相接触的表面分开，变滑动为滚动。

知识点2：探究摩擦力实验

(1)实验原理：二力平衡

(2)实验方法：把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计水平拉木块，使木块匀速运动，读出这时的拉力就等于滑动摩擦力的大小。应用转换法。

(3)实验结论：接触面粗糙程度相同时，压力越大滑动摩擦力越大；压力相同时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大。该研究采用了控制变量法。

由前两结论可概括为：滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。实验还可研究滑动摩擦力的大小与接触面大小、运动速度，拉力大小等无关。

【例题1】(湖南常德)如图，物体重50N静止在竖直的墙壁上，F_压=30N，若物体与墙壁的接触面积为0.2m²，下列分析正确的是()

A. 物体受到竖直向上的摩擦力大小等于50N

B. 物体对墙壁的压强为250Pa

C. 物体受到的压力越大，摩擦力越大

D. 若物体受到的力全部消失，则物体向下运动

【答案】A

【解析】A．物体静止在竖直的墙壁上，则即物体处于平衡状态，所受的是平衡力，那么物体在竖直方向上所受的两个力：重力和摩擦力是一对平衡力，所以摩擦力的大小等于50N，故A正确；

B．物体对墙壁的压强

故B错误；

C．物体是被压在竖直墙壁上并处于静止状态，其摩擦力的大小与重力的大小有关，故C错误；

D．若物体所受的力全部消失，则物体会保持原来的运动状态不变，而物体原是静止的，那么还会保持静止不动，故D错误。

【对点练习】如图所示的各种做法中，属于增大摩擦的是()

A．自行车上的滚动轴承   B．体操运动员手上涂有防滑粉

C．冰壶运动员用刷子刷冰面D．给门轴上的合页加润滑油

【答案】B．

【解析】(1)增大摩擦力的方法：增大压力，增大接触面的粗糙程度．

(2)减小摩擦力的方法：减小压力，减小接触面的粗糙程度，使接触面脱离，用滚动代替滑动．

A．自行车上的滚动轴承，是用滚动代替滑动来减小摩擦力．故A不符合题意；

B．体操运动员手上涂有防滑粉，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力．故B符合题意；

C．冰壶运动员用刷子刷冰面，是在压力一定的情况下，通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦的，故C不符合题意；

D．给门轴上的合页加润滑油，是使接触面脱离来减小摩擦力．故D不符合题意．

【例题2】(湖北武汉)在探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验中，某同学所用器材如图甲所示其中长木板B的表面比A的表面更粗糙，物块各表面的粗糙程度均相同，它的长、宽和高分别是10cm、8cm和6cm。

将物块放在水平放置的长木板上，再把砝码放在物块上，用弹簧测力计水平拉动物块，沿长木板做匀速直线运动，实验记录如下表:

(1)第1次实验中，弹簧测力计示数如图乙所示，该示数是_____________N；

(2)由1、2两次实验可知：压力相同时，物块与长木板的接触面越粗糙，物块受到的滑动摩擦力______(填“越小”或“越大” )；

由2、3两次实验可知：增加物块上砝码的质量，从而增大______(填“砝码对物块”“砝码对长木板”或“物块对长木板”)的压力，这样就可以探究接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小跟压力的关系；

(3)第4次实验中，弹簧测力计示数是___________N。

【答案】 (1) 1.8    (2) 越大    物块对长木板   (3)2.2

【解析】(1)由图乙知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为1.8N。

(2)由1、2两次实验数据分析知，当压力相同时，物块与长木板的接触面越粗糙，物块受到的滑动摩擦力越大。

由2、3两次实验可知：增加物块上砝码的质量，从而增大物块对长木板的压力。

(3)由2、4两次实验可知，物块对长木板的压力相同，接触面的粗糙程度相同，故木块两受到摩擦力相同，故弹簧测力计示数是2.2N。

【对点练习】在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关时，用完全相同的木块分别作了如图所示的实验。

(1)实验中，当弹簧测力计拉木块沿水平方向做________运动时，木块受到的摩擦力大小等于弹簧测力计的示数；

(2)甲、乙两图的实验说明了滑动摩擦力的大小与________有关；

(3)甲、丙两图的实验说明了滑动摩擦力的大小与________有关；

(4)当所要研究的物理量与多个因素有关时，采用的探究方法应是________法。

【答案】匀速直线   压力的大小   接触面的粗糙程度   控制变量法

【解析】(1)木块受到的摩擦力大小等于弹簧测力计的示数，木块在水平方向受到平衡力作用，木块做匀速直线运动。

(2)木块接触的表面不同弹簧读数不同，摩擦力与接触面粗糙程度有关。木块接触的对接触面压力不同弹簧读数不同，摩擦力与压力有关。

(3)压力一定，接触面粗糙程度不同，摩擦力不同。

(4)让一个物理量保持不变，研究另外两个物理量之间的关系的方法称为控制变量法。

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