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摩擦力及其實(shí)驗(yàn)問(wèn)題
知識(shí)點(diǎn)1：摩擦力的概念：當(dāng)相互接觸的兩個(gè)物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力稱為摩擦力。
(1)摩擦分為滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦。 滾動(dòng)摩擦力比滑動(dòng)摩擦力小得多。
(2)滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦既與作用在物體表面的壓力有關(guān)，又與接觸表面的粗糙度有關(guān)。
滑動(dòng)摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反。
(3)增加有益摩擦，減少有害摩擦。 增加摩擦的方法：增加接觸面粗糙度、加大壓力、變滾動(dòng)為滑動(dòng)； 減少摩擦的方法：減小接觸面的粗糙度（使接觸面光滑）、減小壓力，使兩個(gè)接觸的表面分開(kāi)，由滑動(dòng)變?yōu)闈L動(dòng)。
知識(shí)點(diǎn)2：探索摩擦實(shí)驗(yàn)
(1)實(shí)驗(yàn)原理：兩力平衡
(2)實(shí)驗(yàn)方法：將木塊放置在長(zhǎng)水平木板上，用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊，使木塊勻速運(yùn)動(dòng)，讀出此時(shí)的拉力為等于滑動(dòng)摩擦力。 應(yīng)用轉(zhuǎn)換方法。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：接觸面粗糙度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大； 當(dāng)壓力相同時(shí)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大。 本研究采用控制變量方法。
前兩個(gè)結(jié)論可以概括為：滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力的大小和接觸面的粗糙度有關(guān)。 實(shí)驗(yàn)還可以研究出滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的大小、運(yùn)動(dòng)的速度、拉力的大小等無(wú)關(guān)。
【例1】（2020湖南常德）如圖所示摩擦力，重50N的物體靜止在垂直的墻壁上，F(xiàn)壓力=30N，若物體與墻壁的接觸面積為0.2m2，則分析如下：正確的 （）
A. 物體受到垂直向上的摩擦力，等于 50N。
B、物體對(duì)墻壁的壓力為250Pa
C、物體受到的壓力越大，摩擦力就越大
D、如果物體上的所有力消失，物體將向下移動(dòng)。
【答案】A
【分析】A． 如果物體靜止在垂直的墻上，即物體處于平衡狀態(tài)，受到平衡力。 那么物體在垂直方向受到的兩個(gè)力：重力和摩擦力是一對(duì)平衡力，所以摩擦力的大小等于50N，所以A是正確的；
B.物體對(duì)墻壁的壓力
故B錯(cuò)誤；
C。 物體被壓在垂直的墻上并處于靜止?fàn)顟B(tài)。 其摩擦力的大小與重力的大小有關(guān)，故C錯(cuò)誤；
D. 如果物體上的所有力消失，物體將保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 如果物體是靜止的，它將保持靜止，所以 D 是錯(cuò)誤的。
【點(diǎn)對(duì)點(diǎn)練習(xí)】圖中所示的各種練習(xí)中，增加摩擦力的是（）
A. 自行車上的滾動(dòng)軸承 B. 體操運(yùn)動(dòng)員的手上涂有防滑粉
C。 用卷發(fā)器用刷子刷冰 D.潤(rùn)滑門(mén)軸上的鉸鏈
【答案】B.
【分析】（1）增加摩擦力的方法：增加壓力、增加接觸面的粗糙度。
(2)減少摩擦的方法：減少壓力、降低接觸面粗糙度、脫離接觸面、用滾動(dòng)代替滑動(dòng)等。
A、自行車上的滾動(dòng)軸承采用滾動(dòng)代替滑動(dòng)來(lái)減少摩擦。 因此摩擦力，A不符合題意；
B、體操運(yùn)動(dòng)員的手上涂有防滑粉，在壓力恒定的情況下，通過(guò)增加接觸面的粗糙度來(lái)增加摩擦力。 因此，B符合題意；
C。 卷發(fā)器是用刷子刷冰面，通過(guò)在一定壓力下降低接觸面的粗糙度來(lái)減少摩擦，所以C不符合題意；
D、潤(rùn)滑門(mén)軸上的鉸鏈?zhǔn)菫榱嗣撾x接觸面，減少摩擦。 因此，D不符合題意。
[例2]（湖北武漢，2020）學(xué)生在探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素的實(shí)驗(yàn)中，使用了如圖A所示的設(shè)備。長(zhǎng)木板B的表面比長(zhǎng)木板B的表面粗糙。 A、塊體各表面的粗糙度相同，其長(zhǎng)、寬、高分別為10cm、8cm、6cm。
將物體塊放在水平放置的長(zhǎng)木板上，然后將重物放在物體塊上，用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)物體塊，并沿長(zhǎng)木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)。 實(shí)驗(yàn)記錄如下：
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
塊放置
接觸面
有壓力的情況
彈簧測(cè)力計(jì)指示/N
平躺
一塊
將 100 克重物放在塊上
平躺
B 塊
將 100 克重物放在塊上
2.2
平躺
B 塊
將 200 克重物放在塊上
2.4
側(cè)躺
B塊
將 100 克重物放在塊上
(1)第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)指示如圖B所示，指示為；
（2）從兩個(gè)實(shí)驗(yàn)1、2可以看出：當(dāng)壓力相同時(shí)，木塊與長(zhǎng)木板的接觸面越粗糙，木塊所受到的滑動(dòng)摩擦力（填“越小”） ”或“較大的”）；
從實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)3可知：增加木塊上重物的質(zhì)量會(huì)增加（填“木塊上的重量”、“長(zhǎng)板上的重量”或“長(zhǎng)板上的木塊”的壓力） ”），這樣就可以探究接觸面粗糙度相同時(shí)滑動(dòng)摩擦力與壓力的關(guān)系；
(3) 在第四次實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)顯示：
【答案】（1）1.8（2）木塊越大，木板越長(zhǎng)（3）2.2
【分析】（1）從圖B可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，示值為1.8N。
(2)從1和2的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，當(dāng)壓力相同時(shí)，塊體與長(zhǎng)木板的接觸面越粗糙，塊體受到的滑動(dòng)摩擦力越大。
從實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)3可以知道，增加木塊上重物的質(zhì)量會(huì)增加木塊對(duì)長(zhǎng)木板的壓力。
(3)從實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)4可以看出，木塊對(duì)長(zhǎng)木板的壓力是相同的，接觸面的粗糙度也是相同的，所以兩塊木塊上的摩擦力是一樣的，所以彈簧測(cè)力計(jì)顯示2.2N。
【點(diǎn)對(duì)點(diǎn)練習(xí)】在探索與滑動(dòng)摩擦力相關(guān)的因素時(shí)，使用完全相同的木塊進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。
(1)實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)木塊沿水平方向移動(dòng)時(shí)，木塊受到的摩擦力等于彈簧測(cè)力計(jì)的示值；
(2)圖A和圖B的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力的大小與：
(3)圖A和C中的實(shí)驗(yàn)表明，滑動(dòng)摩擦力的大小與：
(4)當(dāng)所研究的物理量與多種因素有關(guān)時(shí)，采用的探究方法應(yīng)為方法。
【解答】均勻線壓力大小與接觸面粗糙度控制變量法
【分析】（1）木塊上的摩擦力等于彈簧測(cè)力計(jì)的示值。 木塊受到水平方向的平衡力的作用，木塊以勻速直線運(yùn)動(dòng)。
(2)與木塊接觸的不同表面上彈簧讀數(shù)不同，摩擦力與接觸面的粗糙度有關(guān)。 彈簧讀數(shù)根據(jù)木塊接觸表面的壓力而不同，摩擦力與壓力有關(guān)。
(3)壓力一定，接觸面粗糙度不同，摩擦力不同。
(4)保持一個(gè)物理量恒定，而研究其他兩個(gè)物理量之間關(guān)系的方法稱為受控變量法。
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