1、专题04: 摩擦力由于摩擦力有三种，不同摩擦力的大小确定方法不同以及摩擦的有无、方向问题使得学生在在学习过程中常常感到有困难的一个知识点，同时也是中考中常考的一个知识点。本专题侧重这些知识点的突破，希望有助于学好摩擦力。一、摩擦力的产生种类定义方向产生条件滑动摩擦力当一个物体在另一个物体的表面上发生相对运动时，受到的阻碍物体相对运动的力滑（滚）动摩擦力的方向总跟接触面相切，并与相对运动方向相反。接触面粗糙相互接触的物体间有弹力接触面间有相对运动滚动摩擦力静摩擦力当一个物体在另一个物体的表面上相对运动的趋势时，受到阻碍物体相对运动趋势的力静摩擦力的方向总跟接触面相切，并与相对运动趋势方向相反接触
2、面粗糙相互接触的物体间有弹力相对运动趋势1、静摩擦力的方向总跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势的方向相反。这里的关键是判断“相对运动趋势的方向”，可以采用下列方法判断静摩擦力的方向：用假设法判断静摩擦力的方向，我们可以假设接触面是光滑的，判断物体将向哪滑动，从而确定相对运动趋势的方向，进而判断出静摩擦力的方向；根据物体的运动状态判断静摩擦力的方向。3、静摩擦力产生在相对静止（有相对运动趋势）的两物体间，但这两个物体不一定静止，它们可能一起运动，所以，受静摩擦力作用的物体不一定静止；滑动摩擦力产生在相对滑动的两物体之间，但受到滑动摩擦力作用的物体可能是静止的。4、摩擦力并不总是与物体的运动方向
3、相反，阻碍物体的运动，其实，摩擦力的方向只是与相对施力物体的运动方向相反，阻碍的只是物体相对于施力物体的运动，对于物体的实际运动（通常以地面作为参照物），摩擦力可以是阻力，也可以是动力。例如：人跑步时地面给的摩擦力就是动力；传送带上的物体随传送带一起向上运动时，摩擦力也是动力。二、摩擦力大小1、首先判断物体间是否有摩擦力，然后再判断摩擦力的大小，没有摩擦力就无法谈论其大小。两物体间产生摩擦力必须同时满足下面三个条件，缺一不可： 接触面粗糙相互接触的物体间有弹力接触面间有相对运动（或相对运动趋势）只要题目中已知接触面光滑，就认为没有摩擦力2、静摩擦力的大小：静摩擦力是一种被动力，其作用是与使物体
4、产生运动趋势的力（即外力）相平衡，所以取值范围内是根据物体的“需要”取值，与正压力、接触面的粗糙程度无关。因此说静摩擦力会随外力的变化而变化，直到达到最大静摩擦力，即0ffmax。目前，可根据二力平衡知识求解静摩擦大小。3、滑动摩擦力的大小计算：方法一：滑动摩擦力的大小接触面受到的压力大小有关，压力越大，摩擦力越大，即摩擦力与压力成正比；滑动摩擦力的大小接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，摩擦力越大，即摩擦力与接触面粗糙程度成正比。即F=FN (F表示滑动摩擦力大小，FN表示正压力的大小，叫动摩擦因数,与接触面的粗糙程度相关)。【注意】滑动摩擦力的大小与接触面的大小、物体运动的速度和性质无关，
5、只由动摩擦因数和正压力两个因素决定，只要出现相对滑动，滑动摩擦力恒为F=FN。方法二：根据物体的运动状态来计算：物体处于匀速直线运动时，合力为零。物体所受的摩滑动擦力一定与外力平衡且方向相反。三、摩擦力大小的控制1、增大摩擦的方法：方法增大接触面的粗糙程度增大压力实例塑料瓶盖的边缘常有一些凹凸竖直条纹自行车刹车时用力捏闸冰封雪冻的路上，汽车后轮常要缠防滑链拔河时选用大个子、胖人自行车刹车把套上刻有花纹的塑料管、轮胎上印有花纹手握油瓶要用很大的力、拿起重物要用力车陷在泥里，在轮胎前面垫一些石头和沙子用力擦字迹擦干净鞋底有花纹、捆重物用麻绳钢丝钳口刻有花纹冬天给地面上撒煤灰防止行人摔倒2、减小摩擦
6、的方法：方法减小压力使接触面更光滑用滚动代替滑动使接触面彼此分离实例在地面上推动书橱前，先将书移出来，再推动向锁孔里加一些石墨或油，锁就很好开搬动笨重的物体时，人们常在重物下垫滚木加润滑油在单杠和双杠上做旋转动作时，手握得很松滑冰前刨光冰刀自行车轴上安着轴承气垫船斜向上拉地面上的物体冰壶运动员用刷子刷冰面旅行箱下装有小轮子磁悬浮列车四、探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验1、实验装置：2、实验原理：二力平衡3、实验方法：（1）转换法：通过弹簧测力计示数的大小来反映滑动摩擦力的大小。（2）控制变量法：探究滑动摩擦力与压力大小的关系时，控制接触面相糙程度不变，改变压力的大小；探究滑动摩擦力与接触面粗
7、糙程度的关系时，保持压力的大小不变，改变接触面的粗精程度；探究滑动摩擦力与接触面积大小的关系时，控制接触面粗糙程度、压力的大小不变，改变接触面积的大小。4、分析与论证：（1）实验过程中，用弹簧测力计拉物体时要匀速直线运动，只有水平匀速拉动物体，弹测力计的示数才等于物体所受滑动摩擦力的大小。（2）实验过程中，弹簧测力计的示数不容易稳定，可进行如下改进：好处：不必匀速拉动木板，降低了实验操作的难度。（3）实验过程中，弹簧测力计的示数不容易稳定，可能的原因：接触面粗糙程度不均匀；没有拉动物体做匀速直线运动。5、实验结论：（1）滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关，接触面受到的压力感大，滑动摩擦力越
8、大；（2）滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，滑动摩擦力感大；（3）滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关。一、中考题型分析中考中，摩擦力的考题主要以选择题、填空题、作图题、实验题等形式考查，多考查摩擦力大小、方向以及影响很大摩擦力大小因素的实验，大约在考试中占26分。二、典例精析考点一：摩擦力的有无、大小和方向典例一：（2019青岛）下列关于摩擦力的说法，正确的是（）A发生相对运动的两个物体间一定会产生滑动摩擦力B滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反C一个物体对另一个物体产生摩擦力的作用，同时自身也受到摩擦力D滚动摩擦一定比滑动摩擦小【答案】C【解析】要产生摩擦力，接触面
9、必须粗糙且有压力，则有相对运动也不一定有摩擦力，A错误；滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，不是运动方向，B错误；力的作用是相互的，则对另一个物体产生摩擦力的同时，自身肯定也受到了摩擦力，C正确；仅对同一个物体而言，变滑动为滚动能减小摩擦力，并不是所有滚动摩擦都小于滑动摩擦，D错误。故选C。典例二：（2020梧州）爬杆是体育运动的一个项目。如图是小明沿竖直的杆匀速向上爬时的情景，他所受到的摩擦力为f1；当他匀速滑下时，所受到的摩擦力为f2，则下列说法正确的是（）Af1方向为竖直向上B f2方向为竖直向下C f1 f2D f1 f2【答案】A【解析】小明沿竖直的杆匀速向上爬或匀速滑下时，在竖直方向
10、上摩擦力大小等于自身重力，方向都是竖直向上，A正确。故选A。考点二：探究影响滑动摩擦力的大小的实验典例一：（2020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:实验次数物块放置情况接触面压力情况弹簧测力计示数/N1平放A一物块100g的砝码放在物块上2平放B一物块100g的砝码放在物块上2.23平放B一物块200g的砝码放在物块上2.44侧放B-
11、物块100g的砝码放在物块上(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_(选填“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
12、，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。典例二：（2020陕西）为探究影响滑动摩擦力大小的因素，实验小组的同学用如图-1所示的装置和器材进行实验(1)将木块平放在水平长木板上，用弹簧测力计沿_方向拉动，使其做_运动，此时弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力的大小；(2)在木块上加放砝码，是为了探究滑动摩擦力大小与_的关系；在长木板上铺上棉布或毛巾，是为了探究滑动摩擦力大小与接触面_的
13、关系；(3)实验中，大家发现弹簧测力计示数很难稳定，于是设计了图-2所示的装置来进行实验水平传送带的速度可以调节，定滑轮摩擦忽略不计；启动传送带，当弹簧测力计的示数稳定后，木块相对于地面_，此时弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力的大小，木块所受滑动摩擦力的方向沿水平向_；某次实验中，当弹簧测力计的示数稳定后，改变传送带的速度大小，大家发现弹簧测力计的示数没有改变，说明木块所受滑动摩擦力的大小与传送带的速度大小_。【答案】（1）水平（或水平向右）匀速直线（2）压力大小（或压力）粗糙程度（3）静止左无关【解析】(1)只有用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动时，木块在水平方向上受到平衡力的
14、作用，拉力大小才等于滑动摩擦力的大小。(2)采用控制变量法在接触面粗糙程度一定时，在木块上加放砝码，是为了探究滑动摩擦力大小与压力的关系；采用控制变量法在压力一定时，在长木板上铺上棉布或毛巾，是为了探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。(3) 启动传送带，当弹簧测力计的示数稳定后，木块相对于地面静止，这时木块受到弹簧测力计的拉力与木块受到的滑动摩擦力是一对平衡力，弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力，木块受到的滑动摩擦力方向与拉力方向相反，即水平向左。滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，与传送带速度的大小无关。1、（2020无锡）在人类交通工具发展的历程中，减小阻力一直是重
15、要的技术创新课题，如图所示是我国秦始皇兵马俑出土的青铜战车，将车轮装在战车上，以减小摩擦力。这种减小摩擦力的方法是（）A变滑动为滚动B使接触面脱离接触C减小接触面间的压力D减小接触面间的粗糙程度【答案】A【解析】车轮装在战车上，把原先的滑动摩擦变为滚动摩擦，减小了摩擦力，A符合题意。故选A。2、（2020株洲）小华在班上擦黑板时隐隐感觉一个很奇特的现象，回到家，他拿出小时候的一块玩具黑板，把它平放并固定在水平桌面上，再用一个黑板刷来擦黑板。如图所示，他给黑板刷斜向下施力，当方向与竖直方向的夹角较大时，黑板刷滑动起来；当他给黑板刷的施力方向与竖直方向夹角较小（大于0）时，他怎么也推不动黑板刷。在
16、这两种情形下，黑板刷分别（）A受摩擦力；不受摩擦力B受摩擦力；受摩擦力C不受摩擦力；受摩擦力D不受摩擦力；不受摩擦力【答案】B【解析】小华给黑板刷斜向下使力，当方向与竖直方向的夹角较大时，黑板刷滑动，黑板刷对黑板有一个压力，且黑板刷和黑板之间接触面粗糙，所以黑板刷受到黑板的摩擦力作用；小华给黑板刷的施力方向与竖直方向夹角较小时（大于0），黑板刷对黑板有一个压力，尽管黑板刷没有滑动，但黑板刷与黑板有相对运动的趋势，所以黑板刷受到黑板的摩擦力作用。故选B。3、（2020宜昌）如图用4N的水平推力把重2N的物理书压在竖直黑板上静止，下列说法正确的（ ）A书对黑板的压力与黑板对书的支持力彼此平衡B黑板
17、对书的摩擦力为4NC书受到摩擦力的方向竖直向下D书受到两对平衡力的作用【答案】D【解析】书对黑板的压力与黑板对书的支持力是一对相互作用力，不是平衡力，A错误；书处于静止状态，则书在竖直方向上所受的两个力：书所受的竖直向下重力G和黑板对书的竖直向上摩擦力f是一对平衡力，所以f=G=2N，B、C错误；书处于平衡状态，除了受到竖直方向的平衡力之外，还受到水平方向的推力、黑板对书的支持力这一对平衡力，D正确。故选D。4、（2020遵义）如图所示，物体A、B、C的重力都为8N，不计滑轮和绳的重力及滑轮摩擦，此时A、B两物体静止在水平面上。下列说法正确的是（）A绳对O点的拉力为4NB水平面对B的摩擦力为4
18、NCA与B之间的摩擦力为2ND水平面对B的支持力为8N【答案】AB【解析】与物体C连接的滑轮是动滑轮，不计滑轮和绳的重力及滑轮摩擦，则绳对O点的拉力，A正确；A、B两物体静止在水平面上，由二力平衡原理可知，水平面对B的摩擦力等于绳子对B的拉力，即fB=F=4N，B正确；以A为研究对像，A受到重力和支持力作用，二力平衡，A相对于B没有运动趋势，则B作用于A的摩擦力为零，C错误；以B为研究对像，竖直方向上受到重力、地面的支持力、A对它的压力，竖直方向上受力平衡，即，D错误。故选AB。5、（2020泸州）泸州云龙机场用传送带为顾客运送行李，主要有水平运送和沿斜面运送两种形式，甲为水平传送带，乙为倾斜
19、传送带，如图所示。当行李随传送带一起匀速运动时，甲传送带上的行李所受的摩擦力_（选填“等于零”或“不等于零”），乙传送带上的行李所受的摩擦力_（选填“等于零”或“不等于零”）。如果乙传送带上的行李随传送带向下做匀速运动，则行李在运动中受到的摩擦力方向沿传送带_（选填“向上”或“向下”）。【答案】等于零不等于零向上【解析】甲传送带上的行李做匀速直线运动，由题意可知它受到平衡力的作用，其竖直方向受到的重力和传送带的支持力为一对平衡力，假设行李在水平方向会受到摩擦力，那它在水平方向肯定会受到另一个力和摩擦力平衡，但我们找不到这个力的存在，所以假设不成立，即甲传送带上的行李所受的摩擦力为零。乙传送带上
20、的物体会受到重力和传送带对其的支持力，重力的方向是竖直向下的、支持力的方向和传送带垂直向上，也就是说重力和支持力的方向并不相反，所以这两个力不能平衡，而乙传送带上的行李在做匀速直线运动，所以行李肯定会受到传送带的摩擦力，在重力、支持力、摩擦力，三力共同作用下，行李处于平衡状态。乙传送带上的物体受到重力的作用，所以该行李有沿传送带向下运动的趋势，而摩擦力总是阻碍物体的相对运动（或相对运动趋势），由此可知行李在运动中受到的摩擦力方向是沿传送带向上的。6、（2020娄底）一个重为200N的箱子，放在水平面上，受8N的水平推力，箱子未动，这时箱子受到的摩擦力_（选填“大于”、“等于”或“小于”）8N。
21、当水平推力增大到12N时，箱子恰好做匀速直线运动。当水平推力增大到20N时，箱子受到的摩擦力为_N。【答案】等于12【解析】箱子8N的水平推力，箱子未动，说明箱子处于静止状态，则在水平方向上所受的推力与摩擦力相互平衡，摩擦力等于推力，等于8N；当水平推力增大到12N时，箱子恰好做匀速直线运动，所以此时摩擦力与推力是一对平衡力，大小等于12N。当水平推力增大到20N时，箱子对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力不变，仍为12N。7、（2019宜昌）消防员在紧急集合时，往往抓住一根竖直的杆从楼上滑下。如果某消防员自身及装备质量共80kg，当他抓着竖直的杆匀速下滑时，杆对人的摩擦力是_N；接
22、近地面时，他增大握力，则杆对手的摩擦力将_（选填“增大”“减小”或“不变”）。（g10N/kg）【答案】800增大【解析】消防员自身及装备的重力Gmg80kg10N/kg800N，当他抓着竖直的杆匀速下滑时，处于平衡状态，受到的重力和杆对人的摩擦力是一对平衡力，大小相等、方向相反，所以受到的摩擦力fG800N，方向竖直向上；当用更大的力握杆，对杆的压力变大，则杆对手的滑动摩擦力也增大.8、（2020锦州）两个完全相同的物体A和B叠放在一起（如图甲），在F=12N的水平推力作用下，在水平面上一起做匀速直线运动，以A为参照物，B是_的，此时物体B受到的摩擦力大小为_N；当物体A撞到障碍物停止运动时
23、，我们发现物体B由于_继续向前运动，从A上滑落。若A、B两物体（如图乙）仍在同一水平面上做匀速直线运动，此时A对B的推力大小是_N。【答案】静止0惯性6【解析】A、B一起做匀速直线运动，以A为参照物，B相对于A的位置没有发生变化,所以B相对于A是静止的；B做匀速直线运动，受平衡力，它在水平方向并没有受到推力，所以它受的摩擦力为0；B原来随A一起做匀速直线运动，当A撞到障碍物停止运动时，B由于惯性保持原来的运动状态，继续向前运动，从A上滑落；当接触面粗糙程度一定时，滑动摩擦力的大小与压力成正比。当A、B如图乙方式放置时，B对地面的压力为图甲中A对地面压力的一半，所以B受到的滑动摩擦力大小也为原来
24、的一半，即6N；因为B做匀速直线运动，所以A对B的推力与B所受滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以A对B的推力大小是6N。9、（2020黔西南州）如图所示，物体以某一速度v沿斜面匀速下滑。作出该物体所受各力的示意图。【答案】见解析【解析】斜面上的物体，受到重力作用，斜面对物体的支持力作用，物体匀速下滑，所以受到沿斜面向上的摩擦力作用，作物体所受力的示意图，如图所示：。10、（2020遂宁）在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验话动中，同学们提出了以下情想：A滑动摩擦力的大小可能与物体间接触面积大小有关B滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关C滑动摩擦力的大小可能与压力大小有关他们
25、选择的器材有长方体木块，弹簧测力计，两个相同砝码、木板、毛巾等，实验中用弹簧测力计水平拉着木块在水平面做_运动，使摩擦力大小与弹簧测力计示数相等，收集的实验数据如下：分析表中_组实验数据，可以验证猜想B。分析2、3、4或8、9、10组实验数据，可得到的结论是：在压力和接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与接触面积大小_（选填“有关”或“无关”）。综合分析表中数据可得出：滑动摩擦力大小只与_有关。【答案】匀速直线1、6（或2、7，5、8）无关压力大小和接触面的粗糙程度【解析】根据牛顿第一定律及二力平衡，实验中用弹簧测力计水平拉着木块在水平面做匀速直线运动，使摩擦力大小与弹簧测力计示数相等。为验证
26、滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关，应控制压力、接触面积一致，即可分析1、6（或2、7，5、8）组实验数据。分析2、3、4或8、9、10组实验数据，压力相同，接触面的粗糙度相同，接触面积不同，可得到的结论是：在压力和接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与接触面积大小无关。综合分析表中数据可得出：滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关。11、（2020辽阳）在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，小平完成了如图所示的甲、乙、丙三次实验。测量滑动摩擦力时，小平用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平方向做匀速直线运动。(1)甲实验中木块受到的摩擦力为_N，如果水平拉动木块向右做加速
27、运动，木块受到的摩擦力将_（填“变大”“变小”或“不变”）；(2)比较甲、乙两次实验数据，是为了探究滑动摩擦力的大小与_的关系；(3)比较甲、丙两次实验数据，_（填“能”或“不能”）得出滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关的结论，判断依据是_；(4)小平得出滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度的关系后，还想探究滑动摩擦力大小跟接触面受到压强的关系，他选择了一个长、宽、高不等且各表面粗糙程度相同的木块，设计了两种方案，你认为合理的是_（填“A”或“B”）。A木块平放在木板上，在木块上加不同质量的砝码，拉动木块，比较两次滑动摩擦力的大小B把木块分别平放、侧放在木板上，拉动木块，比较两次滑动摩擦力的大
28、小【答案】（1）1.2不变（2）压力（3）不能没有控制压力一定（或甲、丙的压力不同）（4）B【解析】(1)由图甲可知，弹簧测力计的示数是1.2N，木块受到的摩擦力为1.2N，如果水平拉动木块向右做加速运动，木块对木板的压力和接触面的粗糙程度不变，木块受到的摩擦力将不变。(2)比较甲、乙两次实验，接触面的粗糙程度不变，压力不同，是为了探究滑动摩擦力的大小与压力的关系。(3)甲、丙两次实验，压力不同，接触面的粗糙程度不同，不能得到滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关的结论。(4)探究滑动摩擦力大小跟接触面受到压强的关系，控制压力和接触面的粗糙程度不变，改变压强的大小。A木块平放在木板上，在木块上加不同质量的砝码，压力改变了，不符合题意；B把木块分别平放、侧放在木板上，压力不变，改变受力面积，压强改变，符合题意。故选B。
