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第3節 摩擦力
第八章 運動和力
知識點
摩擦力
知1－講
感悟新知
1
1. 摩擦力 觀察與體驗：如圖1 所示，行駛的汽車剎車后會慢慢地停下來；手掌壓在桌面上滑動時感到桌面對手掌有阻礙作用；推木箱，木箱沒有被推動時也感到很費力。
知1－講
感悟新知
分析：這些物體在水平方向上是否受到阻礙作用的力？
研究發現：兩個相互接觸的物體，當它們相對運動或有相對運動趨勢時，在接觸面上產生一種阻礙相對運動或相對運動趨勢的力，這種力叫作摩擦力。
知1－講
感悟新知
深度理解:
●摩擦力產生的兩種情景：
一是兩個相互接觸的物體已經發生相對運動時在接觸面上產生摩擦力；二是兩個相互接觸的物體沒有發生相對運動，但有相對運動趨勢，如用力推箱子但未推動，雖然箱子靜止，但箱子在推力作用下“有相對運動趨勢”，此時地面對箱子有摩擦力。
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2. 產生原因 相互接觸的物體的兩個面，有時用肉眼看起來很光滑，但是放到顯微鏡下觀察，就會發現接觸面是凹凸不平的。當相互接觸的物體發生相對滑動時，就會彼此阻礙，產生摩擦力(圖2)。
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3. 產生條件
(1)接觸面粗糙；
(2)兩物體相互接觸并相互擠壓(產生壓力)；
(3)兩物體間發生相對運動或有相對運動趨勢。
4. 作用效果 阻礙物體的相對運動或相對運動趨勢，而不是阻礙物體的運動。相對運動和相對運動趨勢是以相互接觸的物體為參照物的。
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5. 摩擦力的方向 與物體相對運動或相對運動趨勢的方向相反，但不一定與物體運動方向相反。如人走路時，腳受到的摩擦力方向就與人行走方向相同。
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6. 常見摩擦力 靜摩擦力、滑動摩擦力和滾動摩擦力。
(1)靜摩擦力：兩個相互接觸的相對靜止的物體，當它們之間存在相對運動趨勢時產生的摩擦力，如圖3 甲所示。
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(2)滑動摩擦力：一個物體在另一個物體表面相對滑動時產生的摩擦力，如圖3 乙所示。
(3)滾動摩擦力：一個物體在另一個物體表面滾動時產生的摩擦力，如圖3 丙所示。
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深度思考 靜摩擦力能否成為物體運動的動力？
深度理解
能。靜摩擦力是阻礙物體相對運動趨勢的力。有的靜摩擦力是阻礙物體運動的阻力，有的靜摩擦力是驅動物體運動的動力。
圖1中箱子推而不動，靜摩擦力是阻礙箱子運動的力。圖4中人跑步時，腳向后蹬地，有向后運動的趨勢，受向前的靜摩擦力，使人向前運動，即這里的靜摩擦力成為人向前運動的動力。
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[中考·懷化] 消防隊員抓著竹竿從樓頂向地面勻速滑下，此過程中關于消防隊員所受的摩擦力，下列說法正確的是( )
A. 不受摩擦力
B. 受摩擦力，方向向下
C. 受摩擦力，方向向上
D. 受摩擦力，方向不斷改變
例 1
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解題秘方：根據摩擦力的產生條件判斷消防隊員是否受摩擦力，摩擦力的方向可根據摩擦力的定義判斷，或利用假設法判斷，或利用二力平衡條件判斷。
解析：消防隊員抓著竹竿向下滑，手與竹竿接觸并相互擠壓，且發生了相對運動，故消防隊員受到了摩擦力。
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利用摩擦力的定義判斷摩擦力的方向：消防隊員相對于竹竿向下運動，則其受到的摩擦力方向向上。
用假設法判斷摩擦力的方向：假設消防隊員不受摩擦力，則其將加速下滑，故其受到摩擦力且方向向上。
用二力平衡條件判斷摩擦力的方向：消防隊員勻速下滑，則其受到的重力與摩擦力是一對平衡力，摩擦力的方向與重力方向相反，即摩擦力方向豎直向上。
答案：C
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1. 冰壺運動員的鞋一只是塑料底的，另一只是橡膠底的。他滑行時，橡膠底的鞋比塑料底的鞋受到的摩擦力大。如圖所示，他用b腳蹬冰面后，只用a 腳向左滑行。滑行時冰對a鞋的摩擦力向_____；蹬冰時冰對b 鞋的摩擦力向_____ 。(均填“ 左” 或“右”)
右
左
知識點
探究影響滑動摩擦力大小的因素
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2
實驗思路
用彈簧測力計拉動木塊在水平長木板上做勻速直線運動，測出木塊受的摩擦力，再改變木塊對長木板的壓力和接觸面的粗糙程度進行多次實驗，找到滑動摩擦力與壓力和接觸面粗糙程度的關系。
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實驗技巧:
●實驗中必須沿水平方向勻速拉動彈簧測力計，目的是使木塊在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一對平衡力，根據二力平衡的知識間接測量摩擦力的大小，運用了轉換法。
●影響滑動摩擦力大小的因素有多個，因此實驗中還采用了控制變量法
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進行實驗
(1)如圖5 甲所示，將木塊放在水平長木板上，用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動木塊，讀出彈簧測力計的示數即木塊此時受到的摩擦力，并記錄在表格中；
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(2)如圖乙所示，在木塊上加一個砝碼，再測出木塊此時受到的摩擦力，并記錄在表格中；
(3)如圖丙所示，在長木板上鋪上毛巾，再將木塊放在毛巾上，然后測出木塊此時受到的摩擦力，并記錄在表格中。
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分析論證
(1)由甲、乙兩次實驗可知，接觸面粗糙程度一定，壓力越大，滑動摩擦力越大。
(2)由甲、丙兩次實驗可知，壓力一定，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。
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實驗結論
滑動摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關。
大量實驗表明：滑動摩擦力的大小與接觸面所受的壓力有關，接觸面受到的壓力越大，滑動摩擦力越大；滑動摩擦力的大小還與接觸面的粗糙程度有關，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。另外，滑動摩擦力的大小還與接觸面的材料有關。
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誤區警示
滑動摩擦力的大小只跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關，與接觸面積的大小、物體運動的速度等無關。
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深度思考 實驗中很難保證木塊做勻速直線運動，應對實驗方案如何改進？
深度理解
實驗改進如圖6所示，固定彈簧測力計，拉動長木板進行實驗。實驗過程中不需要勻速拉動長木板，更易操作；且彈簧測力計示數穩定，便于讀數。
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[母題中考· 綏化教材實驗改編題]如圖7 所示，某實驗小組做“探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關”的實驗。
例2
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解題秘方：試題屬于驗證性實驗題，可根據所掌握的知識和問題之間的對應關系直接解答，亦可分析解答。
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(1)在實驗中，用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動木塊，根據_________條件可知，此時木塊所受滑動摩擦力的大小 ______(填“大于”“小于”或“等于”)彈簧測力計的示數。
解析：用彈簧測力計沿水平方向拉著木塊做勻速直線運動時，木塊處于平衡狀態，受到的力是平衡力，此時滑動摩擦力的大小等于彈簧測力計的示數。
二力平衡
等于
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知2－練
(2)由甲、乙兩圖可探究出滑動摩擦力的大小與__________有關。
解析：對比甲、乙兩圖可知，接觸面的粗糙程度相同，壓力大小不同，結果彈簧測力計的示數不同，可探究出滑動摩擦力的大小與壓力大小有關。
壓力大小
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(3)由______兩圖可探究出滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關。
解析：對比乙、丙兩圖可知，壓力大小相同，接觸面的粗糙程度不同，彈簧測力計的示數不同，可探究出滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關。
乙、丙
關于探究目的：兩組實驗中，改變了哪一因素，探究的就是與哪一因素與滑動摩擦力的關系。
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知2－練
2.[中考·無錫]在探究影響滑動摩擦力大小的因素時，將木塊放在水平木板上，用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動木塊，彈簧測力計的示數如圖所示，此時木塊所受滑動摩擦力大小為______N；再將毛巾平鋪在木板上進行實驗，可探究滑動摩擦力大小與________
_________的關系；
0.3
接觸面的
粗糙程度
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為了探究滑動摩擦力大小與壓力的關系，你的做法是：_________________________________________________________________ 。
在木塊上面放不同個數的鉤碼，勻速拉動木塊，記錄
彈簧測力計的示數
知識點
摩擦的利用與防止
知3－講
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3
1. 增大有益摩擦的方法
(1)增大壓力；(2)增大接觸面的粗糙程度；
(3)變滾動摩擦為滑動摩擦。
2. 減小有害摩擦的方法
(1)減小壓力；(2)減小接觸面的粗糙程度；
(3)變滑動摩擦為滾動摩擦；(4)使接觸面彼此分離。
在相同條件下，滾動摩擦力比滑動摩擦力小。
知3－講
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深度理解:
給機器的某些部件加潤滑油實質上是通過使接觸面彼此分離的方法來減小摩擦力的。
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知3－練
[中考·雞西]下列情景中，減小摩擦的是( )
A. 自行車的車閘
B. 涂有防滑粉的手
C. 瓶蓋上有豎條紋
D. 合頁軸加油
例 3
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解題秘方：根據增大或減小摩擦力的方法，結合實際應用分析作答。
解析：自行車的車閘在剎車時，是在接觸面粗糙程度不變時，通過增大壓力，增大了摩擦力，故A 不符合題意；涂防滑粉的手增大了接觸面的粗糙程度，在壓力一定時，增大了摩擦力，故B 不符合題意；
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知3－練
瓶蓋上有豎條紋增大了接觸面的粗糙程度，可以增大摩擦，故C 不符合題意；合頁軸處加潤滑油，在接觸面會形成一層油膜，使接觸面分離，從而減小摩擦，故D 符合題意。故選D。
答案：D
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3. 拔河比賽中，運動員為取得好成績，會帶上紗布手套，穿鞋底帶有花紋的鞋，這些措施都是通過增大________
________來增大摩擦；在比賽進行過程中，運動員雙手緊緊地握住繩子，生怕它從自己的手中“溜”走，這是通過增大 _____來增大摩擦力。若比賽過程中摩擦力突然消失10 s，可能出現的情景是___________________
(寫出一條即可)。
接觸面的
粗糙程度
壓力
運動員全部摔倒在地
摩擦力
定義
影響因素
摩擦力
常見摩擦力
靜摩擦力
滾動摩擦力
滑動摩擦力
實驗探究
改變方法

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