7.5摩擦力训练
一、单选题
1．为了通过实验探究滑动摩擦力与接触面大小的关系，以下四组实验器材的选择正确的是
A．弹簧测力计、表面平整的长木板、带钩的立方体木块
B．弹簧测力计、表面平整的长木板、带钩的长方体木块
C．弹簧测力计、斜面、带钩的立方体木块
D．弹簧测力计、表面平整的长木板、带钩的长方体木块、直尺
2．关于重力、弹力和摩擦力，下列说法中正确的是（ ）
A．物体所受的重力的方向总是垂直向下
B．互相接触的两物体，不一定产生弹力作用
C．物体间有相互作用的弹力，就一定存在摩擦力
D．摩擦力的方向一定与物体运动的方向相反
3．下列情境的做法中，目的是为了减小摩擦的是
A．足球守门员戴着防滑手套 B．打羽毛球时手握紧球拍
C．给自行车的车轴加润滑油 D．运动鞋的底部制有凹凸不平的花纹
4．下列关于摩擦力的利弊说法正确的是
A．皮带传动时，皮带与皮带轮之间的摩擦力是有害的
B．机车启动时，车轮与铁轨之间的摩擦力是有益的
C．骑自行车时，车轮胎与地面之间的摩擦力是有害的
D．走路时，鞋底与路面间摩擦是有害的
5．如图所示，孩子坐着雪橇从高高的雪坡上滑下，最终停下来。这一过程中所涉及的物理知识，下列说法中不正确的是（ ）
A．雪橇会停下来是因为受到惯性的作用
B．孩子受到的重力方向始终竖直向下
C．整个过程中，孩子受到的摩擦力始终沿着雪坡向上
D．雪橇对雪坡的压力与雪坡对雪橇的支持力是一对相互作用力
6．如图所示的事例中，目的是为了减小摩擦的是（ ）
A．击球时用力握紧网球拍
B．雪地行驶的汽车轮胎装有防滑链
C． 鞋底有花纹
D． 行李箱下装有底轮
7．如图所示的共享单车，已经成为市民出行的一种重要交通工具，对于它的使用，目的是减小摩擦的是（ ）
A．转动部分加装滚动轴承
B．用橡胶制作自行车的闸皮
C．刹车时用力捏闸
D．轮胎上的花纹
8．如下图所示的四个实例中，属于增大摩擦的是
A． B． C． D．
9．运动员用双手握住竖直的竹竿攀上、攀下进行爬杆比赛，假设攀爬过程中人做匀速运动，他上攀和下攀所受到的摩擦力分别为F1和F2，，那么它们的关系是（ ）
A．F1向上，F2向下，F1=F2 B．F1向下，F2向上，F1＞F2
C．F1向上，F2向上，F1=F2 D．F1向上，F2向下，F1＞F2
10．下列实例中，目的是减小摩擦的是（ ）
A．刹车时用力捏车闸
B．拔河时用力握紧绳子
C．防滑垫表面做得凹凸不平
D．磁悬浮列车悬浮行驶
二、多选题
11．在下列事例中，属于减小摩擦的是（ ）
A．拔河比赛中，运动员握紧赛绳
B．自行车上安装的轴承
C．储物箱底部的小轮
D．体操运动员上器械前，在手上涂防滑粉
12．下列各种情况中，有害的摩擦是
A．人走路时，鞋底与地面间的摩擦 B．雪橇滑行时，雪橇与雪地间的摩擦
C．机器的机件在运转中的摩擦 D．自行车刹车时，闸皮与瓦圈间的摩擦
三、填空题
13．汽车的轮胎上和鞋底上都有花纹，这是为了 接触面的粗糙程度，起到 摩擦力的作用（填“增大”或“减小”）。
14．如图，整个装置静止在水平桌面上。两个轻质测力计C和D的一端分别与木块A和B相连，另一端固定在铁架台上。两个测力计示数均为2 N。砝码受到的摩擦力为 N；桌面对B的摩擦力为 N。
15．如图所示，冰壶比赛时，运动员穿的两只鞋鞋底材质并不相同：蹬冰脚的鞋底为橡胶制成，滑行脚的鞋底为塑料制成。蹬冰脚的鞋底用橡胶制成是利用 方法来增大摩擦力的 ；运动员在冰壶行进前方的冰道上用冰刷刷冰，冰壶可以行走的更顺滑，用冰刷刷冰的目的是 ；若5s冰壶向前滑行了3m，此过程中冰壶运动的平均速度为 m/s。
16．北京和张家口将在2022年联合举办冬奥会。冰壶是比赛项目之一，如图所示，一名队员将冰壶掷出后，另外两名队员用冰刷刷冰面。目的是为了通过 接触面粗糙程度， 冰壶与冰面间的摩擦，增大冰壶滑行的距离。（两空都选填“增大”或“减小”）
四、实验题
17．小刚发现汽车在柏油马路上容易停下来，而在冰雪路面上不容易停下来．小刚猜想：滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关．于是小刚利用长木板、毛巾、两个物块A和B，以及弹簧测力计做了如图所示的实验．
（1）实验时，应使弹簧测力计水平 拉动物块A．通过比较图 和图 中的弹簧测力计示数，可以验证他的猜想．
（2）图丙中，物块B （选填“受到”或“没有受到”）摩擦力．
18．在利用如图甲装置“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验后，同学们发现不同的情况下，同一物体做水平匀速直线运动时所需拉力大小不同，他们想进一步探究使物体做水平匀速直线运动时，拉力的大小跟哪些因素有关，大家讨论后，提出了以下三种猜想：
猜想1：与接触面积有关；
猜想2：与接触面的粗糙程度有关；
猜想3：与拉力的方向有关；
（1）根据所学知识，他们经过讨论，判断猜想2是 （选填“正确”或“错误”）的。你认为他们判断的依据是 ；
（2）为了验证猜想1是否正确，小明将物块放置在水平的木板上，并用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动物块，读出测力计的示数；接着他沿竖直方向将物块截去一半后，仍平放在长木板上，重复上述步骤，测得测力计示数变为原来一半。由此得出：拉力大小随接触面积的减小而减小。请你评估小明的实验方案并在现有器材的基础上提出相应的改进方法。
评估意见： 。改进方法： ；
（3）为了继续探究拉动物体时拉力大小与拉力方向的关系，他们把物块放在木板上继续实验，并用更精密的仪器测量拉力。如下图所示，实验中逐渐增大拉力与水平面间的夹角α，匀速拉动物块，并将数据记录在表中、
实验序号 夹角α（度） 拉力（牛）
1 0 3.00
2 10 2.79
3 20 2.71
4 30 2.68
5 40 2.75
6 50 2.92
7 60 3.21
①分析表中数据，可得出的结论是： ；
②根据表中数据，他们认为当夹角α为某一角度时，拉力可能最小，为了找到这一角度，还应该在夹角α为 度的范围内进一步探究。
五、综合题
19．自行车是一种很普及的交通工具，一辆普通自行车的质量大约为15kg。
（1）从它的结构和使用来看，应用了许多物理知识，请你仿照下表示例，写出两个应用的实例。
示例 用力捏车闸，通过增大刹车钳和刹车盘之间的压力来增大摩擦力
例1
例2
（3）如果一位质量为45kg的中学生骑车前进时，前后轮胎着地总面积为100cm2，求自行车对地面的压强为多少帕 ？（g取10N/kg）
20．汽车刹车之后发生交通事故的一个重要原因是遇到意外情况时车不能立即停止。司机从看到情况到肌肉动作操纵制动器来刹车需要一段时间，这段时间叫反应时间；在这段时间内汽车要保持原速前进一段距离，叫反应距离。从操纵制动器刹车，到车停下来，汽车又要前进一段距离，这段距离叫制动距离（如图所示）。如表是一个机警司机驾驶一辆保养得很好的汽车在干燥的水平公路上以不同的速度行驶时，测得的反应距离和制动距离。
速度/(m/s) 反应距离/m 制动距离/m
7 4.9 7
14 10.2 28
21 15.2 63
28 20.1 112
（1）汽车在正常行驶时，车轮与地面间的摩擦是 摩擦；
（2）利用如表第一行数据，算出该司机的反应时间是 s；
（3）分析题中所给数据可知，汽车的行驶速度越大，制动距离越 ；当速度增加为原来的3倍时，制动距离增加为原来的 倍；
（4）为了提醒司机朋友在雨雪天气里注意行车安全，在高速公路旁设置了“雨雪路滑，减速慢行”的警示牌，这句话的道理是：雨雪天由于路滑，汽车受到的摩擦力较 ，刹车时难以停下来，减小速度，则 了制动距离，从而使行驶更安全。
六、计算题
21．研究表明，滑动摩擦力（滑动摩擦力用f表示）的大小与接触面所受的压力（压力用F表示）关系可用公式f=μF表示，μ是滑动摩擦系数．在探究滑动摩擦力的实验中，小明将一块重为6 N的木块放在水平长木板上，用弹簧秤水平拉动木块，当弹簧秤的示数为1.2 N时木块匀速运动．求：
（1）木块与木板的滑动摩擦系数μ.
（2）研究表明，彼此接触物体的材料一定时滑动摩擦系数μ是不变的．当木块对木板的压力增大为10 N时，滑动摩擦力f为多少N？
22．如图所示，交警正在主要路段对违规车主进行宣传、劝诫。此违规车空车质量0.6t，该车在行驶过程中受到的阻力为总重的0.1倍，g取10N/kg，求：
（1）汽车所受的重力；
（2）该车以27km/h的速度匀速行驶20min通过的路程；
（3）总质量为140kg的人员乘坐该车，汽车行驶过程中受到的阻力。
参考答案：
1．B
【详解】滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关，与接触面积大小无关．探究滑动摩擦力与接触面大小的关系，必须控制压力和接触面的粗糙程度不变，只改变接触面积的大小．因此，选择器材有：弹簧测力计、表面平整的长木板、带钩的长方体木块．弹簧测力计用来测拉力大小，表面平整的长木板作为接触面，带钩的长方体木块可以通过改变接触面来改变接触面积的大小．故只有选项B符合题意．
2．B
【详解】A．物体所受的重力的方向总是竖直向下，故A错误；
B．互相接触的两物体，只有当相互挤压，发生弹性形变时才产生弹力，如果没有相互挤压，发生弹性形变不会产生弹力，故B正确；
C．物体间有相互作用的弹力，如果没有发生相对运动或相对运动趋势，不会产生摩擦力，故C错误；
D．摩擦力的方向是与相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反，有时会与运动方向相同，当摩擦力为动力时，摩擦力与运动方向相同，故D错误。
故选B。
3．C
【详解】A．足球守门员戴着防滑手套，是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故不符合题意；
B．打羽毛球时手握紧球拍，是通过增大压力的方法来增大摩擦，故不符合题意；
C．车轮轴承加滑油是通过减小接触面的粗糙程度，即使接触面变得光滑，来减小摩擦，故符合题意；
D．运动鞋的底部制有凹凸不平的花纹，是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故不符合题意．
4．B
【分析】（1）有益摩擦要增大，增大摩擦的方法：增大压力，增大接触面的粗糙程度;
（2）有害的摩擦要减小，减小摩擦的方法：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．
【详解】A、皮带和转轮之间如果没有摩擦，皮带在转轮上会打滑，转轮无法带动皮带转动，皮带和皮带轮之间的摩擦是有益摩擦，故A错误；
B、机车启动时，车轮与钢轨之间的摩擦，是机车前进的动力，有利于机车启动，是有益摩擦，故B正确；
C、骑自行车时，如果没有摩擦，自行车没法行走，因此自行车轮胎和地面之间的摩擦是有益摩擦，故C错误．
D、人走路时，鞋底与地面之间的摩擦力是人前进的动力，鞋底刻有花纹，就是为了增大鞋与地面之间的摩擦，这是有益的摩擦，故D错误．
故选B．
5．A
【详解】A．惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故A错误，A符合题意；
B．重力的方向始终是竖直向下的，故B正确，B不符合题意；
C．摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，所以在整个过程中孩子受到的摩擦力始终沿着雪坡向上，故C正确，C不符合题意；
D．雪橇对雪坡的压力与雪坡对雪橇的支持力大小相等，方向相反，在一条直线上，作用在两个物体上，所以是一对相互作用的力，故D正确，D不符合题意。
故选A。
6．D
【详解】A．击球时用力握紧网球拍，是在接触面粗糙程度相同时，采用增大压力来增大摩擦力，故A不符合题意；
B．雪地行驶的汽车轮胎装有防滑链是在压力一定时，采用增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故B不符合题意；
C．鞋底有花纹是在压力一定时，采用增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故C不符合题意；
D．在相同的情况下，滚动摩擦比滑动摩擦小得多，所以行李箱下装有底轮是采用变滑动为滚动来减小摩擦，故D符合题意。
故选D。
7．A
【详解】A．转动部分加装滚动轴承，是用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力，故A符合题意；
B．用橡胶制作自行车的闸皮，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不合题意；
C．刹车时用力捏闸，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力，故C不合题意；
D．轮胎上的花纹，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D不合题意。
故选A。
8．D
【详解】磁悬浮列车，通过磁极间的相互作用，减小了列车与车轨之间的压力，从而可以减小列车受到的摩擦阻力，A不合题意；滚动轴承是将滑动摩擦变成了滚动摩擦，从而减小了摩擦力，B不合题意；向门转轴处加润滑油使接触面更光滑一些，以减小摩擦力，C不合题意；轮胎上的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的，D符合题意，故选D．
9．C
【详解】运动员用双手握住竖直的竹竿匀速攀上时，受力平衡，竖直方向受到重力和静摩擦力，根据平衡条件可知：F上向上，而且有 ；运动员用双手握住竖直的竹竿匀速滑下时，受到的滑动摩擦力F下向上，因为匀速运动，根据平衡条件有：．所以
故选C．
【点睛】本题考查学生对物体的受力分析，以及应用二力平衡知识解决实际问题的能力．
10．D
【详解】A．刹车时用力捏车闸，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦，故A不合题意；
B．拔河时用力握紧绳子，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦，故B不合题意；
C．防滑垫表面做得凹凸不平，可在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，故C不合题意；
D．磁悬浮列车悬浮行驶，是通过使用接触面脱离来减小摩擦，故D符合题意。
故选D。
11．BC
【详解】A．拔河比赛中，运动员握紧赛绳，是通过增大压力的方法来增大摩擦的，故A不符合题意；
B．自行车上安有轴承是用滚动代替滑动来减小摩擦，故B符合题意；
C．储物箱底部的小轮是通过变滑动为滚动来减小摩擦的，故C符合题意；
D．体操运动员上器械前，会在手上涂防滑粉，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的，故D不符合题意。
故选BC。
12．BC
【分析】对人们有益的摩擦是有益摩擦，有益摩擦要增大；对人们有害摩擦是有害摩擦，有害摩擦要减小．逐个分析选择项中提到的摩擦，然后与题目的要求相对应从而得到答案．
【详解】A. 走路时鞋子和地面之间的摩擦能使人行走，属于有益摩擦，不符合题意；
B. 雪撬在雪地上前进时，与雪地的摩擦力是雪橇前进的阻力，因此是有害的摩擦，符合题意；
C. 机器的机件在运转中的摩擦，它能使轴承间产生磨损现象，因此属于有害摩擦，符合题意；
D. 自行车刹车时，闸皮与瓦圈间的摩擦，能够使车子很快停下来，因此属于有益摩擦，不符合题意．
故选BC.
13． 增大 增大
【详解】[1][2]汽车的轮胎上和鞋底上都有花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度的方法来增大摩擦的。
14． 0 0
【详解】[1]图中所示，砝码静止在木块A上，二者没有发生相对运动，也没有相对运动的趋势，所以它们之间没有摩擦力，即砝码受到的摩擦力大小为0N。
[2]整个装置静止在水平桌面上，且受到左右两个大小相等的拉力，所以B相对于地面没有相对运动趋势，地面对B的摩擦力大小为0N。
15． 增大接触面粗糙程度 减小摩擦 0.6
【详解】[1]运动员蹬冰脚的鞋底是由橡胶制成的，通过增大了接触面的粗糙程度，从而增大摩擦力。
[2]用冰刷“扫刷”，使冰熔化成薄薄的一层水，在冰壶和冰面之间形成水膜，水膜减小冰壶与冰面之间的摩擦，所以其目的是为了减小摩擦。
[3]此过程中冰壶运动的平均速度为
16． 减小 减小
【详解】[1]两名队员用冰刷刷冰面的过程中，因摩擦生热使得部分冰面熔化产生水，减小了接触面的粗糙程度。
[2]减小接触面的粗糙成都从而减小了冰壶与冰面之间的摩擦，增大冰壶滑行的距离。
17． 匀速直线 甲 乙 没有受到
【详解】（1）只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，拉力大小才等于摩擦力的大小． 研究滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关，要控制压力大小不变，只改变接触面的粗糙程度，通过比较甲乙两图的弹簧测力计示数，可以验证他的猜想；（2）因B相对于A做匀速直线运动，没有相对运动的趋势，故B受到的摩擦力为0；
【点睛】（1）根据二力平衡的条件分析；影响滑动摩擦力大小因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变；（2）根据摩擦力产生的条件分析．本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关，考查实验原理及控制变量法的运用，同时也考查影响压力作用效果的因素，体现了对过程和方法的考查．
18． 正确 压力一定时，粗糙程度越大，滑动摩擦力越大 没有控制压力相等 将两木块叠在一起进行实验（或将木块分别平放、侧放进行实验） 当接触面积、接触面的粗糙程度等因素相同时，使物体水平匀速直线运动时，随着夹角α的增大，拉力大小先减小后增大 20~40
【详解】（1）[1]根据所学知识和生活经验，他们经过讨论，判断猜想2是正确的。
[2]根据生活经验，人走在光滑的路面上易滑倒，而走在粗糙的路面上不易滑倒。他们判断的依据是压力一定时，粗糙程度越大，滑动摩擦力越大。
（2）[3]影响滑动摩擦力大小的因素不是一个，为了验证猜想1是否正确，实验用控制变量法。小明得出拉力大小随接触面积的减小而减小的结论不正确，因为减小受力面积的同时减小了压力即没用控制压力相等。
[4]改进方法：在不改变压力和接触面的粗糙程度的情况下，只改变受力面积的大小，即可将木块分别平放、侧放进行实验。
（3）①[5]分析表中数据，接触面积、粗糙程度和压力都相同，但拉力与水平面的夹角增大时，拉力先减小后增大。由此可得出的结论是，在接触面积、粗糙程度和压力都相同，沿水平方向匀速拉动物体，当拉力与水平面的夹角增大时，拉力先减小后增大。
②[6]根据表中数据和上面结论可判断：拉力与水平面的夹角最小为30度时，拉力为最小；所以为了找到这一角度，应该在夹角α为20～40度的范围内进一步探究。
19． 轮胎上有花纹，是为增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力 车座做的宽大平整是利用增大受力面积来减小压强
【详解】[1]摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，摩擦力越大，所以自行车轮胎上的花纹，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
[2]压强的大小与压力和受力面积的大小有关，受力面积越大，压强越小，车座做的宽大平整是利用增大受力面积来减小压强。
[3]自行车的重力
人的重力
总的重力为
自行车对地面的压强为
答：自行车对地面的压强为。
20． 滚动 0.7 大 9 小 减小
【详解】（1）[1]车轮由于滚动，与地面之间产生滚动摩擦，因此车轮与地面间的摩擦是滚动摩擦。
（2）[2]利用表格第一行数据，根据可得，该司机的反应时间是
（3）[3]由表格中数据可知，行驶速度从7m/s增大到28m/s时，制动距离从7m增大到112m，因此汽车的行驶速度越大，制动距离越大。
[4]当行驶速度由7m/s到21m/s时，对应的制动距离由7m到63m，因此速度增加为原来3倍时，制动距离增加为原来的9倍。
（4）[5][6]雨雪路滑，接触面的粗糙程度减小，摩擦力减小。汽车制动后，由于惯性仍向前运动，摩擦力越小越不易停下来，减小速度，则减小了制动距离，从而使行车更安全。
21．（1）0.5 （2）5 N
【详解】试题分析：（1）因为木块做匀速直线运动，所以f=" F=1.2" N
因为f=μF，所以μ="f/" F="1.2" N/6 N=0.5
（2）f=μF=0.5×10 N="5" N．
考点：滑动摩擦力
22．（1）6000N；（2）9km；（3）740N
【详解】解：（1）汽车的质量为
m车=0.6t=600kg
汽车的重力为
G=m车g=600kg×10N/kg=6000N
（2）汽车的速度为
v=27km/h=7.5m/s
汽车匀速行驶的时间为
t=20min=1200s
汽车行驶的路程为
s=vt=7.5m/s×1200s=9000m=9km
（3）人和车的质量为
m总=m车+m人=600kg+140kg=740kg
汽车和人的总重力为
G总=m总g=740kg×10N/kg=7400N
由于汽车在行驶过程中受到的阻力为总重的0.1倍，所以汽车受到的阻力为
F=0.1G总=0.1×7400N=740N
答：（1）汽车所受的重力为6000N；
（2）该车以27km/h的速度匀速行驶20min通过的路程为9km；
（3）汽车行驶过程中受到的阻力为740N。
