浙教版科学七年级下册期末查漏补缺讲义第十讲 摩擦力和压强Word文件下载.docx
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2.摩擦力的定义
两个相互接触的物体,当它们已经发生或即将要发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力就叫做摩擦力。
3.摩擦力产生的条件
两个物体相互接触并挤压发生形变,即两个物体之间有弹力;
两物体接触面粗糙;
两物体之间有相对运动或相对运动的趋势;
特别提醒:
1.摩擦力的产生,三个条件缺一不可。
2.摩擦力和弹力的区别:
摩擦力和弹力都是接触力。
两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件,没弹力就一定没得摩擦力,有摩擦力一定有弹力,有弹力不一定有摩擦力,不管滑动摩擦还是静摩擦!
弹力只能存在于物体的相互接触处,但相互接触的物体之间,并不一定有弹力的作用,因为弹力的产生不仅要接触,还要有相互作用。
3.摩擦力的作用效果不总是阻碍物体的运动,有时候有利于运动,例如向上爬杆和走路。
4.摩擦力的种类
5.
滑动摩擦:
一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦。
(两个物体之间因相对滑动而产生摩擦;
)
滚动摩擦:
一个物体对在它表面上滚动的物体产生的摩擦。
(两个物体之间因相对滚动而产生摩擦;
静摩擦:
一个物体相对于另一个物体来说,有相对运动趋势,但没有相对运动时产生的摩擦。
(两个保持静止物体之间的摩擦;
6.摩擦力的方向
由于摩擦力阻碍物体相对运动或相对运动的趋势,因此摩擦力的方向必定与物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
如下图:
7.摩擦力的作用点
在接触面上,初步讨论这个问题的时候可以把作用点画在物体的重心上。
8.液体、气体和固体之间的摩擦
超龄服役的俄罗斯“和平号”空间站安全脱离轨道,碎片坠落太平洋前划过斐济上空,情景极为壮观美丽。
想一想,为什么碎片会烧毁?
子弹都以出射速度为620m/s,方向与水平方向成45°
发射,为什么在真空中和在空气中的飞行路程不一样?
当摆球都放在B端,在空气中和在水中摆动的球哪个先停下来?
航天器碎片经过大气层子弹的飞行轨迹空气中和水中的摆
不但固体会产生摩擦力,气体和液体也会产生摩擦力。
相同条件下,液体的摩擦比气体的大。
二.影响摩擦力大小的因素
1.探究影响摩擦力大小因素的实验
(1)提出问题:
摩擦力的大小与哪些因素有关。
(2)猜想与假设:
可能与压力的大小、接触面的粗糙程度、接触面的大小、运动的快慢等有关。
(3)实验方法:
控制变量法。
(4)实验思路:
使木块匀速运动,由二力平衡条件可得木块受到的摩擦力大小和拉力大小相等。
(5)实验器材:
弹簧测力计、钩码、木块、棉布、毛巾、木板。
(6)实验步骤:
1)如图甲,在水平放置的长木板上放一块木块,用弹簧测力计匀速拉动木块做匀速直线运动,使它在长木板上滑动,测出木块与长木板之间的摩擦力。
2)如图乙,在木块上放钩码,从而改变木块与长木板之间的压力,匀速拉动物体,测出木块与长木板之间的摩擦力。
3)如图丙,在长木板上铺棉布、毛巾等,从而改变接触面的粗糙程度,匀速拉动木块做匀速直线运动,测出木块与长木板之间的摩擦力,并比较。
4)如图丁和戊,保持木块对水平面的压力、接触面粗糙程度不变,将木块分别平放和立放匀速拉动物体做匀速直线运动,测出摩擦力的大小并比较。
5)如图己和庚,保持木块对水平面的压力、接触面粗糙程度、接触面面积不变,分别以不同的速度拉动物体做匀速直线运动,测出滑动摩擦力的大小并比较。
(7)收集证据:
实验状况
实验条件
弹簧测力计的示数
甲
木块的重力
接触面的粗糙程度
运动速度
乙
木块和砝码的总重力
较光滑
2m/s
丙
较粗糙
丁
戊
己
庚
4m/s
(8)实验结论:
1)摩擦力的大小跟作用在物体表面的压力有关,表面受到的压力越大,摩擦力就越大。
2)摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关,接触面越粗糙,摩擦力就越大。
3)摩擦力的大小跟接触面的面积大小无关。
4)摩擦力的大小跟物体运动速度无关。
2.滑动摩擦力的影响因素
①与物体间的压力有关;
②与接触面的粗糙程度有关;
③与物体的运行速度、接触面的面积大小等无关。
压力越大、接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
三.增大和减小摩擦的方法
有时,摩擦虽然会阻碍物体之间的相对运动,但许多情况下,这种阻碍作用对我们来说是有益的,因此,人们常常需要设法增大这种摩擦。
有时,摩擦也会给我们带来麻烦。
例如:
机器运转时,摩擦也会是机器零件发热和磨损;
沿地面拖动桌子,桌脚与地面摩擦既容易使桌脚和地面受损,又会使人感到很费劲。
因此,人们需要设法减小摩擦。
1.有益摩擦
刹车时,车与地面间的摩擦;
滑滑板车时,脚与滑板的摩擦;
手握物品时的摩擦;
爬树(杆)时人与树(杆)之间的摩擦;
划火柴时通过摩擦生热使火柴燃烧起来;
传送带往高处运送货物时,靠传送带与货物之间的摩擦;
滑冰时,冰刀和冰面之间的摩擦;
演奏乐器拉弦时的摩擦……
2.有害摩擦
自行车的轴与轴承间的摩擦;
旱冰鞋和地面之间的摩擦;
人拉笨重的物体,物体与水平地面间的摩擦;
机器运转时,使机器磨损的摩擦;
滑滑板车时,车轮与地面的摩擦……
3.增大有益摩擦的方法:
①增加物体间的压力;
②增大接触面的粗糙程度。
(1)增大接触面的粗糙度:
设计花纹和和凹槽
运动员抹镁粉弓弦涂松香车轮加防滑链皮带上涂“皮带蜡”
(2)增加物体间的压力:
4.减小有害摩擦的方法:
①使接触面光滑(加润滑油);
②减小压力;
③用滚动代替滑动;
④利用气垫;
⑤让物体之间脱离接触(如磁悬浮列车)。
(1)减小接触面粗糙度:
当门锁因为生锈发涩不好打开时,可将铅笔芯削成碎粉末注入锁孔,这样锁就容易打开了;
当向木板中钉钉子时,用肥皂水蘸一下钉子再钉就容易多了;
当拉锁不流畅时,可向拉锁上抹一点石蜡,这样拉锁会变得好拉了;
添加润滑剂是通过减少接触面的粗糙程度来减小摩擦。
添加润滑油可以使摩擦减小到原来的1/8~1/10。
润滑剂不仅可以是液体,如润滑油,还可以是固体或气体,如:
气体轴承:
利用气膜作为气体润滑剂来减小摩擦。
用光滑的材质做滑梯涂润滑油气体轴承
(2)减小压力:
在地面上推动书橱前,先将书移出来,再推动这样比较轻松;
在粗糙的地面上拖动重物时,斜向上施力有时会比水平施力来得省力。
体操运动员在高低杠上做动作时,手握杆不能太紧,否则不容易做出完美的动作;
(3)变滑动为滚动:
通过安装轴承和轮子将滑动变为滚动来减小摩擦力,滚动代替滑动可以将摩擦减小到原来的1/20~1/30。
生活中利用滚动摩擦的实例
(4)利用气垫和分离接触面:
如下图甲,轻击一下有机玻璃底座,让底座沿桌面滑动。
底座不容易打滑。
如图乙,通过粘在底座中心的橡皮塞中的小孔,将气球打足气。
在将底座放在桌面上,当气球内的气体从小孔中泄出时,轻击底座,底座与桌面之间形成气垫,使接触面彼此分离,所受摩擦力减小,底座容易打滑。
1)气垫船原理:
根据气体的摩擦力小于液体的摩擦力。
利用大功率的鼓风机将空气压入船底,在船底河水面之间形成一层空气垫,使得航行时摩擦阻力减小了,从而提高船的行驶速度。
2)水翼船:
在空气中阻力比水中小,提高船身的位置,减小了船与水的接触,从而增加速度。
3)磁悬浮列车:
通过在一定条件下,车体与轨道之间由于磁极同极相斥的原理而避免直接接触(将电力转化为磁场),减少了摩擦力使接触面彼此分离。
气垫船水翼船磁悬浮列车
5.自行车上增大和减小摩擦力的地方:
增大压力增大摩擦力的地方:
车把手、车闸等。
增大接触面粗糙程度增大摩擦力的地方:
脚踏、轮胎、车把手等。
使用滚珠轴承和添加润滑油减小有害摩擦的地方:
转轴、轴承、链条、紧管等。
4、压力和压强
1.压力的定义:
垂直压在物体表面的力叫压力.
2.压力的作用效果:
由单位面积上受到的压力决定的
3.压强:
物体单位面积受到的压力
4.影响压强的因素:
压力和受力面积
5.压强公式:
P=
注:
判断液体压强时,也可用P=ρgh(ρ:
液体密度,g:
9.8牛/千克,h:
液体深度)
P:
表示压强,单位:
帕斯卡(Pa)F:
表示压力,单位:
牛(N)S:
表示受力面积,单位:
米2(m2)压强的单位:
帕斯卡,简称帕,符号:
Pa1Pa=1N/m2
6.增大压强:
减小受力面积(刀刃、钉鞋、啄木鸟的喙),增大压力
减小压强:
增大受力面积(坦克履带、沙发、骆驼的脚趾),减小压力
7.液体的压强:
液体对容器的底部和侧壁都会产生压强,液体内部也存在压强,且同一深度,液体在各个方向的压强相等。
产生压强的根本原因是液体受到重力的作用。
8.影响液体压强的因素:
液体的深度和液体的密度。
(深度:
到液面的距离)
同一种液体,深度越深,压强越大;
不同的液体,在同一深度,密度大的压强大
9.压强计:
测量液体内部的压强。
当压强计金属盒上的橡皮膜受到压强时,U形玻璃管左右两管内的液面就会出现高度差。
压强越大,高度差越大。
基础巩固
摩擦力
1.下列事件中,不是利用摩擦完成的是( )
A.走路B.用粉笔写字
C.炒菜D.绳子打结
2.分析以下摩擦:
①走路时,鞋与地面之间的摩擦;
②骑自行车时,车轮与轴之间的摩擦;
③汽车行驶时汽车与空气之间的摩擦;
④皮带传动中,皮带与皮带轮之间的摩擦。
其中属于有益摩擦的是( )
A.①和②B.②和③C.②和④D.①和④
3.一个小孩用20牛的水平推力推桌子,桌子未被推动,则桌子受到的摩擦力( )
A.大于20牛B.等于20牛
C.小于20牛D.以上均有可能
4.在水平推力作用下,木块在水平桌面上先以0.2m/s的速度匀速行驶了2min,后以0.6m/s的速度匀速行驶了5min,则该车在两段运动时间内所受路面对车的摩擦力大小之比是( )
A.1∶1B.5∶4C.1∶2D.都不对
5.上、下底材料相同,质量相同的两圆台形物体置于水平地面上,如图放置,若匀速将物体拉动的水平力大小分别为Fa和Fb,则( )
A.Fa>FbB.Fa<Fb
C.Fa=FbD.不知速度,无法判断
6.摩擦与我们的生活息息相关,假如没有摩擦,下列现象不可能发生的是( )
A.人无法走路
B.火柴头难以划燃
C.老师仍能用粉笔在黑板上写字
D.自行车刹车失灵
7.用5牛的水平压力把重为1牛的黑板擦压在竖直的黑板上,黑板擦处于静止状态。
若将水平压力增加到8牛,则此时黑板擦所受的摩擦力大小为( )
A.8牛B.5牛C.3牛D.1牛
8.某校实验小组在探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关的实验中,提出了下列假设:
①滑动摩擦力的大小可能与接触面积的大小有关;
②滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关;
③滑动摩擦力的大小可能与接触面之间的压力大小有关;
④滑动摩擦力的大小可能与运动速度大小有关。
然后该实验小组做了如图所示的实验,以验证提出的假设。
则这个实验验证的假设是( )
A.①B.②
C.②③D.①②③④
9.下列摩擦属于滚动摩擦的是( )
A.铅笔与卷笔刀间的摩擦
B.旱冰鞋与地面间的摩擦
C.花样滑冰鞋的冰刀与冰面间的摩擦
D.自行车刹车时闸皮与钢圈间的摩擦
10.下列措施中,为了减小摩擦的是( )
A.下雪天,汽车轮胎上缠铁链
B.在拔河比赛中,用力握紧绳子
C.气垫船行驶时在船体和水面之间形成高压空气层
D.皮带打滑时,可以把皮带拉紧一点
11.在家里的浴室中,为了防止地面沾水使人打滑跌倒,下列措施错误的是( )
A.浴室地面应铺上带有凹凸花纹的地砖
B.脚底下放一条毛巾
C.人沐浴时穿的拖鞋底应带有凹凸花纹
D.穿上光滑的平底塑料拖鞋
12.赵强同学学了科学后,养成了观察生活的好习惯,他发现好多药瓶盖的侧面都做有密集的竖条纹,如图所示,其目的是为了( )
A.坚固耐用
B.增大粗糙程度,从而增大摩擦,便于旋开和旋紧
C.便于运输
D.节约材料
13.小华在探究“改变滑动摩擦力大小的方法”时,提出了下列四个猜想,其中与实验结论不相符的是( )
A.使接触面变粗糙,摩擦力就变大
B.使物体间的接触面积变小,摩擦力就变大
C.使物体对接触面的压力变大,摩擦力就变大
D.把滑动变为滚动,摩擦力就变小
14.下列实例中,通过改变压力来改变摩擦力大小的是( )
A.在行李箱下安装滚轮
B.运动鞋底面的凹凸不平的花纹
C.拉二胡时使弓弦压紧琴弦
D.体操运动员比赛前在手上抹镁粉
15.(无锡中考)下列方法中属于增大有益摩擦的是( )
A.给机器加润滑油
B.旱冰鞋底装有滚轮
C.轮胎上刻有花纹
D.制作气垫船
16.体操运动员在上单杠之前,总是要在手上抹些碳酸镁粉末,而在杠上做回环动作时,手握杠又不能太紧。
这样做的目的是( )
A.前者是为了增大摩擦,后者是为了减小摩擦
B.前者是为了减小摩擦,后者是为了增大摩擦
C.两者都是为了增大摩擦
D.两者都是为了减小摩擦
1-5.CDBAC 6-10.CDBBC11-15.DBBCC 16.A
压力与压强
1.在下图中,正确表示压力的是( )
2.两个人并肩走过沙滩,留下一深一浅的脚印,下列说法正确的是( )
A.踩成深脚印的人体重较大B.踩成浅脚印的人鞋底面积较大
C.踩成深脚印的人对沙滩压强较大D.以上说法都正确
3.为了探究压强大小跟哪些因素有关,老师准备了如图所示的器材:
①用钉子做腿的小桌;
②海绵;
③砝码;
④木板;
⑤盛有适量水的矿泉水瓶;
⑥装有沙的容器等供同学们选择。
同学所选的四组器材中,不能达到探究目的的是( )
A.①③⑥B.②⑤C.②③④D.③④⑤
4.如图所示,一块质量分布均匀的砖块平放在水平地面上,将砖从正中间沿虚线切断,并拿走其中一小块,则剩余的另一小块砖对地面的( )
A.压力减半B.压强减半
C.压力变大D.压强变大
5.(丽水中考)缙云烧饼名扬海内外。
如图是烧饼制作从揉团到压扁过程,则面团变成面饼后对桌面的( )
A.压力变小B.压力变大
C.压强变小D.压强变大
6.底面积为0.2米2、重为400牛的铝块放在面积为400厘米2的水平桌面中央,铝块对桌面产生的压强为( )
A.2000帕B.4000帕
C.10000帕D.1帕
7.如图,两个形状、大小、材料完全相同的实心物体1和2,放在水平桌面上,它们对桌面产生的压力F或压强p的大小关系正确的是( )
A.F1=F2B.F1>F2
C.p1=p2D.p1>p2
8.如图所示,一边长为10厘米的正方体重78牛,当放在水平地面上并受到18牛的压力时( )
A.地面所受的压强是9600帕
B.地面所受的压强是1800帕
C.地面对物体的支持力是78牛
D.物体对地面的压力是90牛
9.有些公共汽车配备逃生锤,遇到紧急情况时,乘客可以用逃生锤打破玻璃逃生,为了更容易打破玻璃,逃生锤外形应选择图中的( )
10.用螺丝固定工件时,要在螺帽下垫一个面积较大的垫圈,其目的是为了( )
A.增大螺帽对工件的压强
B.减小螺帽对工件的压力
C.增大接触面的粗糙程度,防滑
D.增大工件受力面积,减小压强
11.图中所示的各事例中,为了增大压强的是( )
12.2004年5月1日,《中华人民共和国道路交通安全法》正式颁布实施,明确规定汽车载物应当符合核定的载重质量,严禁超载,从科学的角度来看,这是为了( )
A.增大汽车对地面的压力
B.减小汽车对地面的压强
C.增大汽车和地面的接触面积
D.减小汽车的速度
13.(镇江中考)如图所示,材料、粗糙程度和质量相同的甲、乙两物体放在同一水平桌面上,在水平拉力作用下做匀速直线运动。
它们受到的拉力为F甲、F乙,对桌面的压强为p甲、p乙,底面积S甲>
S乙。
则下列关系正确的是( )
第5题图
A.F甲>
F乙 p甲<
p乙B.F甲<
F乙 p甲>
p乙
C.F甲=F乙 p甲=p乙D.F甲=F乙 p甲<
14.一位同学在结冰的湖面上行走时,突然发现脚下的冰即将破裂,他应采取的措施是( )
A.站着不动大声求救
B.就地趴伏在冰面上慢慢向岸边挪动
C.赶快跑向岸边
D.立即改成单脚站立大声求救
15.据报道,一个普通农民发明了塑料袋小提手,能防止双手被较重的塑料袋勒得发痛。
使用这种小提手提塑料袋能( )
A.减小对手的压强B.减小对手的压力
C.增大对手的压强D.增大对手的压力
16.如图,质量相等但形状不同的四个物体甲、乙、丙、丁放在水平桌面上。
对桌面压强最大的是( )
A.甲B.乙C.丙D.丁
17.一块长为L,质量分布均匀的木板A放在水平桌面上,木板A右端与桌边相齐(如图所示)。
在板的右端施一水平力F使木板A右端缓慢地离开桌边L/3,在木板A移动过程中,下列说法正确的是( )
A.A对桌面的压强不变
B.A对桌面的压力不变
C.A对桌面的压力不断变小
D.A对桌面的压强不断变小
1-5.CCDAC 6-10.CAADD
11-15.CBDBA 16-17.AB
经典例题
【例1】如果上课时教室内的摩擦力突然消失10s,我们身边的情境不可能发生的是()
A.教师和学生可以更轻松地在教室内行走
B.轻轻一吹,书桌上的课本便可飞出去
C.黑板上的粉笔字消失不见了
D.天花板上的吸顶灯会下落
【例2】下图中,物体A在水平向右的拉力作用下做匀速直线运动,B物体在水平皮带上跟随皮带一起做匀速直线运动,C物体沿着倾斜的皮带一起匀速直线运动,D物体沿着竖直墙壁向下做匀速直线运动,现在不考虑空气阻力,试分析它们是否受摩擦力?
图
(1)图
(2)图(3)图(4)
【例3】将木块放在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向拉动使其运动,下列操作能使木块受到的滑动摩擦力增大的是()
A.增大木块的拉力B.改变木块的运动方向
C.在木块上加上砝码D.使木块的速度增大
【例4】如图(a)所示,物体甲重30N,被50N的水平压力F甲压在竖直墙壁上保持静止.如图(b)所示,物体乙重60N,在40N的水平拉力F乙作用下,沿水平桌面匀速向右运动,则物体甲受到的摩擦力f甲和物体乙受到的摩擦力f乙分别是( )
A.f甲=30N,f乙=60NB.f甲=30N,f乙=40N
C.f甲=50N,f乙=60ND.f甲=50N,f乙=40N
【例5】如图所示,叠放在一起的物体A和B,在大小为F的恒力作用下沿水平面做匀速直线运动,则下列结论中正确的是( )
A.甲、乙两图中物体A均受到地面对它的摩擦力大小均为F
B.甲、乙两图中物体B所受摩擦力大小均为F
C.甲图中物体A受到地面对它的摩擦力为0,物体B受到的摩擦力为F
D.乙图中物体A受到地面对它的摩擦力为F,物体B受到的摩擦力为0
【例6】关于压力,下列说法正确的是()
A.压力的方向一定垂直于物体间接触表面
B.压力的大小一定等于物体的重力
C.压力的方向有时垂直于物体间接触表面,有时不垂直于物体间接触表面
D.压力的大小一定小于物体的重力
【例7】两块完全相同的砖,每块砖的长、宽、高之比为4:
2:
1,图乙的四种方法中,有两种与图甲放法对水平地面的压强相等,它们是()
甲①②③④
A.①和②B.②和③C.③和④D.②和④
【例8】如下图所示的四种动物器官中,具有增大压强功能的是()
ABCD
【例9】少林功夫名扬天下,“二指禅”绝活令人称奇。
表演时,人体倒立,只用
中指和食指支撑全身的重量,如图所示,这时两手指对地面的压强最接近于()
A.3×
102PaB.3×
104Pa
C.3×
106PaD.3×
108Pa
【例10】
(1)一块厚度为5厘米,密度为2.5×
103千克/米3的砖平放在水平地面上,如图(甲)所示,它对地面的压强是多少帕?
(2)用这种砖砌墙,在每上、下两层砖及砖与水平墙基的缝隙间,充满厚度为1厘米,密度为2.0×
103千克/米3的水泥浆(设同层砖之间无缝隙),如图(乙)所示。
若墙基能承受的最大压强是4.35×
105帕,该墙最多能砌多高?
(
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