以下是一道初三摩擦力的难题及相关例题:
难题:
在水平桌面上放置一本书,用力推它却没推动,用手压书本的一角,书就推动了,可见书所受的推力与摩擦力大小相等。那么书所受的摩擦力的大小是不是与压力成正比呢?为此我们保持接触面粗糙程度不变,改变压力,测出摩擦力进行如下实验。
(1)实验目的:探究摩擦力与压力大小的关系;
(2)实验器材:弹簧测力计、细线、质量相等的棉布、木块等;
(3)实验步骤:
①把木块平放在桌面上,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在桌面上做匀速直线运动,读出此时弹簧测力计的示数为F1;
②在木块上加一适当压力后,再用弹簧测力计拉着木块在桌面上做匀速直线运动,读出此时弹簧测力计的示数为F2;
③改变压力重复实验。
根据上述实验情景,回答下列问题:
(1)实验中,应使木块做匀速直线运动,这样做的目的是为了便于比较木块受到的摩擦力与_____的关系。
(2)本实验中,要保证接触面粗糙程度不变,而改变压力大小。实验中通过多次测量并分析数据得出结论:接触面粗糙程度不变时,摩擦力的大小跟作用在物体表面上的压力大小成正比。这种方法叫控制变量法。在物理学中,许多研究问题的方法也是相同的。比如_____实验就是利用了这种方法。
(3)例题:在探究摩擦力大小与哪些因素有关的实验中,利用了弹簧测力计和长木板来测量摩擦力大小。请再举一个与此不同的实验器材和方法来探究摩擦力的大小与哪些因素有关。例:实验器材:毛巾、弹簧测力计、小车等;实验方法:把小车放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉动小车做匀速直线运动,读出示数即可求出小车受到的滑动摩擦力大小。
相关例题:
例题:一个重为5N的物体放在水平桌面上,在1N的水平推力作用下静止不动,则物体受到的摩擦力为_____N;接着用2N的水平推力使物体继续在桌面上运动,此时物体受到的摩擦力为_____N;如果用5N的力继续拉着它运动时,此时物体受到的摩擦力为_____N。
(1)本题考查了学生对二力平衡条件的应用及二力平衡条件的应用的理解和掌握,注意:物体的运动速度和受力不等时,不能判断摩擦力的变化。
(2)静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用,根据平衡力的条件判断力的大小和方向是常用的方法。
解:($3$)物体在$1N$的水平推力作用下静止不动,此时物体受到平衡力的作用,在水平方向上摩擦力和拉力是一对反作用力,大小相等,即$f = F = 1N$;当水平推力为$2N$时,物体做匀速直线运动状态时受到的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力,则$f = F = 2N$;当水平推力为$5N$时,由于接触面的粗糙程度和压力大小不变,所以摩擦力大小不变,仍为$2N$。
故答案为:($1$)拉力;($2$)探究压力大小对滑动摩擦力的影响;($3$)$1$;$2$;$2$。
(1)静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用;
(2)静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用,二力平衡条件:大小相等、方向相反、同一直线、同一物体;
解:($1$)一个重为$5N$的物体放在水平桌面上,在$1N$的水平推力作用下静止不动,此时物体受到平衡力的作用,在水平方向上摩擦力和拉力是一对反作用力,大小相等即等于$1N$;接着用$2N$的水平推力使物体继续在桌面上运动时,此时物体受到的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力则滑动摩擦力和推力相等也是$2N$;如果用$5N$的力继续拉着它运动时由于压力变大所以滑动摩擦力变大所以此时物体受到的摩擦力为$5N$。
故答案为:本题考查了学生对二力平衡条件的应用及二力平衡条件的应用的理解和掌握情况.
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初三摩擦力难题及例题
难题:
在水平面上有一木块,木块质量为m,它与地面之间的摩擦因数为μ。现在用一个水平力F推木块,使其做匀加速直线运动。已知重力加速度为g,求木块的加速度a。
例题:
在水平地面上,一个质量为2kg的物体,它与地面之间的摩擦因数为0.4。现在用一个大小为24N的水平推力,使物体做匀加速直线运动。求物体在地面上滑行的加速度大小和方向。
分析:
对于摩擦力问题,首先要明确摩擦力与哪些因素有关,以及摩擦力的方向如何。其次,要掌握牛顿第二定律的应用,根据物体的质量、所受的合外力,求出物体的加速度。
解:
根据题意,物体在地面上滑动时受到的摩擦力为滑动摩擦力,其大小为:
f = μFn = μmg
其中,Fn为正压力。
根据牛顿第二定律,物体的加速度为:
a = frac{F - f}{m} = frac{F - μmg}{m}
其中,F为推力,f为滑动摩擦力。
对于本题而言,物体受到的推力为24N,质量为2kg,滑动摩擦力为0.4×20=8N,所以物体的加速度为:
a = frac{F - 8}{2} = frac{24 - 8}{2} = 7m/s^2
方向与推力方向相同。
初三摩擦力难题
问题:一个物体在水平地面上做匀速直线运动,请分析一下这个物体受到哪几个力的作用?各有什么关系?
分析:物体在水平地面上做匀速直线运动,说明它处于平衡状态,因此受到平衡力的作用。根据牛顿第一定律,一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。因此,物体受到的力一定是平衡力。
根据二力平衡的条件,两个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上。因此,物体受到的重力和支持力是一对平衡力;而物体在水平方向上受到的推力和摩擦力也是一对平衡力。
例题:一个重为50牛的物体放在水平地面上,用10牛的水平推力使它做匀速直线运动,求物体受到的摩擦力是多少牛?
分析:物体在水平地面上做匀速直线运动,说明它处于平衡状态,受到平衡力的作用。根据二力平衡的条件,推力和摩擦力是一对平衡力。因此,物体受到的摩擦力等于推力的大小,即f = F = 10牛。
摩擦力的影响因素:
摩擦力的大小与压力、接触面的粗糙程度有关。在其他条件相同时,压力越大,摩擦力越大;接触面越粗糙,摩擦力越大。
解题技巧:
在解题时,首先要分析物体的受力情况,根据二力平衡的条件判断摩擦力的大小和方向。然后根据题目要求选择合适的公式进行计算。
总之,摩擦力是初中物理中一个重要的知识点,需要同学们认真掌握。通过多做题、多练习,不断提高自己的解题能力。