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接触面的粗糙程度
压力的大小
0.6
当压力大小一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
解:壶运动员进行蹬冰的脚的鞋底用橡胶制成,这是增大鞋与冰面的接触面的粗糙程度。
A
有益
有益
2.8
2.8
D
【分析】
1. 猜想与假设:先结合题目给出的两个现象思考,现象一中蹬冰脚和滑行脚的鞋底材料不同,本质是接触面粗糙程度不同;现象二中运动员蹬冰时用力,会改变脚对冰面的压力大小,由此可猜想滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面粗糙程度有关。
2. 分析与论证(1):首先确定弹簧测力计的分度值,图(a)中弹簧测力计每大格为1N,平均分成5小格,因此分度值是0.2N,指针指向0.6N;由于木块做匀速直线运动,拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,所以滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。
3. 分析与论证(2):对比图(b)和(c),要先找控制的变量和改变的变量,两图中木块对木板的压力相同(木块和砝码总重不变),改变的是接触面的粗糙程度(丙比乙更粗糙),再看弹簧测力计示数变化,丙的示数更大,说明滑动摩擦力更大,由此归纳出对应结论。
4. 分析与论证(3):结合冰壶运动的实际场景,从增大接触面粗糙程度或增大压力的角度寻找措施,再用实验得出的滑动摩擦力影响因素结论进行解释即可。
【解析】
猜想与假设
根据题目中的两个现象:现象一的不同鞋底粗糙程度有差异,现象二的蹬冰用力改变了压力大小,因此猜想滑动摩擦力大小与压力大小和接触面粗糙程度有关。
分析与论证
(1) 先确定弹簧测力计的分度值为0.2N,图(a)中指针指向0.6N;因为木块匀速滑动时,拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,所以木块受到的滑动摩擦力等于拉力,为0.6N。
(2) 图(b)和(c)中,控制木块对木板的压力大小相同,改变了接触面的粗糙程度(丙木板更粗糙),弹簧测力计的示数更大,说明滑动摩擦力更大,因此得出结论:当压力大小一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3) 冰壶运动中增大摩擦的措施:蹬冰脚的鞋底用橡胶制成。
解释:橡胶鞋底的接触面更粗糙,根据实验结论,在压力一定时,增大接触面的粗糙程度可以增大滑动摩擦力,便于运动员蹬冰时发力。
【答案】
【猜想与假设】压力大小;接触面粗糙程度
【分析与论证】
(1) $\boldsymbol{0.6}$
(2) 当压力大小一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
(3) 示例:蹬冰脚的鞋底用橡胶制成;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度,从而增大滑动摩擦力
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素;二力平衡;弹簧测力计读数
【点评】
本题将滑动摩擦力的实验探究与冰壶运动的实际场景结合,既考查了实验数据分析、归纳结论的能力,也考查了物理知识在生活实际中的应用,体现了物理与生活的紧密联系,有助于提升学生运用知识解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.6
【分析】
要解决这道题,需先明确每个选项中的现象与摩擦力的关联,再通过“假设无摩擦”的反向推导,逐一判断各现象是否能发生,最终找出不可能发生的选项。具体来说,就是先回忆生活中各行为依赖的摩擦作用,再分析失去摩擦后该行为是否还能实现。
【解析】
对每个选项逐一分析:
1. A选项:老师用粉笔在黑板上写字,依靠的是粉笔与黑板之间的摩擦力,摩擦力能让粉笔粉末留在黑板上形成字迹。若没有摩擦,粉笔无法在黑板上留下痕迹,因此该现象不可能发生。
2. B选项:人走路时,鞋底与地面的摩擦力为人体提供前进的动力,失去摩擦后人脚会在地面打滑,无法获得前进的动力,所以人无法走路,该现象可能发生。
3. C选项:火柴头划燃是利用摩擦生热,使温度达到火柴头的着火点,没有摩擦就无法产生足够热量让温度达标,火柴头难以划燃,该现象可能发生。
4. D选项:自行车刹车依靠刹车片与车轮间的摩擦力来阻碍车轮转动,没有摩擦时刹车片无法对车轮产生阻力,刹车会失灵,该现象可能发生。
综上,不可能发生的是A选项。
【答案】
A
【知识点】
摩擦力的实际应用、摩擦生热
【点评】
本题考查摩擦力在日常生活中的应用,需要结合生活经验分析现象与摩擦的关联,引导学生将物理知识与生活实际结合,加深对摩擦力作用的理解。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这道题,首先需明确有益摩擦和有害摩擦的判断标准:对人们的生产生活有积极帮助、能实现预期目的的摩擦是有益摩擦,反之则是有害摩擦。
对于擦黑板的场景,我们的目的是擦掉黑板上的粉笔字,黑板擦与黑板之间的摩擦能使粉笔灰脱离黑板,帮助达成擦净黑板的目的,因此属于有益摩擦;
对于走路的场景,正常走路时我们需要借助鞋底与地面的摩擦来获得前进的动力,同时防止滑倒,这个摩擦保障了行走的正常进行,所以也属于有益摩擦。
【解析】
擦黑板时,黑板擦与黑板之间的摩擦可以去除黑板上的粉笔字,帮助我们完成擦黑板的任务,对我们的行为有积极作用,因此是有益摩擦;正常走路时,鞋底与地面之间的摩擦能够防止人滑倒,并且为人体向前运动提供动力,保障行走顺利进行,因此也是有益摩擦。
【答案】
有益;有益
【知识点】
有益与有害摩擦的判断
【点评】
本题结合生活中的常见场景考查摩擦的分类,注重物理知识与实际生活的联系,要求学生能根据摩擦的作用判断其类型,难度较低,有助于培养学生用物理知识解释生活现象的能力。
【难度系数】
0.9
【分析】
首先需要确定弹簧测力计的示数,根据物体匀速直线运动的状态,利用二力平衡条件得出摩擦力大小;再根据滑动摩擦力的影响因素,分析拉力增大时摩擦力的变化情况。具体思路为:先读弹簧测力计示数,结合二力平衡求匀速运动时的摩擦力;再根据压力和接触面粗糙程度不变,判断拉力增大后摩擦力的大小。
【解析】
1. 读取弹簧测力计示数:弹簧测力计的分度值为0.2N,从图中可知其示数为2.8N。
2. 求匀速运动时的摩擦力:物体沿直线匀速运动,处于平衡状态,此时拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件,二者大小相等,所以此时物体受到的摩擦力为2.8N。
3. 分析拉力增大后的摩擦力: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,当弹簧测力计的示数增大为5N时,物体对接触面的压力大小不变,接触面的粗糙程度也不变,因此物体受到的滑动摩擦力大小不变,仍为2.8N。
【答案】
2.8;2.8
【知识点】
弹簧测力计读数、二力平衡、滑动摩擦力影响因素
【点评】
本题综合考查弹簧测力计的读数、二力平衡条件的应用及滑动摩擦力的影响因素,需明确滑动摩擦力只与压力和接触面粗糙程度有关,与拉力大小无关,这是解决第二空的关键。
【难度系数】
0.7
【分析】
要解决这道题,首先需要明确摩擦力的分类(静摩擦力和滑动摩擦力)以及它们的产生条件、大小影响因素。解题时需逐一分析每个选项,结合摩擦力的相关概念判断对错:首先回忆静摩擦力的产生是物体有相对运动趋势但静止的情况,以此判断A、D选项;再明确摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度有关,而非直接与重力、拉力相关,以此分析B、C选项。
【解析】
逐一分析各选项:
A选项:当物体有相对运动趋势时,即使静止也会受到静摩擦力,如静止在斜面上的物体受静摩擦力,故A错误。
B选项:摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度有关,只有当压力等于重力时,重力增加才可能使摩擦力增大,若压力与重力无关(如手压在墙上的物体),重力增加摩擦力不变,故B错误。
C选项:滑动摩擦力大小与拉力无关,仅由压力和接触面粗糙程度决定;静摩擦力大小等于使物体产生相对运动趋势的外力,若物体静止,静摩擦力随拉力增大而增大,但并非所有情况摩擦力都随拉力增大而增大,故C错误。
D选项:静止的物体可能受静摩擦力,运动的物体可能受滑动摩擦力或静摩擦力(如随传送带匀速运动的物体受静摩擦力),因此物体无论静止还是运动都有可能受到摩擦力的作用,故D正确。
【答案】
D
【知识点】
摩擦力的产生条件;摩擦力大小的影响因素
【点评】
本题考查摩擦力的相关概念,需明确静摩擦力与滑动摩擦力的产生条件及大小影响因素,避免混淆摩擦力与重力、拉力的关系,注重对物理概念的理解。
【难度系数】
0.7