張娜
摩擦力知識是力學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn),它能有效地考查同學(xué)們的思維能力,是中考命題的高頻考點(diǎn)。下面結(jié)合2022年中考命題熱點(diǎn)歸類剖析,逐一突破。
類型題一:增大和減小摩擦的方法
【解題策略】明確增大和減小摩擦的方法是解決問題的關(guān)鍵。增大摩擦的方法有3種:(1)使接觸面變粗糙;(2)增大壓力;(3)變滾動為滑動。減小摩擦的方法有4種:(1)使接觸面變光滑;(2)減小壓力;(3)變滑動為滾動;(4)使接觸面分離。
例1 (2022·山東·青島)“低碳環(huán)保,綠色出行”已成為共識。自行車是便捷環(huán)保的交通工具,以下有關(guān)自行車的設(shè)計(jì)和操作可以減小摩擦的是( )。
A. 輪胎表面有凹凸不平的花紋
B. 給軸承加潤滑油
C. 用力捏閘,使車更快地停下來
D. 剎車時(shí),使車輪由滾動變?yōu)榛瑒?/p>
解析:輪胎表面有凹凸不平的花紋,是在壓力一定時(shí),通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力,故A不合題意;給軸承加潤滑油,是通過使接觸面脫離的方法減小摩擦力,故B符合題意;用力捏閘,使車更快地停下來,是在接觸面粗糙程度一定時(shí),通過增大壓力來增大摩擦力,故C不合題意;剎車時(shí),使車輪由滾動變?yōu)榛瑒?,可以增大摩擦力,故D不合題意。答案:B。
類型題二:摩擦力方向的判斷
【解題策略】根據(jù)摩擦力總是與物體相對接觸面的運(yùn)動方向(或者相對接觸面的運(yùn)動趨勢的方向)相反,確定摩擦力的方向。
例2 (2022·浙江·溫州)跑步是一種健身方式。人沿水平直道跑步,右腳后蹬時(shí),下圖中箭頭表示右腳受到的摩擦力方向正確的是( )。
解析:因?yàn)槟Σ亮Φ姆较蚩偸桥c物體相對運(yùn)動或相對運(yùn)動的趨勢的方向相反,人沿水平直道跑步,右腳后蹬時(shí),右腳相對于地面有向后運(yùn)動的趨勢,因此所受地面摩擦力方向向前,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。答案:C。
類型題三:定性比較摩擦力的大小
【解題策略】運(yùn)用平衡力來判斷摩擦力的大小是解題的關(guān)鍵。方法如下:(1)首先辨別是靜摩擦力還是滑動摩擦力;(2)其次明確研究對象所處的平衡狀態(tài);(3)最后利用二力平衡比較水平方向(或豎直方向)的摩擦力大小是否改變。
例3 (2022·黑龍江,多選)如右圖所示,物體A在水平方向的力F的作用下,靜止在豎直墻壁上。當(dāng)水平力減小為[14]F時(shí),物體A恰好沿豎直墻壁勻速下滑,此時(shí)對于物體A的描述正確的是( )。
A. 其所受摩擦力和原來一樣 B. 其摩擦力等于重力
C. 其所受摩擦力為原來的 [54] D. 其所受摩擦力為原來的[14]
解析:物體在豎直墻壁上靜止和勻速下滑時(shí),都是平衡狀態(tài),豎直方向上所受的重力和摩擦力是一對平衡力,根據(jù)二力平衡的條件可知摩擦力大小等于重力大小,而重力大小不變,所以摩擦力的大小不變,故A、B正確。答案:AB。
類型題四:摩擦力大小的計(jì)算
【解題策略】首先明確研究對象所受的是靜摩擦力還是滑動摩擦力,若是靜摩擦力,靜摩擦力的大小在數(shù)值上等于與之平衡的力的大??;若是滑動摩擦力,分析影響滑動摩擦力的兩個(gè)因素是否改變,若兩者都不改變,則滑動摩擦力的大小不變,其數(shù)值等于物體處于平衡狀態(tài)時(shí)與之平衡的力的大小。
例4 (2022·四川·南充)粗糙水平面上一木箱重200 N,當(dāng)用50 N的水平推力推木箱時(shí),木箱靜止不動,此時(shí)木箱受到水平方向的摩擦力為______N;當(dāng)用100 N的水平推力推木箱時(shí),木箱恰能做勻速直線運(yùn)動;當(dāng)用150N的水平推力推木箱時(shí),木箱受到水平方向的摩擦力為______N。
解析:木箱受到50 N的水平推力時(shí),木箱處于靜止?fàn)顟B(tài),在水平方向上木箱受到推力和靜摩擦力的作用,這兩個(gè)力是一對平衡力,大小相等,則木箱受到的靜摩擦力f = F = 50 N。木箱受到100 N水平推力時(shí),木箱恰好做勻速直線運(yùn)動,在水平方向上木箱受到推力和滑動摩擦力的作用,這兩個(gè)力是一對平衡力,大小相等,則木箱受到的滑動摩擦力f滑 = F' =100 N。如果水平推力變成150 N,因壓力大小和接觸面的粗糙程度不變,所以滑動摩擦力的大小仍然是100 N。答案:50;100。