光陰似箭,日月如梭,一年一度的中考即將來了,初二的期末考試也為期不遠,初二初三的學生都已經在緊張複習的路上。
如何在中考前以及期末考試前的最後幾周讓物理成績有更大的突破,或者快速提高成績呢?
其實,最後衝刺階段,只要做到一點,就能獲得突破,快速提高物理成績!
這點就是研究錯題,尤其要注意同類題型的錯題歸納總結!
我們今天就來研究一類中考物理必考、期末也必考的易錯常錯題——“摩擦力”的相關知識點與解法!
我們先來總結一下摩擦力的相關知識點:中考或者期末考試重點考查靜摩擦力以及滑動摩擦力的大小與方向,尤其以大小變化為考查重點。
關於摩擦力的方向,初中生只需要知道兩種方法辨別即可順利解決:
1.根據受力平衡法判斷摩擦力方向!此法最常見,比如物體水平靜止或者勻速運動時,摩擦力方向與推力方向相反;物體豎直方向靜止時,靜摩擦力方向與重力方向相反等。
2.根據摩擦力的定義判斷摩擦力方向!只需要知道摩擦力的方向與相對運動或者相對運動趨勢的方向相反,就能快速得解。
關於考查重點:摩擦力的大小,分別從靜摩擦力和滑動摩擦力要牢記以下兩種情況的解法:
1.靜摩擦力的大小:透過受力平衡法解決。常見的為二力平衡法求解。比如物體在水平推力的作用下水平靜止,只要物體沒有發生相對移動,則一直為靜摩擦力,那麼靜摩擦力的大小就一直等於推力:推力變大,靜摩擦力也變大;推力變小,靜摩擦力也變小!
2.滑動摩擦力的大小:通常根據物體在勻速運動時,滑動摩擦力等於其平衡力(一般為推力或者拉力)的方法求得!題中往往會改變推力或者拉力的大小,此時一定要牢記:滑動摩擦力的大小隻取決於“壓力大小”和“接觸面的粗糙程度”!當推力或者拉力變化時,滑動摩擦力大小並不變!
下面,我們以八道常考易錯題為例,對此類題進行考前練習:先來看第一道題:
上面這道題,不只是考查了摩擦力,還考查了平衡力與相互作用力的區別。
當車沒有被推動時,如果從高中物理的角度來解釋原因的話,是因為推力小於最大靜摩擦力,然而初中沒有學習此知識點,因此,我們只需要從物體的運動情況來分析受力情況即可。由於“車未被推動”,因此車處於“靜止”狀態,因此物體受力平衡!所以,靜摩擦力大小等於推力!A錯,C對。關於B選項,人推車的力與車推人的力是一對相互作用力,大小也應該相等,所以B錯!D類似!
再來看第二道題:
手握瓶子的問題很經典,會從初中一直考到高中。
此時,我們依然從瓶子的運動狀態入手,由於瓶子靜止不動,所以瓶子受力平衡,因此,在豎直方向上,瓶子受到豎直向下的重力和豎直向上的靜摩擦力!二力相等!而在水平方向上,瓶子只受到向內的壓力,此壓力與重力大小方向均沒有任何關係!所以此二者不是一對平衡力。加水後,重力變大,瓶子依然未動,所以此時的靜摩擦力大小等於此時的重力,因此靜摩擦力也隨之變大!由此得解。
我們接著來看第三道題:
物體在水平向右的拉力作用下,先是靜止,因此拉力等於靜摩擦力;然後當拉力F=4N時,物體勻速運動,所以,此時變成了滑動摩擦力,此滑動摩擦力與拉力為一對平衡力,大小相等,此後,無論拉力變成多大,影響滑動摩擦力大小的因素都不再變化,所以滑動摩擦力大小依然為4N,也就是說,我們正是透過物體勻速運動時得到滑動摩擦力大小的!
再來看第四道題:
題目上去就告訴我們物體勻速運動,於是我們瞬間得到此時的滑動摩擦力與拉力為一對平衡力,大小相等!因此,即便拉力被撤掉,只要物體還在發生相對運動,而且影響滑動摩擦力的兩個因素也不變的話,此後的滑動摩擦力大小就不會再變!因此選C。
再來看個比較複雜的第五道綜合題:
由於有部分學生不能順利讀取影象中的有效資訊,導致本題出錯率較高。
其實本題的突破口就在於透過運動情況分析受力情況!
也就是說要先透過丙圖得到物體的運動情況,然後分析出對應階段的受力情況。
我們要從兩個特殊階段找到突破口,比如,0-3s,物體速度為零,即處於相對靜止狀態,因此,此時物體受到靜摩擦力,且靜摩擦力與推力是一對平衡力,二者大小相等,透過乙圖可知,此時的靜摩擦力大小為30N。再看9-12s,物體速度不變,即處於勻速運動狀態,因此,此時物體受到滑動摩擦力,且滑動摩擦力與此時的推力為一對平衡力,二者大小也相等,透過乙圖可知,此時的滑動摩擦力大小為60N。然後我們分析另外兩個階段,一為加速、一為勻速,物體都處於相對運動狀態,因此所受摩擦力均為滑動摩擦力,由於影響滑動摩擦力的“大小”和“接觸面粗糙程度”沒變,因此,這兩個階段的滑動摩擦力都與物體勻速運動時的滑動摩擦力大小相等!
由此得解!
第六道:
本題第一問,與前面所述相同,依然根據勻速運動時滑動摩擦力大小等於拉力得解。
第二空,考查的也依然是“影響滑動摩擦力大小的因素”。當把物體疊放後,壓力並沒有改變,接觸面粗糙程度也沒變,由於這兩個影響因素不變,因此滑動摩擦力大小不變。同樣的,拉力變大後,只不過物體加速運動而已,滑動摩擦力大小也依然不變!
第七道:
此題綜合了路程時間影象的識別、平衡力、動能、功等知識點,綜合性較強。
首先我們透過乙圖,可以看出木板兩次都在做勻速運動,因此木塊所受滑動摩擦力大小都等於拉力大小。而兩次都是“在同一木板上”,所以接觸面粗糙程度不變,拉動“同一木塊”,所以壓力不變,因此滑動摩擦力大小不變,所以兩次的拉力相同!
由於動能大小取決於質量和速度,而木塊質量不變,第一次的速度大,所以第一次的動能更大!
要求得兩次做功大小關係,就只需要再知道拉動距離就可以,但是本題並沒有給出拉動時間關係,所以不知道距離大小關係,也就無法判斷功的大小關係。
再看最後第八道:
本題和上題極為類似,但是本題給了一個條件“在相同的運動時間裡”,所以拉力所做的功就可以得出大小關係了。
透過以上分析,相信初二初三的同學們對摩擦力的相關習題解法有了更深的理解,多研究研究錯題吧,尤其是進行同類錯題的歸納總結,是最後衝刺複習階段快速提高物理成績的不二之選。