摩擦力教案高中
發(fā)表時間:2020-09-28摩擦力學(xué)案。
摩擦力學(xué)案
1.摩擦力
(1)定義:兩個相互接觸的物體,當(dāng)它們發(fā)生________________或具有________________時,在接觸面上產(chǎn)生阻礙________________或________________的力.
(2)分類:①________________;②________________.
(3)條件①物體接觸且;②接觸面;③物體間有或.
2.靜摩擦力
(1)定義:兩個只有________________,沒有相對運(yùn)動的物體間的摩擦力.
(2)產(chǎn)生條件:①兩個物體直接接觸且________________;②接觸面________;③物體間有________________.
(3)大小:是可變的,變化范圍為________________,其中Fmax為靜摩擦力的最大值,叫________________.
(4)方向:與接觸面________并且與物體間________運(yùn)動趨勢方向________.
3.滑動摩擦力
(1)定義:兩個相互接觸的物體,當(dāng)發(fā)生__________________時,在接觸面間產(chǎn)生的阻礙物體________________的力叫滑動摩擦力.
(2)產(chǎn)生條件:①兩物體直接接觸且________________;②接觸面________;③發(fā)生_______.
(3)大?。夯瑒幽Σ亮的大小與物體間________________________FN的大小成正比,即F=μFN,式中μ為比例系數(shù),叫____________,其大小與接觸面的材料和粗糙程度有關(guān),而與受力面積、物體運(yùn)動的速度等因素?zé)o關(guān).
(4)方向:與接觸面________并且與物體間________________的方向相反.
一、靜摩擦力
[問題情境]
圖1
我們先來做個小實驗,體驗一下摩擦力.
把木塊放在水平桌面上,用彈簧測力計沿水平方向拉木塊,如圖1所示.
(1)當(dāng)測力計的示數(shù)為1N時,木塊沒有動.
(2)逐漸增大拉力到2N時,木塊仍靜止.
(3)繼續(xù)增大拉力到4N時,木塊開始移動,此時拉力突然變小到3.8N,此后木塊勻速運(yùn)動,拉力不變.
請對以上三種現(xiàn)象作出分析.
[要點提煉]
1.兩個相互接觸擠壓而保持相對靜止的物體,當(dāng)它們之間存在相對運(yùn)動趨勢時,在它們的接觸面上會產(chǎn)生阻礙物體間相對運(yùn)動的力,這種力叫做________________.
2.使物體由靜止開始運(yùn)動的最小的水平拉力(或推力),是物體所受靜摩擦力的最大值,這個最大值叫做________________.
3.靜摩擦力產(chǎn)生的條件:①物體____________且相互擠壓;②接觸面粗糙;③兩物體間有相對運(yùn)動趨勢.
4.靜摩擦力的大小與正壓力無關(guān),但最大靜摩擦力的大小與正壓力成____比.
5.靜摩擦力的方向與相對運(yùn)動趨勢方向相反,即其效果是阻礙物體間的________運(yùn)動.
[問題延伸]
圖2
如圖2所示,A、B兩物體豎直疊放在水平面上,今用水平力F拉物體A,兩物體一起勻速運(yùn)動,試分析A、B所受靜摩擦力的方向.
二、滑動摩擦力
[問題情境]
一輛汽車正在奔馳,司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)前方有危險,于是立即緊急剎車.車終于停下,路面上留下兩條清晰的剎車痕跡,你能解釋車停止運(yùn)動的真正原因嗎?
[要點提煉]
1.滑動摩擦力:一個物體在另一個物體表面上滑動的時候,會受到另一個物體______________的力,這種力叫做滑動摩擦力.
2.滑動摩擦力產(chǎn)生的條件
①接觸面粗糙;②兩物體相互接觸且存在彈力;③兩物體間有________________.
3.滑動摩擦力的方向
總是沿著__________________________,且與________________的方向相反.
4.滑動摩擦力的大小
滑動摩擦力跟________成正比,也就是跟一個物體對另一個物體表面的垂直作用力成正比.
公式:F=μFN,μ為動摩擦因數(shù),取決于兩物體的________和接觸面的________________,與接觸面的面積________.
[問題延伸]
圖3
如圖3所示,物體A、B一起向右運(yùn)動,速度分別為vA=2m/s,vB=1m/s.
請分析A、B兩物體受到的滑動摩擦力的方向,并回答滑動摩擦一定阻礙物體的運(yùn)動嗎?
圖4
例1有三個相同的物體疊放在一起,置于粗糙水平面上,物體之間不光滑,如圖4所示.現(xiàn)用一水平力F作用在B物體上,物體仍保持靜止,下列說法正確的是()
A.C受到地面的摩擦力大小為F,方向水平向左
B.A受到水平向右的摩擦力作用
C.B對C的摩擦力方向為水平向右
D.C和地面間無摩擦力的作用
變式訓(xùn)練1下列關(guān)于物體受靜摩擦力作用的敘述中,正確的是()
A.靜摩擦力的方向一定與物體的運(yùn)動方向相反
B.靜摩擦力的方向不可能與物體的運(yùn)動方向相同
C.靜摩擦力的方向可能與物體的運(yùn)動方向垂直
D.靜止的物體所受的靜摩擦力一定為零
圖5
例2如圖5所示,一物體在動摩擦因數(shù)μ=0.2的水平面上向左運(yùn)動,物體質(zhì)量為10kg,它在運(yùn)動過程中還受到一個水平向右的大小為20N的拉力作用,則物體受到的摩擦力為()
A.0N
B.20N,水平向右
C.40N,水平向右
D.20N,水平向左
圖6
變式訓(xùn)練2如圖6所示,一木塊放在水平桌面上,在水平方向共受到三個力的作用,木塊處于靜止?fàn)顟B(tài).其中F1=10N,F(xiàn)2=2N,若撤去力F1,則木塊在水平方向受到的摩擦力為()
A.8N,方向向右B.6N,方向向右
C.2N,方向向右D.0
圖7
例3質(zhì)量為2kg的物體靜止在水平地面上,如圖7所示,物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.5,最大靜摩擦力與滑動摩擦力視為相等,給物體一水平推力.(取g=10N/kg)
(1)當(dāng)推力大小為5N時,地面對物體的摩擦力是多大?
(2)當(dāng)推力大小為12N時,地面對物體的摩擦力是多大?
拓展探究(1)物體運(yùn)動后將推力變?yōu)?0N,地面對物體的摩擦力多大?
(2)物體運(yùn)動過程中突然把推力去掉,此時地面對物體的摩擦力多大?
【效果評估】
1.關(guān)于摩擦力,下列說法中正確的是()
A.兩個接觸的相對靜止的物體間一定有摩擦力
B.受靜摩擦作用的物體一定是靜止的
C.滑動摩擦力方向可能與運(yùn)動方向相同
D.物體間正壓力一定時,靜摩擦力的大小可以變化,但有一個限度
2.下列說法中正確的是()
A.兩個相互接觸的物體之間一定有彈力作用
B.一個物體靜止在另一個物體的表面上,它們之間一定不存在摩擦力的作用
C.兩個物體之間如果有彈力的作用,就一定有摩擦力的作用
D.兩個物體之間如果有摩擦力的作用,就一定有彈力的作用
圖8
3.如圖8所示,用水平力F將同種材料不同質(zhì)量的物體壓到一豎直墻壁上,下列說法正確的是()
A.若物體保持靜止,則F越大,物體所受摩擦力越大
B.若物體保持靜止,則質(zhì)量越大,物體所受摩擦力越小
C.若物體沿墻壁向下滑動,則F越大,物體所受摩擦力越大
D.若物體沿墻壁向下滑動,則質(zhì)量越大,物體所受摩擦力越大
4.用一根長20cm,勁度系數(shù)為k=200N/m的彈簧水平拉著放在水平桌面上的質(zhì)量為1kg的木塊,彈簧的長度逐漸伸長到22.4cm時木塊開始運(yùn)動,當(dāng)彈簧的長度為21.7cm時,木塊在桌面上做勻速直線運(yùn)動.則:
(1)木塊受到的最大靜摩擦力多大?靜摩擦力的變化范圍怎樣?
(2)木塊和桌面間的動摩擦因數(shù)是多少?
(3)木塊滑動過程中,當(dāng)彈簧的長度小于或大于21.7cm時滑動摩擦力如何變化?(好句摘抄網(wǎng) wWw.799918.Com)
參考答案
課前自主學(xué)習(xí)
1.(1)相對運(yùn)動相對運(yùn)動趨勢相對運(yùn)動相對運(yùn)動趨勢(2)①靜摩擦力②滑動摩擦力
(3)①相互擠壓②粗糙③相對運(yùn)動相對運(yùn)動趨勢
2.(1)相對運(yùn)動趨勢(2)①相互擠壓②粗糙③相對運(yùn)動趨勢(3)0F靜≤Fmax最大靜摩擦力(4)相切相對相反
3.(1)相對滑動相對運(yùn)動(2)①相互擠壓②粗糙③相對滑動(3)相互擠壓的彈力動摩擦因數(shù)(4)相切相對滑動
核心知識探究
一、
[問題情境]
(1)當(dāng)拉力為1N時,木塊有相對桌面運(yùn)動趨勢,但沒有動,是因為木塊除受1N的拉力外,還受到桌面對它的一個力的作用,這個力與1N的拉力大小相等,方向相反.
(2)當(dāng)拉力增大到2N時,木塊仍靜止,但它相對桌面運(yùn)動的趨勢更加“強(qiáng)烈”,此時桌面對木塊的作用力為2N.
(3)當(dāng)拉力增大到4N時,木塊開始移動,說明“4N的力”是使木塊開始運(yùn)動所需的最小力,此時桌面對木塊的力也為4N.木塊運(yùn)動起來以后,拉力變?yōu)?.8N,這個力是保證木塊勻速運(yùn)動所需要的力.
[要點提煉]
1.靜摩擦力
2.最大靜摩擦力
3.接觸
4.正
5.相對
[問題延伸]
A受向左的靜摩擦力,B受向右的靜摩擦力;A受靜摩擦力是阻力,B受靜摩擦力是動力.
二、
[問題情境]
路面給車一個摩擦力,使車停止運(yùn)動.
[要點提煉]
1.阻礙它滑動
2.③相對運(yùn)動
3.接觸面的切線方向相對運(yùn)動
4.壓力材料粗糙程度無關(guān)
[問題延伸]
如果以A為參考系,則B相對于A向左運(yùn)動,所以B受到A向右的滑動摩擦力,可見,物體的相對運(yùn)動方向和實際運(yùn)動方向有時并不相同.還可以看出A給B的滑動摩擦力與B的實際運(yùn)動方向相同,促進(jìn)B的運(yùn)動而不是阻礙B的運(yùn)動.
解題方法探究
例1AC[在選項A中,以A、B、C三者的整體為研究對象,此整體在水平方向上受平衡力的作用,因此C受到地面的摩擦力等于拉力F,方向向左,A項正確,D項錯誤;在選項B中,以A為研究對象,A不受摩擦力,否則A不能平衡,B項錯誤;選項C中,B對C的摩擦力與C對B的摩擦力大小相等,方向相反.由此可知,B對C的摩擦力大小等于F,方向水平向右,C項正確.]
變式訓(xùn)練1C
[靜摩擦力的方向總是與物體的相對運(yùn)動趨勢的方向相反,而物體相對運(yùn)動趨勢的方向可能與物體運(yùn)動的方向相同(例如:與傳送帶相對靜止,隨傳送帶一起加速運(yùn)動的物體),也可能與物體運(yùn)動方向相反(例如:與傳送帶相對靜止,隨傳送帶一起減速運(yùn)動的物體),還可能與物體運(yùn)動方向垂直(例如:隨車廂一起做加速運(yùn)動的車廂后壁上相對于車廂靜止的物體,如圖所示).靜止的物體所受靜摩擦力不一定為零(例如:用力推靜止在地面上的木箱但未推動),故A、B、D項錯誤,C項正確.]
例2B[研究摩擦力時:(1)首先要根據(jù)實際情況判斷、分析究竟是靜摩擦力還是滑動摩擦力;(2)如果是滑動摩擦力,就要分析滑動面上壓力的大小,用公式計算;(3)如果是靜摩擦力,就要分析物體所受到的其他力,根據(jù)物體所處的運(yùn)動狀態(tài),通過列力學(xué)方程求解.
根據(jù)滑動摩擦力公式F=μFN可以得到:摩擦力等于20N,其方向水平向右.選B.]
變式訓(xùn)練2C[未撤去F1前,木塊靜止,說明木塊所受的靜摩擦力大小F靜=F1-F2=8N,方向向左.也說明了最大靜摩擦力F靜max≥8N.當(dāng)撤去F1后,在F2作用下木塊有向左運(yùn)動的趨勢,地面給木塊的靜摩擦力方向變?yōu)橄蛴?,因F2=2N,小于最大靜摩擦力,故木塊仍保持靜止,因而正確選項為C.]
例3(1)5N(2)10N
解析在地面上,F(xiàn)N=mg,則滑動摩擦力(最大靜摩擦力Fmax)大小為Fmax=μFN=μmg=0.5×2×10N=10N.
(1)當(dāng)拉力F=5N時,F(xiàn)Fmax,物體靜止,則由二力平衡知:F靜=F=5N.
(2)當(dāng)拉力F=12N時,F(xiàn)Fmax,物體滑動.則F滑=μFN=μmg=10N.
拓展探究(1)10N(2)10N
效果評估
1.CD2.D
3.C[物體靜止時,物體受靜摩擦力,大小等于其重力,與水平力F無關(guān),物體質(zhì)量越大,所受摩擦力越大,故A、B錯.物體向下滑動時,受到滑動摩擦力作用,大小為Ff=μFN=μF,故F越大,摩擦力越大,且與物體的質(zhì)量無關(guān),C對,D錯.]
4.(1)4.8N0~4.8N(2)0.34(3)大小不變
相關(guān)推薦
摩擦力-
教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)
1、知道摩擦力產(chǎn)生的條件;
2、能在簡單的問題中,根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài),判斷靜摩擦力的有無、大小和方向;知道存在著最大靜摩擦力;
3、掌握動摩擦因數(shù),會在具體問題中計算滑動摩擦力,掌握判定摩擦力方向的方法;
4、知道影響動摩擦因數(shù)的因素;
能力目標(biāo)
1、通過觀察演示實驗,概括出摩擦力產(chǎn)生的條件以及摩擦力的特點,培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力.通過靜摩擦力與滑動摩擦力的區(qū)別對比,培養(yǎng)學(xué)生的分析綜合能力.
情感目標(biāo)
滲透物理方法的教育.在分析物體所受摩擦力時,突出主要矛盾,忽略次要因素及無關(guān)因素,總結(jié)出摩擦力產(chǎn)生的條件和規(guī)律.
教學(xué)建議
一、基本知識技能:
1、兩個互相接觸且有相對滑動或的物體,在它們的接觸面上會產(chǎn)生阻礙相對運(yùn)動的摩擦力,稱為滑動摩擦力;
2、兩個物體相互接觸,當(dāng)有相對滑動的趨勢,但又保持相對靜止?fàn)顟B(tài)時,在它們接觸面上出現(xiàn)的阻礙相對滑動的作用力
3、兩個物體間的滑動摩擦力的大小跟這兩個物體接觸面間的壓力大小成正比.
4、動摩擦因數(shù)的大小跟相互接觸的兩個物體的材料有關(guān).
5、摩擦力的方向與接觸面相切,并且跟物體相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢相反.
6、靜摩擦力存在最大值——最大靜摩擦力.
二、重點難點分析:
1、本節(jié)課的內(nèi)容分滑動摩擦力和靜摩擦力兩部分.重點是摩擦力產(chǎn)生的條件、特性和規(guī)律,通過演示實驗得出關(guān)系.
2、難點是在理解滑動摩擦力計算公式時,尤其是理解水平面上運(yùn)動物體受到的摩擦力時,學(xué)生往往直接將重力大小認(rèn)為是壓力大小,而沒有分析具體情況.
教法建議
一、講解摩擦力有關(guān)概念的教法建議
介紹滑動摩擦力和靜摩擦力時,從基本的事實出發(fā),利用二力平衡的知識使學(xué)生接受摩擦力的存在.由于摩擦力的內(nèi)容是本節(jié)的難點,所以在講解時不要求“一步到位”,關(guān)于摩擦力的概念可以通過實驗、學(xué)生討論來理解.
1、可以讓學(xué)生找出生活和生產(chǎn)中利用摩擦力的例子;
2、讓學(xué)生思考討論,如:
(1)、摩擦力一定都是阻力;
(2)、靜止的物體一定受到靜摩擦力;
(3)、
運(yùn)動的物體不可能受到靜摩擦力;
主要強(qiáng)調(diào):摩擦力是接觸力,摩擦力是阻礙物體間的相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢的,但不一定阻礙物體的運(yùn)動,即在運(yùn)動中也可以充當(dāng)動力,如傳送帶的例子.
二、有關(guān)講解摩擦力的大小與什么因素有關(guān)的教法建議
1、滑動摩擦力的大小,跟相互接觸物體材料及其表面的光滑程度有關(guān);跟物體間的正壓力有關(guān);但和接觸面積大小無關(guān).注意正壓力的解釋.
2、滑動摩擦力的大小可以用公式:,動摩擦因數(shù)跟兩物體表面的關(guān)系,并不是表面越光滑,動摩擦因數(shù)越小.實際上,當(dāng)兩物體表面很粗糙時,由于接觸面上交錯齒合,會使動摩擦因數(shù)很大;對于非常光滑的表面,尤其是非常清潔的表面,由于分子力起主要作用,所以動摩擦因數(shù)更大,表面越光潔,動摩擦因數(shù)越大.但在力學(xué)中,常稱“物體表面是光滑的”這是忽略物體之間的摩擦力的一種提法,實際上是一種理想化模型,與上面敘述毫無關(guān)系.
3、動摩擦因數(shù)()是一個無單位的物理量,它能直接影響物體的運(yùn)動狀態(tài)和受力情況.
4、靜摩擦力的大小,隨外力的增加而增加,并等于外力的大小.但靜摩擦力不能無限度的增大,而有一個最大值,當(dāng)外力超過這個最大值時,物體就要開始滑動,這個最大限度的靜摩擦力叫做最大靜摩擦力().實驗證明,最大靜摩擦力由公式所決定,叫做靜摩擦因數(shù),
為物體所受的正壓力.摩擦力的大小變化隨著外力的變化關(guān)系如圖:滑動摩擦力的大小小于最大靜摩擦力,但一般情況下認(rèn)為兩者相等.
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摩擦力
摩擦力
【要點導(dǎo)學(xué)】
1.兩個物體相互接觸,當(dāng)有相對滑動的趨勢,但又保持相對靜止?fàn)顟B(tài)時,在它們接觸面上出現(xiàn)的阻礙相對滑動的靜摩擦力。
(1)產(chǎn)生條件:兩物體必須接觸且接觸面粗糙;有正壓力;有相對滑動趨勢
(2)靜摩擦力方向:沿接觸面且與相反。
靜摩擦力大小:隨外力的變化而變化。一般與迫使物體發(fā)生相對運(yùn)動的外力(或沿著接觸面的分量)大小相等。
(3)靜摩擦力有一個最大值,它是物體即將開始相對滑動時的靜摩擦力,即最大靜摩擦力。
2.兩個互相接觸且有相對滑動的物體,在它們的接觸面上會產(chǎn)生阻礙相對運(yùn)動的摩擦力,稱為滑動摩擦力。
(1)產(chǎn)生條件:;;。
(2)滑動摩擦力方向:沿接觸面且與相反。
(3)滑動摩擦力的大?。夯瑒幽Σ亮Φ拇笮∨c兩物體間的壓力成正比,即Ff=μFN,其中μ為動摩擦因數(shù),無單位,它與接觸面的材料、接觸面的粗糙程度有關(guān),而與物體間的相對速度的大小、接觸面的大小、壓力的大小無關(guān)。
【范例精析】
例1.關(guān)于摩擦力的說法,下列說法中正確的是()
A.兩個接觸的相對靜止的物體間一定有摩擦力
B.受靜摩擦作用的物體一定是靜止的
C.滑動摩擦力方向一定與運(yùn)動方向相反
D.物體間正壓力一定時,靜摩擦力的大小可以變化,但有一個限度
解析:兩個相對靜止的物體間不一定有靜摩擦力,還要看它們間是否有相對滑動趨勢。例如靜止在水平地面上的汽車,它們之間就沒有靜摩擦力。受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的,例如與傾斜的勻速運(yùn)動的輸送帶相對靜止的物體,物體與輸送帶之間有相對滑動的趨勢,所以有靜摩擦力存在,但物體并不是靜止的。產(chǎn)生靜摩擦力時只要與接觸面相對靜止就行了。上述的輸送帶如突然加速,物體就可能受到與運(yùn)動方向一致的滑動摩擦力。所以A、B、C三個選項都是錯的。在正壓力一定時,靜摩擦力的大小可以因外力的變化而變化,但不能超過最大靜摩擦力,這就是一個限度。本題目正確的選項是D。
拓展:(1)不管靜摩擦還是滑動摩擦力的方向,都要注意與接觸面的“相對性”
(2)值得注意的是,正壓力變化時靜摩擦力不一定變化,但最大靜摩擦力肯定變化。
例2要使木塊在水平木桌上滑動受到的摩擦力小些,下列措施中有效的是()
A.將木塊和木桌的接觸面刨光滑些B.在木桌表面上墊一張平整的鐵皮
C.使木塊的滑動速度增大D.減小木塊與桌面的接觸面積
解析:影響滑動摩擦力大小的因素有兩個,一是正壓力的大小,二是動摩擦因數(shù)。本題中正壓力不變,只要考慮動摩擦因數(shù)的大小。動摩擦因數(shù)的大小與接觸面的光滑程度和接觸面的材料有關(guān),A選項正確。根據(jù)教材的表格,木與木之間的動摩擦因數(shù)是0.3,而木與金屬之間的動摩擦因數(shù)為0.2,所以B選項正確。動摩擦因數(shù)與運(yùn)動速度無關(guān)(汽車剎車時路面摩擦因數(shù)改變是因為溫度變化)所以C選項錯誤。動摩擦因數(shù)與接觸面積無關(guān),D選項錯誤。本題目正確選項為AB。
拓展:正因為動摩擦因數(shù)與接觸面積的大小無關(guān),所以一塊勻質(zhì)長木板在水平桌面上滑動時,在它伸出桌面的長度小于總長度的1/2的情況下,木板所受滑動摩擦力不變。
例3如圖3-3-1所示,用50N的水平推力F將重24N的物塊壓在豎直墻面上,物塊沿墻面下滑,物塊與墻面間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,求:墻面對物塊的摩擦力大小。
解析:由題意可知,物塊與墻面間存在滑動摩擦力,物塊與墻面間存在相互作用力,即:墻面對物塊的彈力和物塊對墻面的壓力,它們大小相等。而水平推力與墻面對物塊的彈力相平衡,故物塊對墻面的壓力大小與水平推力大小相等,即:FN=50N,根據(jù)Ff=μFN可得:Ff=0.4×50N=20N。
拓展:有同學(xué)誤認(rèn)為物塊對墻面的壓力大小FN與物體的重力大小相等,這完全是沒有真正理解正壓力的含義,而是死記住初中階段學(xué)習(xí)摩擦力時,壓力大小等于重力大小這類簡單問題。如圖3-3-2所示,甲、乙、丙三個物體的質(zhì)量相等,與地面的動摩擦因數(shù)相同,受到三個大小相同的作用力,當(dāng)它們滑動時,受到的摩擦力大小的情況,下列說法正確的是:()
A.甲、乙、丙三個物體所受摩擦力大小相等
B.甲受到的摩擦力最大
C.乙受到的摩擦力最大
D.丙受到的摩擦力最大
由于F‘N乙>F’N丙>F‘N甲
故物塊所受滑動摩擦力大小關(guān)系:Ff乙Ff丙Ff甲,選項C正確。
【能力訓(xùn)練】
1當(dāng)一個物體在另一個物體的表面上________另一個物體______時,要受到另一個物體阻礙它__________的力,這種力叫做滑動摩擦力,研究滑動摩擦力時我們選擇的參考系是相互滑動的兩物體中我們認(rèn)為________的那個物體,滑動摩擦力的方向總是與___________方向相反.相對于,滑動,相對滑動,靜止,相對滑動
2.滑動摩擦力的大小可以用公式Ff=μFN,其中FN叫做_______,它屬于_______,方向與接觸面______;叫做_____________,它與接觸面的_______及_________有關(guān).壓力,彈力,垂直;動摩擦因數(shù),材料,粗糙程度
3.產(chǎn)生靜摩擦力的條件是_______、________、___________.靜摩擦力的方向總是與_________________________相反,靜摩擦力的大小可以在____________范圍內(nèi)變化.有彈力、并且有相對滑動的趨勢,相對滑動趨勢的方向,零到最大靜摩擦力
4.如圖3-3-3所示,用力F將質(zhì)量為1kg的物體壓在豎直墻上,F(xiàn)=50N.方向垂直于墻,若物體勻速下滑,物體受到的摩擦力是______N,動摩擦因數(shù)是______,若物體靜止不動,它受到的靜摩擦力是______N,方向______.若撤去力F,當(dāng)鐵塊沿著墻壁自由下落時,鐵塊受到的滑動摩擦力(g=10N/kg)10,0.2,10豎直向上,0
5.關(guān)于摩擦力,下列說法正確的是(A)
A.物體受到摩擦力作用時,一定受到彈力作用
B.只有運(yùn)動的物體才能受到滑動摩擦力作用
C.具有相對運(yùn)動的兩物體間一定存在滑動摩擦力作用
D.摩擦力的方向與物體運(yùn)動方向相反
6下列關(guān)于摩擦力的說法正確的是(D)
A.摩擦力的方向總與物體的運(yùn)動方向相反
B摩擦力的大小與相應(yīng)的正壓力成正比
C.運(yùn)動著的物體不可能受靜摩擦力作用,只能受滑動摩擦力作用
D.靜摩擦力的方向與接觸物體相對運(yùn)動的趨勢方向相反
7關(guān)于動摩擦因數(shù)μ,下列說法正確的是(D)
A.兩物體間沒有摩擦力產(chǎn)生說明兩物體間的動摩擦因數(shù)μ=0
B.增大兩物體的接觸面積,則兩物體間的動摩擦因數(shù)增大
C.增大兩物體間的正壓力,則兩物體間的動摩擦因數(shù)增大
D.兩物體的材料一定,兩物體間的動摩擦因數(shù)決定于兩接觸面的粗糙程度
8.物體與支持面間有滑動摩擦力時,下列說法中正確的是(D)
A.物體與支持面間的壓力越大,滑動摩擦力就越大;
B.物體與支持面間的壓力不變,動摩擦因數(shù)一定,速度越大,滑動摩擦力就越大;
C.物體與支持面間的壓力不變,動摩擦因數(shù)一定,接觸面越大,滑動摩擦力就越大;
D.物體與支持面的壓力一定,材料越粗糙,滑動摩擦力就越大.
9如圖3-3-4所示,木塊質(zhì)量為m,跟水平桌面的動摩擦因數(shù)為μ,受水平向右的力F的作用勻速運(yùn)動,從物體到邊緣開始,到物體下落為止,在此過程中物體保持勻速運(yùn)動,下列說法正確的是(C)
A.推力F因物體懸空部分越來越大而變小
B.推力F在物體下落前會變?yōu)樵瓉淼?/2
C.推力F始終是μmg
D.因接觸面變小,動摩擦因數(shù)μ會變大
10.如圖3-3-5所示,在μ=0.1的水平面上向右運(yùn)動的物體,質(zhì)量為20kg,在運(yùn)動過程中,還受到一個水平向左的大小為10N的拉力作用,則物體受到的滑動摩擦力為(g=10N/kg)(D)
A.10N,向右B.10N,向左C.20N,向右D.20N,向左
11、馬拉著自重600N的雪橇在水平冰面上做勻速直線運(yùn)動,馬需用水平拉力18N.如在雪橇上載貨500kg,馬要用多大的水平力可使雪橇仍做勻速直線運(yùn)動?雪橇和冰面間的動摩擦因數(shù)為多少?1680.03
12水平地面上放一個重為200N的鐵塊,鐵塊與地面間的最大靜摩擦力大小為63N,鐵塊與地面間動摩擦因數(shù)為0.3,一個人用水平方向的力推靜止的鐵塊,試求下列各種情況下鐵塊所受的摩擦力的大?。?br>
⑴物體靜止時,用F=50N的向右推力;50N
⑵物體靜止時,用F=80N的向右推力;63N
⑶物體以10m/s的初速度向左,用F=62N的推力向右60N
摩擦力導(dǎo)學(xué)案
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3.3《摩擦力》學(xué)案新人教版必修1.
學(xué)習(xí)目標(biāo):
知道滑動摩擦產(chǎn)生的條件,會正確判斷滑動摩擦力的方向。
會用公式F=μFN計算滑動摩擦力的大小,知道影響動摩擦因數(shù)的大小因素。
知道靜摩擦力的產(chǎn)生條件,能判斷靜摩擦力的有無以及大小和方向。
理解最大靜摩擦力。能根據(jù)二力平衡條件確定靜摩擦力的大小。
學(xué)習(xí)重點:1.滑動摩擦力產(chǎn)生的條件及規(guī)律,并會用F摩=μFN解決具體問題。
2.靜摩擦力產(chǎn)生的條件及規(guī)律,正確理解最大靜摩擦力的概念。
學(xué)習(xí)難點:
1.正壓力FN的確定。
2.靜摩擦力的有無、大小的判定。
主要內(nèi)容:
一、摩擦力
一個物體在另一個物體上滑動時,或者在另一個物體上有滑動的趨勢時我們會感到它們之間有相互阻礙的作用,這就是摩擦,這種情況下產(chǎn)生力我們就稱為摩擦力。固體、液體、氣體的接觸面上都會有摩擦作用。
二、滑動摩擦力
產(chǎn)生:一個物體在另一個物體表面上相對于另一個物體發(fā)生相對滑動時,另一個物體阻礙它相對滑動的力稱為滑動摩擦力。
產(chǎn)生條件:相互接觸、相互擠壓、相對運(yùn)動、表面粗糙。
①兩個物體直接接觸、相互擠壓有彈力產(chǎn)生。
摩擦力與彈力一樣屬接觸作用力,但兩個物體直接接觸并不擠壓就不會出現(xiàn)摩擦力。擠壓的效果是有壓力產(chǎn)生。壓力就是一個物體對另一個物體表面的垂直作用力,也叫正壓力,壓力屬彈力,可依上一節(jié)有關(guān)彈力的知識判斷有無壓力產(chǎn)生。
②接觸面粗糙。當(dāng)一個物體沿另一物體表面滑動時,接觸面粗糙,各凹凸不平的部分互相嚙合,形成阻礙相對運(yùn)動的力,即為摩擦力。凡題中寫明“接觸面光滑”、“光滑小球”等,統(tǒng)統(tǒng)不考慮摩擦力(“光滑”是一個理想化模型)。
③接觸面上發(fā)生相對運(yùn)動。
特別注意:“相對運(yùn)動”與“物體運(yùn)動”不是同一概念,“相對運(yùn)動”是指受力物體相對于施力物體(以施力物體為參照物)的位置發(fā)生了改變;而“物體的運(yùn)動”一般指物體相對地面的位置發(fā)生了改變。
3.方向:總與接觸面相切,且與相對運(yùn)動方向相反。
這里的“相對”是指相互接觸發(fā)生摩擦的物體,而不是相對別的物體。滑動摩擦力的方向跟物體的相對運(yùn)動的方向相反,但并非一定與物體的運(yùn)動方向相反。
【例一】如圖,某時刻木塊正在以3m/s的速度在以5m/s速度向右傳送的傳送帶上向右運(yùn)動,試判斷:
木塊的運(yùn)動方向。
木塊相對于傳送帶的運(yùn)動方向。
木塊所受滑動摩擦力的方向。
4.大?。号c壓力成正比F=μFN
壓力FN與重力G是兩種不同性質(zhì)的力,它們在大小上可以相等,也可以不等,也可以毫無關(guān)系,用力將物塊壓在豎直墻上且讓物塊沿墻面下滑,物塊與墻面間的壓力就與物塊重力無關(guān),不要一提到壓力,就聯(lián)想到放在水平地面上的物體,認(rèn)為物體對支承面的壓力的大小一定等于物體的重力。
②μ是比例常數(shù),稱為動摩擦因數(shù),沒有單位,只有大小,數(shù)值與相互接觸的______、接觸面的______程度有關(guān)。在通常情況下,μ1。
③計算公式表明:滑動摩擦力F的大小只由μ和FN共同決定,跟物體的運(yùn)動情況、接觸面的大小等無關(guān)。
5.滑動摩擦力的作用點:在兩個物體的接觸面上的受力物體上。
【例二】在東北的林場中,冬季常用馬拉的雪橇運(yùn)木材,雪橇有兩個與冰面接觸的鋼制滑板.如果冰面是水平的,雪橇和所裝的木材的總質(zhì)量是5.0t(噸),滑板與冰面間的動摩擦因數(shù)是0.027,馬要在水平方向上用多大的力才能拉著雪橇在冰道上勻速前進(jìn)?
問題:1.相對運(yùn)動和運(yùn)動有什么區(qū)別?請舉例說明。
2.壓力FN的值一定等于物體的重力嗎?請舉例說明。
3.滑動摩擦力的大小與物體間的接觸面積有關(guān)嗎?
4.滑動摩擦力的大小跟物體間相對運(yùn)動的速度有關(guān)嗎?
三、靜摩擦力
產(chǎn)生:兩個物體滿足產(chǎn)生摩擦力的條件,有相對運(yùn)動趨勢時,物體間所產(chǎn)生的阻礙相對運(yùn)動趨勢的力叫靜摩擦力。
產(chǎn)生條件:
①兩物體直接接觸、相互擠壓有彈力產(chǎn)生;
②接觸面粗糙;
③兩物體保持相對靜止但有相對運(yùn)動趨勢。
所謂“相對運(yùn)動趨勢”,就是說假設(shè)沒有靜摩擦力的存在,物體間就會發(fā)生相對運(yùn)動。比如物體靜止在斜面上就是由于有靜摩擦力存在;如果接觸面光滑.沒有靜摩擦力,則由于重力的作用,物體會沿斜面下滑。
跟滑動摩擦力條件的區(qū)別是:
大小:兩物體間實際發(fā)生的靜摩擦力F在零和最大靜摩擦力Fmax之間
0<F≤Fmax
實際大小可根據(jù)二力平衡條件判斷。
方向:總跟接觸面相切,與相對運(yùn)動趨勢相反
①所謂“相對運(yùn)動趨勢的方向”,是指假設(shè)接觸面光滑時,物體將要發(fā)生的相對運(yùn)動的方向。比如物體靜止在粗糙斜面上,假沒沒有摩擦,物體將沿斜面下滑,即物體靜止時相對(斜面)運(yùn)動趨勢的方向是沿斜面向下,則物體所受靜摩擦力的方向沿斜面向上,與物體相對運(yùn)動趨勢的方向相反。
②判斷靜摩擦力的方向可用假設(shè)法。其操作程序是:
A.選研究對象----受靜摩擦力作用的物體;
B.選參照物體----與研究對象直接接觸且施加靜摩擦力的物體;
C.假設(shè)接觸面光滑,找出研究對象相對參照物體的運(yùn)動方向即相對運(yùn)動趨勢的方向
D.確定靜摩擦力的方向一一與相對運(yùn)動趨勢的方向相反
③靜摩擦力的方向與物體相對運(yùn)動趨勢的方向相反,但并非一定與物體的運(yùn)動方向相反。
5.靜摩擦力的作用點:在兩物體的接觸面受力物體上。
【例三】下述關(guān)于靜摩擦力的說法正確的是:()
A.靜摩擦力的方向總是與物體運(yùn)動方向相反;
B.靜摩擦力的大小與物體的正壓力成正比;
C.靜摩擦力只能在物體靜止時產(chǎn)生;
D.靜摩擦力的方向與接觸物體相對運(yùn)動的趨勢相反.
【例四】用水平推力F把重為G的黑板擦緊壓在豎直的墻面上靜止不動,不計手指與黑板擦之間的摩擦力,當(dāng)把推力增加到2F時,黑板擦所受的摩擦力大小是原來的幾倍?
四、滑動摩擦力和靜摩擦力的比較
滑動摩擦力靜摩擦力符號及單位
產(chǎn)生原因表面粗糙有擠壓作用的物體間發(fā)生相對運(yùn)動時表面粗糙有擠壓作用的物體間具有相對運(yùn)動趨勢時摩擦力用f表示
單位:牛頓
簡稱:牛
符號:N
大小f=μN(yùn)始終與外力沿著接觸面的分量相等
方向與相對運(yùn)動方向相反與相對運(yùn)動趨勢相反
問題:1.摩擦力一定是阻力嗎?
2.靜摩擦力的大小與正壓力成正比嗎?
3.最大靜摩擦力等于滑動摩擦力嗎?
課堂訓(xùn)練:
1.關(guān)于滑動摩擦力,下列說法正確的是:()
A、物體在支持面上的滑動速度越大,滑動摩擦力也一定越大;
B、滑動摩擦力的方向一定與物體相對支持面的滑動方向相反;
C、接觸面的滑動摩擦系數(shù)越大,滑動摩擦力也越大;
D、滑動摩擦力的方向與物體運(yùn)動方向相反。
2.用100N的力在水平方向勻速推動重500N的箱子,那么接觸面的滑動摩擦力是多大?μ值為多大?
3.重100N的物體,靜止在粗糙水平面上,物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2,當(dāng)物體受到一個大小為10N,方向水平向右的力作用時,水平面對物體的摩擦力大小和方向是:()
A.10N,水平向左;B.10N,水平向右;
C.20N,水平向左;D.20N,水平向右.
4.如圖,木塊放在水平桌面上,在水平方向其受到三個力即F1、F2和摩擦力作用,木塊處于靜止?fàn)顟B(tài),其中F1=10N,F(xiàn)2=2N。此時水平桌面對木塊的靜摩擦力為多少?方向如何?若撤去力F1,木塊將怎樣運(yùn)動,桌面對木塊的摩擦力將如何變化?
課后作業(yè):
1.下列關(guān)于摩擦力的說法中錯誤的是()
A.兩個相對靜止物體間一定有靜摩擦力作用.B.受靜摩擦力作用的物體一定是靜止的.
C.靜摩擦力對物體總是阻力.D.有摩擦力一定有彈力
2.下列說法中不正確的是()
A.物體越重,使它滑動時的摩擦力越大,所以摩擦力與物重成正比.
B.由μ=f/N可知,動摩擦因數(shù)與滑動摩擦力成正比,與正壓力成反比.
C.摩擦力的方向總是與物體的運(yùn)動方向相反.
D.摩擦力總是對物體的運(yùn)動起阻礙作用.
3.如圖所示,一個重G=200N的物體,在粗糙水平面上向左運(yùn)動,物體和水平面間的摩擦因數(shù)μ=0.1,同時物體還受到大小為10N、方向向右的水平力F作用,則水平面對物體的摩擦力的大小和方向是()
A.大小是10N,方向向左.B.大小是10N,方向向右.
C.大小是20N,方向向左.D.大小是20N,方向向右.
4.粗糙的水平面上疊放著A和B兩個物體,A和B間的接觸面也是粗糙的,如果用水平力F拉B,而B仍保持靜止,則此時()
A.B和地面間的靜摩擦力等于F,B和A間的靜摩擦力也等于F.
B.B和地面間的靜摩擦力等于F,B和A間的靜摩擦力等于零.
C.B和地面間的靜摩擦力等于零,B和A間的靜摩擦力也等于零.
D.B和地面間的靜摩擦力等于零,B和A間的靜摩擦力等于F.
5.一木塊重G=30N,按圖中四種方法放置時施加的外力分別為F1=10N,F(xiàn)2=20N,F(xiàn)3=30N,F(xiàn)4=40N,則木塊與接觸面之間的壓力分別為N1=______,N2=______,N3=______,N4=______.
6.在水平桌面上放一塊重G=200N的木塊,木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,設(shè)桌面對木塊的最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力,則分別用水平拉力F1=15N、F2=30N、F3=80N拉木塊時,木塊受到的摩擦力分別為f1=______,f2=______,f3=______.
7.一塊長l、質(zhì)量為m的均勻木板,放在水平桌面上,木板與桌面間動摩擦因數(shù)為μ.當(dāng)木板受到水平推力F向右運(yùn)動伸出桌面1/3時,木板受到的摩擦力等于______.
*8.如圖所示,A、B兩物體均重G=10N,各接觸面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.3,同時有F=1N的兩個水平力分別作用在A和B上,則地面對B的摩擦力等于______,B對A的摩擦力等于______.
*9.如圖所示,在兩塊相同的豎直木板A、B間有重為30N的物體.用兩個大小均為F=100N的水平力壓木板,物體與兩木板間的動摩擦因數(shù)均為f=0.2.求:
(1)當(dāng)物體不動時,物體與木板A間的摩擦力大小是多少?
(2)若用豎直向上的力將物體拉出來,所需拉力的最小值是多少?
閱讀材料:從經(jīng)典力學(xué)到相對論的發(fā)展
在以牛頓運(yùn)動定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)中,空間間隔(長度)S、時間t和質(zhì)量m這三個物理量都與物體的運(yùn)動速度無關(guān)。一根尺靜止時這樣長,當(dāng)它運(yùn)動時還是這樣長;一只鐘不論處于靜止?fàn)顟B(tài)還是處于運(yùn)動狀態(tài),其快慢保持不變;一個物體靜止時的質(zhì)量與它運(yùn)動時的質(zhì)量一樣。這就是經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀。到了十九世紀(jì)末,面對高速運(yùn)動的微觀粒子發(fā)生的現(xiàn)象,經(jīng)典力學(xué)遇到了困難。在新事物面前,愛因斯坦打破了傳統(tǒng)的絕對時空觀,于1905年發(fā)表了題為《論運(yùn)動物體的電動力學(xué)》的論文,提出了狹義相對性原理和光速不變原理,創(chuàng)建了狹義相對論。狹義相對論指出:長度、時間和質(zhì)量都是隨運(yùn)動速度變化的。長度、時間和質(zhì)量隨速度變化的關(guān)系可用下列方程來表示:,(通稱“尺縮效應(yīng)”)、(通稱“鐘慢效應(yīng)”)、(通稱“質(zhì)—速關(guān)系”)
上列各式里的v是物體運(yùn)動的速度,C是真空中的光速,l0和l分別為在相對靜止和運(yùn)動系統(tǒng)中沿速度v的方向測得的物體長度;t0和t分別為在相對靜止和運(yùn)動系統(tǒng)中測得的時間;m0和m分別為在相對靜止和運(yùn)動系統(tǒng)中測得的物體質(zhì)量。
但是,當(dāng)宏觀物體的運(yùn)動速度遠(yuǎn)小于光速時(v<<C),則上面的一些結(jié)果就變?yōu)閘≈l0、t≈t0、m≈m0,因而對于宏觀低速運(yùn)動的物體,使用牛頓定律來處理問題,還是足夠精確的。
繼狹義相對論之后,1915年愛因斯坦又建立了廣義相對論,指出空間——時間不可能離開物質(zhì)而獨(dú)立存在,空間的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)取決于物體的分布,使人類對于時間、空間和引力現(xiàn)象的認(rèn)識大大深化了?!蔼M義相對論”和“廣義相對論”統(tǒng)稱為相對論。
重力、彈力、摩擦力復(fù)習(xí)學(xué)案
第三章相互作用
§3.1重力、彈力、摩擦力復(fù)習(xí)學(xué)案
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1、知道重力是物體在地球表面附近所受到的地球?qū)λ囊爸匦牡母拍睢?br>
2、理解彈力的產(chǎn)生條件和方向的判斷,及彈簧的彈力的大小計算。
3、理解摩擦力的產(chǎn)生條件和方向的判斷,及摩擦的大小計算。
【自主學(xué)習(xí)】
閱讀課本理解和完善下列知識要點
一、力的概念
1.力是。
2.力的物質(zhì)性是指。
3.力的相互性是,施力物體必然是受力物體,力總是成對的。
4.力的矢量性是指,形象描述力用。
5.力的作用效果是或。
6.力可以按其和分類。
舉例說明:
二、重力
1.概念:
2.產(chǎn)生條件:
3.大小:G=mg(g為重力加速度,它的數(shù)值在地球上的最大,最?。辉谕坏乩砦恢?,離地面越高,g值。一般情況下,在地球表面附近我們認(rèn)為重力是恒力。
4.方向:。
5.作用點—重心:質(zhì)量均勻分布、有規(guī)則形狀的物體重心在物體的,物體的重心物體上(填一定或不一定)。
質(zhì)量分布不均或形狀不規(guī)則的薄板形物體的重心可采用粗略確定。
三、彈力
1.概念:
2.產(chǎn)生條件(1);
(2)。
3.大?。海?)與形變有關(guān),一般用平衡條件或動力學(xué)規(guī)律求出。
(2)彈簧彈力大小胡克定律:f=kx
式中的k被稱為,它的單位是,它由決定;式中的x是彈簧的。
4.方向:與形變方向相反。
(1)輕繩只能產(chǎn)生拉力,方向沿繩子且指向的方向;
(2)堅硬物體的面與面,點與面接觸時,彈力方向接觸面(若是曲面則是指其切面),且指向被壓或被支持的物體。
(3)球面與球面之間的彈力沿
,且指向。
(四)、摩擦力
1.產(chǎn)生條件:(1)兩物體接觸面;②兩物體間存在;
(2)接觸物體間有相對運(yùn)動(摩擦力)或相對運(yùn)動趨勢(摩擦力)。
2.方向:(1)滑動摩擦力的方向沿接觸面和相反,與物體運(yùn)動方向相同。
(2)靜摩擦力方向沿接觸面與物體的相反??梢愿鶕?jù)平衡條件或牛頓運(yùn)動定律判斷。
3.大?。?br>
(1)滑動摩擦力的大小:f=μN(yùn)式中的N是指,不一定等于物體的重力;式中的μ被稱為動摩擦因數(shù),它的數(shù)值由決定。
(2)靜摩擦力的大小:0f靜≤fm除最大靜摩擦力以外的靜摩擦力大小與正壓力關(guān),最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力,與正壓力成比;靜摩擦力的大小應(yīng)根據(jù)平衡條件或牛頓運(yùn)動定律來進(jìn)行計算。
【典型例題】
【例1】如圖所示,光滑但質(zhì)量分布不均勻的小球的球心在O點,重心在P點,靜止在豎直墻和桌邊之間。試畫出小球所受彈力。
【例2】如圖所示,重力不可忽略的均勻桿被細(xì)繩拉住而靜止,試畫出桿所受的彈力。
【例3】如圖所示,兩物體重力分別為G1、G2,兩彈簧勁度系數(shù)分別為k1、k2,彈簧兩端與物體和地面相連。用豎直向上的力緩慢向上拉G2,最后平衡時拉力F=G1+2G2,求該過程系統(tǒng)重力勢能的增量。
解析:關(guān)鍵是搞清兩個物體高度的增量Δh1和Δh2跟初、末狀態(tài)兩根彈簧的形變量Δx1、Δx2、Δx1/、Δx2/間的關(guān)系。
無拉力F時Δx1=(G1+G2)/k1,Δx2=G2/k2,(Δx1、Δx2為壓縮量)
加拉力F時Δx1/=G2/k1,Δx2/=(G1+G2)/k2,(Δx1/、Δx2/為伸長量)
而Δh1=Δx1+Δx1/,Δh2=(Δx1/+Δx2/)+(Δx1+Δx2)
系統(tǒng)重力勢能的增量ΔEp=G1Δh1+G2Δh2
整理后可得:
【例4】如圖所示,用跟水平方向成α角的推力F推重量為G的木塊沿天花板向右運(yùn)動,木塊和天花板間的動摩擦因數(shù)為μ,求木塊所受的摩擦力大小。
解析:由豎直方向合力為零可得FN=Fsinα-G,因此有:f=μ(Fsinα-G)
【例5】如圖所示,A、B為兩個相同木塊,A、B間最大靜摩擦力Fm=5N,水平面光滑。拉力F至少多大,A、B才會相對滑動?
解析:A、B間剛好發(fā)生相對滑動時,A、B間的相對運(yùn)動狀態(tài)處于一個臨界狀態(tài),既可以認(rèn)為發(fā)生了相對滑動,摩擦力是滑動摩擦力,其大小等于最大靜摩擦力5N,也可以認(rèn)為還沒有發(fā)生相對滑動,因此A、B的加速度仍然相等。分別以A和整體為對象,運(yùn)用牛頓第二定律,可得拉力大小至少為F=10N
點評:研究物理問題經(jīng)常會遇到臨界狀態(tài)。物體處于臨界狀態(tài)時,可以認(rèn)為同時具有兩個狀態(tài)下的所有性質(zhì)。
【例6】小車向右做初速為零的勻加速運(yùn)動,物體恰好沿車后壁勻速下滑。試分析下滑過程中物體所受摩擦力的方向和物體速度方向的關(guān)系。
解析:物體受的滑動摩擦力始終和小車的后壁平行,方向豎直向上,而物體相對于地面的速度方向不斷改變(豎直分速度大小保持不變,水平分速度逐漸增大),所以摩擦力方向和運(yùn)動方向間的夾角可能取90°和180°間的任意值。
點評:由上面的分析可知:無明顯形變的彈力和靜摩擦力都是被動力。就是說:彈力、靜摩擦力的大小和方向都無法由公式直接計算得出,而是由物體的受力情況和運(yùn)動情況共同決定的。
【針對訓(xùn)練】
1.下列關(guān)于力的說法,正確的是()
A.兩個物體一接觸就會產(chǎn)生彈力
B.物體的重心不一定在物體上
C.滑動摩擦力的方向和物體運(yùn)動方向相反
D.懸掛在天花板上的輕質(zhì)彈簧在掛上重2N的物體后伸長2cm靜止,那么這根彈簧伸長1cm后靜止時,它的兩端各受到1N的拉力
2.如圖所示,在粗糙的水平面上疊放著物體A和B,A和B間的接觸面也是粗糙的,如果用水平拉力F拉A,但A、B仍保持靜止,則下面的說法中正確的是()。
A.物體A與地面間的靜摩擦力的大小等于F
B.物體A與地面的靜摩擦力的大小等于零
C.物體A與B間的靜摩擦力的大小等于F
D.物體A與B間的靜摩擦力的大小等于零
3.關(guān)于兩物體之間的彈力和摩擦力,下列說法中正確的是()
A.有摩擦力一定有彈力
B.摩擦力的大小與彈力成正比
C.有彈力一定有摩擦力
D.彈力是動力,摩擦力是阻力
4.如上圖所示,用水平力F將物體壓在豎直墻壁上,保持靜止?fàn)顟B(tài),物體所受的摩擦力的大小()
A.隨F的增大而增大B.隨F的減少而減少
C.等于重力的大小D.可能大于重力
5.用手握著一個玻璃杯,處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果將手握得更緊,手對玻璃杯的靜摩擦力將,如果手的握力不變,而向杯中倒入一些水(杯仍處于靜止?fàn)顟B(tài)),手對杯的靜摩擦力將。
6.一木塊放在水平桌面上,在水平方向共受到兩個拉力作用,拉力的大小如圖所示,物體處于靜止?fàn)顟B(tài),(1)若只撤去10N的拉力,則物體能否保持靜止?fàn)顟B(tài)?;(2)若只撤去2N的力,物體能否保持靜止?fàn)顟B(tài)?。
7.如圖所示,在μ=0.2的粗糙水平面上,有一質(zhì)量為10kg的物體以一定的速度向右運(yùn)動,同時還有一水平向左的力F作用于物體上,其大小為10N,則物體受到的摩擦力大小為______,方向為_______.(g取10N/kg)
8.如圖所示,重20N的物體,在動摩擦因數(shù)為0.1的水平面上向左運(yùn)動,同時受到大小為10N水平向右的力F作用,物體所受摩擦力的大小為,方向為。
【學(xué)后反思】
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參考答案
1.BD
2.AD
3.A
4.C
5.不變;變大
6.最大靜摩擦力fm≥8N,若只撤去10N的拉力,則物體能保持靜止;若只撤去2N的力,物體可能保持靜止也可能產(chǎn)生滑動。
7.20N,水平向左
8.2N,水平向右