高中物理摩擦力教案
發(fā)表時間:2021-04-06高考物理摩擦力5。
俗話說,磨刀不誤砍柴工。作為教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學生們有一個良好的課堂環(huán)境,幫助教師提高自己的教學質(zhì)量。那么,你知道教案要怎么寫呢?急您所急,小編為朋友們了收集和編輯了“高考物理摩擦力5”,僅供參考,大家一起來看看吧。
摩擦力
◎知識梳理
摩擦力有滑動摩擦力和靜摩擦力兩種,它們的產(chǎn)生條件和方向判斷是相近的。.
1.產(chǎn)生的條件:
(1)相互接觸的物體間存在壓力;
(2)接觸面不光滑;
(3)接觸的物體之間有相對運動(滑動摩擦力)或相對運動的趨勢(靜摩擦力)。
注意:不能絕對地說靜止物體受到的摩擦力必是靜摩擦力,運動的物體受到的摩擦力必是滑動摩擦力。靜摩擦力是保持相對靜止的兩物體之間的摩擦力,受靜摩擦力作用的物體不一定靜止?;瑒幽Σ亮κ蔷哂邢鄬瑒拥膬蓚€物體之間的摩擦力,受滑動摩擦力作用的兩個物體不一定都滑動。
2.摩擦力的方向:
沿接觸面的切線方向(即與引起該摩擦力的彈力的方向垂直),與物體相對運動(或相對:運動趨勢)的方向相反。例如:靜止在斜面上的物體所受靜摩擦力的方向沿接觸面(斜面)向上。
注意:相對運動是以相互作用的另一物體為參考系的運動,與以地面為參考系的運動不同,故摩擦力是阻礙物體間的相對運動,其方向不一定與物體的運動方向相反。例如:站在公共汽車上的人,當人隨車一起啟動(即做加速運動)時,如圖所示,受重力G、支持力N、靜摩擦力f的作用。當車啟動時,人相對于車有向后的運動趨勢,車給人向前的靜摩擦力作用;此時人隨車向前運動,受靜摩擦力方向與運動方向相同。
3.摩擦力的大小:
(1)靜摩擦大小跟物體所受的外力及物體運動狀態(tài)有關(guān),只能根據(jù)物體所處的狀態(tài)(平衡或加速)由平衡條件或牛頓定律求解。靜摩擦力的變化存在一個最大值-----最大靜摩擦力,即物體將要開始相對滑動時摩擦力的大小(最大靜摩擦力與正壓力成正比)。
(2)滑動摩擦力與正壓力成正比,即f=,μ為動摩擦因數(shù),與接觸面材料和粗糙程度有關(guān);N指接觸面的壓力,并不總等于重力。
◎例題評析
【例5】如右圖所示,質(zhì)量為m的木塊在傾角為θ的斜面上沿不同方向以不同速度Vl、V2、V3滑行時,小木塊受到的滑動摩擦力多大?斜面受到的滑動摩擦力多大?(已知木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ).
【分析與解答】:①(公式法)不管小木塊沿斜面向哪個方向運動,其
受到斜面支持力N都等于mgcosθ,故小木塊受到的滑動
摩擦力均為:f=μN=μmgcosθ
②木塊受斜面的滑動摩擦力為f=μmgcosθ,則由牛頓第
三定律知,斜面受木塊的滑動摩擦力大小也為f=μmgcosθ
【例6】如下圖所示,拉力F使疊放在一起的A、B兩物體以共同速度沿F方向做勻速直線運動,則()jaB88.coM
A.甲、乙圖中A物體均受靜摩擦力作用,方向與F方向相同。
B.甲、乙圖中A物體均受靜摩擦力作用,方向與,方向相反
C.甲、乙圖中A物體均不受靜摩擦力作用
D.甲圖中A物體不受靜摩擦力作用,乙圖中A物體受靜摩擦力作用,方向與F方向相同
【分析與解答】:假設甲圖中A物體受靜摩擦力作用,則它在水平方向上受力不平衡,將不可能隨B物體一起做勻速直線運動,所以A物體不受靜摩擦力作用,這樣就排除了A、B兩項的正確性.c、D兩項中哪個正確,由乙圖中A物體是否受靜摩擦力判定.假設乙圖中A物體不受靜摩擦力作用,則它將在其重力沿斜面的分力作用下向下滑.不能隨B物體保持沿斜面向上的勻速直線運動.因此乙圖中A物體一定受靜摩擦力作用,且方向與F方向相同,c項是不正確的.
答案:D
◎能力訓練2
1.如下圖所示,有一塊質(zhì)量為m的磚,它的長、寬、高分別為25cm、15cm、8cm,則當它平放、側(cè)放和豎放時,運動的磚塊所受到的摩擦力大小關(guān)系為:
3.用手握住瓶子,使瓶子在豎直方向上靜止,如果握力加倍,則手對瓶子的摩擦力
A.加倍B.保持不變
C.方向由向下變成向上D.方向由向上變成向下
3.如圖所示,質(zhì)量均為m的I、Ⅱ兩木塊疊放在水平面上,I受到斜向上與水平面成θ角的力F作用,Ⅱ受到斜向下與水平面成口角的力F作用,兩力在同一豎直平面內(nèi),此時兩木塊保持靜止,則
A.I、Ⅱ之間一定存在靜摩擦力
B.Ⅱ與水平面之間可能存在靜摩擦力c.Ⅱ?qū)的支持力一定等于mg
D.水平面對Ⅱ的支持力可能大于2mg
4.如圖所示,用彈簧秤拉動放于水平桌面上的長條狀物體,在拉動后,勻速拉動的過程中(翻倒前),彈簧秤的示數(shù)不變,這表明
A.滑動摩擦力大小與相對速度大小無關(guān)
B.滑動摩擦力大小與接觸面的大小無關(guān)
c.長條狀物體的質(zhì)量分布均勻
D.長條狀物體與桌面問的動摩擦因數(shù)一定
5.卡車上裝著一只始終與它相對靜止的集裝箱,不計空氣阻力,下列說法正確的是
A.當卡車開始運動時,卡車對集裝箱的靜摩擦力使集裝箱隨卡車一起運動
B.當卡車勻速運動時,卡車對集裝箱的靜摩擦力使集裝箱隨卡車一起運動
c.當卡車勻速運動時,卡車對集裝箱的靜摩擦力等于零
D.當卡車制動時,卡車對集裝箱的靜摩擦力等于零
6.如圖所示,兩物塊疊放在水平桌面上,當用一個水平力F推物塊A時,A、B仍保持靜止。設此時B對A的摩擦力的大小為f1,桌面對B的摩擦力的大小為f2。則
A.f1=F,f2=0B.f1=O,f2=F
C,f1=F/2,f2=F/2D.f1=F,f2=F/2
7.如圖所示,質(zhì)量m=10kg和M=30kg的兩物塊,疊放在動摩擦因數(shù)為0.50的粗糙水平地面上.一處于水平位置的輕質(zhì)彈簧,勁度系數(shù)為250N/m,一端固定于墻壁,另一端與質(zhì)量為m的物塊相連,彈簧處于自然狀態(tài).現(xiàn)用一水平推力F作用于質(zhì)量為M的物塊上,使它緩慢地向墻壁一側(cè)移動.當移動O.40m時,兩物塊間開始相對滑動,這時水平推力F的大小為
A.100NB.250NC.200ND.300N
8.如圖所示,A、B、c三個物體組成的系統(tǒng)在水平面上以同一速度做勻速運動,其中c物體受到向右的恒力F的作用,則以下說法正確的是A.B物體受向右的摩擦力
B.c物體未受摩擦力
C.A、B、c組成的系統(tǒng)所受摩擦力的矢量和為零
D.A物體所受摩擦力的矢量和為零
9.如圖所示,豎直放置的輕彈簧一端固定在地面上,另一端與斜面體P連接,P與斜放的固定擋板MN接觸且處于靜止狀態(tài),則斜面體P此刻所受到的外力個數(shù)有可能為A.2個B.3個C.4個D.5個
10.一物塊m從某曲面上的Q點自由落下,通過一粗糙的靜止傳送帶后,落到地面P點,如圖所示.若傳送帶的皮帶輪沿順時針方向轉(zhuǎn)動起來,使傳送帶也隨之運動,再把該物體放到Q點自由滑下,那么
A.它可能落在P點
B.它可能落在P點左邊
c.它可能落在P點的右邊
D.它可能落不到地面上
11.一木塊放在水平桌面上,受水平力F1=10N,F(xiàn)2=2N及摩擦力作用下處于靜止狀態(tài),如圖所示。若撤去F1,則木塊在水平方向受到的合力為多少?方向怎樣?
12.如圖所示,在一水平面上放置兩物體,已知A、B兩物體與地面的最大靜摩擦力分別為8N和4N,若一水平力F=6N,向右作用于A物體時,此時A對B的作用力大小為________.當水平力向左作用于B時,則A對B的作用力為_____________.
13.如右圖所示,在μ=0.1的水平面上向左運動的物體,質(zhì)量為20kg,在運動過程中,還受到一個水平向右的大小為10N的推力的作用,則物體受到的滑動摩擦力為________.(g=10m/s2)
14.如圖所示,矩形斜面水平邊的長度為O.6m,傾斜邊的長度為O.8m,斜面傾角為370,一與斜面摩擦因數(shù)為μ=O.6的小物體重25N,在與斜面平行的力F的作用下,沿對角線AC勻速下滑,求推力F。
15.如圖所示,質(zhì)量為M的物體放在水平放置的鋼板C上,鋼板的動摩擦因數(shù)為μ,由于光滑導槽A、B的控制,物體只能沿水平導槽運動?,F(xiàn)使鋼板以速度V1向右運動,同時用力F沿導槽的方向拉動物體使物體以速度V2沿導槽運動,則F的大小為多少?
16.如圖所示,木板A的質(zhì)量為m,木塊B的質(zhì)量是2m,用細線系住A,細線與斜面平行,B木塊沿傾角為α的斜面,在木板A的下面勻速下滑.若A和B之間及B和斜面之間的動摩擦因數(shù)相同,求動摩擦因數(shù)μ及細線的拉力T.
相關(guān)推薦
摩擦力-
教學目標
知識目標
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
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)學生的分析綜合能力.
情感目標
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)生阻礙相對運動的摩擦力,稱為滑動摩擦力;
2、兩個物體相互接觸,當有相對滑動的趨勢,但又保持相對靜止狀態(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,并且跟物體相對運動或相對運動趨勢相反.
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動物體受到的摩擦力時,學生往往直接將重力大小認為是壓力大小,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、學生討論來理解.
1、可以讓學生找出生活和生產(chǎn)中利用摩擦力的例子;
2、讓學生思考討論,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)、
運動的物體不可能受到靜摩擦力;
主要強調(diào):摩擦力是接觸力,摩擦力是阻礙物體間的相對運動或相對運動趨勢的,但不一定阻礙物體的運動,即在運動中也可以充當動力,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?。o摩擦力不能無限度的增大,而有一個最大值,當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,但一般情況下認為兩者相等.
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摩擦力
摩擦力
【要點導學】
1.兩個物體相互接觸,當有相對滑動的趨勢,但又保持相對靜止狀態(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:有同學誤認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習摩擦力時,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。
【能力訓練】
1當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.只有運動的物體才能受到滑動摩擦力作用
C.具有相對運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動方向相反
B摩擦力的大小與相應的正壓力成正比
C.運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的水平面上向右運動的物體,質(zhì)量為20kg,在運動過程中,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
研究摩擦力
3.1探究形變與彈力的關(guān)系、3.2研究摩擦力學案(粵教版必修1)
1.彈力存在的判定
(1)彈力是否存在,對于形變明顯的情況,可利用形變直接判斷.
(2)對于形變不明顯的情況,可用“________”判定,就是假設與研究對象接觸的物體施加了彈力(或者沒施加彈力).畫出假設狀態(tài)下的受力示意圖,判斷受力情況與原有狀態(tài)是否矛盾.若矛盾,說明假設不正確,則兩者間無彈力(或者有彈力);若不矛盾,說明假設正確.
2.幾種常見彈力的方向
(1)彈簧兩端的彈力方向,與彈簧中心軸線相重合,指向彈簧__________的方向.
(2)輕繩對物體的彈力方向,沿繩指向繩______的方向.
(3)面與面接觸時彈力的方向,垂直于接觸面并指向______物體.
(4)點與面接觸時彈力的方向,過接觸點垂直于接觸面(或接觸面的切面)并指向______物體.
(5)球與面接觸時彈力的方向,在接觸點與________的連線上,并指向受力物體.
(6)球與球相接觸時彈力的方向,垂直于過接觸
點的________,并指向受力物體.
(7)輕桿兩端受到拉伸或擠壓時會出現(xiàn)彈性拉力或壓力,拉力或壓力的方向沿______方向.因為此時只有輕桿兩端受力,在這兩個力作用下桿處于平衡,則這兩個力必共線,即沿____的方向.當桿受力較復雜時,桿中彈力的方向要具體問題具體分析.
3.滑動摩擦力
(1)靜止的物體______受滑動摩擦力.
(2)滑動摩擦力可以是阻力,也可以是動力.
(3)滑動摩擦力的方向可以與運動方向______,也可以與運動方向______,要注意運動方向與相對運動方向的區(qū)別.
(4)滑動摩擦力f=μFN,f隨FN變化而變化.
4.靜摩擦力
(1)運動的物體______受靜摩擦力.
(2)靜摩擦力可以是阻力,也可以是動力.
(3)靜摩擦力的方向可以與運動方向相同,也可以與運動方向相反,但一定跟________________的方向相反.
(4)靜摩擦力的大小和方向具有可變性,要具體情況具體分析.
一、關(guān)于彈力方向的分析
例1畫出圖(1)~(7)中靜止物體A所受力的示意圖(注意圖中球形物體的接觸面光滑).
二、關(guān)于摩擦力的分析
圖1
例2如圖1所示,一輛汽車在平直公路上,車上有一木箱,試判斷下列情況中,木箱所受摩擦力的方向以及摩擦力是動力還是阻力.(1)汽車由靜止加速運動時(木箱和車面間無相對滑動);
(2)汽車剎車時(二者無相對滑動);
(3)汽車勻速運動時(二者無相對滑動);
(4)汽車剎車,木箱在車上向前滑動時;
(5)汽車突然加速,木箱在車上滑動時.
變式訓練1水平的皮帶傳輸裝置如圖2所示,皮帶的速度保持不變,物體被輕輕地放在A端皮帶上,開始時物體在皮帶上滑動,當它到達位置C后滑動停止,以后就隨皮帶一起勻速運動,直至傳送到目的地B端,在傳輸過程中,該物體受摩擦力情況是()
A.在AC段受水平向左的滑動摩擦力
B.在AC段受水平向右的滑動摩擦力
C.在CB段不受靜摩擦力
D.在CB段受水平向右的靜摩擦力
三、關(guān)于物體的受力分析
圖3
例3如圖3所示,物體a、b和c疊放在水平桌面上,水平力Fb=5N、Fc=10N分別作用于物體b、c上,a、b和c仍保持靜止.以f1、f2、f3分別表示a與b、b與c、c與桌面間的靜摩擦力的大小,則()
A.f1=5N,f2=0,f3=5N
B.f1=5N,f2=5N,f3=0
C.f1=0,f2=5N,f3=5N
D.f1=0,f2=10N,f3=5N
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圖4
變式訓練2如圖4所示,輕繩兩端分別與A、C兩物體相連接,mA=1kg,mB=2kg,mC=3kg,物體A、B、C及C與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.1,輕繩與滑輪間的摩擦可忽略不計.若要用力將C物體拉動,則作用在C物體上水平向左的拉力最小為(g取10m/s2)()
A.6NB.8N
C.10ND.12N
【即學即練】
1.關(guān)于滑動摩擦力,下列說法中錯誤的是()
A.壓力越大,滑動摩擦力越大
B.壓力不變,動摩擦因數(shù)不變,接觸面積越大,滑動摩擦力越大
C.壓力不變,動摩擦因數(shù)不變,速度越大,滑動摩擦力越大
D.動摩擦因數(shù)不變,壓力越大,滑動摩擦力越大
圖5
2.如圖5所示,兩個相同的長方體A、B,疊放在水平桌面上,今用水平力F拉B而兩長方體均保持靜止,則針對此情況,下列說法中錯誤的是()
A.AB間不存在摩擦力作用
B.AB間有靜摩擦力作用
C.B與桌面間有靜摩擦力作用
D.若撤去外力F后,則A與B,B與桌面間都沒有摩擦力
圖6
3.如圖6所示,用力F把鐵塊緊壓在豎直墻上不動,那么,當F增大時(設鐵塊對墻的壓力為FN,鐵塊受墻的摩擦力為f),下列說法中正確的是()
A.FN增大,f不變
B.FN增大,f增大
C.FN變小,f不變
D.關(guān)于FN和f的變化,以上說法都不正確
圖7
4.如圖7所示,A、B兩物體重力都等于10N,各接觸面間的動摩擦因數(shù)都等于0.3,同時有F=1N的兩個水平力分別作用在A和B上,A和B均靜止,則地面對B和B對A的摩擦力分別為()
A.6N,3NB.1N,1N
C.0,1ND.0,2N
圖8
5.如圖8所示是主動輪P通過皮帶帶動從動輪Q的示意圖,A與B、C與D分別是皮帶與輪緣相互接觸的點,則下列判斷正確的是()
A.B點相對于A點的運動趨勢方向與B點的運動方向相反
B.D點相對于C點的運動趨勢方向與C點的運動方向相反
C.D點所受靜摩擦力的方向與D點的運動方向相反
D.主動輪受到的摩擦力是阻力,從動輪受到的摩擦力是動力
圖9
6.如圖9所示,一重為40N的木塊放在水平桌面上,在水平方向上共受三個力即F1、F2和摩擦力作用,木塊處于靜止.其中F1=13N,F(xiàn)2=6N.已知木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,求:
(1)物體所受摩擦力的大小和方向;
(2)當只將F1撤去時,物體受到的摩擦力的大小和方向;(3)若撤去的力不是F1而是F2,則物體受到的摩擦力大小和方向又如何?
參考答案
課前自主學習
1.(2)假設法
2.(1)恢復原狀(2)收縮(3)受力(4)受力(5)球心(6)公切面(7)細桿桿
3.(1)可以(3)相同相反
4.(1)可以(3)相對運動趨勢
解題方法探究
例1
例2見解析
解析(1)木箱隨汽車一起由靜止加速運動時,假設二者的接觸面是光滑的,則汽車加速時,木箱會保持原有靜止狀態(tài),因此它將相對于汽車向后滑動,而實際木箱沒有滑動,有相對于汽車向后滑動的趨勢,所以,木箱受到向前的靜摩擦力.因為靜摩擦力的方向與木箱運動方向相同,是動力.
(2)汽車剎車時,速度減小,假設木箱與汽車的接觸面是光滑的,則木箱將相對汽車向前滑動,而實際木箱沒有滑動,但有相對汽車向前滑動的趨勢,所以木箱受到向后的靜摩擦力.因為靜摩擦力的方向與木箱運動方向相反,是阻力.
(3)木箱隨汽車一起勻速運動時,二者無相對滑動,木箱受到重力和支持力,假設木箱再受到汽車的水平向前的摩擦力,由二力平衡條件可知:豎直方向上支持力與重力抵消,但水平方向上沒有力與摩擦力抵消,這樣物體不能保持平衡,故假設不正確,所以木箱不受摩擦力作用.
(4)汽車剎車,木箱在車上向前滑動時,木箱和汽車之間有相對運動,且相對汽車向前滑動,故木箱受到向后的滑動摩擦力,因為滑動摩擦力的方向與木箱運動方向相反,是阻力.
(5)汽車突然加速,木箱在車上滑動時,木箱和汽車之間有相對運動,且相對汽車向后滑動,故木箱受到向前的滑動摩擦力.因為滑動摩擦力的方向與木箱運動方向相同,是動力.
變式訓練1BC[選項A把“滑動摩擦力總是阻礙物體間的相對運動”誤解為“總是阻礙物體運動”;選項D沒有從靜摩擦力產(chǎn)生的條件入手分析物體是否受到靜摩擦力,而是憑生活經(jīng)驗臆斷物體受到一靜摩擦力,以為物體向右的運動需要力來維持.選項A、D都是因為對摩擦力的概念理解不深造成的錯誤.]
例3C[為了考查a、b之間的摩擦力情況,以物體a作為研究對象,通過受力分析后得到a、b之間沒有摩擦力的作用,如圖甲所示.
為了考查b、c之間的摩擦力情況,以物體ab組成的整體作為研究對象,通過受力分析后得到b受c向右的靜摩擦力f2與Fb平衡,故f2=5N,如圖乙所示.
為了考查c與地面之間的摩擦力情況,以物體abc組成的整體作為研究對象,通過受力分析后得到c受向左的靜摩擦力f3與Fc-Fb平衡,故f3=5N,如下圖丙所示.
]
變式訓練2B
即學即練
1.D2.B3.A
4.C[應用整體法,即AB整體水平方向外力大小相等,方向相反,故地面對B無摩擦力.以A為對象,水平方向必受大小與F相等,方向與F相反的靜摩擦力,故選項C正確.]
5.BD[靜摩擦力的方向跟物體間相對運動趨勢的方向相反,要確定相對運動趨勢常用假設法,即假設兩物體接觸面光滑,分析皮帶和輪之間有無相對滑動,若有,可判斷出相對運動趨勢的方向.此題應先明確主動輪與從動輪的關(guān)系.如皮帶光滑,主動輪轉(zhuǎn)但皮帶不動或皮帶轉(zhuǎn)動而從動輪不轉(zhuǎn),由此可判定摩擦力的方向.主動輪可通過摩擦力帶動皮帶,皮帶阻礙主動輪轉(zhuǎn)動,同理皮帶可帶動從動輪,從動輪阻礙皮帶的轉(zhuǎn)動,故B、D選項正確.]
6.見解析
解析(1)因為物體處于靜止狀態(tài),所以水平方向所受外力和為零.由于F1F2,故靜摩擦力向左,大小為f=F1-F2=7N.
(2)當只將F1撤去時,由于F2=6N,比物體受到的滑動摩擦力f滑=μFN=
8N小,故不能運動起來,物體仍處于靜止狀態(tài),此時所受的摩擦力為靜摩擦力,其大小為6N,方向向右.
(3)若撤去的力不是F1而是F2,由于F1=13N比物體受到的滑動摩擦力f滑=μFN=8N大,此時物體開始運動,所受的摩擦力為滑動摩擦力,大小為8N,方向向左.
高中物理知識點整理:摩擦力
高中物理知識點整理:摩擦力
1、摩擦力定義:當一個物體在另一個物體的表面上相對運動(或有相對運動的趨勢)時,受到的阻礙相對運動(或阻礙相對運動趨勢)的力,叫摩擦力,可分為靜摩擦力和滑動摩擦力。
2、摩擦力產(chǎn)生條件:①接觸面粗糙;②相互接觸的物體間有彈力;③接觸面間有相對運動(或相對運動趨勢)。
說明:三個條件缺一不可,特別要注意“相對”的理解。
3、摩擦力的方向:
①靜摩擦力的方向總跟接觸面相切,并與相對運動趨勢方向相反。
②滑動摩擦力的方向總跟接觸面相切,并與相對運動方向相反。
說明:(1)“與相對運動方向相反”不能等同于“與運動方向相反”。
滑動摩擦力方向可能與運動方向相同,可能與運動方向相反,可能與運動方向成一夾角。
(2)滑動摩擦力可能起動力作用,也可能起阻力作用。
4、摩擦力的大?。?/p>
(1)靜摩擦力的大?。?/p>
①與相對運動趨勢的強弱有關(guān),趨勢越強,靜摩擦力越大,但不能超過最大靜摩擦力,即0≤f≤fm但跟接觸面相互擠壓力FN無直接關(guān)系。具體大小可由物體的運動狀態(tài)結(jié)合動力學規(guī)律求解。
②最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力,在中學階段討論問題時,如無特殊說明,可認為它們數(shù)值相等。
③效果:阻礙物體的相對運動趨勢,但不一定阻礙物體的運動,可以是動力,也可以是阻力。
(2)滑動摩擦力的大?。?/p>
滑動摩擦力跟壓力成正比,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(F表示滑動摩擦力大小,F(xiàn)N表示正壓力的大小,μ叫動摩擦因數(shù))。
說明:①FN表示兩物體表面間的壓力,性質(zhì)上屬于彈力,不是重力,更多的情況需結(jié)合運動情況與平衡條件加以確定。
②μ與接觸面的材料、接觸面的情況有關(guān),無單位。
③滑動摩擦力大小,與相對運動的速度大小無關(guān)。
5、摩擦力的效果:總是阻礙物體間的相對運動(或相對運動趨勢),但并不總是阻礙物體的運動,可能是動力,也可能是阻力。
說明:滑動摩擦力的大小與接觸面的大小、物體運動的速度和加速度無關(guān),只由動摩擦因數(shù)和正壓力兩個因素決定,而動摩擦因數(shù)由兩接觸面材料的性質(zhì)和粗糙程度有關(guān)。