第三章2第1课时滑动摩擦力和静摩擦力.docx
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1、2摩擦力第1课时滑动摩擦力和静摩擦力学习目标1.知道滑动摩擦力的概念及产生条件,会判断滑动摩擦力的方向.2.知道滑动摩擦力的大小跟什么有关,会求滑动摩擦力.3.知道静摩擦力的概念及产生条件,会判断静摩擦力的方向.4.知道最大静摩擦力的概念,知道静摩擦力的大小范围一、滑动摩擦力1定义:两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫作滑动摩擦力2方向:总是沿着接触面,并且跟物体相对运动的方向相反3大小(1)滑动摩擦力的大小跟接触面上压力的大小成正比,还跟接触面的粗糙程度、材质等有关(2)公式:FfF压(3)动摩擦因数:它的值跟两接触面的材料和粗糙程度有关动摩擦
2、因数,Ff在接触面内且与相对运动方向相反,FN与接触面垂直二、静摩擦力1定义:相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势,而没有相对运动时,这时的摩擦力叫作静摩擦力2方向:总是沿着接触面,跟物体相对运动趋势的方向相反3最大静摩擦力:静摩擦力有一个最大值Fmax,在数值上等于物体即将开始运动时的拉力4静摩擦力的大小:两物体之间实际产生的静摩擦力F在0与最大静摩擦力Fmax之间,即0FFmax.1判断下列说法的正误(1)有相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力()(2)摩擦力的方向一定与接触面所受的压力方向垂直()(3)摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同()(4)一个静止的物体也可能受到滑
3、动摩擦力()(5)物体所受的滑动摩擦力与物体的重力成正比()2已知木箱重力为200 N,木箱与水平桌面间的动摩擦因数为0.2,当木箱在水平桌面上以10 m/s的速度运动时,木箱所受桌面的摩擦力大小为_ N;当用20 N水平外力推木箱没有推动时,木箱受到的摩擦力大小为_ N;当在该木箱上放一相同的木箱,两木箱一起以15 m/s的速度运动时,下面木箱所受桌面的摩擦力大小为_ N.答案402080一、滑动摩擦力导学探究1按如图1所示实验装置做一做:用力拉动木板,使之在桌面上滑动图1(1)木块受到的摩擦力大小和弹簧测力计示数有什么关系?(2)在木块上添加重物,增大木块对木板的压力时,摩擦力如何变化?(
4、3)在木板上铺一块较粗糙的毛巾,摩擦力如何变化?答案(1)相等(2)增大(3)增大2如图2,木块放在木板上,用外力把木板向右抽离,在此过程中图2(1)木块相对地面向什么方向运动?相对于木板向什么方向运动?木块受到的摩擦力方向如何?(2)滑动摩擦力总是阻碍物体的运动吗?答案(1)木块相对地面向右运动,相对木板向左运动,木块受到的滑动摩擦力方向向右,与木块运动方向相同(2)滑动摩擦力一定阻碍物体的相对运动,但与物体的运动方向可能相同,也可能相反,即滑动摩擦力可能是动力,也可能是阻力知识深化1滑动摩擦力产生的条件(1)两物体相互接触挤压(即有弹力)(2)物体间的接触面不光滑(3)两物体间存在相对运动
5、2滑动摩擦力的方向(1)在接触面上,与接触面相切,且与物体相对运动的方向相反(2)与物体的运动方向可能相同,也可能相反3滑动摩擦力的大小(1)公式法:根据公式FfFN计算正压力FN是物体与接触面间的压力,不一定等于物体的重力,FN的大小根据物体的受力情况确定动摩擦因数与材料和接触面的粗糙程度有关,而与物体间的压力、接触面的大小无关(2)二力平衡法:物体处于平衡状态(匀速运动或静止)时,根据二力平衡条件求解命题角度1滑动摩擦力方向及影响因素有关滑动摩擦力,下列说法中正确的是()A滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反B滑动摩擦力的方向一定与两物体间相对运动的方向相反C物体在支持面上的滑动速度越大
6、,滑动摩擦力也一定越大D接触面间接触面积越大,滑动摩擦力也一定越大答案B解析滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,滑动摩擦力的方向一定与物体相对运动的方向相反,但不一定与物体运动方向相反,故A错误,B正确;滑动摩擦力的大小FfFN,与物体在支持面上的滑动速度无关,与接触面积也无关,故C、D错误命题角度2滑动摩擦力的计算质量为3 kg的木块放在水平地板上,用F6 N且水平向右的拉力拉该木块时,木块恰能做匀速直线运动(g取10 N/kg)求:(1)木块与地板间的动摩擦因数;(2)若在木块运动过程中撤去拉力,在木块继续向前滑行的过程中,木块受到的摩擦力是多大?(3)若F的大小变为10 N,则木块受到的
7、摩擦力是多大?(4)若在木块运动过程中将F的方向改为水平向左,则在木块向右运动过程中,受到的摩擦力是多大?方向如何?(5)若F的大小不变而将方向改为竖直向上作用于该木块上,则此时应加一个多大的水平拉力,才能使该木块保持匀速直线运动状态答案(1)0.2(2)6 N(3)6 N(4)6 N方向水平向左(5)4.8 N解析(1)木块做匀速直线运动,则滑动摩擦力Ff1F6 N,而Ff1FNmg,故0.2.(2)Ff2FNFf16 N.(3)Ff3FNFf16 N.(4)Ff4FNFf16 N,方向水平向左(5)此时木块和地板间的压力FNmgF24 N,Ff5FN4.8 N则此时要保持木块匀速运动,需满
8、足拉力FFf54.8 N.二、静摩擦力导学探究把木块放在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块,如图3所示图3当测力计的示数为1 N时,木块没有动;逐渐增大拉力到2 N 时,木块仍静止;继续增大拉力到4 N时,木块开始运动,此时拉力突然变小到3.8 N,此后木块匀速运动,拉力保持3.8 N不变(1)木块受到的拉力为1 N时,有相对桌面运动的趋势但没有运动,说明什么呢?(2)随着外力的增大,静摩擦力有什么变化?当变为滑动摩擦力时,摩擦力为什么又变小了?答案(1)说明桌面对木块施加了一个与拉力方向相反、大小也为1 N的力,这个力就是桌面对木块的静摩擦力(2)静摩擦力的大小随着外力的增大而增大
9、,但有一个最大值这个最大值比滑动摩擦力稍微大一些知识深化1静摩擦力的产生条件(1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力)(2)接触面粗糙(3)两物体间有相对运动的趋势2静摩擦力的方向(1)在接触面上与接触面相切,且与物体相对运动趋势的方向相反(2)当物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时,与使物体产生运动趋势的外力方向相反3静摩擦力的大小(1)范围:0FFmax.(2)计算:物体做匀速直线运动或静止时,根据二力平衡条件求解(3)静摩擦力大小与正压力无关4说明(1)静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反,与运动方向可能相同,也可能相反(2)静摩擦力发生在相对静止的两物体之间,受静摩擦力作用的物体
10、不一定是静止的,运动的物体也可能受静摩擦力作用关于静摩擦力,下列说法中正确的是()A受静摩擦力作用的物体一定是静止的B静摩擦力总是阻力C静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反D两个物体之间的静摩擦力总是一个定值答案C解析静摩擦力产生在两个相对静止的物体之间,但物体可以是运动的,所以A错误;静摩擦力的作用是阻碍物体间的相对运动趋势,方向与物体间相对运动趋势的方向相反,但可能与运动方向相同,所以B错误,C正确;两物体间静摩擦力的大小由平行于接触面的力决定,因此D错误(多选)如图4所示,用水平力F把一铁块紧压在竖直墙壁上保持静止,当F增大时()图4A墙对铁块的弹力增大B墙对铁块的摩擦力增大C墙
11、对铁块的摩擦力不变D墙对铁块的摩擦力减小答案AC解析铁块相对墙壁静止,铁块与墙壁之间存在弹力,墙壁对铁块的弹力与水平力F是一对平衡力,墙对铁块的弹力随水平力F的增大而增大,选项A正确;铁块相对墙壁静止,但有下滑趋势,所以铁块受向上的静摩擦力作用,且静摩擦力与重力平衡,所以摩擦力大小不变,选项C正确,B、D错误三、摩擦力的综合分析与计算如图5所示,质量为20 kg的物体静止在水平地面上,已知物体与水平地面间的最大静摩擦力为120 N,动摩擦因数是0.5,物体的一端与一根劲度系数为4103 N/m的水平轻质弹簧相连(设弹簧的形变始终在弹性限度内,取g10 m/s2),问:图5(1)将弹簧拉长2 c
12、m时,地面对物体的摩擦力Ff1多大?(2)将弹簧拉长4 cm时,地面对物体的摩擦力Ff2多大?(3)物体在水平地面上匀速直线运动时,弹簧形变量x多大?答案(1)80 N(2)100 N(3)0.025 m解析(1)根据胡克定律Fkx,当x12 cm0.02 m时,F141030.02 N80 N由于拉力F1小于最大静摩擦力,物体具有向右的运动趋势,此时地面对物体的静摩擦力大小为Ff180 N.(2)当x24 cm0.04 m时,F241030.04 N160 N,大于最大静摩擦力,物体已经运动,这时摩擦力为滑动摩擦力,大小为Ff2FNmg0.52010 N100 N.(3)当物体在水平地面上匀
13、速运动时,物体受滑动摩擦力,滑动摩擦力和弹簧拉力为一对平衡力,即弹簧拉力Fmg100 N,由Fkx,解得x m0.025 m.计算摩擦力的思路1根据拉力F和最大静摩擦力的大小关系判断物体受静摩擦力还是滑动摩擦力2静摩擦力可用二力平衡求解,滑动摩擦力可用公式FfFN求解1(对滑动摩擦力的理解)关于滑动摩擦力,下列说法正确的是()A滑动摩擦力与物体的重力成正比B受滑动摩擦力作用的物体一定是运动的C滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反D滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动答案D解析滑动摩擦力与物体间的正压力成正比,选项A错误;受滑动摩擦力作用的物体可能是运动的,也可能是静止的,如木块在桌面上滑动,静
14、止的桌面也受到滑动摩擦力,选项B错误;滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反,阻碍物体间的相对运动,但是与物体运动的方向可能相反也可能相同,选项C错误,D正确2.(对静摩擦力的理解)(多选)如图6所示,人握住旗杆匀速上爬,则下列说法正确的是()图6A人受到的摩擦力的方向是向下的B人受到的摩擦力的方向是向上的C手握旗杆的力越大,人受到的摩擦力越大D若人匀速滑下,则人受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小等于匀速上爬的摩擦力答案BD解析人匀速上爬,受力平衡,则人所受摩擦力与重力大小相等、方向相反手握旗杆的力增加,但人所受摩擦力不变,选项B正确,选项A、C错误;当匀速滑下时,人受到的摩擦力为滑动摩擦力
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- 第三 课时 滑动 摩擦力 和静
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