高一物理 33摩擦力学案Word格式.docx
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静摩擦力的最大值,它是物体即将开始相对滑动时的静摩擦力,即最大静摩擦力。
与正压力有关。
6、静摩擦力范围:
三、滑动摩擦力
1、定义:
当一个物体在另一个物体表面的时候,会受到另一个物体它滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力
①②③。
3、大小:
滑动摩擦力的大小与两物体间的压力成正比,即Ff=其中μ叫做,无单位,它与有关,而与物体间的相对速度的大小、接触面的大小、压力的大小关。
4、方向:
沿接触面且与相反。
●【探究过程】
一、摩擦力初步认识(体验一下:
用力推地面上的课桌)
1、没有推动和推动后感觉有点费劲是什么原因?
2、思考相对运动趋势的含义:
二、静摩擦力(看教材57页第二、三段)
1、说一说:
静摩擦力的定义:
2、总结出静摩擦力产生的条件?
(小组可以讨论完成)
3、静摩擦力大小、方向是怎样确定的呢?
思考:
(1)、如图所示,用了5N的力拉地面上物体,但没有推动,试分析物体受到地面的静摩擦力和方向
(2)、如图所示,一质量为m的物块放在倾角为α,物块处于静止状态,判断物体受到摩擦力的方向
4、最大静摩擦力
(仔细阅读教材58页的演示实验,熟悉实验过程并思考)
(1)什么是最大静摩擦力?
最大静摩擦力大小与什么因素有关?
(2)静摩擦力的范围是什么?
5、注意:
(1)判断静摩擦力的方向可用假设法。
其操作程序是:
A.选研究对象----受静摩擦力作用的物体;
B.选参照物体----与研究对象直接接触且施加静摩擦力的物体;
C.假设接触面光滑,找出研究对象相对参照物体的运动方向即相对运动趋势的方向
D.确定静摩擦力的方向一一与相对运动趋势的方向相反
(2)静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反,但不一定与物体的运动方向相反。
所以静摩擦力不一定是阻力。
(3)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的
(4)最大静摩擦力与正压力成正比,但静摩擦力与正压力无关。
在图3.3-2的实验中,当木块开始滑动时拉动小车,体会阻力作用,并阅读58页第一段回答:
1、滑动摩擦力的定义:
2、滑动摩擦力产生的条件:
3、滑动摩擦力的方向:
注意:
这里的“相对”是指相互接触发生摩擦的物体,而不是相对别的物体。
滑动摩擦力的方向跟物体的相对运动的方向相反,但并非一定与物体的运动方向相反。
在图3.3-2的实验中,当木块上再加砝码,增加小车与地面的压力,观察弹簧秤示数,回答:
4、摩擦力的大小与压力的关系及公式:
(阅读58页最后一段,回答:
)
5、动摩擦因数:
μ是比例常数,称为,没有单位,只有大小,数值与相互接触的______、接触面的______程度有关。
在通常情况下,μ<
1。
6、滑动摩擦力的作用点:
在两个物体的接触面上的受力物体上。
7、注意:
(1)压力即为作用在支持面上且与作用面垂直的力。
其大小不一定等于物体的重力,以后的学习过程中我们会知道压力可能大于重力,可能小于重力,还可能等于重力,也可能与重力无关。
但是不论支持面是什么样的,也不论物体受力情况如何复杂,物体对支持面的正压力和支持面对物体的支持力,总是一对作用力和反作用力,所以许多情况下都是通过求物体所受支持力来求得正压力的。
通过如图3所示的物体静止情况下的压力大小,就说明压力与重力无关。
(2)摩擦力的方向和物体的运动方向可能成任意角度。
通常情况下摩擦力方向可能和物体运动方向相同(作为动力),可能和物体运动方向相反(作为阻力),也可能和物体速度方向垂直(作为匀速圆周运动的向心力),在特殊情况下,可能成任意角度。
(3).滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积无关.
(4).滑动摩擦力的大小跟物体间相对运动的速度无关.
●典型例题
例1:
填一填
1.产生条件:
(1)两物体直接接触且接触面;
(2)两物体间存在;
(3)接触物体间有相对运动(摩擦力)或相对运动趋势(摩擦力)。
2.方向:
(1)滑动摩擦力的方向沿接触面和相反,与物体运动方向相同。
(2)静摩擦力方向沿接触面与物体的相反。
可以根据平衡条件或牛顿运动定律判断。
3.大小:
(1)滑动摩擦力的大小:
f=μFN式中的FN是指,不一定等于物体的重力;
式中的μ被称为动摩擦因数,它的数值由决定。
(2)静摩擦力的大小:
0<
f静≤fm除最大静摩擦力以外的静摩擦力大小与正压力关,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,与正压力成比;
静摩擦力的大小应根据平衡条件或牛顿运动定律来计算
例2:
G=400N的木箱放在水平地面上,
=120N,μ=0.25,若分别用70N和150N两力推,求摩擦力。
例3:
如图,某时刻木块正在以3m/s的速度在以5m/s速度向右传送的传送带上向右运动,试判断:
木块的运动方向。
木块相对于传送带的运动方向。
木块所受滑动摩擦力的方向。
例4:
关于摩擦力的说法,下列说法中正确的是(
)
A.两个接触的相对静止的物体间一定有摩擦力
B.
受静摩擦作用的物体一定是静止的
C.滑动摩擦力方向一定与运动方向相反
D.物体间正压力一定时,静摩擦力的大小可以变化,但有一个限度
●【课堂练习】
1、有关静摩擦力的说法中下列正确的是()
A.只有静止的物体才有静摩擦力B.静摩擦力与压力成正比
C.静摩擦力可能与运动方向垂直D.静摩擦力的方向与物体运动方向一定相反
2下列说法正确的是()
A.只有相互接触且发生相对运动的物体间才可能产生滑动摩擦力。
B.只有运动的物体才可能受滑动摩擦力。
C.受弹力的物体一定受滑动摩擦力D.受滑动摩擦力的物体一定受到弹力。
3.关于两物体之间的弹力和摩擦力,下列说法中正确的是()
A.有摩擦力一定有弹力B.摩擦力的大小与弹力成正比
C.有弹力一定有摩擦力D.弹力是动力,摩擦力是阻力
4.动摩擦因数的大小( )
A、跟滑动摩擦力的大小成正比B、跟正压力的大小成正比
C、跟相对运动的速度大小有关D、跟相互接触的两物体的材料和接触面粗糙情况有关
第三节摩擦力练习题
1.手握直立瓶子处于静止状态,下列说法中正确的是()
A.握力增大时,瓶子受到的静摩擦力也增大
B.握力增大时,瓶子受到的最大静摩擦力也增大
C.握力增大时,瓶子受到的静摩擦力却保持不变
D.向瓶中倒入水时,瓶子受到的静摩擦力将随之增大
2、下列说法中正确的是()
A、若某接触面上有滑动摩擦力,则也一定有弹力
B、弹力的方向与滑动摩擦力的方向一定垂直
C、滑动摩擦力一定阻碍物体的相对滑动
D、滑动摩擦力一定阻碍物体的运动
3.运动员用双手握住竖直的竹秆匀速攀上和匀速下滑时,他所受到的摩擦力分别为F1和F2,那么它们的关系是:
()
A.F1向上,F2向下,F1=F2
B.F1向下,F2向上,F1>
F2
C.F1向上,F2向上,F1=F2
D.F1向上,F2向下,F1>
F2
4.如图3-3-3所示,用力F将质量为1kg的物体压在竖直墙上,F=50N.方向垂直于墙,若物体匀速下滑,动摩擦因数是0.2,物体受到的摩擦力是______N,若物体静止不动,它受到的静摩擦力是______N,方向______.若撤去力F,当铁块沿着墙壁自由下落时,铁块受到的滑动摩擦力
(g=10N/kg)
5.如图3-3-5所示,在μ=0.1的水平面上向右运动的物体,质量为20kg,在运动过程中,还受到一个水平向左的大小为10N的拉力作用,则物体受到的滑动摩擦力为(g=10N/kg)()
A.10N,向右 B.10N,向左 C.20N,向右 D.20N,向左
6.物体与支持面间有滑动摩擦力时,下列说法中正确的是()
A.物体与支持面间的压力越大,滑动摩擦力就越大;
B.物体与支持面间的压力不变,动摩擦因数一定,速度越大,滑动摩擦力就越大;
C.物体与支持面间的压力不变,动摩擦因数一定,接触面越大,滑动摩擦力就越大;
D.物体与支持面的压力一定,材料越粗糙,滑动摩擦力就越大.
7.水平地面上的物体,在水平拉力F作用下向前运动,当拉力F增大时,速度也随之增大,物体所受的滑动摩擦力将( )
A、增大 B、减小 C、不变 D、不能确定
8.某同学在探究摩擦力的实验中采用了如图18所示的操作,将一个长方体木块放在水平桌面上,然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F,并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测,表中是她记录的实验数据.木块的重力为10.00N,重力加速度为g=9.8m/s2,根据表格中的数据回答下列问题(答案保留3位有效数字):
实验次数
运动状态
水平拉力F/N
1
静止
3.62
2
4.00
3
匀速
4.01
4
匀加速
5.01
5
5.49
(1)木块与桌面间的最大摩擦力Fmax>
________N;
(2)木块与桌面间的动摩擦因数μ=________;
(3)木块匀加速运动时受到的摩擦力Ff=________N.
9.质量为m的均匀长方形木料放在水平桌面上,木料与水平面间的动摩擦因数为μ,现用水平力F拉木料,如图(9)示。
当木料的1/3离开桌面时,桌面对它的摩擦力等于多少?
10. 如图10所示,物体A重40N,物体B重20N,A与B、B与地面间的动摩擦因数均为0.4。
当用水平力向右拉动物体A时,试求:
(1)B物体所受的滑动摩擦力的大小和方向;
(2)A物体所受的地面滑动摩擦力的大小和方向。
11.如图所示,水平面上有一重为40N的物体,受到F1=13N和F2=6N的水平力作用而保持静止.已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
(1)物体所受的摩擦力的大小与方向;
(2)若只将F1撤去,物体受到的摩擦力的大小和方向.
12.如图所示,一质量不计的弹簧原长为10cm,一端固定于质量m=2kg的物体上,另一端施一水平拉力F.(g=10m/s2)
(1)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,当弹簧拉长至12cm时,物体恰好匀速运动,弹簧的劲度系数多大?
(2)若将弹簧拉长至11cm,物体所受到的摩擦力大小为多少?
(3)若将弹簧拉长至13cm,物体所受的摩擦力大小为多少?
(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)
第三节摩擦力学案参考答案
1、粗糙正压力滑动静
2、
(1)相对运动方向可能
(2)相对运动趋势方向
3、
(1)正压力接触面的材料和粗糙程度
(2)无正
例2【解析】用70N力推时,推不动,所以是静摩擦力,大小为70N;
用150N推时,物体被推动了,物体受滑动摩擦力,大小为
=100N
向右向左向右
例4D
解析:
两个相对静止的物体间不一定有静摩擦力,还要看它们间是否有相对滑动趋势。
例如静止在水平地面上的汽车,它们之间就没有静摩擦力。
受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,例如与倾斜的匀速运动的输送带相对静止的物体,物体与输送带之间有相对滑动的趋势,所以有静摩擦力存在,但物体并不是静止的。
产生静摩擦力时只要与接触面相对静止就行了。
上述的输送带如突然加速,物体就可能受到与运动方向一致的滑动摩擦力。
所以A、B、C三个选项都是错的。
在正压力一定时,静摩擦力的大小可以因外力的变化而变化,但不能超过最大静摩擦力,这就是一个限度。
本题目正确的选项是D。
课堂练习:
1答案:
C
受静摩擦力作用的物体不一定静止,故A错。
静摩擦力的大小与压力无关,而与物体运动的运动状态无关及其所受其他力的情况有关。
故B错。
静摩擦力的方向可与运动方向成任意角度,故C对。
静摩擦力的方向与运动方向无关,但一定与相对运动趋势方向相反,故D错。
2AD
3A
4D
动摩擦因数与压力无关、与接触面积大小无关、与滑动摩擦力的大小无关、与相对运动的速度大小无关,所以答案为D。
第三节摩擦力练习题参考答案
1.BCD
2ABC
3C
41010竖直向上0
5D
6D
7C
根据滑动摩擦力
,滑动摩擦力与拉力无关、与相对运动的速度大小无关。
答案为(C)
8.
(1)4.01
(2)0.401 (3)4.01
解析
(1)由题表可知,木块受到的滑动摩擦力为4.01N,因此最大静摩擦力Fmax一定大于4.01N.
(2)由Ff=μmg得:
μ=0.401.
(3)木块匀加速运动时所受的摩擦力为滑动摩擦力,故Ff=4.01N.
9解析:
木料均匀,其重心在木料的几何中心上,重力的作用线在支承面以内,木料与桌面之间的弹力大小仍为
。
滑动摩擦力只与正压力和动摩擦因数有关,与接触面积的大小无关,即滑动摩擦力为
10 解析:
(1)物体B相对物体A向左滑动,物体A给物体B的滑动摩擦力
方向向右,大小为
(2)物体A相对地面向右滑动,地面给物体A的滑动摩擦力
方向向左,大小为
11.
(1)7N 水平向右
(2)6N 水平向左
解析
(1)设物体相对地面静止,则有
F1=F2+Ff,得Ff=7N,而Fmax=μmg=8N>
Ff,
故物体没动,受静摩擦力,大小为7N,方向水平向右.
(2)撤去F1后,Ff′=F2=6N<
Fmax故物体受静摩擦力,大小为6N,方向水平向左.
13
(1)200N/m
(2)2N (3)4N
解析
(1)物体匀速运动时,k(x-x0)=μmg
则k=
=
N/m=200N/m
(2)F1=k(x1-x0)=200×
(0.11-0.10)N=2N
最大静摩擦力可看作等于滑动摩擦力Fmax=0.2×
2×
10N=4N
故物体没动,所受静摩擦力Ff1=F1=2N.
(3)弹簧弹力F2=k(x2-x0)=200×
(0.13-0.10)N=6N.
物体将加速前进,此时所受到的滑动摩擦力为Ff2=μFN=μmg=0.2×
10N=4N.
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- 高一物理 33摩擦力学案 物理 33 摩擦 力学