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第3节 摩擦力,填一填,练一练,一、静摩擦力与滑动摩擦力(见课本第7073页),填一填,练一练,二、摩擦力的调控(见课本第75页) 1.减小摩擦力的方法:减小物体表面的粗糙程度或改变相互接触的材料来减小动摩擦因数;变滑动摩擦为滚动摩擦。 2.增大摩擦力的方法:增大物体表面的粗糙程度或改变相互接触的材料来增加动摩擦因数;变滚动摩擦为滑动摩擦。,填一填,练一练,装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出,如图所示,则在匀速拖出的过程中( ) A.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,摩擦力逐渐减小 B.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,拉力逐渐减小 C.平台对材料的支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小 D.材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而工人的拉力也不变,填一填,练一练,解析:匀速拉动的过程只能持续到重心离开台面的瞬间,材料的重心在台面上,故材料对台面的压力不变,故材料受到的支持力不变,故C错误;而在拉动过程中,动摩擦因数不变,由f=N可知摩擦力是不变的,故A、B错误;因为材料做匀速直线运动,所以工人的拉力是不变的,故D正确。 答案:D,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,对摩擦力的理解 由于摩擦力给我们留下的印象经常是消极的、被动的、负面的,有些同学总以为静摩擦力是阻力,这种观点是否正确?,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,静摩擦力与滑动摩擦力的比较,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,【例题1】 导学号93960050下列关于摩擦力的说法,正确的是( ) A.相互接触的两物体间一定存在摩擦力 B.相互接触且有挤压的两物体间一定存在摩擦力 C.摩擦力总是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势 D.摩擦力的方向总是与物体运动的方向相反 解析:相互接触挤压、接触面粗糙、有相对运动或相对运动的趋势是摩擦力产生的三个条件,三个条件必须同时满足,才产生摩擦力,选项A、B错误;摩擦力的效果总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,选项C正确;摩擦力的方向与物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反,与物体运动的方向可能相同,选项D错误。 答案:C,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,变式训练1 (多选)下列关于摩擦力的说法正确的是( ) A.滑动摩擦力的大小一定与正压力成正比 B.滑动摩擦力的方向一定与运动方向相反 C.摩擦力可能是动力 D.摩擦力一定是阻力 解析:实验表明,滑动摩擦力的大小与正压力成正比,A对。滑动摩擦力的方向一定与相对运动方向相反,与物体的运动方向不一定相反,B错。摩擦力可能是动力,也可能是阻力,C对,D错。 答案:AC,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,静摩擦力的有无及其方向的判断 消防战士正在沿绳向上进行爬绳练习,他所受的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力?该摩擦力的方向如何?,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,1.判断静摩擦力有无的方法 (1)条件判断法。 根据静摩擦力存在的三个条件判定,其中“看物体间有没有相对运动趋势”是关键也是难点。 相对运动趋势:如果两物体间光滑,物体会发生相对运动,由于两物体间不光滑(有摩擦力),物体保持相对静止,这样的物体就有“相对运动趋势”。 (2)假设法。 在判断物体间是否存在静摩擦力时,先假设接触面是光滑的,看物体是否会发生相对运动,如果物体仍保持相对静止,则物体不受静摩擦力,反之则受静摩擦力。 (3)平衡条件法。 根据二力平衡的条件判定。,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,2.判断静摩擦力方向的四种方法 (1)定义法。 静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反。 (2)假设法。 若物体的相对运动趋势不易判断,可假设接触面光滑,看物体会怎样相对运动,根据相对运动的方向判断物体间的相对运动趋势的方向,从而判断静摩擦力的方向。 (3)平衡法。 若物体处于平衡状态,根据二力平衡,静摩擦力与物体受到的另一个力大小相等方向相反,从而判断静摩擦力的方向。,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,(4)相互作用法。 根据力的相互性,若甲、乙两物体间有摩擦力,并且能判断出甲对乙的摩擦力的方向,则乙对甲的摩擦力的方向与甲对乙的摩擦力的方向相反。,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,【例题2】 导学号93960051(多选)如图所示,有三个相同的物体竖直叠放在一起,置于粗糙水平地面上,现用水平力F作用在B上,使三个物体一起匀速向右运动,下列说法中正确的是( ) A.C与地面之间有滑动摩擦力的作用,C所受摩擦力的方向水平向左 B.B与C之间有滑动摩擦力的作用,B所受摩擦力的方向水平向左 C.A与B之间有静摩擦力的作用,A所受摩擦力的方向水平向右 D.B只受一个静摩擦力的作用,静摩擦力的方向水平向左,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,解析:由定义法可知,C与地面之间满足产生滑动摩擦力的三个条件,即接触且有压力,接触面粗糙,C与地面之间有相对滑动,所以C与地面之间有滑动摩擦力且C所受滑动摩擦力的方向向左,故选项A正确;B与C之间无相对滑动,因此两者之间不可能产生滑动摩擦力,故选项B错误;假设A与B之间有静摩擦力的作用,无论方向向哪都不能使A保持匀速运动,所以A与B之间无摩擦力作用,故选项C错误;与B接触的面有两个,A与B之间无摩擦力的作用,所以B与C之间一定有静摩擦力的作用,要使B匀速运动,B与C之间的摩擦力与拉力F平衡,所以B只受C对它的静摩擦力的作用,且摩擦力的方向水平向左,故选项D正确。 答案:AD,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,变式训练2 下图所示的皮带传动装置中,O1是主动轮,O2是从动轮,A、B分别是皮带上与两轮接触的点,C、D分别是两轮边缘与皮带接触的点,当O1顺时针转动时,若皮带与两轮间不打滑,则A、B、C、D各点所受静摩擦力的方向是( ) A.向上,向下,向下,向上 B.向下,向上,向上,向下 C.向上,向上,向下,向下 D.向下,向下,向上,向上,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,解析:A、C点:假设接触面突然光滑,则主动轮O1转,皮带不转,故以主动轮上与A的接触点C为参考系,A的相对运动方向向下,故不光滑时相对运动趋势方向向下,A受到的静摩擦力的方向向上;同理,C的运动趋势方向向上,C受到的静摩擦力的方向向下。B、D点:假设接触面光滑,则从动轮O2不转,皮带转,故以从动轮上与B的接触点D为参考系,B的相对运动方向向下,故不光滑时相对运动趋势方向向下,B受到的静摩擦力的方向向上;同理,D的运动趋势方向向上,D受到的静摩擦力的方向向下。 答案:C,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,摩擦力大小的计算 滑动摩擦力公式中的正压力是否在任何情况下都等于物体的重力?请举例说明。,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,1.滑动摩擦力大小的计算 (1)公式法:根据公式f=N计算。 公式中的N是两个物体表面之间的压力,称为正压力(垂直于接触面的力),性质上属于弹力,它不是物体的重力。许多情况下需结合物体的平衡条件等加以确定。 式中的为动摩擦因数,与材料和接触面的粗糙程度有关,与接触面的大小无关。 滑动摩擦力f的大小与物体的运动速度无关,与接触面的大小也无关。 (2)二力平衡法:物体处于平衡状态(如匀速运动、静止)时,根据二力平衡条件求解。,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,2.静摩擦力的大小 (1)大小:0ffmax。 (2)计算:当物体静止或做匀速运动时,根据受力情况和二力平衡条件确定。 (3)最大静摩擦力fmax略大于滑动摩擦力,一般情况下,为分析问题方便,可认为二者相等。,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,【例题3】 导学号93960052如图所示,一个M=2 kg的物体放在=0.2的粗糙水平面上,用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一个m0=0.1 kg的小桶相连。已知M的最大静摩擦力fm=4.5 N,滑轮上的摩擦不计,g取10 N/kg,求在以下情况中,M受到的摩擦力的大小。 (1)只挂m0,处于静止状态时; (2)只挂m0,但在M上再放一个M=3 kg的物体时; (3)只在桶内加入m1=0.33 kg的砂子时; (4)只在桶内加入m2=0.5 kg的砂子时。,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,解析:(1)因为m0g=1 Nfm,故物体M运动,受到滑动摩擦力作用,由公式知f4=N=Mg=4 N。 答案:(1)1 N (2)1 N (3)4.3 N (4)4 N,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,变式训练3 质量为2 kg的物体静止在水平地面上,如图所示,物体与地面间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等。给物体一水平推力F。(g取10 N/kg) (1)当推力大小为5 N时,地面对物体的摩擦力是多大? (2)当推力大小为12 N时,地面对物体的摩擦力是多大? 解析:在地面上,N=mg,则滑动摩擦力(最大静摩擦力fmax)大小为 fmax=N=mg=0.5210 N=10 N。 (1)当拉力F=5 N时,Ffmax,物体滑动,则f滑=N=mg=10 N。 答案:(1)5 N (2)10 N,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,1 2 3 4 5,1.下列关于摩擦力的说法,正确的是( ) A.相对运动的两物体间一定存在摩擦力 B.摩擦力总是阻碍物体的运动 C.运动物体受到的摩擦力的方向总是与运动方向相反 D.相对静止的两个物体之间,也可能有摩擦力的相互作用 解析:摩擦力产生的条件:两个物体接触且有弹力的相互作用,接触面粗糙,有相对运动(或相对运动趋势),三者缺一不可,故选项A错误;相对静止的两个物体间,可能有静摩擦力的相互作用,故选项D正确;摩擦力的方向总是与相对运动(或相对运动趋势)的方向相反,所以,摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反,也不一定总是阻力,故选项B、C错误。 答案:D,1 2 3 4 5,2.(多选)下列说法中正确的是( ) A.滑动摩擦力的大小与正压力成正比 B.滑动摩擦力可以跟物体所受重力无关 C.滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反 D.滑动摩擦力总是对物体的运动起阻碍作用 解析:滑动摩擦力的大小与正压力成正比,与物体所受重力无直接关系。滑动摩擦力的方向总是与相对运动方向相反,可能与物体的运动方向相同,也可能与物体的运动方向相反,因此可能是物体运动的动力。 答案:AB,1 2 3 4 5,3.(多选)下列关于静摩擦力的说法,正确的是( ) A.静摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反 B.静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势方向相反 C.最大静摩擦力的大小略大于滑动摩擦力的大小 D.正压力越大,静摩擦力越大 解析:静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势方向相反,与物体的运动方向可能相同,也可能相反,选项A错误,选项B正确。静摩擦力与压力无关,最大静摩擦力与压力成正比,压力一定时,最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,选项C正确,选项D错误。 答案:BC,1 2 3 4 5,4.用手握住一个瓶子,竖直停在空中,关于瓶子所受的摩擦力,下列说法中正确的是( ) A.握力越大,摩擦力就越大 B.手越干燥、越粗糙,摩擦力就越大 C.握力增大,摩擦力不变 D.以上说法都不正确 解析:此题可由二力平衡的知识判断,静摩擦力的大小等于重力,与手的握力大小无关。 答案:C,1 2 3 4 5,5.(选做题)如图所示,一重力为20 N的物体放在水平地面上,在一大小为F=8 N的水平向右拉力作用下,向右匀速运动。求: (1)物体所受的摩擦力的大小和方向。 (2)物体与地面间的动摩擦因数。 (3)若突然将外力F的方向改为水平向左,大小变为16 N,求此时物体所受摩擦力大小和方向。 解析:(1)根据二力平衡,物体所受摩擦力f=F=8 N,方向与拉力方向相反,即水平向左。 (2)动摩擦因数 (3)外力突然改为水平向左时,物体仍在向右运动,对水平面的压力没有变,故此时它受到的摩擦力大小、方向都与外力改变前相同。,1 2 3 4 5,答案:(1)8 N 水平向左 (2)0.4 (3)8 N 水平向左,
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