2019-2020年高一物理 初升高衔接班 第4讲 摩擦力专题衔接教案（含解析）.doc

2019-2020年高一物理 初升高衔接班 第4讲 摩擦力专题衔接教案（含解析）一、学习目标：1. 知道滑动摩擦力产生的条件，会判断摩擦力的方向。2. 计算摩擦力大小的方法。3. 会用二力平衡的条件判断静摩擦力的大小和方向。二、学习要点：1. 滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断。2. 静摩擦力产生的条件及规律，静摩擦力有无的判断及静摩擦力方向的判断。三、课程精讲：演示1：木块从斜面上滑下，在水平面上运动一段距离后静止。现象：木块在水平面上运动越来越慢直至静止。演示2：水平桌面上一个物体，给它施加一个力去拉物体，但没有使物体移动。分析：上面两个演示中的物体都受摩擦力作用，关于摩擦力的知识在初中已经介绍过，今天，我们将进一步学习有关摩擦力的知识。回顾初中所讲的摩擦力的概念。演示：用弹簧秤拉着木块在桌面上缓慢运动，保证弹簧秤的示数不变。就可以维持木块匀速前进，这时物块和桌面间的滑动摩擦力是多大？方向如何？再在木块上加一铁块，同样维持物块匀速前进，这时滑动摩擦力变了吗？说明什么？（一）滑动摩擦力：（1）定义：两个互相接触挤压且发生相对运动的物体，在它们的接触面上会产生阻碍相对运动的力，这个力叫做滑动摩擦力。（2）产生条件：两物体接触；两接触的物体必须相互挤压，发生形变、有弹力；两物体间要发生相对滑动；两接触面不光滑。（3）大小：实验研究如图所示，用弹簧测力计沿水平方向拉动放在水平桌面上的木块，使木块缓缓滑动（接近匀速），可以从弹簧测力计上读出拉力的大小。在上述情景当中，讨论：滑动摩擦力与弹力有何关系呢？方法：在木块上放砝码，用力拉动木块，使木块匀速运动，从弹簧测力计上读出拉力的大小，从而知道滑动摩擦力的大小，记下及的大小并填入表格中，改变砝码的重力，重做几次，得到几组、的数据。结论：两个物体间滑动摩擦力的大小与正压力成正比，即。例1：如图，在水平桌面上放一个重为的木块，木块与桌面的动摩擦因数，使这个木块沿桌面做匀速运动时的水平拉力F为多少？如果再在木块A上加一块重为的木块B，B与A之间的动摩擦因数，那么当A，B两木块一起沿桌面匀速运动时，对A的水平拉力应为多少？此时B所受的摩擦力多大？变式1：一根质量为m，长为l的均匀长方体木料，放在水平桌面上，木料与桌面间的动摩擦因数为。现用水平力F推木料，当木料经过如图所示的位置时，桌面对它的摩擦力是多少？（4）方向：与物体相对运动方向相反。总是跟接触面相切，与相应的弹力方向垂直。总是阻碍两物体间相对运动的进行，“相对”是指接触的物体，它可能与物体的运动方向相同，也可能相反。例2：分析物体A所受摩擦力方向。（v表示物体A的运动）分析得出：“相对”是指相对接触的物体，而不能相对别的物体。变式2：以下关于摩擦力的说法中，正确的是（ ）A. 滑动摩擦力方向总是与物体的运动方向相反B. 滑动摩擦力总是阻碍物体的运动C. 滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反D. 以上说法均错误变式3：如图所示，一平板小车在外力作用下由静止向右滑行了一段距离s，同时车上的物体A相对车向左滑行L，此过程中物体A受到的摩擦力方向如何？该摩擦力是动力还是阻力？（ ）A. 水平向左，阻力B. 水平向左，动力C. 水平向右，阻力D. 水平向右，动力小结：滑动摩擦力方向的判断方法。（二）静摩擦力：1、实验演示：演示：用力推讲桌。（1）开始用很小的推力，推不动，分析讲桌的受力情况。（2）再用稍大的力推，还是静止不动，分析讲桌的受力情况。2、定义：两个相互接触而保持相对静止的物体，当它们之间存在相对滑动趋势时，在它们的接触面上会产生阻碍物体间相对滑动趋势的力，这种力叫静摩擦力。3、静摩擦力产生的四个条件：两物体相互接触；两物体在接触面上有挤压；接触面不光滑；两物体间有相对运动趋势。4、大小：如图所示，水平面上放一静止的物体，当人用水平力F推时，此物体静止不动，这说明静摩擦力的大小等于F；当人用2F的水平力去推时，物体仍静止不动，此时静摩擦力的大小为2F。可见，静摩擦力的大小随推力的增大而增大，所以说静摩擦力的大小由外部因素决定。当人的水平推力增大到某一值时，物体就会滑动，此时静摩擦力达到最大值，我们把叫做最大静摩擦力，故静摩擦力的取值范围是：。例3：用手握住一个油瓶（瓶始终处于竖直方向），如图所示，下列说法正确的是（ ）A. 瓶中油越多，手必须握得越紧B. 手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大C. 不管手握得有多紧，油瓶受到的摩擦力总是一定的D. 以上说法都正确例4：如图所示，用外力F水平压在质量为m的物体上（设受力F的面绝对光滑），恰好使物体静止，此时物体与墙之间的摩擦力为_；如将F增大为3F，物体与墙之间的摩擦力为_。变式4：如图所示，两个长方体A、B叠放在水平地面上，现同时用F1=3N和F24N的水平拉力拉A、B，A、B均静止，若B对A的静摩擦力为，地面对B的静摩擦力为，则_N，方向_；_N，方向_。5、方向：静摩擦力的方向总是跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势的方向相反。例5：下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中，正确的是（ ）。A. 静摩擦力的方向不一定与物体运动方向相反B. 静摩擦力的方向不可能与物体运动方向相同C. 静摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直D. 静止物体所受静摩擦力一定为零变式5：运动员双手握住竖直的竹竿匀速上攀和匀速下滑时，他所受的摩擦力分别是和，那么它们的关系是（ ）。A. 向上，向下，B. 向下，向上，C. 向上，向上，D. 向上，向下，小结：静摩擦力方向的判断方法。四、知识提炼导图：摩擦力（一）摩擦力在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这个力叫做摩擦力。（二）滑动摩擦力产生条件：两物体间有相对运动 物体间有弹力 接触面不光滑。方向：与物体相对运动方向相反。大小：（三）静摩擦力产生条件：物体之间有相对运动趋势；方向：与物体相对运动趋势方向相反；大小：大小在0范围内，其中为最大静摩擦力。五、目标期望：通过本节课的学习，希望同学们能进一步强化与加深对于摩擦力的概念的理解，滑动摩擦力及静摩擦力大小的计算及方向的判断方法。六、下讲预告：牛顿第一定律问题【同步练习】（答题时间：45分钟）1. 关于由滑动摩擦力公式推出的，下面说法中正确的是（ ）。A. 动摩擦因数与摩擦力成正比，越大，越大B. 动摩擦因数与正压力成反比，越大，越小C. 动摩擦因数与摩擦力成正比，与正压力成反比D. 动摩擦因数的大小由两物体接触面的粗糙情况及材料决定2. 用手握住竖直的瓶子，瓶子静止在手中，下面说法中正确的是（ ）。A. 手对瓶子的压力恰好等于瓶子的重力B. 手对瓶子的摩擦力恰好等于瓶子的重力C. 手握得越紧，手对瓶子的摩擦力越大D. 手对瓶子的摩擦力一定大于瓶子的重力3. 关于滑动摩擦力，以下说法正确的是（ ）。A. 滑动摩擦力总是和物体的运动方向相反B. 滑动摩擦力总跟物体的重力成正比C. 滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动D. 只有运动的物体才受到滑动摩擦力4. 某同学用弹簧测力计测得一木块重5N，把木块放在水平桌面上，用弹簧测力计水平地向右拉木块。（1）当弹簧测力计读数为1N时，木块未被拉动，这时木块受到的是_摩擦力，大小是_N，方向_。（2）当弹簧测力计读数为2.1N时，木块就要开始移动，此时木块受到的是_摩擦力，大小是_N，方向是_。（3）开始运动后，使木块保持匀速直线运动，弹簧测力计的读数变为2N，此时木块受到的是_摩擦力，大小是_N，动摩擦因数_。（4）若使弹簧测力计在拉动木块运动中读数变为3N，木块受到的是_摩擦力，大小是_N。（5）木块离开弹簧测力计继续滑动，这时受到的是_摩擦力，大小是_N。5. 如图所示，物体A、B各重10N，水平拉力，物体保持静止，则A、B间的静摩擦力大小为_N，B与地面间的摩擦力大小为_N。6. 用弹簧测力计测定一个木块A和木块B间的动摩擦因数有如图甲、乙两种装置。（1）为了用弹簧测力计的读数表示滑动摩擦力，两种情况中木块A是否都一定要做匀速运动？（2）若木块A均做匀速运动，图甲中A、B间摩擦力是否等于拉力？（3）若A和B的重力分别为100N和150N，图甲中弹簧测力计读数为60N（当A被拉动时），N，求A、B间的动摩擦因数。7. 如图所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力，即、和静摩擦力作用，而且三个力的合力为零，其中。若撤去力，则木块在水平方向受到的合力为多少？8. 在下图中，质量为20kg的物体在动摩擦因数为0.1的水平面上向右运动，在运动过程中受到水平向左、大小为10N的拉力作用，则物体所受摩擦力为（g取10N/kg）（ ）。A. 10N，向右B. 10N，向左C. 20N，向右D. 20N，向左9. 某人推着自行车前进时，地面对前轮的摩擦力为，对后轮的摩擦力为；该人骑着自行车前进时，地面对前轮的摩擦力为，对后轮的摩擦力为，下列说法中正确的是（ ）。A. 与车前进方向相同B. 与车前进方向相同C. 与车前进方向相同D. 与车前进方向相同【试题答案】1. D 【解析】动摩擦因数的大小由接触面的粗糙情况及材料决定，与摩擦力和压力无关，一旦材料和接触面的情况确定了，动摩擦因数也就确定了，即就是一个定值。2. B 【解析】瓶子受到的是静摩擦力，大小与压力无关，由二力平衡可知，摩擦力大小始终等于瓶子的重力。当手握瓶子越紧时，最大静摩擦力也越大，但由于瓶子的重力未变，瓶子受的摩擦力还未达到最大静摩擦力。3. C 【解析】滑动摩擦力总是与物体的相对运动方向相反，它可以与物体的运动方向相同，也可以与物体的运动方向相反。如将物体放在运动着的传送带上，物体的速度未达到皮带速度时，滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相同。在水平地面上滑动的物体，滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相反。物体受的摩擦力是否是滑动摩擦力，不是看物体是否运动，而是看物体间是否发生了相对运动。滑动摩擦力大小与压力成正比，而不是与物体的重力成正比，因为物体间的压力与物体的重力无直接关系。4. （1）静 1 水平向左 （2）静 2.1 水平向左 （3）滑动 2 0.4 （4）滑动 2 （5）滑动 2【解析】用弹簧测力计拉木块时，木块未动，木块受到的摩擦力为静摩擦力，由二力平衡得，静摩擦力大小等于弹簧测力计的拉力，与拉力方向相反。当弹簧测力计的拉力达2.1N时，木块将要开始滑动，此时的摩擦力仍然是静摩擦力，但已达到最大值。木块滑动后，木块受的摩擦力变为滑动摩擦力，大小由计算。5. 4 2 【解析】先取物体A为研究对象，由于A处于静止状态，受到的静摩擦力与拉力F1是一对平衡力，因此，A、B间的静摩擦力大小为4N，再取A、B整体为研究对象，在水平方向上由二力平衡条件得，B受到地面的静摩擦力大小为2N，方向水平向左。6. （1）甲图中A物体不一定做匀速直线运动：乙图中A物体必须做匀速直线运动，弹簧测力计的读数才能表示滑动摩擦力的大小。（2）不等于。（3）0.4。7. 合力为零 【解析】F1和F2的合力8N。因为物体所受合力为零，故静摩擦力大小等于8N。若撤去力F1，则木块有向左运动的趋势，此时物体受到的静摩擦力大小变为2N，故木块在水平方向合力为零。8. D 【解析】物体受的摩擦力为滑动摩擦力，大小为，方向与速度v的方向相反。9. D 【解析】人推自行车前进时，自行车前、后轮相对地面都有向前的运动趋势，故两轮受的摩擦力都与自行车运动的方向相反。当人骑自行车前进时，自行车前轮相对地面有向前的运动趋势，因此前轮受的摩擦力与自行车运动方向相反；但后轮在链条的带动下相对地面有向后的运动趋势，故后轮受的摩擦力是向前的，正因为这个摩擦力的作用，才推动了自行车的前进。