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

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资源描述
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。
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