《摩擦力》优教导学案.docx
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《摩擦力》优教导学案
第
2节摩擦力
1.通过实验认识静摩擦力的规律,知道最大静摩擦力。
2.知道滑动摩擦力的概念及产生的条件,会判断滑动摩擦力的方向。
3.会运用公式F=μFN计算滑动摩擦力的大小。
4.会用二力平衡条件判断静摩擦力的大小和方向。
5.知道生产和生活中增大摩擦和减小摩擦的实例,有将物理知识应用于生产和生活的意识。
一、滑动摩擦力产生的条件是_____________、____________、_________,方向与___________相反。
二、静摩擦力产生的条件是_____________、___
_________、_________,方向与___________相反。
三、静摩擦力的大小范围是________________,最大静摩擦力随正压力的增大而_________________。
滑动摩擦力的大小计算公式为_______________。
动摩擦因数与____________和______________有关。
一、滑动摩擦力
【思考】
1.用力将黑板擦(毛较长)在黑板上滑动,观察毛刷的弯曲方向.如图所示,毛刷为什么向后弯曲?
答案 因为毛刷所受滑动摩擦力的方向沿板面,与板擦运动方向相反.
2.把手按在桌面上,用力向前滑动,手有什么感觉?
增大手与桌面的压力,感觉有什么不同?
这说明什么?
阅读课本,写出滑动摩擦力的公式.
答案 手受到向后的阻力(滑动摩擦力).感觉手受到向后的阻力(滑动摩擦力)增大.滑动摩擦力大小随着压力的增大而增大.F=μFN.
【基础概念】
1.相对滑动物体间所受的摩擦力,叫做。
2.滑动摩擦力的施力物体是。
3.滑动摩擦力产生的条件:
、、。
4.滑动摩擦力的方向:
总是,并且跟物体的相对运动方向相反。
5.滑动摩擦力的大小:
跟成。
如果用F表示滑动摩擦力的大小,用FN表示压力的大小,则有
F=μFN
其中μ是比例常数(它是两个力的比值,没有单位),叫做,它的数值跟相互接触的两个物体的有关。
动摩擦因数还跟接触面的有关。
动摩擦因数与滑动摩擦力和压力无关。
FN表示物体垂直接触面的压力总等于接触面对物体的支持力。
表1几种材料间的动摩擦因数
材料
动摩擦因数
材料
动摩擦因数
钢—钢
0.25
钢—冰
0.02
木—木
0.30
木头—冰
0.03
木—金属
0.20
橡胶轮胎—路面(干)
0.71
皮革—铸铁
0.28
二、静摩擦力
一、静摩擦力
1.两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力叫做。
2.思考与讨论
互相接触的物体相对静止的时候,是不是也可能产生摩擦力?
3.相对静止物体间所受的摩擦力叫做。
4.有相对运动趋势:
物体处于该动而未动的特殊状态,假设没有摩擦物体应该相对运动,现在有摩擦物体没有相对运动,物体就有了相对运动趋势。
5.静摩擦力产生的条件:
(1)接触面粗糙、接触面有弹力、。
(2)有弹力不一定有摩擦力,有摩擦力有弹力。
(3)摩擦力的施力物体是。
6.静摩擦力的方向:
总与物体相对运动趋势方向,且与接触面相切或平行。
6.演示实验:
(1)把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块。
在拉力F增大到一定值之前,木块不会运动。
(2)在弹簧测力计的指针下轻塞一个小纸团,它可以随指针移动,并作为指针到达最大位置的标记,如图所示。
继续用力,当拉力达到某一数值时木块开始移动,此时拉力会突然变小。
(3)如果用力的传感器代替弹簧测力计做这个实验,能够在计算机屏幕上直接得到拉力变化的图线。
7.静摩擦力的大小:
(1)根据二力平衡确定静摩擦力的大小和方向
(2)静摩擦力与压力无关
(3)取值范围(0—最大静摩擦力)
(4)最大静摩擦力
①物体刚好开始运动时的最小拉力
②物体所受的摩擦力达到最大静摩擦力物体刚好开始相对滑动,没有达到最大静摩擦力物体相对静止
③物体刚好开始运动时所受的摩擦力,就是最大静摩擦力。
④通常情况下可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,实际情况下最大静摩擦力略大于滑动摩擦力
⑤最大静摩擦力与压力成正比
深入思考
产生静摩擦力的条件之一是“两物体之间有相对运动趋势”.那么,何为“相对运动趋势”?
如何判断“相对运动趋势”的方向?
答案:
“相对运动趋势”是指一个物体相对于与它接触的另一个物体有运动的可能,但还处于相对静止状态.例如用力推木箱,木箱未动,但木箱有相对地面向前的运动趋势.“相对运动趋势的方向”是指假设接触面光滑时,物体将要发生相对运动的方向.如图,物体静止在粗糙斜面上,假设斜面光滑时,物体将沿斜面下滑,即物体静止时,相对(斜面)运动趋势的方向是沿斜面向下.
一、单选题
1、下列关于摩擦力的说法,正确的是()
A.摩擦力的大小一定与正压力成正比B.摩擦力的方向一定与物体运动方向相反
C.运动的物体可能受到静摩擦力D.摩擦力一定是阻力
2、把一重为G的物体,用一个水平的推力F=kt(k为恒量,t为时间)压在竖直的足够高的平整墙上,如图所示,从t=0开始物体所受的摩擦力随t的变化关系的图像可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
3、如图所示,物体相对静止在水平传送带上随传送带同向匀速运动。
它受到的力是()
A.重力、弹力
B.重力、弹力、静摩擦力
C.重力、弹力、滑动摩擦力
D.重力、滑动摩擦力
4、水平桌面上一重200N的物体,与桌面间的动摩擦因数为0.2,当依次用15N、30N、80N的水平拉力拉此物体时,物体受到的摩擦力依次为,设最大静摩擦力等于动摩擦力()
A.0N、0N,40N
B.15N、30N、40N
C.15N、15N、40N
D.15N、30N、80N
二、多选题
5、如图,甲乙两人分别乘坐两种电动扶梯,此时两电梯均匀速向上运转,则
A.甲受到三个力的作用
B.甲对扶梯没有摩擦力的作用
C.乙受到三个力的作用
D.乙对扶梯作用力的方向垂直扶梯向下
6、如图所示为研究木板与木块之间滑动摩擦力大小的实验装置,将一木块和木板叠放于水平桌面上,轻质弹簧测力计一端固定,另一端用细线与木块水平相连。
现在用轻绳与长木板连接,用手向右水平拉轻绳,使长木板在桌面上滑动。
则
A.木块与木板之间的摩擦力是滑动摩擦力
B.水平桌面必须必须光滑
C.必须使木板在桌面上做匀速直线运动
D.木板运动过程中,弹簧秤示数保持不变
三、非选择题
7、在我国东北寒冷的冬季,雪橇是常见的运输工具(如图).一个有钢制滑板的雪橇,连同车上的木料的总重量为4.9×104N.已知钢与冰之间的动摩擦因数为0.02.在水平的冰道上,马要在水平方向用多大的力,才能够拉着雪橇匀速前进?
8、质量为
的物体静置在水平地面上,已知物体与地面间的动摩擦因数
,最大静摩擦力可近似认为等于滑动摩擦力,g取
,则:
当用
的水平力推物体时,求物体所受摩擦力
的大小;
当用
的水平力推物体时,求物体所受摩擦力
的大小;
当物体在水平面上向右运动时,突然受到水平向左的
的拉力,求物体在停止运动之前所受摩擦力
的大小和方向。
一、单选题
1、用手握住一个空啤酒瓶,啤酒瓶开口向上静止在手中不动。
以下说法正确的是
A.啤酒瓶能静止在手中,手对啤酒瓶的握力与重力平衡
B.若手握啤酒瓶的力增大,瓶子所受摩擦力随着增大
C.若手握啤酒瓶的力增大,瓶子将不能平衡
D.若向空啤酒瓶注水,瓶子仍静止,即使手握瓶子的力大小不变,瓶子所受的摩擦力也将增大
2、关于弹力和摩擦力,下列说法中正确是
A.弹簧不受力时,它的劲度系数为零
B.两个接触的物体间一定有压力
C.由
可知,动摩擦因数与滑动摩擦力成正比,与压力成反比
D.要产生摩擦力,两物体必须相互接触、挤压、接触面粗糙,且有相对运动趋势或发生相对运动
3、如图所示,两个完全相同的物体在同一水平面上做匀速直线运动,若不计空气阻力且v1<v2,则它们所受拉力F1与F2的关系为
A.F1=F2
B.F1<F2
C.F1>F2
D.以上三种情况均有可能
4、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,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
二、多选题
5、关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.无论是静摩擦力还是滑动摩擦力,均跟正压力有关
B.静摩擦力跟平行于接触面的外力大小有关
C.正压力增大,静摩擦力有可能不变
D.静摩擦力的大小跟接触面粗糙程度有关
6、如图,放在水平面上的物体受到水平向右的力F1=7N和水平向左的力F2=2N的共同作用,物体处于静止,那么( )
A.如果撤去力
,那么物体受到的合力为零
B.如果撤去力
,那么物体受到的摩擦力一定为2N
C.如果撒去力
,那么物体受到的合力一定为2N
D.如果撤去力
,那么物体受到的摩擦力一定为5N
三、非选择题
7、重量G=100N的物体静止置于水平面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.5,现给物体施加一个与水平方向成θ=37°的拉力F.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)F=10N时,地面的摩擦力是多大;
(2)F=50N时,地面的摩擦力是多大.
8、如图所示,用水平力F将木块压在竖直墙壁上,已知木块重力G=6N,木块与墙壁间的动摩擦因数μ=0.25,求:
(1)当F=25N时,木块不动,木块受到的摩擦力为多大?
(2)当F=10N时木块沿墙面下滑,此时木块受到的摩擦力为多大?
参考答案
【实践研究】
1、C;2、B;3、A;4、B;5、BC;6、AD;
7、【答案】9.8×102N
【解析】
雪撬匀速前进,拉力F与阻力f大小相等.F=f
竖直方向地面对雪撬的弹力大小等于雪撬的总重量FN=G
由滑动摩擦定律,有:
f=μFN
联立解得:
f=μG
代入数值后,得:
F=f=0.02×4.9×104N=9.8×102N.
故马要在水平方向用9.8×102N的力,才能拉着雪橇匀速前进.
8、【答案】
100N
300N
300N,方向水平向左。
【解析】
物体与地面间的最大静摩擦力:
,
,
代入数据解得:
由于
,所以物体处于静止状态,根据二力平衡条件可得:
;
由于
,所以物体向前滑动,则
;
物体停止运动前受到滑动摩擦力作用,所以
,方向水平向左。
【课后巩固】
1、D;2、D;3、A;4、D;5、BC;6、AD;
7、【答案】
(1)8N
(2)35N
【解析】
(1)当F=10N时,根据力的矢量法则,则拉力的水平分力为:
F1=Fcos37°=10×0.8N=8N
物体所受支持力为:
N1=mg-F1sin37°=100-10×0.6=94N
此时物体与地面间的最大静摩擦力为:
f1m=μN1=0.5×94N=47N
因为F1cos37°<f1m
所以物体没有被拉动,仍保持静止,此时物体所受的静摩擦力为f1=8N;
(2)当F′=50N时,根据力的矢量法则,则拉力的水平分力为:
F1′=F′cos37°=50×0.8N=40N
物体所受支持力为;N1′=mg-F1′sin37°=100-50×0.6=70N
此时物体与地面间的最大静摩擦力为:
f1m′=μN1′=0.5×70N=35N
因为F1′cos37°>f1m′
所以物体被拉动,此时物体所受的滑动摩擦力为f1′=35N;
8、【答案】
(1)6N
(2)2.5N
【解析】
(1)当F=25N时,最大静摩擦力为Fm=0.25×25N=6.25N;重力小于最大静摩擦力;故木块没有启动,则木块在竖直方向上受重力和静摩擦力平衡,即f=G=6N;
(2)水平方向上,木块受水平推力和墙壁的弹力平衡,当F=10N时,N=F=10N,则f=μN=0.25×10N=2.5N;木块的受到的重力大于摩擦力;故物体沿墙面下滑,此时木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,在水平方向上,木块受水平推力和墙壁的弹力平衡;故摩擦力f=2.5N。