高中物理第章摩擦力学案沪科版.pdf
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1、1 / 10 学案 4 摩擦力 学习目标定位 1. 知道摩擦力的定义及分类.2. 理解静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件.3. 会判断摩擦力的方向及计算摩擦力的大小.4. 了解最大静摩擦力的概念 一、滑动摩擦力 1定义:当一个物体跟另一个物体有相对滑动时,在它们的接触面上产生的摩擦力,叫做 滑动摩擦力 2方向:总是跟物体的相对运动的方向相反,始终阻碍着物体间的相对运动 3大小:用公式表示fN,其中N表示压力的大小, 是一个没有单位的比例系数,叫 做动摩擦因数,它的数值跟相互接触的两个物体的材料性质、表面状况( 粗糙程度、干湿情 况等 有关b5E2RGbCAP 二、静摩擦力 1定义:物理学中,把物体
2、间有相对滑动趋势时产生的摩擦力,叫做静摩擦力 2方向:总是跟物体间相对滑动趋势方向相反 3最大静摩擦力:随着外力的增大,静摩擦力也增大,但静摩擦力的增大是有一定限度 的,静摩擦力的最大值fmax叫做最大静摩擦力p1EanqFDPw 4静摩擦力的大小:两物体间实际发生的静摩擦力f在 0 与fmax之间变化 . 一、静摩擦力 问题设计 1把木块放在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块,如图1 所示 图 1 当测力计的示数为1 N 时,木块没有动;逐渐增大拉力到2 N 时,木块仍静止;继续增大 拉力到4 N 时,木块开始移动,此时拉力突然变小到3.8 N ,此后木块匀速运动,拉力保持 3.8
3、 N 不变DXDiTa9E3d (1 木块受到的拉力为1 N 时,有相对桌面运动的趋势但没有运动,说明什么呢? (2随着外力的增大,静摩擦力有什么变化? (3静摩擦力在哪里产生?沿什么方向? 答案(1 说明桌面对木块施加一个与拉力方向相反的、大小也为1 N 的力,这个力就是桌 面对木块的静摩擦力RTCrpUDGiT 2 / 10 (2 静摩擦力的大小随着外力的增大而增大,但有一个最大值 (3 静摩擦力产生在相对静止但有相对运动趋势的物体之间静摩擦力的方向与接触面相 切,与物体相对运动趋势的方向相反5PCzVD7HxA 2. 在矿山、码头、工厂中多用传送带将货物由低处传送到高处如图2 所示,传送
4、带匀速转 动,货物和传送带相对静止jLBHrnAILg 图 2 (1 传送带靠什么力把货物送到高处?此力方向如何? (2 只有静止的物体才受静摩擦力吗?静摩擦力总是阻碍物体的运动吗? 答案(1静摩擦力静摩擦力的方向沿斜面向上( 与物体运动方向相同 (2不是静摩擦力发生在两个相对静止的物体之间,物体本身可以运动 静摩擦力阻碍的是相对运动趋势,并不总是阻碍物体的运动静摩擦力也可以是动力 要点提炼 1静摩擦力产生的条件 (1物体相互接触且相互挤压 (2 接触面粗糙 (3两物体间相对静止但有相对运动趋势 注意两物体是“相对静止”,并不是静止 2静摩擦力的方向 总是沿着接触面,并且跟物体间相对运动趋势的
5、方向相反 注意(1 与“相对运动趋势的方向相反”,并不是与“运动方向”相反(2 静摩擦力的效 果是阻碍物体间的相对运动趋势,并不是阻碍物体的运动xHAQX74J0X 3静摩擦力的大小 (1 静摩擦力具有被动性,即其大小总随迫使物体发生相对运动的外力的变化而变化,与正 压力大小无关( 填“有关”或“无关” LDAYtRyKfE (2 静摩擦力有一个最大值,即最大静摩擦力fmax,静摩擦力的范围是0 静摩擦力的大小一般根据平衡条件求解如图3 中水平力F1 N、2 N、3 N 时物块没有 运动,静摩擦力大小分别为1 N、2 N、3 N.Zzz6ZB2Ltk 图 3 延伸思考 产生静摩擦力的条件之一是
6、“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?dvzfvkwMI1 3 / 10 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rqyn14ZNXI “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EmxvxOtOco 二、滑动摩擦力 问题设
7、计 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4 所示,毛刷为什么向 后弯曲? 图 4 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SixE2yXPq5 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fN.6ewMyirQFL 要点提炼 1滑动摩擦力产生的条件 (1 两物体相互接触且相互挤压 (2 接触面粗糙 (3两物体间有相对运动 2滑动摩擦力的方向 总是沿着接
8、触面,并且与相对运动的方向相反 注意(1 与“相对运动的方向相反”,并不是与“运动方向”相反 (2滑动摩擦力的效果是阻碍物体间的相对运动,并不是阻碍物体的运动 3滑动摩擦力的大小 滑动摩擦力的大小跟压力成正比 公式:fN, 为动摩擦因数,取决于相互接触的两物体的材料和接触面的粗糙程度, 与接触面的面积无关( 填“有关”或“无关” kavU42VRUs 延伸思考 4 / 10 如图 5所示,物体A叠放在置于光滑水平面的木板B上,两物体都沿着水平方向向右运动, 某时刻的速度分别为vA1 m/s ,vB2 m/s. 请分别分析A、B两物体受到的滑动摩擦力的方 向滑动摩擦力一定阻碍物体的运动吗?y6v
9、3ALoS89 图 5 答案以B为参考系,A相对B向左运动,A受到B向右的滑动摩擦力f1; 以A为参考系,B相对于A向右运动,所以B受到A向左的滑动摩擦力f2. B对A的摩擦力与A的运动方向相同,是动力 A对B的摩擦力与B的运动方向相反,是阻力 所以滑动摩擦力可以与物体运动方向相反,也可以与物体运动方向相同,可以是阻力,也可 以是动力 一、对摩擦力概念的理解 例 1关于摩擦力的产生,下列说法中正确的是( A相互压紧的粗糙物体间一定有摩擦力 B有相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力 C相互压紧并运动的物体间一定有摩擦力作用 D 只有相互压紧和发生相对运动( 或有相对运动趋势的物体间才可能
10、有摩擦力的作用 解读要产生摩擦力,首先要有弹力,其次要接触面不光滑,还要有相对运动或有相对运动 趋势,故只有D正确 答案D 二、滑动摩擦力 例 2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6 所示,则 在匀速拖出的过程中( M2ub6vSTnP 图 6 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,因而工人拉力也不变 5 / 10 答案D 解读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
11、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 fN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,摩擦力不变,所以 工人的拉力是不变的,故D正确0YujCfmUCw 例 3质量为 2 kg 的物体静止在水平地面上,如图7 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.( 取g 10 N/kgeUts8ZQVRd 图 7 (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? (3 物体运动过
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