内容正文:
2.1.3 摩擦力
学习目标
核心提炼
1.知道静摩擦力产生的条件,会用二力平衡条件判断静摩擦力的大小和方向,知道最大静摩擦力的概念。
4个概念——静摩擦力、最大静摩擦力、滑动摩擦力、动摩擦因数
1个公式——滑动摩擦力F=μFN
1种方法——二力平衡法
2.知道滑动摩擦力产生的条件,会判断滑动摩擦力的方向。
3.知道动摩擦因数,能用F=μFN计算滑动摩擦力的大小。
一、摩擦力
[观图助学]
(1)人走路时鞋底面受摩擦力作用
(2)人骑自行车或推自行车行进时,前、后轮受摩擦力作用
(3)人滑雪时雪橇受摩擦力作用
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。
二、静摩擦力与滑动摩擦力
[观图助学]
“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,但还未发生相对运动。
最大静摩擦力是静摩擦力的一个极限。严格地说,最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,但在中学阶段讨论问题时,如果没有特殊说明,一般认为两者相等。
静摩擦力
滑动摩擦力
定义
当一个物体在另一个物体的表面上只有相对运动的趋势而没有相对运动时,所受到的阻碍相对运动趋势的力
当一个物体在另一个物体表面滑动时,受到的另一个物体阻碍它滑动的力
方向
总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势的方向相反
总是沿着接触面,并且跟物体的相对运动的方向相反
大小
两物体间的静摩擦力F在0与最大静摩擦力Fmax之间,即0<F≤Fmax
滑动摩擦力的大小跟压力成正比,即F=μFN,μ为动摩擦因数,FN表示压力的大小
[理解概念][来源:学。科。网]
判断下列说法是否正确。
(1)静摩擦力就是静止物体受到的摩擦力。(×)
(2)静摩擦力方向一定与物体的相对运动趋势方向相反。(√)
(3)静摩擦力的大小与正压力成正比。 (×)
(4)只要两个物体之间有弹力产生,又有相对运动,两个物体之间就一定存在滑动摩擦力。(×)
(5)滑动摩擦力一定存在于两个运动的物体之间。(×)
(6)静止的物体受到的摩擦力可能是滑动摩擦力。(√)
预习完成后,请把你疑惑的问题记录在下面的表格中
问题1
问题2[来源:学科网ZXXK]
摩擦力的有无和方向的判断
[观察探究]
(1)小明用力推地面上的木箱,最终却没有推动,对于此时箱子的受力,小明和小红有不同的观点:小红认为箱子没动,所以箱子没有受到摩擦力;小明认为箱子虽然没动,但是他用力了,所以箱子受到了地面的摩擦力。请根据所学的知识,判断谁的观点是正确的?
(2)如图所示是商场中常见的电动扶梯,当乘客乘坐扶梯上楼时,人和电梯之间的摩擦力是静摩擦力吗?小明认为因为人是运动的,所以人和电梯之间的摩擦力不是静摩擦力;小红认为虽然人是运动的,但是人和电梯之间是相对静止的,所以人受到的摩擦力是静摩擦力。说一说你支持谁的观点?为什么?
答案 (1)小明
(2)是静摩擦力 小红 虽然人是运动的,但是人和电梯之间是相对静止的,所以人受到的摩擦力是静摩擦力,小红的观点是正确的。
[探究归纳]
1.摩擦力的产生条件
(1)静摩擦力的产生条件
①两物体相互接触;②接触面不光滑;③两物体在接触面上有挤压;④两物体间有相对运动趋势。
(2)滑动摩擦力的产生条件
①两物体相互接触;②两物体间有弹力;③接触面不光滑;④两物体间有相对运动。
2.摩擦力与弹力的存在关系
两物体间有摩擦力时,必有弹力;而两物体间有弹力时,不一定有摩擦力。
3.静摩擦力的有无判断两法
(1)条件判断法:接触面之间有压力、粗糙且有相对运动趋势。
(2)假设法
4.静摩擦力的方向判定两法
(1)假设法:假设接触面是光滑的,判断物体将向哪个方向滑动。从而确定相对运动趋势的方向,进而判断出静摩擦力的方向。
(2)状态法:当物体受力处于平衡状态时,根据二力平衡,判断出静摩擦力的方向。
5.滑动摩擦力的方向
(1)在接触面上,与接触面相切,且与物体相对运动的方向相反。
(2)与物体的运动方向可能相同,也可能相反。
[试题案例]
[例1] (多选)如图1所示为皮带运输机的示意图,A为传送带上的货物,则( )
图1
A.如果货物A随传送带一起无相对滑动地向上匀速运动,A受到沿斜面向上的摩擦力
B.如果货物A随传送带一起无相对滑动地向下匀速运动,A受到沿斜面向下的摩擦力
C.如果货物A和传送带都静止,A不受摩擦力
D.如果货物A和传送带都静止,A对传送带有沿斜面向下的摩擦力
解析 摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反,先判断物体的相对运动情况。对A来说,有相对于传送带向下滑动的趋势,则摩擦力与相对运动趋势方向相反,即沿斜面向上,选项A正确;反之,A也给传送带