内容正文:
第3节 摩擦力
如图所示,冬天大雪过后,路面上的积雪被车辆和行人踩踏成薄薄的一层,这时候路上的行人步履艰难,不管步行的还是骑车的人,一不留神就会摔倒,连汽车也是开得小心谨慎,这是什么原因呢?
提示:路面太滑,摩擦力太小.有人认为摩擦力总是阻碍物体的运动,摩擦力越小越好.通过上面的例子我们体会到,生活是离不开摩擦力的,如果没有摩擦力,我们将寸步难行.
1.知道滑动摩擦力产生的条件,会正确判断滑动摩擦力的方向.
2.会利用公式F=μFN计算滑动摩擦力的大小,知道影响动摩擦因数大小的因素.(重点)
3.知道静摩擦力的产生条件,会判断静摩擦力的有无以及大小和方向.(重点)
4.理解最大静摩擦力,根据二力平衡条件确定静摩擦力的大小.(难点)
一、静摩擦力
1.摩擦力: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,这种力叫做摩擦力.
2.静摩擦力
(1)定义:两个只有 相对运动趋势 ,没有相对运动的物体间的摩擦力.
(2)产生条件:①物体间接触且 挤压 ;②接触面 粗糙 ;③物体间有 相对运动趋势 .
(3)方向:沿着接触面,并且跟物体 相对运动趋势 的方向相反.
(4)最大静摩擦力:静摩擦力的增大有一个限度,静摩擦力的最大值Fmax在数值上等于物体刚刚开始运动时的拉力.两物体间实际发生的静摩擦力F在0与最大静摩擦力Fmax之间,即 0<F≤Fmax .
(5)效果:总是阻碍物体间的 相对运动趋势 .
易错点津 (1)静摩擦力的大小与正压力无关,但最大静摩擦力的大小与正压力成正比.
(2)静摩擦力可以是阻力,也可以充当动力,如人跑步时地面给人的静摩擦力就是动力,传送带上的物体随传送带一起运动,静摩擦力也是动力,
(3)最大静摩擦力一般比滑动摩擦力大些,但有时可认为二者是相等的.
(4)“相对”的含义是指受力物体相对于施力物体.所谓“相对运动趋势的方向”指的是假如接触面光滑,物体将要相对运动的方向.
二、滑动摩擦力
1.定义:一个物体在另一个物体表面 滑动 时受到的摩擦力.
2.产生条件
(1)物体间接触且 挤压 ;
(2)接触面 粗糙 ;
(3)物体间有 相对运动 .
3.方向:沿着接触面,并且跟物体 相对运动 的方向相反.
4.大小:滑动摩擦力的大小跟压力成 正比 .F= μFN .
μ是比例常数,叫做 动摩擦因数 ,它的数值跟相互接触的两个物体的 材料 有关,还跟 接触面的情况(如粗糙程度) 有关.
5.效果:总是阻碍物体间的 相对运动 .
易错点津 (1)μ的大小由相互接触的两个物体的材料特性与表面状况等因素决定,与两物体间的压力及是否发生相对滑动无关.
(2)滑动摩擦力的大小与物体间相对运动的速度大小无关.
(3)“相对”指的是研究对象相对与其接触的物体而言,不要把“物体的相对运动方向”与“物体的运动方向”等同起来.
[要点一] 判断静摩擦力有无的方法
1.条件判断法:即接触面间有压力、粗糙且有相对运动趋势.
[特别提醒] (1)接触面间有摩擦力时,就一定存在弹力.
(2)接触面间有弹力时,不一定存在摩擦力.
2.假设法:假设接触面光滑,而不存在摩擦力,若物体原先的运动状态改变,说明存在摩擦力;若物体的运动状态保持不变,说明不存在摩擦力.
3.平衡条件法:物体的运动状态和物体受到的力有密切关系.例如,木块在传送带上和传送带一起匀速运动,木块不受传送带的静摩擦力(如图所示).
4.力的相互作用法:当一物体受摩擦力方向不易判断时,可根据与之相互摩擦作用的另一物体所受摩擦力情况进行判断.
[例1] 如图所示,物体A放在斜面上,处于静止状态,试判断物体A是否受到静摩擦力?
[导思] 解答本题可采用假设法分析
[解析] 假设斜面光滑,则物体A将沿斜面下滑,说明物体A静止时,有相对斜面下滑的趋势,故物体A受到斜面B的静摩擦力.
[答案] A受静摩擦力
[总结提升] 假设法是判断物体间有无静摩擦力的有效方法.在假设物体光滑的情况下,若物体间不发生相对运动,则无相对运动趋势,也就不存在静摩擦力;若物体发生相对运动,则有相对运动趋势,也就说明存在静摩擦力.
1.判断图中甲、乙、丙三种情况下物体A是否受摩擦力作用:(1)甲中A、B均静止;(2)乙中A、B以相同的速度一起做匀速直线运动;(3)丙中A向右做匀速直线运动,B静止.
解析:(1)(2)甲、乙两种情况下物体A均处于平衡状态,在水平方向上受合力为0.用假设法判断,假设物体A受静摩擦力,则物体A的平衡状态被破坏,因此假设是错误的,故在甲、乙两种情况下物体A均不受摩擦力.
(3)丙种情况,用状态法判断,由于A做匀速直线运动,说明A在水平方向上受合力为0.因为A在水平方