内容正文:
4.摩擦力
学 习 目 标
知 识 脉 络(教师用书独具)
1.知道摩擦力产生的条件.
2.会判断静摩擦力和滑动摩擦力的方向.(重点、难点)
3.了解静摩擦力和滑动摩擦力大小的计算.(重点)
4.知道动摩擦因数、最大静摩擦力的概念.
一、滑动摩擦力
1.摩擦力
两个相互接触并发生挤压的物体之间产生的阻碍相对运动的力.
2.滑动摩擦力
两个物体相互接触并挤压,当它们沿接触面发生相对运动时,每个物体的接触面上都会受到对方作用的阻碍相对运动的力.
3.滑动摩擦力的大小
(1)规律:滑动摩擦力的大小与正压力成正比.
(2)公式:f=μN,其中μ叫作动摩擦因数,它是两个力的比值,没有单位.它的大小跟相互接触的两个物体的材料和接触面的情况有关(填“有关”或“无关”).
4.滑动摩擦力的方向
总是跟物体的接触面相切,并且跟它们相对运动的方向相反.
二、静摩擦力
1.定义:当两个彼此接触且相互挤压的物体之间没有发生相对滑动,但它们之间存在相对运动趋势时,在它们的接触面上会产生一种阻碍物体间发生相对运动的力.
2.方向:总是沿着接触面,并且跟物体间相对运动趋势的方向相反.
3.作用效果:阻碍物体间的相对运动的趋势.
4.大小
(1)决定因素:由物体的运动状态和周围物体对它施加的力的情况决定,但有一个最大值.
(2)最大静摩擦力:静摩擦力的最大值f静max,其大小等于物体刚要运动时所需要的沿相对运动趋势方向的外力.
(3)大小范围:两物体间实际发生的静摩擦力f在零和最大静摩擦力f静max之间,即0<f≤f静max.
1.思考判断
(1)有相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力.
(×)
(2)静止的物体也可能受滑动摩擦力.
(√)
(3)滑动摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反.
(×)
(4)物体受到的滑动摩擦力与物体的重力成正比.
(×)
(5)举重运动员在比赛时,要把手上沾上镁粉,是为了增加摩擦力.
(√)
2.下列有关滑动摩擦力的说法中,正确的是 ( )
A.有压力一定有滑动摩擦力
B.有滑动摩擦力一定有压力
C.滑动摩擦力方向一定与物体的运动方向相反
D.只有运动物体才受滑动摩擦力
B [产生滑动摩擦力的条件有三个:正压力(相互接触且挤压)、接触面粗糙、发生相对滑动,缺一不可.由产生条件可知,A错误,B正确.滑动摩擦力方向与物体相对运动方向相反,C错误.滑动摩擦力发生于相对滑动的两物体之间,两个物体中可能有一个相对地面是静止的,故D错误.]
3.关于静摩擦力,下列说法中正确的是 ( )
A.两个表面粗糙的物体,只要直接接触就会产生静摩擦力
B.静摩擦力总是阻碍物体的运动
C.静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反
D.两个物体之间的静摩擦力总是一个定值
C [由于静摩擦力产生在彼此直接接触且相互挤压、接触面粗糙又有相对运动趋势的物体之间,所以A错误;静摩擦力的作用是阻碍物体间的相对运动趋势,方向与物体间相对运动趋势的方向相反,不能说成阻碍物体的运动,所以B错误,C正确;两物体间静摩擦力的大小随物体所受其他外力的变化而变化,因此D错误.]
滑动摩擦力
1.滑动摩擦力的产生及作用效果
(1)产生条件:①两物体之间有弹力 ②接触面粗糙
③有相对运动.
(2)“相对”的含义
“相对”是指相互摩擦的两个物体之间有位置的变化,而不用考虑相对别的物体是否有位置的变化.
(3)作用效果:阻碍物体间的相对运动.
2.滑动摩擦力方向
(1)方向:跟接触面相切并与物体相对运动的方向相反,与物体的运动方向不一定相反
(2)判断滑动摩擦力方向的基本步骤
3.滑动摩擦力大小的计算
(1)公式法:根据f=μN计算.
①根据物体的受力情况,求出压力N.
②根据f=μN求出滑动摩擦力.
(2)二力平衡法:物体处于匀速直线运动或静止状态时,根据二力平衡的条件求解.
【例1】 (多选)在水平力F作用下,重为G的物体沿墙壁匀速下滑,如图所示.若物体与墙壁之间的动摩擦因数为μ,则物体所受的摩擦力的大小为 ( )
A.μF
B.Gμ
C.G
D.
思路点拨:①水平方向上N=F,利用f=μN求解.②竖直方向上由二力平衡求得f.
AC [对匀速运动的物体分析受力,在水平方向F=N,再由滑动摩擦力的计算式f=μN得f=μF,A正确.由竖直方向二力平衡条件得f=G,C正确.]
滑动摩擦力大小的三点说明
(1)滑动摩擦力的大小与压力成正比,还与接触面的性质有关,即f=μN.
(2)公式中的“N”是指两个物体表面间的正压力,它不一定等于物体的重力.
(3)公式中的“μ”的数值与物体的受力情况、运动状态、接触面积的大小均无关.
1.三个质量相同的物体,与水平桌面的动摩擦因数相同,由于所受的水平拉力不同