内容正文:
第09讲 摩擦力
【学习目标】
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,并知道滑动摩擦力和最大静摩擦力之间的大小关系.
【基础知识】
一 滑动摩擦力
1.定义:两个 的物体相对滑动时,在接触面上会产生一种
的力,这种力叫做滑动摩擦力.
2.方向:总是沿着 ,并且跟物体 的方向相反.
3.大小:两个物体间的滑动摩擦力的大小跟 成正比,用公式表示为F= ,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,还跟接触面的情况(如粗糙程度)有关.
二 静摩擦力
1.定义:两个物体之间只有 ,而没有 时产生的摩擦力叫做静摩擦力.
2.方向:总是沿着 ,并且跟物体 的方向相反.
3.大小:当相对运动趋势增强时,静摩擦力也随之增大,但有一个限度,这个静摩擦力的最大值叫做 .而两物体间实际发生的静摩擦力F在 与
之间,即 .
答案:
一 1.相互接触 阻碍相对运动 2.接触面 相对运动
3.压力 μFN 动摩擦因数 材料
二 1.相对运动趋势 相对运动 2.接触面 相对运动趋势
3.最大静摩擦力 0 最大静摩擦力Fmax 0<F≤Fmax
【考点剖析】
考点一:静摩擦力的理解和应用
考向1 静摩擦力的理解
例1.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
【答案】C
【解析】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通常随物体所受其他外力的变化而变化,因此D错误.
体间的相对运动,滑动摩擦力与物体的相对运动的方向相反,故D正确。
考向1 对静摩擦力的有无和方向的判断
例2如图所示,杆的上端用细绳吊在天花板上的O点,下端放在水平面上,且杆都处于静止状态,则地面对杆的摩擦力方向向左的是( )
【答案】A
【解析】物体在拉力和重力的作用下有向右的运动趋势,故物体受到向左的摩擦力,A正确;物体受到的竖直向上的拉力,则B只受竖直方向上的力,水平方向没有外力作用,故物体不受摩擦力,B错误;物体受向上的拉力,水平方向没有外力的作用,故杆没有水平方向的作用,故没有摩擦力,C错误;物体在拉力的作用下,相对地面有向左的运动趋势,故物体受向右的摩擦力,D错误.
考向3 静摩擦力的计算
例3.如图所示,水平面上有一重为的物体,受到和的水平力作用而保持静止,已知物体与水平面间的动摩擦因数,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
(1)物体所受的摩擦力的大小与方向;
(2)若只将撤去,物体受到的摩擦力的大小和方向.
【答案】(1)7 N 水平向右 (2)6 N 水平向左
【解析】(1) 由于
F1-F2=13-6=7N<fm
所以物体处于静止状态,所受摩擦力为静摩擦力:故有:
f1=F1-F2=7N
方向水平向右.
(2) 因为
F2=6N<fm
物体保持静止,故所受静摩擦力为:
f2=F2=6N
方向水平向左
考点二:滑动摩擦力
考向1滑动摩擦力的理解
例4.(多选)有关滑动摩擦力,下列说法中正确的有( )
A.有正压力一定有滑动摩擦力
B.有滑动摩擦力一定有正压力
C.滑动摩擦力总是与接触面上的正压力垂直
D.只有运动的物体才受滑动摩擦力作用
【答案】BC
【解析】由产生滑动摩擦力的条件知,选项A错误,选项B正确;滑动摩擦力的方向与接触面相切,而正压力垂直于接触面,所以滑动摩擦力的方向跟接触面所受正压力垂直,选项C正确;静止的物体也可以受滑动摩擦力,如擦黑板时,黑板是静止的,但相对黑板擦是运动的,所以黑板受滑动摩擦力作用,关键要理解“运动”和“相对运动”的含义,选项D错误.
考向2 滑动摩擦力的方向判断
例5 如图所示,