内容正文:
第三章 相互作用——力
2 摩擦力
一、滑动摩擦力
【思考】 如图,在接触面相同的情况下,滑动摩擦力的大小跟压力的大小存在怎样的关系?
基础梳理
提示:滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比。
1.滑动摩擦力的内涵要素:
(1)接触情况:两个物体相互___________。
(2)运动情况:两个物体沿接触面发生_________。
(3)性质:每个物体的接触面上所受到的对方施加的
_____________的力。
(4)方向:总是沿着接触面,并且跟物体_____________
_______。
接触并挤压
相对运动
阻碍相对运动
相对运动的方
向相反
2.滑动摩擦力的大小:
(1)文字表述:滑动摩擦力的大小跟压力的大小_______。
(2)数学表达式:Ff= _____。
成正比
μF压
二、静摩擦力
1.静摩擦力的内涵要素:
(1)接触情况:两个物体相互___________。
(2)运动情况:两个物体沿接触面具有_____________。
(3)性质:每个物体的接触面上所受到的对方施加的
_________________的力。
接触并挤压
相对运动趋势
阻碍相对运动趋势
(4)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
2.静摩擦力的大小及最大静摩擦力:
(1)静摩擦力的大小特点:只要物体间没有产生相对运
动,静摩擦力的大小就随着外力的增大而_____,并与外
力保持_________。
增大
大小相等
(2)最大静摩擦力:物体即将发生_________时受到的摩
擦力。
(3)静摩擦力大小范围:_________。
(4)下列因素与最大静摩擦力大小有关的是_______。
①外力的大小 ②物体间正压力的大小
③接触面的粗糙程度 ④接触面的材料
相对运动
0<F≤Fmax
②③④
一 认识滑动摩擦力
1.滑动摩擦力产生的条件:
(1)接触面粗糙;
(2)两物体相互接触;
(3)两物体相互挤压,即两者之间存在弹力;
(4)两物体沿接触面发生相对滑动。
素养形成
2.滑动摩擦力的方向与运动方向的关系:
(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。
【思考·讨论】
如图,快件随传送带运动。分析快件刚放到水平传送带上时,快件所受滑动摩擦力的方向与传送带运动方向的关系如何? (物理观念)
提示:与传送带运动方向相同。
【典例示范】
(多选)一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下向右拉出,鱼缸在桌面上继续向右滑行了一段距离后停下,关于桌布和鱼缸所受滑动摩擦力的方向 ( )
A.桌布对鱼缸的滑动摩擦力方向向左
B.桌布对鱼缸的滑动摩擦力方向向右
C.鱼缸对桌布的滑动摩擦力方向向左
D.鱼缸对桌布的滑动摩擦力方向向右
【解析】选B、C。鱼缸相对桌布向左运动,桌布对鱼缸的滑动摩擦力方向向右,故选项A错误,选项B正确;桌布相对鱼缸向右运动,鱼缸对桌布的滑动摩擦力方向向左,故选项C正确,选项D错误。
【规律方法】判断滑动摩擦力方向的步骤
(1)明确发生相对运动的是哪两个物体。
(2)将一个物体作为参考系(视为静止)。
(3)判断另一个物体的运动方向。
(4)根据滑动摩擦力的方向总是跟相对运动方向相反,判断滑动摩擦力的方向。
【母题追问】
1.(多选)根据【典例示范】情境,判断桌面和鱼缸的相对运动方向 (物理观念)( )
A.鱼缸相对桌面向右运动
B.鱼缸相对桌面向左运动
C.桌面相对鱼缸向右运动
D.桌面相对鱼缸向左运动
【解析】选A、D。判断鱼缸相对桌面的运动,将桌面视为静止,鱼缸相对桌面向右运动,故选项A正确,B错误;判断桌面相对鱼缸的运动,将鱼缸视为静止,桌面相对鱼缸向左运动,故选项C错误,D正确。
2.(多选)根据【典例示范】情境,判断鱼缸与桌面所受滑动摩擦力的方向 (物理观念)( )
A.桌面对鱼缸的滑动摩擦力方向向左
B.桌面对鱼缸的滑动摩擦力方向向右
C.鱼缸对桌面的滑动摩擦力方向向左
D.鱼缸对桌面的滑动摩擦力方向向右
【解析】选A、D。鱼缸相对桌面向右运动,则桌面对鱼缸的滑动摩擦力方向向左,故选项A正确,B错误;桌面相对鱼缸向左运动,则鱼缸对桌面的滑动摩擦力方向向右,故选项C错误,D正确。
二 科学探究:研究滑动摩擦力的大小
1.实验目的:研究滑动摩擦力大小与接触面的情况、压力的定量关系。
2.设计思路:
(1)实验方法:控制变量法。
①控制接触面粗糙程度不变,研究滑动摩擦力的大小与压力的定量关系。
②控制压力不变,研究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系。
(2)测量的两个物理量。
①滑动摩擦力的大小。
a.实验原理:根据二力平衡,滑动摩擦力的大小与弹簧测力计示数相等。