内容正文:
第2讲 摩擦力
(对应学生用书第24页)
一、静摩擦力与滑动摩擦力对比
项目
静摩擦力
滑动摩擦力
定义
当两个彼此接触、挤压的物体之间没有发生相对运动,但具有相对运动的趋势时,接触面上产生的阻碍相对运动趋势的力
当两个物体彼此接触和挤压,并发生相对滑动时,在接触面上产生的阻碍相对运动的力
产生
条件
(1)接触面粗糙
(2)接触处有弹力
(3)两物体间有相对运动趋势
(1)接触面粗糙
(2)接触处有弹力
(3)两物体间有相对运动
大小
0<f≤fmax,其中fmax为最大静摩擦力
f=μN,其中μ为动摩擦 因数
二、动摩擦因数
1.定义:彼此接触的物体发生相对运动时,摩擦力的大小和压力的比值,μ=。
2.决定因素:与相互接触的两物体的材料及接触面的情况有关。
1.(鲁科版必修第一册第85页第4题改编) 如图所示,用大小为100 N的握力握住一个重为40 N的油瓶,油瓶始终处于竖直方向和静止状态。已知手掌与油瓶间的动摩擦因数μ=0.5,则( D )
A.瓶子受到的摩擦力大小为50 N
B.当瓶中油的质量增大时,手握瓶的力必须增大
C.当握力进一步增大时,瓶子受到的摩擦力将成正比增大
D.不论手握得多紧,油瓶总重不变时所受到的摩擦力总是一定的
解析:瓶子所受重力为40 N,处于静止状态,则瓶子受到的摩擦力等于重力,为40 N,选项A错误;手与瓶子间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,大小为f=μN=0.5×100 N=50 N,当瓶中油的质量增大时,只要重力不超过50 N,手握瓶的力就不需增大,选项B错误;当握力再增大时,瓶子受到的重力不变,所以摩擦力不变,选项C错误;不论手握得多紧,油瓶总重不变时所受到的摩擦力总等于重力,即摩擦力总是一定的,选项D正确。
2.(人教版必修第一册第67页第4题改编) 如图所示,甲、乙两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中乙受到的摩擦力( A )
A.方向向左,大小不变
B.方向向左,逐渐减小
C.方向向右,大小不变
D.方向向右,逐渐减小
解析:对甲、乙整体受力分析如图所示,滑动摩擦力f使整体产生加速度a,a=μg 不变(μ为甲与水平面间的动摩擦因数),对乙受力分析知,乙所受静摩擦力f静=m乙a=μm乙g,大小不变,方向向左,故A正确,B、C、D错误。
3.(粤教版必修第一册第77页第4题改编)(多选)如图所示,用水平力F拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动,从t=0时刻起水平力F的大小随时间均匀减小,到t1时刻,F减小为零。物体所受的摩擦力f随时间t变化的图像可能是( AD )
解析:由题意可知,开始物体做匀速运动,从t=0时刻,拉力F开始均匀减小,t1时刻拉力减小为零,出现的摩擦力有两种可能,一种是当拉力为零时,物体仍在滑动,则受到的一直是滑动摩擦力,即大小不变,A正确;另一种是当拉力为零前,物体已静止,则物体先受到滑动摩擦力,后受到静摩擦力,滑动摩擦力大小不变,而静摩擦力的大小与拉力相等,而此时拉力小于滑动摩擦力大小,D正确,B、C错误。
(对应学生用书第25~27页)
考点一 摩擦力的有无及方向的判断
1.明晰“三个方向”
名称
释义
运动方向
一般指物体相对地面(以地面为参考系)的运动方向
相对运
动方向
指以其中一个物体为参考系,另一个物体相对参考系的运动方向
相对运动
趋势方向
能发生却没有发生的相对运动的方向,导致两物体间存在静摩擦力
2.静摩擦力有无及方向的判断“三法”
(1)假设法:利用假设法判断的思维程序如下:
(2)状态法:先判断物体的运动状态(即加速度的方向),再利用牛顿第二定律(F=ma)确定合力,然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及 方向。
(3)转换研究对象法:先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据牛顿第三定律确定另一物体受到的静摩擦力方向。
受静摩擦力的物体一定处于静止状态吗?试举例说明。
提示:不一定;如沿倾斜传送带将物体运到高处。
[例1] 如图所示,物体A、B在力F作用下一起以大小相等的速度沿F方向匀速运动。关于物体A所受的摩擦力,下列说法正确的是( D )
A.甲、乙两图中A均受摩擦力,且方向均与F相同
B.甲、乙两图中A均受摩擦力,且方向均与F相反
C.甲、乙两图中A均不受摩擦力
D.甲图中A不受摩擦力,乙图中A受摩擦力,方向和F相同
解析:题图甲中在水平方向A不受外力,相对于B没有运动趋势,故题图甲中A不受摩擦力;题图乙中A有相对于B沿斜面下滑的运动趋势,受到B对其沿斜面向上的摩擦力,即方向和F相同,选项D正确。
1. [摩擦力的有无] 如图所示,用一个水平推力F作用在木板乙上使得甲、乙保持相对静止一起向右做匀加速直线运动,地面粗糙,则下列说法正确的是