内容正文:
破解“摩擦力”易错常错的方法
一、考点解读
1.摩擦力的相关知识点:
摩擦力
定 义
两个相互接触并挤压的物体,当它们发生(或要发生)相对运动时,在接触面上产生一种阻碍相对运动(或相对运动趋势)的力,这种力叫做摩擦力。
产生条件
①两个物体相互接触且挤压;接触面粗糙;
②物体间发生相对运动或具有相对运动的趋势。
分 类
①滑动摩擦力:物体与接触面发生相对运动时产生的摩擦力。
②静摩擦力:物体与接触面未发生相对运动,但有相对运动趋势时产生的摩擦力。
③滚动摩擦力:物体在接触面上滚动时产生的摩擦力。
方 向
与相对运动或相对运动趋势的方向相反(注意:不是与物体的运动方向相反)
滑动摩擦力
影响因素
①压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
②接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。
增大或减小摩擦的方法
增大摩擦
①增大压力,如:刹车时用力捏闸、擦黑板时用力压黑板擦;
②使接触面变粗糙,如:鞋底有凹凸不平的花纹、车轮装防滑链;
③变滚动为滑动,如:刹车。
减小摩擦
①减小压力,如:在单杠上做回环动作时,手握单杠不能太紧;
②使接触面变光滑,如:在冰壶运动中刷冰、在新的拉链上抹一点石蜡等;
③变滑动变滚动,如:行李箱装有轮子、移动重物时在它下面垫上钢管;
④使两个彼此接触的摩擦面分开,如:磁悬浮列车、气垫船等。
2.辨别摩擦力方向的两种方法:
①根据受力平衡法:此法最常见,比如物体水平静止或者匀速运动时,摩擦力方向与推力方向相反;物体竖直方向静止时,静摩擦力方向与重力方向相反等。
②根据摩擦力定义:只需要知道摩擦力的方向与相对运动或者相对运动趋势的方向相反,就能快速解题。
3.牢记f静和f滑大小判定的解法:
①静摩擦力的大小:通过受力平衡法解决。常见的为二力平衡法求解。比如物体在水平推力的作用下水平静止,只要物体没有发生相对移动,则一直为静摩擦力,那么静摩擦力的大小就一直等于推力:推力变大,静摩擦力也变大;推力变小,静摩擦力也变小!
②滑动摩擦力的大小:通常根据物体在匀速运动时,滑动摩擦力等于其平衡力(一般为推力或者拉力)的方法求得!题中往往会改变推力或者拉力的大小,此时一定要牢记:滑动摩擦力的大小只取决于“压力大小”和“接触面的粗糙程度”!当推力或者拉力变化时,滑动摩擦力大小并不变!
二、典例引领
例1.某同学和家人在外出旅游途中,车抛锚在水平路面上,如图所示,家人试图推动汽车但没有推动,下列说法中正确的是( )
A.车未被推动是因为推力小于摩擦力
B.车未被推动是因为人推车的力小于车推人的力
C.车未被推动说明人推车的力等于车受到的摩擦力
D.车受到支持力和车对水平路面的压力是一对平衡力
解析:这道题,不只是考查了摩擦力,还考查了平衡力与相互作用力的区别。
当车没有被推动时,如果从高中物理的角度来解释原因的话,是因为推力小于最大静摩擦力,然而初中没有学习此知识点,因此,我们只需要从物体的运动情况来分析受力情况即可。由于“车未被推动”,因此车处于“静止”状态,因此物体受力平衡!所以,静摩擦力大小等于推力!A错,C对。关于B选项,人推车的力与车推人的力是一对相互作用力,大小也应该相等,所以B错!D类似!
答案:C。
例2.如图是某同学手握瓶装矿泉水时的情景。当该同学用手握住瓶子使瓶身竖直在空中静止不动时,手对瓶子压力和瓶子所受重力_______(选填“是”或“不是”)一对平衡力;若向瓶中加水(未溢出),则瓶子受到的摩擦力将______(选填“变大”、“变小”或“不变”);用手捏瓶壁,瓶子变扁,说明力可以使物体发生_______。
解析:手握瓶子的问题很经典,会从初中一直考到高中。
此时,我们依然从瓶子的运动状态入手,由于瓶子静止不动,所以瓶子受力平衡,因此,在竖直方向上,瓶子受到竖直向下的重力和竖直向上的静摩擦力!二力相等!而在水平方向上,瓶子只受到向内的压力,此压力与重力大小方向均没有任何关系!所以此二者不是一对平衡力。加水后,重力变大,瓶子依然未动,所以此时的静摩擦力大小等于此时的重力,因此静摩擦力也随之变大!
答案:不是;变大;形变。
例3.如图所示,将重10N的物体放在水平地面上,用弹簧测力计水平向右拉物体,当拉力F为3N时,物体处于静止状态,此时物体受到的摩擦力f______F(选填“>”、“=”或“<”),当拉力F增大到4N时,物体恰好做匀速直线运动,这时摩擦力为______N;若F增大到6N,物体所受的摩擦力为______N。
解析:物体在水平向右的拉力作用下,先是静止,因此拉力等于静摩擦力;然后当拉力F=4N时,物体匀速运动,所以,此时变成了滑动摩擦力,此滑动摩擦力与拉力为一对平衡力,大小相等,此后,无论拉力变成多大,影响滑动摩擦力