内容正文:
第2讲 摩擦力
1.滑动摩擦力
(1)定义和条件
两个相互______的粗糙物体之间有______,当它们发生__________时,就会在接触面上产生阻碍__________的力。
(2)大小和方向
①大小:Ff=_____,式中μ为动摩擦因数,其大小与两个物体的_____和接触面的_________有关。
②方向:总是跟接触面_____,并与_____运动的方向相反。
接触
弹力
相对滑动
相对运动
μF压
材料
粗糙程度
平行
相对
2.静摩擦力
(1)定义和条件
两个相互______的粗糙物体之间有______,当它们具有__________趋势时,就会在接触面上产生阻碍______________的力。
(2)大小和方向
①大小:0<F≤Fmax,其中Fmax为最大静摩擦力。
②方向:总是跟接触面______,与相对运动______的方向相反。
接触
弹力
相对运动
相对运动趋势
平行
趋势
3.四个易错点
(1)摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反,但不一定与物体的运动方向相反。
(2)摩擦力总是阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势),但不一定阻碍物体的运动。即摩擦力可以作为阻力使物体减速,也可以作为动力使物体加速。
(3)受静摩擦力作用的物体不一定静止,但一定与静摩擦力的施力物体保持相对静止。
(4)静摩擦力的大小与正压力无关,仅与外力有关,最大静摩擦力的大小与正压力有关且成正比。
情境创设
“共享单车”改变了我们的生活方式,也为经济发展新常态增添了
新的内涵。不论它的品牌如何,从自行车的结构和使用上来看,它
涉及许多物理知识。
微点判断
(1)正在水平路面上正常行驶的共享单车,其前轮受到的摩擦力方向向后,后轮受到的摩擦力方向向前。 ( )
(2)自行车后轮受到的摩擦力总是阻碍自行车的运动或运动趋势。 ( )
(3)自行车运动时地面与车轮接触处有摩擦力作用,也一定有弹力作用。 ( )
(4)自行车运动时地面与车轮接触处的摩擦力一定与弹力方向垂直。 ( )
√
√
√
×
(5)刹车时,用力捏紧车闸,以增大刹车片与车圈之间的压力,从而增大摩擦力。 ( )
(6)自行车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车处均刻有花纹,并且都使用动摩擦因数较大的材料,从而增大摩擦力。 ( )
√
√
(一) 静摩擦力的有无及方向判断三法(释疑点)
方法1 假设法
1. (2023·银川模拟)如图甲是某同学写字时的握笔姿势,
如图乙是他在握笔时把 拇指和食指松开时的状态,笔尖仍然
斜向下且笔保持静止状态。关于两幅图中笔的受力,下列说法
正确的是 ( )
A.图甲中笔可能不受摩擦力
B.图乙中笔可能不受摩擦力
C.图甲和图乙中手对笔的作用力方向都为竖直向上
D.图甲中手的握力越大,笔所受的摩擦力越大
解析:对图甲中的笔受力分析,受到手指的压力、重力、摩擦力,假设没有受到摩擦力,笔就会顺着手指滑下来,故A错误;对图乙中的笔受力分析,受到重力、支持力和摩擦力,假设没有受到摩擦力,笔就会顺着手指滑下来,故B错误;因为图甲和图乙中的笔都是静止状态,所以手对笔的作用力应与重力大小相等,方向相反,故C正确;图甲中的笔受到的是静摩擦力,大小与手的握力无关,故D错误。
答案:C
一点一过
假设法的解题思路:
如上题,甲、乙两种情况均可用假设法判断笔是否受到摩擦力及其方向。
方法2 状态分析法
2. 如图所示,竖直墙面上有一只壁虎从A点沿水平直线
加速运动到B点,此过程中壁虎受到摩擦力的方向是 ( )
A.斜向右上方 B.斜向左上方
C.水平向左 D.竖直向上
答案:B
一点一过
状态分析法的应用要领:此法关键是先确定物体的运动状态(如平衡或求出加速度),再利用平衡条件或牛顿第二定律(F=ma)确定静摩擦力的方向。如上题,先结合壁虎的运动状态确定出壁虎所受合力的方向水平向左,再利用平衡条件确定壁虎所受摩擦力的方向。
方法3 牛顿第三定律法
3.大型商场或者大型超市为了方便顾客上下楼,都会安装自动扶梯。小王同学经过调查研究发现自动扶梯分为两大类,一种有台阶,另一种无台阶,两种自动扶梯分别如图所示。此外,小王同学还发现,为了节约能源,在没有乘客乘行时,这两种自动扶梯都以较小的速度匀速运行,当有乘客乘行时自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行。则自动扶梯在运送乘客上楼的整个过程中( )
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A.图甲所示的无台阶自动扶梯中,乘客始终受摩擦力作用
B.图乙所示的有台阶自动扶梯中,乘客始终受摩擦力作用
C.图甲所示的无台阶自动扶梯中,乘客对扶梯的作用力始终竖直向下
D.图乙所示的有