内容正文:
第2讲 摩擦力
授课提示:对应学生用书第25页
[主干知识·梳理]
一、静摩擦力与滑动摩擦力对比
名称
静摩擦力
滑动摩擦力
定义
产生
条件
大小
两相对静止的物体间的摩擦力
两相对运动的物体间的摩擦力
(1)接触面粗糙;
(2)接触处有压力;
(3)两物体间有相对运动趋势
(1)接触面粗糙;
(2)接触处有压力;
(3)两物体间有相对运动
(1)静摩擦力为被动力,与正压力无关,满足0<F≤Fmax;
(2)最大静摩擦力Fmax大小与正压力大小有关
Ff=μF压
方向
与受力物体相对运动趋势的方向相反
与受力物体相对运动的方向相反
作用效果
总是阻碍物体间的相对运动趋势
总是阻碍物体间的相对运动
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。即μ=。
2.决定因素:与接触面的材料和粗糙程度有关。
[易错易混·诊断]
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
“共享单车”的经营模式,正在快速地改变着我们的生活方式。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。
(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。(√)
(7)自行车轮胎与地面的接触面变大,会使摩擦力变大。(×)
授课提示:对应学生用书第26页
师生互动
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
导致两物体间存在静摩擦力,可以发生却没有发生的相对运动的方向
2.“三法”判断静摩擦力有无及方向
(1)假设法:利用假设法判断的思维程序如下。
(2)状态法:先判明物体的运动状态(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有无及方向。
(3)牛顿第三定律法:先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的有无及方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力的有无及方向。
[典例] 如图所示,物体A、B在力F作用下一起沿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( )
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B沿斜面方向下滑的运动趋势,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。
[答案] D
(多选)如图所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数也相同。三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是( )
A.A物体受到的摩擦力方向向右
B.B、C受到的摩擦力方向相同
C.B、C受到的摩擦力方向相反
D.若传送带向右加速,A物体受到的摩擦力向右
解析:A物体与传送带一起匀速运动,它们之间无相对运动或相对运动趋势,即无摩擦力作用,故A错误;B、C两物体虽运动方向不同,但都处于平衡状态,由沿传送带方向所受合力为零可知,B、C两物体均受沿传送带方向向上的摩擦力作用,故B正确,C错误;若传送带向右加速,根据牛顿第二定律,可知A受到向右的摩擦力,故D正确。
答案:BD
师生互动
1.静摩擦力大小的分析与计算
(1)物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时,利用力的平衡条件来计算静摩擦力的大小。
(2)物体有加速度时,若只有静摩擦力提供加速度,则Ff=ma。若除受静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求静摩擦力。
2.滑动摩擦力大小的分析与计算
滑动摩擦力的大小用公式Ff=μF压来计算,应用此公式时要注意以下两点:
(1)μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关;F压为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力。
(2)滑动摩擦力略小于最大静摩擦力,一般情况下,可认为滑动摩擦力与最大静摩擦力近似相等。
[典例] 如图所示,质量为M的长木板放在水平地面上,放在长木板上的质量为m的木块在水平向