第三章 第三节 摩擦力-【导与练】2023-2024学年高中物理必修第一册同步全程学习全书word（新教材，粤教版）

第三节　摩擦力 [定位·学习目标] 1.通过学习滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力的概念,解释摩擦力的相关问题,深化摩擦力的物理概念. 2.通过学习滑动摩擦力公式及静摩擦力的范围,并进行相关计算和推理判断,锻炼分析方法解决实际问题的科学思维. 3.通过对两个实验的探究,掌握控制变量法,学会与他人的合作与交流能力,培养科学探索精神和科学探究能力. 一、滑动摩擦力 1.定义 两个相互接触并有挤压的物体之间发生相对运动时,在接触面上产生的阻碍物体相对运动的作用力,叫作滑动摩擦力. 2.方向 滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反,与它们的接触面相切. 3.影响因素 滑动摩擦力的大小与两个物体间的压力、物体接触面的粗糙程度有关.压力越大、物体的接触面越粗糙,两个物体间的滑动摩擦力就越大. 4.实验探究滑动摩擦力的大小与压力、接触面粗糙程度之间的定量关系 (1)实验原理. ①控制变量. (ⅰ)保持木块与平板小车间接触面的粗糙程度不变,在木块上方依次增加砝码,以改变压力,探究f与FN的关系. (ⅱ)保持压力不变,改变接触面的粗糙程度,探究f与FN的关系. ②两个力的测量方法. (ⅰ)压力的测量. 用弹簧测力计测量出木块的重力大小(或木块重力加上砝码重力之和),即为木块对平板小车的压力. (ⅱ)滑动摩擦力的测量. 当小车向左缓慢匀速运动时,弹簧测力计的读数就是木块受到的滑动摩擦力的大小. (2)实验器材. 带滑轮的长木板、电动机、平板小车、毛巾、木块、砝码、细线、弹簧测力计等. (3)实验与探究. ①实验装置如图甲所示,用电动机带动平板小车向左缓慢匀速运动,注意观察弹簧测力计指针位置.当指针位置保持相对稳定时,读出其示数,即为木块所受滑动摩擦力的大小,将结果记录在表格中. 甲 ②保持木块与平板小车间接触面的粗糙程度不变,在木块上方依次增加砝码,重复上述步骤4次,把弹簧测力计读数记录到表格中. ③保持压力不变,把毛巾平铺在平板小车的上表面,重复上面的步骤5次,将弹簧测力计读数记录在表格中. 实验数据记录表 实验次数n 1 2 3 4 5 压力FN/N 接触面1:弹簧测力计的示数f/N 接触面2:弹簧测力计的示数f/N ④根据表格中的两组实验数据,用纵坐标表示滑动摩擦力f,用横坐标表示压力FN,分别作出f-FN图像,从而得出f与FN的关系. ⑤实验结论:对同一接触面,图线为一条倾斜的直线,直线斜率是一个定值,说明f与FN的大小成正比.对不同的接触面,的值不同,的值越大,表示接触面越粗糙. (4)实验数据的处理方法:以f为纵坐标,FN为横坐标,作出图线,是过原点的一条倾斜直线,就能说明f与FN成正比.且有动摩擦因数:μ1<μ2. (5)实验注意事项. ①桌面要水平,平板小车上表面要平整. ②要使平板小车向左缓慢匀速运动. ③读数时,要等弹簧测力计示数稳定后再读数. ④用图像法处理数据,作图时应使尽可能多的点在直线上,不在直线上的点尽可能分布在所作直线的两侧,偏离直线太远的点应舍弃掉. 5.大小 (1)动摩擦因数. 同一接触面的是一个定值,不同接触面的值不同.的值大,意味着在相同的压力情况下,滑动摩擦力大,我们把的值定义为动摩擦因数,用符号μ表示.动摩擦因数与接触面的材料和粗糙程度有关. (2)滑动摩擦力的计算公式. 滑动摩擦力的大小f跟压力FN成正比,还跟接触面的性质有关.即 f=μFN. 二、静摩擦力　摩擦力的应用 1.静摩擦力 (1)定义. 当两个相互接触的物体之间具有相对运动趋势时,物体间产生的摩擦力叫作静摩擦力. (2)方向. 静摩擦力的方向总是与物体相对运动趋势的方向相反,与它们的接触面相切. (3)大小. ①最大静摩擦力. 物体所受到的静摩擦力有一个最大值,这个最大值叫作最大静摩 擦力. ②静摩擦力的大小. 两物体间实际发生的静摩擦力f在0与最大静摩擦力fmax之间,即0< f静≤fmax. 2.摩擦力的应用 鞋底上的各种花纹,各类机器轴承中安装的滚珠和加入的润滑油等都是摩擦力在社会生产生活实际中的应用,有益的摩擦要充分利用,有害的摩擦要尽量避免. 1.判断正误. (1)有相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力.(　×　) (2)摩擦力的方向一定与接触面上的压力方向垂直.(　√　) (3)在压力一定时,静摩擦力的大小可以变化,但有一个限度.(　√　) 2.一重力为100 N的木箱放在水平地板上,至少要用35 N的水平推力,才能使它从原地开始运动.木箱从原地移动以后,用30 N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速直线运动.由此可知:木箱与地板之间的最大静摩擦力为　　　　N;木箱所受滑动摩擦力为　　　　N;木箱与地板之间的动摩擦因数为　　　　;如果用