内容正文:
专题训练(七) 摩擦力的分析与计算
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学习目标
1.理解摩擦力的概念和分类,包括静摩擦力和滑动摩擦力。
2.掌握摩擦力的大小计算公式,理解最大静摩擦力和滑动摩擦力的区别。
3.能够运用物理知识和数学工具进行简单的摩擦力分析计算。
4.通过实例分析,理解摩擦力在日常生活和工程中的应用,并能够解释相关的现象。
5.培养学生的分析问题和解决问题的能力,提高其科学素养和探究精神。
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专题解读
1.基本概念:
(1)定义:两个相互接触的物体,当它们要发生或已经发生相对运动时,在接触面上会产生阻碍相对运动的力,这个力称为摩擦力。
(2)分类:静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力。
2.产生条件:
(1)接触面粗糙。
(2)接触面间有正压力。
(3)有相对运动或相对运动趋势。
3.大小计算:
(1)静摩擦力:0 ≤ F≤ F_max(与外力有关,无确定值)。
(2)滑动摩擦力:F = μF_N(μ为滑动摩擦系数,F_N为正压力)。
(3)滚动摩擦力:与物体的质量、半径和接触面的物理性质有关。
4.影响因素:
(1)接触面的粗糙程度(μ值与表面粗糙度有关)。
(2)正压力(接触面上的垂直作用力)。
(3)相对运动或相对运动趋势的速度和方向。
5.实际应用与问题解决:
(1)设计中的防滑措施(增大摩擦或增加设计冗余)。
(2)车辆的刹车系统(利用摩擦力减速直至停止)。
(3)机器中的齿轮传动(需要适当润滑来减小摩擦)。
6.计算中的注意事项:
(1)在分析摩擦力时,要明确是静摩擦力还是滑动摩擦力。
(2)在计算滑动摩擦力时,要明确接触面的滑动摩擦系数。
(3)在分析问题时,要注意不要遗漏某些力,特别是静摩擦力,它的大小会随外力的变化而变化。
7.解题技巧与策略:
(1)使用隔离法或整体法分析受力情况。
(2)利用力的平衡条件解题。
(3)在解题过程中要考虑物体的运动状态,判断是静摩擦力还是滑动摩擦力。
实际问题的复杂度考虑:在实际问题中,摩擦力的作用常常是复杂的。例如,在分析车辆的刹车系统时,需要考虑制动盘与制动片之间的摩擦力、制动液的传递效率等综合因素。因此,在分析实际问题时,需要综合考虑各种因素,建立合适的物理模型来解决问题。
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专题训练
考向一:增大或减小摩擦力
1.(2024上·福建泉州·八年级统考期末)下列事例中属于减小摩擦的是( )
A.鞋底上印有花纹 B.自行车的轴承加润滑油
C.用力捏车闸使自行车减速 D.举重前在手上涂防滑粉
2.(2024上·山东临沂·八年级统考期末)体育运动中蕴含着丰富的物理知识,如图所示能够达到减小摩擦目的的是( )
A.乒乓球拍贴的橡胶垫 B.踢足球时穿钉鞋
C.冰壶运动员刷子刷冰面 D.打羽毛球握紧球拍
3.(2024上·海南海口·八年级统考期末)下列做法中,属于增大摩擦的是( )
A.锁生锈不好打开时,将少量油注入锁孔后,就容易打开了
B.下雪天汽车行驶时,轮胎上缠上铁链
C.搬运笨重货箱时,可在地上铺几根圆木,就容易推动了
D.磁悬浮列车高速行驶在导轨上
4.(2023上·山东济南·八年级统考期末)如图所示,下列描述的实例中,能够减小摩擦的是( )
A.自行车轴承中装有滚珠 B.消防员即将到达地面时紧握滑竿
C.汽车轮胎上装有防滑链 D.运动鞋底表面刻有花纹
5.(2024上·重庆南岸·八年级统考期末)图所示的实例中,属于减小摩擦的是( )
A.图甲:自行车刹车时,要用力捏紧车闸 B.图乙:体操运动员上器械前,手上涂防滑粉
C.图丙:冰壶运动中,运动员不断擦拭冰面 D.图丁:足球比赛中守门员带有防滑手套
6.(2022上·福建厦门·八年级统考期末)如图所示的劳动场景中,为了减小摩擦的是( )
A.用小车搬重物 B.用钢丝球洗锅
C.用防滑夹捡纸 D.用力拖洗地板
考向二:摩擦力的图像分析
7.(2023下·四川内江·八年级统考期中)如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.t=3s时,物体受到力的合力是1N B.t=6s时,将F撤掉,物体立刻静止
C.2s~4s内物体所受摩擦力逐渐增大 D.t=1s时,物体所受摩擦力为零
8.(2023·江苏苏州·统考一模)如图所示,A、B两个物体叠放在水平面上,A的上下表面均水平,B物体与一拉力传感器相连接,连接拉力传感器和物体B的细绳保持水平。从时刻起,用一水平向右的力F=kt(k为常数)作用在物体上,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(木块未脱离接触面)下列拉力传感器的示数F_传随时间变化的图线正确的是( )
A. B. C. D.
9.(2023·广东深圳·深圳市龙岗区香港中文