内容正文:
第五节 摩擦力
一、滑动摩擦力
1.定义:两个 的物体,当它们做 时,在接触面上会产生一种阻碍 的力。
2.方向:与物体 的方向相反。
3.作用点:作用在两物体的 。
[注意]滑动摩擦力产生的三个条件:一是两个物体互相接触并相互挤压;二是两个相互接触的物体已经发生相对运动;三是接触面不光滑。
互相接触
相对滑动
相对运动
相对运动
接触面上
二、影响滑动摩擦力大小的因素
1.测量工具: 。
2.测量原理: 。
3.影响因素: 、 。
三、增大与减小摩擦的方法
1.增大摩擦的方法
(1) ;
(2) ;
(3) 。
弹簧测力计
二力平衡
压力大小
接触面的粗糙程度
增大压力
增大接触面的粗糙程度
变滚动摩擦为滑动摩擦
2.减小摩擦的方法
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) 。
减小压力
减小接触面的粗糙程度
变滑动摩擦为滚动摩擦
使两个接触面彼此分开
滑动摩擦力的概念
[典例1] 关于摩擦,下列说法中,正确的是( )
A.相互挤压的粗糙物体间总是存在摩擦
B.运动的物体一定受摩擦力
C.静止的物体一定不受摩擦力
D.相对运动的两物体间可能存在摩擦力
D
[针对训练1]为了探究滑动摩擦力,王超同学利用牙刷做实验,当用力匀速拖动牙刷时,刷毛发生了如图所示的弯曲,下列对这一实验的分析错误的是( )
A.刷毛弯曲越厉害说明牙刷受到的力越大
B.牙刷受到的摩擦力作用在刷毛上
C.增大拖动速度,刷毛受到的摩擦力增大
D.从刷毛弯曲方向判断,刷毛受到的摩擦力的方向向左
C
[针对训练2] 如图所示,木块沿粗糙斜面下滑,请画出木块受到重力和摩擦力的示意图。
答案:如图所示
解析:木块所受重力的方向竖直向下;木块正在下滑,则受到的摩擦力的方向平行于斜面向上,作用点都画在木块的重心上;据此画出重力G与滑动摩擦力f的示意图。
影响滑动摩擦力大小的因素
[典例2]小明用如图甲、乙、丙所示的步骤探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。(甲、乙为木板表面,丙为毛巾表面)
(1)实验中,根据 的知识,小明应该沿水平方向用弹簧测力计拉着物体做 。
二力平衡
匀速直线运动
解析:(1)用弹簧测力计拉动物体时,必须让物体保持匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,此时的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力,大小 相等。
(2)比较步骤 可得,滑动摩擦力的大小跟作用在物体表面上的压力有关,且压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)比较步骤甲、丙可得,摩擦力的大小跟接触面的 有关,结论:
。
甲、乙
粗糙程度
在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
解析:(2)甲、乙两图接触面粗糙程度相同,压力越大,弹簧测力计示数越大,滑动摩擦力越大,所以甲、乙两图探究滑动摩擦力大小跟压力大小的关系。
(3)甲、丙两图压力相同,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,所以甲、丙两图探究了滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度的关系,接触面越粗糙,弹簧测力计示数越大,滑动摩擦力越大,故结论为在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
控制变量法与转换法
(1)控制变量法:在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关时,控制其他的因素不变,使其中的一个因素变化来探究出摩擦力的变化情况,从而逐一探究出摩擦力与所有因素的关系,这种探究问题的方法称为控制变 量法。
(2)转换法:摩擦力不能够直接测量出来,通过让物体做匀速直线运动,使得弹簧测力计的拉力与滑动摩擦力为一对平衡力,也就是通过弹簧测力计的示数转换为摩擦力的大小,这种研究问题的方法称为转换法。
[针对训练3] 如图所示,在同一水平面上,有表面粗糙程度相同、质量不同(mP<mQ)的两个木块,按照图甲、乙、丙、丁四种方式放置,分别在水平力F1、F2、F3和F4的作用下做匀速直线运动,则下列关系式正确的是( )
A.F1>F2 B.F2>F3
C.F3=F4 D.F3>F4
C
增大与减小摩擦的方法
[典例3] 如图所示是我们熟悉的自行车,则下列关于车头组件的说法中,正确的是( )
A.刹车闸是通过增大压力的方法来增大摩擦力
B.车轮轴承是通过滚动摩擦代替滑动摩擦来增大摩擦力
C.车轮上的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来减小摩擦力
D.车轮转轴内的小滚珠是通过滚动摩擦代替滑动摩擦来减小摩擦 力的
D
增大或减小摩擦的方法
(1)增大摩擦的方法:可以从压力或接触面的粗糙程度的改变情况来考虑。若压力增大或接触面变粗糙,则摩擦力会增大。
(2)减小摩擦的方法:可以从压力或接触面的粗糙程度的改变情况及接触面是否分离、是否用滚动代替滑动等方面来考虑。
[针对训练4] 如图所示的实例中,目的是减小摩擦的是( )
A
A.行李箱下装有轮子 B.轮胎上刻有花纹
C.用起瓶器夹紧瓶盖 D.防滑垫表面做得凹凸不平
1.下列关于滑动摩擦力大小的影响因素的说法中,正确的是( )
A.滑动摩擦力大小跟接触面的面积大小有关
B.滑动摩擦力大小跟压力大小有关
C.滑动摩擦力大小跟物体运动速度的大小有关
D.滑动摩擦力大小跟重力大小有关
B
2.(2023成都)尊老爱幼是中华民族的传统美德,初三(1)班全体同学深入社区养老院,开展志愿者服务活动,如图所示是小文同学打扫卫生时推移沙发的情景。当他推动沙发向左运动时,地面对沙发的摩擦力方向是向 的。小文觉得如果给沙发装上轮子,推起来会更省力,他这样思考的依据是:在一般情况下,滚动摩擦 滑动摩擦。
右
小于
3.如图所示,一物体重20 N,施加水平向右的压力F使物体紧贴竖直墙壁静止,画出物体受到的摩擦力及大小。
答案:如图所示
解析:摩擦力和重力是一对平衡力,所以f=G=20 N,过物体重心沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段,用f表示。
4.自行车应用了许多物理知识。请把下面的选项填在恰当的横线上,完成填空。(均填字母)
A.脚蹬子表面做得粗糙不平;
B.刹车时要用力捏闸;
C.车轮做成圆形的;
D.要经常给链条上油。
①通过增大压力来增大摩擦的是 ;
②通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的是 ;
③通过加润滑油来减小摩擦的是 ;
④通过用滚动代替滑动来减小摩擦的是 。
B
A
D
C
5.在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中:
(1)如图所示,为测出滑动摩擦力大小,三次实验中均用弹簧测力计沿水平方向 拉动木块A,弹簧测力计的示数F1<F2<F3,图丙中F3为 N。
匀速直线
4
(2)图丙中,若增大弹簧测力计的拉力,此时木块A所受滑动摩擦力
(选填“变大”“变小”或“不变”),木块A上面的砝码
(选填“受”或“不受”)摩擦力。
(3)比较 两图,可得出:压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
不变
受
甲、乙
谢谢观赏!
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