内容正文:
第2节 摩擦力
第三章 相互作用——力
高中物理人教版(2019)必修第一册
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01 摩擦力是什么
冰壶比赛中涉及到哪些摩擦力?
1.冰壶与冰面的滑动摩擦
2.刷冰时冰刷与冰面的滑动摩擦
3.运动员刷冰时与冰面的静摩擦
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02 滑动摩擦力
1.滑动摩擦力:两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫作滑动摩擦力
2.产生条件:①接触并挤压;②接触面粗糙;③发生相对运动
3.方向:与相对运动方向相反
4.作用点:接触面
5.大小:
μ是比例常数,叫作动摩擦因数
它的值跟接触面有关,接触面材料不同、粗糙程度不同,动摩擦因数也不同。
3
02 滑动摩擦力
5.大小:
公式法 F=μFN (1)正压力FN是物体与接触面间的压力,不一定等于物体的重力,FN的大小根据物体的受力情况确定
(2)动摩擦因数μ与材料和接触面的粗糙程度有关,而与物体间的压力、接触面的大小无关
二力
平衡法 物体处于平衡状态(匀速直线运动或静止)时,根据二力平衡条件求解
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随堂练习
1. (多选)有关滑动摩擦力,下列说法中正确的有( )
A.有正压力一定有滑动摩擦力
B.有滑动摩擦力一定有正压力
C.滑动摩擦力总是与接触面上的正压力垂直
D.只有运动的物体才受滑动摩擦力作用
BC
随堂练习
2. 如图所示,重力G=20 N的物体,在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动,同时受到大小为10 N、方向向右的水平力F的作用,则物体所受摩擦力大小和方向是( )
A.2 N,水平向左 B.2 N,水平向右
C.10 N,水平向左 D.12 N,水平向右
B
随堂练习
3.如图所示,质量分别为m、M的A、B两木块叠放在水平地面上,A与B之间的动摩擦因数和B与水平地面间的动摩擦因数均为μ.在水平拉力F的作用下,A和B相对静止一起向右做匀速直线运动,重力加速度为g.则A、B受到的摩擦力大小分别是( )
A.μmg μMg
B.μmg μ(m+M)g
C.0 μMg
D.0 μ(m+M)g
D
随堂练习
4.如图所示,物体A重40 N,物体B重20 N,A与B、A与地的动摩擦因数相同,物体B用细绳系住,当水平力F=32 N时,才能将A匀速拉出,求接触面间的动摩擦因数.
【解析】以A物体为研究对象,其受力情况如图所示.
则物体B对其压力 FN2=GB,地面对A的支持力FN1=GA+GB;所以A受B的滑动摩擦力 Ff2=μFN2=μGB,A受地面的摩擦力 Ff1=μFN1=μ(GA+GB);又由题意得F=Ff1+Ff2=μ(GA+2GB);将F=32 N,GA=40 N,GB=20 N代入解得 μ=0.4.
03 静摩擦力
1.静摩擦力:相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势,而没有相对运动,所以这时的摩擦力叫作静摩擦力
2.产生条件:①接触并挤压;②接触面粗糙;③有相对运动趋势
3.方向:与相对运动趋势方向相反
4.作用点:接触面
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03 静摩擦力
5.大小:只能通过受力分析判断
(1)大小的范围:0<F≤Fmax.
(2)计算:物体处于平衡状态(匀速运动或静止)时,根据二力平衡条件求解.
(3)最大静摩擦力Fmax=μFN.(μ为静摩擦因数,最大静摩擦力Fmax略大于滑动摩擦力,一般情况下,为分析问题方便,可认为二者相等)
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随堂练习
5. 关于静摩擦力,下列说法中正确的是( )
A.两个表面粗糙的物体,只要直接接触就会产生静摩擦力
B.静摩擦力总是阻碍物体的运动
C.静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反
D.两个物体之间的静摩擦力总是一个定值
C
随堂练习
6. 下列关于摩擦力的说法中,正确的是( )
A.静止的物体受到的摩擦力必是静摩擦力
B.运动的物体受到的摩擦力必是滑动摩擦力
C.物体接触面上所受摩擦力的大小与该接触面上弹力大小成正比
D.滑动摩擦力一定阻碍物体间的相对滑动
D
随堂练习
7. 判断各图中物体A是否受摩擦力作用(A和B相对静止);若有,判断A受的摩擦力沿什么方向?
(1)图a中A、B相对地面静止.
(2)图b中A、B相对地面静止.
(3)图c中A、B一起向右做匀速直线运动.
(4)图d中A、B一起向右做匀速直线运动.
【答案】
(1)不受摩擦力作用
(2)向左的静摩擦力
(3)不受摩擦力作用
(4)向左的静摩擦力
随堂练习
8. 如图所示,杆的上端用细绳吊在天花板上的O点,下端放在水平面上,且杆都处于静止状态,则地面对杆的摩擦力方向向左的是( )
A
随堂练习
9. 如图所示,一质量M=2 kg 的物体放在动摩擦因数μ=0.2的粗糙水平面上,用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一只m0=0.1 kg的小桶相连.已知M与水平面间的最大静摩擦力Fm=4.5 N,滑轮的摩擦不计,g=10 N/kg.求在以下情况中M受到的摩擦力的大小.
(1)只挂m0,处于静止状态时.
(2)只挂m0,但在M上再放一个M′=3 kg的物体时.
(3)向桶内加入m1=0.33 kg的沙子时.
【答案】(1)1 N (2)1 N (3)4.3 N
课堂小结
摩擦力
动摩擦力
方向:与物体相对运动的方向相反
静摩擦力
方向:物体相对运动趋势的方向相反
大小:Ff = μF 压
(Fmax略大于滑动摩擦力)
大小:0 < F≤ Fmax
受力分析
力与运动的关系
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