内容正文:
第3节 摩擦力
【情境体验】
在生活中,我们有这样的体会:当我们用力去推水平地面上笨重物体时,随着推力的增大,一直静止的物体突然运动起来,这时,我们感觉到轻松了些,推力小了,而物体仍能向前匀速运动.这是什么原因?
【学导结合】
一、滑动摩擦力
两个互相接触且有相对滑动的物体,在它们的接触面上会产生阻碍相对运动的摩擦力,称为滑动摩擦力。
1.产生条件: ; ; 。
思考:有摩擦力一定有弹力吗?有弹力一定有摩擦力吗?
2. 滑动摩擦力方向:沿接触面且与 相反。
思考:受滑动摩擦力的物体一定是运动的吗?
滑动摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反吗?
判断物体所受滑动摩擦力的方向应该选谁作为参考系?
3.滑动摩擦力的大小:滑动摩擦力的大小与两物体间的压力成正比,即Ff=μFN,其中μ为动摩擦因数,无单位,它与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关,而与物体间的相对速度的大小、接触面的大小、压力的大小无关。
思考:
物体所受滑动摩擦力与重力是什么关系?
滑动摩擦力的大小与物体的运动速度有无关系?
自主探究:滑动摩擦力的大小:
实验:取木块研究,在水平方向上,由于可视为匀速直线运动,根据二力平衡条件知,木块受到一个向左的力F与拉力F0平衡,力F 就是滑动摩擦力。
【针对训练1】 如图3-3-1所示,用50N的水平推力F将重24N的物块压在竖直墙面上,物块沿墙面下滑,物块与墙面间的动摩擦因数μ=0.4,求:墙面对物块的摩擦力大小。
【针对训练2】
(
B
A
)VA >VB A相对于B向__ 运动 fA 方向__
VA <VB A相对于B向__ 运动 fA 方向__
【针对训练3】如图所示,一个物体质量为20kg,沿水平面向右运动,同时受到一水平向左的大小为10N的力的作用。已知此物体与地面之间的动摩擦因数为0.1。则此物体与地面之间的滑动摩擦力,以下描述正确的是( )
A.10N,方向向右 B.10N,方向向左
C.20N,方向向右 D.20N,方向向左
二、静摩擦力
两个物体相互接触,当有相对滑动的趋势,但又保持相对静止状态时,在它们接触面上出现的阻碍相对滑动的静摩擦力。
1.产生条件:两物体必须接触且接触面粗糙;有正压力;有
思考:受静摩擦力的物体一定是静止的吗?
2.静摩擦力方向:沿接触面且与 相反。
思考:如何判断物体的相对运动趋势?
3.静摩擦力大小:随外力的变化而变化。物体处于平衡态时与迫使物体发生相对运动的外力(或沿着接触面的分量)大小相等。
4. 静摩擦力有一个最大值,它是物体即将开始相对滑动时的静摩擦力,即最大静摩擦力。
思考:最大静摩擦力与滑动摩擦力是什么关系?
物体实际受到的静摩擦力与最大静摩擦力是什么关系?
【针对训练1】如图1-34所示,用水平力F把重为G的木块压紧在竖直墙上静止不动,不计手指与木块间的摩擦力,当把水平力增加到2F时,木块所受的摩擦力 [ ]
A.是原来的2倍.
B.是原来的4倍.
C.和原来的相等.
【针对训练2】在水平桌面上放一块重G=200N的木块,木块与桌面间的动摩擦因数μ=0.2,设桌面对木块的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,则分别用水平拉力F1=15N、F2=30N、F3=80N拉木块时,木块受到的摩擦力分别为多少?
【课后练习】
1.下列说法中不正确的是 [ ]
A.物体越重,使它滑动时的摩擦力越大,所以摩擦力与物重成正比.
力成反比.
C.摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反.
D.摩擦力总是对物体的运动起阻碍作用.
2.置于水平地面上的物体在沿水平方向的拉力作用下,仍处于静止,则物体所受静摩擦力的大小 [ ]
A.与压力成正比
B.等于水平拉力
C.小于滑动摩擦力
D.在物体上叠放另一物体,该物体受到的静摩擦力不变
3.关于弹力和摩擦力的关系,下列说法正确的是 [ ]
A.两物体间若有弹力,就一定有摩擦力
B.两物体间若有摩擦力,就一定有弹力
C.弹力和摩擦力的方向必互相垂直
D.当两物体间的弹力消失时,摩擦力仍可存在一段时间
4.如图1,木块质量为m,跟水平桌面的动摩擦因数为μ,受水平向右的力F的作用匀速运动,从物体到边缘开始,到物体下落为止,在此过程中物体保持匀速运动,下列说法正确的是 [ ]
A.推力F因物体悬空部分越来越大而变小
B.推力F在物体下落前会变为原来的1/2
C.推力F始终是μmg
D.因接触面变小,动摩擦因数μ会变大
5.粗糙的水平面上叠放着A和B两个物体,A和B间的接触面也是粗糙的,如果用水平力F拉B,而B仍保持静止(图1-37),则此时 [ ]
A.B和地面间的静摩擦力等于F,B和A间的静摩擦力也等于F.
B.B和地面间的静摩擦力等于F,B和A间的静摩擦力等于零.
C.B和地面间的静摩擦力等于零,B和A间的静摩擦力也等于零.
D.B和地面间的静摩擦力等于零,B和A间的静摩擦力等于F.
6.如图3所示,用力F将质量为1kg的物体压在竖直墙上,F=50N.方向垂直于墙,若物体匀速下滑,物体受到的摩擦力是______N,动摩擦因数是______,若物体静止不动,它受到的静摩擦力是______N,方向______.(g=10N/kg)
7.如图1-39所示,A、B两物体均重G=10N,各接触面间的动摩擦因数均为μ=0.3,同时有F=1N的两个水平力分别作用在A和B上,则地面对B的摩擦力等于______,
B对A的摩擦力等于______.
8.如图5所示,一质量为2kg的物体夹在两木板之间,物体左右两侧面与两块木板间的动摩擦因数相同。若把该物从上面匀速抽出,需50N的力。若把它从下面匀速抽出,则需多大的力。(设两木板对物体的压力不变)
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