歡迎進入物理課堂 第二章 第4節(jié) 理解教材新知 把握熱點考向 知識點一 知識點二 考向一 考向二 考向三 應(yīng)用創(chuàng)新演練 隨堂基礎(chǔ)鞏固 課時跟蹤訓(xùn)練 1 摩擦力包括滑動摩擦力和靜摩擦力 其產(chǎn)生條件有三個 一是兩物體相互接觸并互相擠壓 二是接觸面必須粗糙 三是兩物體要有相對運動或有相對運動趨勢 2 滑動摩擦力的大小與壓力成正比 即f N 其方向與接觸面相切 與兩物體相對運動方向相反 應(yīng)注意相對運動方向不是運動方向 3 靜摩擦力的大小與外力情況以及物體的運動狀態(tài)有關(guān) 其方向與兩物體相對運動趨勢方向相反 靜摩擦力有極限叫最大靜摩擦力 最大靜摩擦力與壓力成正比 靜摩擦力的取值范圍是0 f fmax 4 在摩擦力的計算中要注意兩點 一是要分清滑動摩擦力和靜摩擦力 二是接觸面的壓力不一定等于物體的重力 滑動摩擦力 自學(xué)教材 1 摩擦力兩個相互接觸并發(fā)生擠壓的物體之間產(chǎn)生的阻礙的力 是自然界中一種常見的力 2 滑動摩擦力兩個物體相互并擠壓 當(dāng)它們沿接觸面發(fā)生相對運動時 每個物體的接觸面上都會受到對方作用的阻礙相對運動的力 這種力叫做滑動摩擦力 相對運動 接觸 3 滑動摩擦力的產(chǎn)生條件 1 兩物體直接接觸且在接觸面上存在 2 接觸面 3 物體間有 4 滑動摩擦力的方向總是跟物體的相切 并且跟它們相對運動的方向 壓力 粗糙 相對運動 接觸面 相反 5 滑動摩擦力的大小 1 規(guī)律 滑動摩擦力的大小與成正比 2 公式 f 其中叫做動摩擦因數(shù) 它是兩個力的比值 沒有 3 作用效果 總是阻礙物體間的運動 正壓力 N 單位 相對 重點詮釋 1 對滑動摩擦力產(chǎn)生條件的理解 1 摩擦力是接觸力 兩個物體直接接觸 相互擠壓有彈力產(chǎn)生才可能有摩擦力 2 接觸面粗糙 當(dāng)一個物體沿另一物體表面滑動時 接觸面粗糙 各凹凸不平的部分互相嚙合 形成阻礙相對運動的力 即為摩擦力 凡題中寫明 接觸面光滑 光滑小球 等 就不考慮摩擦力 光滑 是一個理想化模型 在實際中并不存在 它不同于生活中的形容接觸面摩擦力很小的 光滑 3 兩物體間有相對運動 相對運動 與 物體運動 不是同一概念 相對運動 是指受力物體相對于施力物體 以施力物體為參考系 的位置發(fā)生了改變 而 物體的運動 一般指物體相對地面的位置發(fā)生了改變 所以靜止的物體也可能受到滑動摩擦力作用 例如擦黑板時靜止的黑板受到的是黑板擦對它的滑動摩擦力 2 對滑動摩擦力方向的理解 1 滑動摩擦力的方向總與接觸面相切 且與相對運動方向相反 跟物體的運動的方向沒有關(guān)系 所謂相對運動的方向是指發(fā)生相對運動的兩個物體中 把其中一個物體作為參照物 看做靜止 時另一個物體的運動方向 2 滑動摩擦力的方向與接觸面相切 而彈力與接觸面垂直 因此滑動摩擦力方向一定與彈力方向垂直 3 對公式f N的理解 1 f的大小與N成正比 與物體的運動狀態(tài)無關(guān) 2 動摩擦因數(shù) 與接觸面的粗糙程度和材料等情況有關(guān) 與物體間的壓力 相對運動的速度及接觸面的大小均無關(guān) 3 公式f N中的N是物體與接觸面間的正壓力 不一定等于物體的重力 求N要根據(jù)物體受力情況而定 1 物體與支持面間有滑動摩擦力時 下列說法正確的是 A 物體與支持面間的壓力越大 滑動摩擦力越大B 物體與支持面間的壓力不變 動摩擦因數(shù)一定 接觸面積越大 滑動摩擦力越大C 物體與支持面間的壓力不變 動摩擦因數(shù)一定 速度越大 滑動摩擦力越大D 動摩擦因數(shù)一定 物體與支持面間的壓力越大 滑動摩擦力越大 解析 根據(jù)滑動摩擦力的表達式f N 所以D項正確 A項中僅僅強調(diào)了物體間的壓力 但忽略了物體間的動摩擦因數(shù) 所以A項錯誤 滑動摩擦力與物體間的接觸面積和相對運動速度的大小均無關(guān) 所以B C項錯誤 答案 D 靜摩擦力 自學(xué)教材 1 定義兩個彼此且的物體之間沒有發(fā)生相對滑動 但它們之間存在相對運動的趨勢時 在它們的接觸面上會產(chǎn)生一種阻礙物體間發(fā)生的力 這種力叫做靜摩擦力 2 產(chǎn)生的條件 1 兩物體直接接觸且 2 接觸面是的 3 兩物體有相對運動的 接觸 相互擠壓 相對運動 擠壓 粗糙 趨勢 3 方向總是與相切并且與物體間相對運動趨勢的方向相反 4 效果阻礙物體間的相對運動的趨勢 5 大小范圍 fmax為最大靜摩擦力 f由物體的運動狀態(tài)及外界對它的施力情況決定 接觸面 0 f fmax 重點詮釋 1 靜摩擦力的有無和方向判斷 1 假設(shè)法 假設(shè)接觸面光滑 不存在摩擦力 然后分析這兩個物體是否發(fā)生相對運動 若無相對運動 說明這兩物體間就沒有相對運動趨勢 若有相對運動 則一物體相對另一物體的運動方向即為相對運動趨勢的方向 其反方向就是靜摩擦力的方向 2 平衡條件法 當(dāng)相互接觸的兩物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)時 可根據(jù)二力平衡條件判斷靜摩擦力是否存在 2 靜摩擦力的大小特點 1 靜摩擦力的大小與物體間的相對運動趨勢有關(guān) 運動趨勢增大 靜摩擦力也隨著增大 與正壓力無關(guān) 但最大靜摩擦力的大小與正壓力成正比 2 最大靜摩擦力一般比滑動摩擦力大些 但有時認為二者是相等的 3 靜摩擦力的大小與產(chǎn)生靜摩擦力的諸外力的合力等值反向 圖2 4 1 2 用手握住一個油瓶 瓶始終處于豎直方向 保持靜止 如圖2 4 1所示 下列說法正確的是 A 瓶中油越多 手握得越緊B 手握得越緊 油瓶受到的摩擦力越大C 不管手握得有多緊 油瓶受到的摩擦力總是等于油瓶和油所受的總重力D 以上說法都正確 解析 用手握油瓶 油瓶靜止 說明手對油瓶向上的靜摩擦力與油瓶和油的總重力平衡 故當(dāng)油量增多時 油瓶和油的總重力就增大 靜摩擦力必須隨之增大 手握得緊一點 相應(yīng)的最大靜摩擦力就大一些 故A正確 油瓶靜止受到的靜摩擦力總是與油瓶和油的總重力相等 與手握的松緊程度無關(guān) 故B D錯誤 C正確 答案 AC 對摩擦力產(chǎn)生條件的理解 圖2 4 2 例1 如圖2 4 2所示 P是水平地面 M N是兩個長方形木塊 F是作用在N上沿水平方向的力 物體M和N以相同的速度做勻速直線運動 由此可知 M N間的動摩擦因數(shù) 1和N P間的動摩擦因數(shù) 2可能是 A 1 0 2 0B 1 0 2 0C 1 0 2 0D 1 0 2 0 思路點撥 解答本題時應(yīng)注意以下兩點 1 兩物體間存在摩擦力時 物體間的動摩擦因數(shù)一定不為零 2 兩物體間不存在摩擦力時 物體間的動摩擦因數(shù)不一定為零 解析 由M和N在外力F的作用下以相同速度做勻速直線運動 可采取先整體后隔離的解題方法 以M和N為整體 在水平方向上受外力 所以P必然給M和N這個整體摩擦力 所以 2 0 再利用隔離法研究M 由題意知 M在水平方向不受外力 所以N肯定不給M摩擦力 從摩擦力產(chǎn)生的角度來看 只要接觸 擠壓 接觸面粗糙 有相對運動趨勢或相對運動這些條件缺少一個 就不會產(chǎn)生摩擦力 因為M與N以相同的速度勻速運動 M與N無相對運動趨勢 所以不管M與N間是否粗糙 都不會產(chǎn)生摩擦力 所以 1 0或 1 0 答案 BD 借題發(fā)揮 物體間要存在摩擦力必須同時滿足以下三個條件 接觸面不光滑 物體間有擠壓 有相對運動或相對運動趨勢 而物體間無摩擦力存在 以上三個條件至少有一個條件沒有滿足 1 如圖2 4 3所示 物體A受到摩擦力的是 圖2 4 3A 物體A沿粗糙豎直墻面向下運動B 物體A沿光滑的斜面向上運動C 物體A隨物體B一起向右勻速運動D 物體A在斜面上靜止 解析 A圖中 物體A與墻面接觸 接觸面粗糙 但無擠壓 無彈力 缺少條件 A中無摩擦力 A錯 B圖中斜面光滑 不滿足條件 B錯 C圖中 物體A與物體B以相同速度一起運動 缺少條件 C錯 D圖中三個條件都有 故有摩擦力 D對 故選D 答案 D 摩擦力的有無和方向判斷 圖2 4 4 例2 如圖2 4 4所示 A B兩物體豎直疊放在水平面上 今用水平力F拉B物體 兩物體均靜止 那么物體A和B是否受靜摩擦力作用呢 思路點撥 物體所受摩擦力不易確定時 可應(yīng)用假設(shè)法判斷 解析 假設(shè)A物體受到靜摩擦力作用 該摩擦力方向一定與接觸面相切 即沿水平方向 根據(jù)力的作用效果知 A物體在摩擦力作用下不可能處于靜止?fàn)顟B(tài) 因此與題意是相矛盾的 故A物體不受靜摩擦力作用 再對B進行分析 B受到向右的拉力F作用處于平衡狀態(tài) 由二力平衡特點 則B一定受到地面產(chǎn)生的向左的靜摩擦力作用 答案 A不受靜摩擦力 B受水平向左的靜摩擦力 借題發(fā)揮 摩擦力方向的確定在判斷摩擦力方向時 弄清物體間的相對運動或相對運動趨勢的方向是關(guān)鍵 相對運動 趨勢 是指受力物體相對于相接觸的施力物體的運動 而不一定是相對于地面的運動 物體的相對運動并不一定與物體的實際運動 相對地 方向相同 兩者方向可能相同 也可能相反 如汽車上的木箱 當(dāng)汽車突然加速時 箱子相對汽車向后滑動 與實際運動方向相反 汽車急剎車時 木箱相對車向前滑動 與實際運動方向相同 牢記 摩擦力的方向與相對運動 趨勢 方向相反 而不是與運動方向相反 上例題中 若力F作用在A上且兩物體均靜止 試分析A B受摩擦力的情況 解析 對于A物體 假設(shè)A B之間接觸面光滑 在力F作用下 不可能保持靜止?fàn)顟B(tài) 將會向右運動 故A相對B有向右運動的趨勢 所以物體A受到向左的靜摩擦力作用 對于B物體 由于B給A一個向左的靜摩擦力作用 根據(jù)力的相互性 A物體將給B物體一個向右的靜摩擦力作用 假設(shè)B與地面間光滑 B物體將在此靜 摩擦力作用下向右運動而不可能處于靜止?fàn)顟B(tài) 因此B物體受到地面對它向左的靜摩擦力作用 綜上分析 A物體受到B物體對它向左的靜摩擦力作用 B物體受到A物體對它向右的靜摩擦力和地面對它向左的靜摩擦力 答案 見解析 摩擦力大小的計算 例3 質(zhì)量為2kg的物體靜止在水平地面上 如圖2 4 5所示 物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0 5 最大靜摩擦力與滑動摩擦力視為相等 給物體一水平推力 取g 10N kg 圖2 4 5 1 當(dāng)推力大小為5N時 地面對物體的摩擦力是多大 2 當(dāng)推力大小為12N時 地面對物體的摩擦力是多大 思路點撥 該題可按如下思路分析 解析 在地面上 N mg 則滑動摩擦力 最大靜摩擦力fmax 大小為fmax N mg 0 5 2 10N 10N 1 當(dāng)拉力F 5N時 F fmax 物體靜止 則由二力平衡知 f靜 F 5N 2 當(dāng)拉力F 12N時 F fmax 物體滑動 則f滑 N mg 10N 答案 1 5N 2 10N 借題發(fā)揮 1 計算摩擦力時 應(yīng)先判斷是靜摩擦力還是滑動摩擦力 2 滑動摩擦力f的大小與物體運動的速度大小無關(guān) 與接觸面的大小無關(guān) 3 靜摩擦力可在0 fmax之間變化 不能用公式f N計算 且靜摩擦力與正壓力無關(guān) 圖2 4 6 2 如圖2 4 6所示 一木塊放在水平桌面上 在水平方向上共受三個力 即F1 F2和摩擦力的作用 木塊處于靜止?fàn)顟B(tài) 其中F1 10N F2 2N 若撤去F1 則木塊在水平方向上受到的摩擦力為 A 2N 方向向右B 6N 方向向右C 2N 方向向左D 零 解析 未撤去F1前 木塊靜止 說明木塊所受的靜摩擦力f靜 F1 F2 8N 方向向左 即最大靜摩擦力fmax 8N 當(dāng)撤去F1后 木塊在F2作用下有向左運動的趨勢 地面給木塊的靜摩擦力方向變?yōu)橄蛴?大小與F2相等 即f靜 F2 2N 恰好在靜摩擦力的范圍之內(nèi) 0 f fmax 木塊處于靜止?fàn)顟B(tài) 故正確選項為A 答案 A 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全