研究摩擦力 学案（粤教版必修1）

1 / 13 研究摩擦力 学案（粤教版必修 1） 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址莲山课 件 m 研究摩擦力学案（粤教版必修 1） 1摩擦力 (1)定义：两个相互接触的物体，当它们发生 _或具有 _时，在接触面上产生阻碍 _或 _的力 (2)分类： _ ； _. (3)条件 物体接触且 ； 接触面 ； 物体间有 或 . 2滑动摩擦力 (1)定义：两个相互接触的物体，当发生 _时，在接触面间产生的阻碍物体 _的力叫滑动摩擦力 (2)产生条件： 两物体直接接触且 _； 接触面 _； 发生 _ (3)大小：滑动摩擦力 f 的大小与物体间 _FN的大小成正比，即 f FN ，式中 为比例常数，叫_，其大小与接触面的材料和粗糙程度有关，而2 / 13 与受力面积、物体运动的速度等因素无关 (4)方向：与接触 面 _并且与物体间 _的方向相反 3静摩擦力 (1)定义：两个物体具有 _，没有相对滑动产生的摩擦力 (2)产生条件： 两个物体直接接触且 _； 接触面_； 物体间有 _ (3)大小：是可变的，变化范围为 _，其中fmax 为静摩擦力的最大值，叫 _ (4)方向：与接触面 _并且与物体间 _运动趋势的方向 _. 一、滑动摩擦力 问 题情境 一辆汽车正在奔驰，司机突然发现前方有危险，于是立即紧急刹车车终于停下，路面上留下两条清晰的刹车痕迹，你能解释车停止运动的真正原因吗？ 要点提炼 1滑动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上滑动的时候，会受到另一个物体 _的力，这种力叫做滑动摩擦3 / 13 力 2滑动摩擦力产生的条件 接触面粗糙； 两物体相互接触且存在弹力； 两物体间有 _ 3滑动摩擦力的方向 总是沿着 _，且与 _的方向相反 4滑动摩擦力的大小 滑动摩擦力跟 _成正比，也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比 公式： f FN ， 为动摩擦因数，取决于两物体的 _和接触面的 _，与接触面的面积 _ 问题延伸 图 1 如图 1 所示，物体 A、 B 一起向右运动，速度分别为 vA 2m/s，vB 1m/s. 请分析 A、 B 两物体受到的滑动摩擦力的方向，并回答滑动摩擦一定阻碍物体的运动吗？ 二、研究静摩擦力 4 / 13 图 2 问题情境 我们先来做个小实验，体验一下摩擦力 把木块放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，如图 2 所示 (1)当测力计的示数为 1N 时，木块没有动 (2)逐渐增大拉力到 2N 时，木块仍静止 (3)继续增大拉力到 4N 时，木块开始移动，此时拉力突然变小到，此后木块匀速运动，拉力不变 请对以上三种现象作出分析 要点提炼 1两个相互接触挤压而保持相对静止的物体，当它们之间存在相对运动趋势时，在它们的接触 面上会产生阻碍物体间相对运动的力，这种力叫做_ 2使物体由静止开始运动的最小的水平拉力 (或推力 )，是物 体 所 受 静 摩 擦 力 的 最 大 值 ， 这 个 最 大 值 叫 做_ 3静摩擦力产生的条件： 物体 _且相互挤压； 接触面粗糙； 两物体间有相对运动趋势 5 / 13 4静摩擦力的大小与正压力无关，但最大静摩擦力的大小与正压力成 _比 5静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反，即其效果是阻碍物体间的 _运动 图 3 问题延伸 如图 3 所示， A、 B 两物体竖直叠放在水平面上，今用水平力 F 拉物体 A，两物体一起匀速运动，试分析 A、 B 所受静摩擦力的方向 图 4 例 1 如图 4 所示，一物体在动摩擦因数 的水平面上向左运动，物体质量为 10kg，它在运动过程中还受到一个水平向右的大小为 20N 的拉力作用，则物体受到的摩擦力为 ( ) A 0N B 20N，水平向右 c 40N，水平向右 D 20N，水平向左 听课记录 6 / 13 图 5 变式训练 1 如图 5 所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力的作用，木块处于静止状态其中 F110N， F2 2N，若撤去力 F1，则木块在水平方向受到的摩擦力为 ( ) A 8N，方向向右 B 6N，方向向右 c 2N，方向向右 D 0 图 6 例 2 有三个相同的物体叠放在一起，置于粗糙水平面上，物体之间不光滑，如图 6 所示现用一水平力 F 作用在 B 物体上，物体仍保持静止，下列说法正确的是 ( ) A c 受到地面的摩擦力大小为 F，方向水平向左 B A 受到水平向右的摩擦力作用 c B 对 c 的摩擦力方向为水平向右 D c 和地面间无摩擦力的作用 听课记录 变式训练 2 下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中，正确7 / 13 的是 ( ) A静摩擦 力的方向一定与物体的运动方向相反 B静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同 c静摩擦力的方向可能与物体的运动方向垂直 D静止的物体所受的静摩擦力一定为零 图 7 例 3 质量为 2kg 的物体静止在水平地面上，如图 7 所示，物体与地面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，给物体一水平推力 (取 g 10N/kg) (1)当推力大小为 5N 时，地面对物体的摩擦力是多大？ (2)当推力大小为 12N 时，地面对物体的摩擦力是多大？ 拓展探究 (1)物体运动后将推力变为 20N，地面对物体的摩擦力多大？ (2)物体运动过程中突然把推力去掉，此时地面对物体的摩擦力多大？ 【即学即练】 1关于摩擦力，下列说法中正确的是 ( ) A两个接触的相对静止的物体间一定有摩擦力 B受静摩擦作用的物体一定是静止的 c滑动摩擦力方向可能与运动方向相同 8 / 13 D物体间正压力一定时，静摩擦力的大小可以变化，但有一个限度 2下列说法中正确的是 ( ) A两个相互接触的物体之间一定有弹力作用 B一个物体静止在另一个物体的表面上，它们之间一定不存在摩擦力的作用 c两 个物体之间如果有弹力的作用，就一定有摩擦力的作用 D两个物体之间如果有摩擦力的作用，就一定有弹力的作用 图 8 3如图 8 所示，用水平力 F 将同种材料不同质量的物体压到一竖直墙壁上，下列说法正确的是 ( ) A若物体保持静止，则 F 越大，物体所受摩擦力越大 B若物体保持静止，则质量越大，物体所受摩擦力越小 c若物体沿墙壁向下滑动，则 F 越大，物体所受摩擦力越大 D若物体沿墙壁向下滑动，则质量越大，物体所受摩擦力越大 4用一根长 20cm，劲度系数为 k 200N/m 的弹簧水平拉着放在水平 桌面上的质量为 1kg 的木块，弹簧的长度逐渐伸长9 / 13 到时木块开始运动，当弹簧的长度为时，木块在桌面上做匀速直线运动则： (1)木块受到的最大静摩擦力多大？静摩擦力的变化范围怎样？ (2)木块和桌面间的动摩擦因数是多少？ (3)木块滑动过程中，当弹簧的长度小于或大于时滑动摩擦力如何变化？ 参考答案 课前自主学习 1 (1)相对滑动 相对运动趋势 相对运动 相对运动趋势 (2) 静摩擦力 滑动摩擦力 (3) 相互挤压 粗糙 相对运动 相对运动趋势 2 (1)相对滑动 相对运动 (2) 相互 挤压 粗糙 相对滑动 (3)相互挤压的弹力 动摩擦因数 (4)相切 相对滑动 3 (1)相对滑动的趋势 (2) 相互挤压 粗糙 相对运动趋势 (3)0f静 fmax 最大静摩擦力 (4)相切相对 相反 核心知识探究 一、 10 / 13 问题情境 路面给车一个摩擦力，使车停止运动 要点提炼 1阻碍它滑动 2 相对运动 3接触面的切线方向 相对运动 4压力 材料 粗糙程度 无关 问题延伸 如果以 A 为参考系，则 B 相对于 A 向左运动，所以 B 受到 A 向右的滑动摩擦力，可见， 物体的相对运动方向和实际运动方向有时并不相同还可以看出 A 给 B 的滑动摩擦力与 B 的实际运动方向相同，促进 B 的运动而不是阻碍B 的运动 二、 问题情境 (1)当拉力为 1N 时，木块有相对桌面的运动趋势，但没有动，是因为木块除受 1N 的拉力外，还受到桌面对它的一个力的作用，这个力与 1N 的拉力大小相等，方向相反 (2)当拉力增大到 2N 时，木块仍静止，但它相对桌面运动的趋势更加 “ 强烈 ” ，此时桌面对木块的作用力为 2N. (3)当拉力增大到 4N 时，木块开始移动，说明 “4N 的力 ”是使木块开始运动所需的最小力，此 时桌面对木块的力也为4N木块运动起来以后，拉力变为，这个力是保证木块匀速11 / 13 运动所需要的力 要点提炼 1静摩擦力 2最大静摩擦力 3 接触 4正 5相对 问题延伸 A 受向左的静摩擦力， B 受向右的静摩擦力； A受静摩擦力是阻力， B 受静摩擦力是动力 解题方法探究 例 1 B 研究摩擦力时： (1)首先要根据实际情况判断、分析究竟是静摩擦力还是滑动摩擦力； (2)如果是滑动摩擦力，就要分析滑动面上压力的大小，用公式计算； (3)如果是静摩擦力，就要分析物体所受到的其他力，根据物体所处的运动状态，通过列力学方程求解 根据滑动摩擦力公式 f FN 可以得到：摩擦力等于 20N，其方向水平向右选 B. 变式训练 1 c 未撤去 F1 前，木块静止，说明木块所受的静摩擦力大小 f 静 F1 F2 8N，方向向左也说明了最大静摩擦力 f 静 max8N 当撤去 F1 后，在 F2 作用下木块有向左运动的趋势，地面给木块的静摩擦力方向变为向右，因 F2 2N，小于最大静摩擦力，故木块仍保持静止，因而正12 / 13 确选项为 c. 例 2 Ac 在选项 A 中，以 A、 B、 c 三者的整体为研究对象，此整体在水平方向上受平衡力的作用，因 此 c 受到地面的摩擦力等于拉力 F，方向向左， A 项正确， D 项错误；在选项 B 中，以 A 为研究对象， A 不受摩擦力，否则 A 不能平衡，B 项错误；选项 c 中， B 对 c 的摩擦力与 c 对 B 的摩擦力大小相等，方向相反由此可知， B 对 c 的摩擦力大小等于 F，方向水平向右， c 项正确 变式训练 2 c 静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势的方向相反，而物体相对运动趋势的方向可能与物体运动的方向相同 (例如：与传送带相对静止，随传送带一起加速运动的物体 )，也可能与物体运动方向相反 (例如：与传送带相对静止，随传送带一起减速运动的物体 )，还可能与物体运动方向垂直(例如：随车厢一起做加速运动的车厢后壁上相对于车厢静止的物体，如图所示 )静止的物体所受静摩擦力不一定为零 (例如：用力推静止在地面上的木箱但未推动 )，故 A、 B、D 项错误， c 项正确 例 3 (1)5N (2)10N 解析 在地面上， FN mg，则滑动摩擦力 (最大静摩擦力 fmax)大小为 fmax FN mg 210N