研究摩擦力

1 / 10 研究摩擦力 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 探究形变与弹力的关系、研究摩擦力学案（粤教版必修 1） 1弹力存在的判定 (1)弹力是否存在，对于形变明显的情况，可利用形变直接判断 (2)对于形变不明显的情况，可用 “_” 判定，就是假设与研究对象接触的物体施加了弹力 (或者没施加弹力 )画出假设状态下的受力示意图，判断受力情况与原有状态是否矛盾若矛盾，说明假设不正确，则两者间无弹力(或者有弹力 )；若不矛盾，说明假设正确 2几种常见弹力的方向 (1)弹簧两端的弹力方向，与弹簧中心轴线相重合，指向弹簧 _的方向 (2)轻绳对物体的弹力方向，沿绳指向绳 _的方向 (3)面与面接触时弹力的方向，垂直于接触面并指向 _物体 (4)点与面接触时弹力的方向，过接触点垂直于接触面 (或接触面的切面 )并指向 _物体 (5)球与面接触时弹力的方向，在接触点与 _的连线上，并指向受力物体 2 / 10 (6)球与球相接触时弹力的方向，垂直于过接触 点的 _，并指向受力物体 (7)轻杆两端受到拉伸或挤 压时会出现弹性拉力或压力，拉力或压力的方向沿 _方向因为此时只有轻杆两端受力，在这两个力作用下杆处于平衡，则这两个力必共线，即沿 _的方向当杆受力较复杂时，杆中弹力的方向要具体问题具体分析 3滑动摩擦力 (1)静止的物体 _受滑动摩擦力 (2)滑动摩擦力可以是阻力，也可以是动力 (3)滑动摩擦力的方向可以与运动方向 _，也可以与运动方向 _，要注意运动方向与相对运动方向的区别 (4)滑动摩擦力 f FN ， f 随 FN 变化而变化 4静摩擦力 (1)运动的物体 _受静摩擦力 (2)静摩擦力可以是阻力，也可以是动力 (3)静摩擦力的方向可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反，但一定跟 _的方向相反 (4)静摩擦力的大小和方向具有可变性，要具体情况具体分析 . 一、关于弹力方向的分析 3 / 10 例 1 画出图 (1) (7)中静止物体 A 所受力的示意图 (注意图中球形物体的接触面光滑 ) 二、关于摩擦力的分析 图 1 例 2 如图 1 所示，一辆汽车在平直公路上，车上有一木箱，试判断下列情况中，木箱所受摩擦力的 方向以及摩擦力是动力还是阻力 (1)汽车由静止加速运动时 (木箱和车面间无相对滑动 )； (2)汽车刹车时 (二者无相对滑动 )； (3)汽车匀速运动时 (二者无相对滑动 )； (4)汽车刹车，木箱在车上向前滑动时； (5)汽车突然加速，木箱在车上滑动时 变式训练 1 水平的皮带传输装置如图 2 所示，皮带的速度保持不变，物体被轻轻地放在 A 端皮带上，开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置 c 后滑动停止，以后就随皮带一起匀速运动，直至传送到目的地 B 端，在传输过程中，该物体受摩擦力情况是 ( ) A在 Ac 段受水平 向左的滑动摩擦力 B在 Ac 段受水平向右的滑动摩擦力 4 / 10 c在 cB 段不受静摩擦力 D在 cB 段受水平向右的静摩擦力 三、关于物体的受力分析 图 3 例 3 如图 3 所示，物体 a、 b 和 c 叠放在水平桌面上，水平力 Fb 5N、 Fc 10N 分别作用于物体 b、 c 上， a、 b 和 c仍保持静止以 f1、 f2、 f3 分别表示 a 与 b、 b 与 c、 c 与桌面间的静摩擦力的大小，则 ( ) A f1 5N， f2 0， f3 5N B f1 5N， f2 5N， f3 0 c f1 0， f2 5N， f3 5N D f1 0， f2 10N， f3 5N 听课记录 图 4 变式训练 2 如图 4 所示，轻绳两端分别与 A、 c 两物体相连接， mA 1kg， mB 2kg， mc 3kg，物体 A、 B、 c 及 c 与地面间的动摩擦因数均为 ，轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计若要用力将 c 物体拉动，则作用在 c 物体上水平向左的拉力最小为 (g 取 10m/s2)( ) A 6NB 8N 5 / 10 c 10ND 12N 【即学即练】 1关于滑动摩擦力，下列说法中错误的是 ( ) A压力越大，滑动摩擦力越大 B压力不变，动摩擦因数不变，接触面积越大，滑 动摩擦力越大 c压力不变，动摩擦因数不变，速度越大，滑动摩擦力越大 D动摩擦因数不变，压力越大，滑动摩擦力越大 图 5 2如图 5 所示，两个相同的长方体 A、 B，叠放在水平桌面上，今用水平力 F 拉 B 而两长方体均保持静止，则针对此情况，下列说法中错误的是 ( ) A AB 间不存在摩擦力作用 B AB 间有静摩擦力作用 c B 与桌面间有静摩擦力作用 D若撤去外力 F 后，则 A 与 B， B 与桌面间都没有摩擦力 图 6 3如图 6 所示，用力 F 把铁块紧压在竖直墙上不动，那么，当 F 增大时 (设铁块对墙的压 力为 FN，铁块受墙的摩擦力为6 / 10 f)，下列说法中正确的是 ( ) A FN 增大， f 不变 B FN 增大， f 增大 c FN 变小， f 不变 D关于 FN 和 f 的变化，以上说法都不正确 图 7 4如图 7 所示， A、 B 两物体重力都等于 10N，各接触面间的动摩擦因数都等于，同时有 F 1N 的两个水平力分别作用在 A 和 B 上， A 和 B 均静止，则地面对 B 和 B 对 A 的摩擦力分别为 ( ) A 6N,3NB 1N,1N c 0,1ND 0,2N 图 8 5如图 8 所示是主动轮 P 通过皮带带动从动轮 Q 的示意图，A 与 B、 c 与 D 分别是皮带与轮缘相互接触的点，则下列判断正确的是 ( ) A B 点相对于 A 点的运动趋势方向与 B 点的运动方向相反 B D 点相对于 c 点的运动趋势方向与 c 点的运动方向相反 c D 点所受静摩擦力的方向与 D 点的运动方向相反 D主动轮受到的摩擦力是阻力，从动轮受到的摩擦力是动7 / 10 力 图 9 6如图 9 所示，一重为 40N 的木块放在水平桌面上，在水平方向上共受三个力即 F1、 F2 和摩擦力作用，木块处于静止其中 F1 13N， F2 6N已知木块与地面间的动摩擦因数为 ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： (1)物体所受摩擦力的大小和方向； (2)当只将 F1 撤去时，物体受到的摩擦力的大小和方向； (3)若撤去的力不是 F1 而是 F2，则物体受到的摩擦力大小和方向又如何？ 参考答案 课前自主学习 1 (2)假设法 2 (1)恢复原状 (2)收缩 (3)受力 (4)受力 (5)球心 (6)公切面 (7)细杆 杆 3 (1)可以 (3)相同 相反 4 (1)可以 (3)相对运动趋势 解题方法探究 例 1 8 / 10 例 2 见解析 解析 (1)木箱随汽车一起由静止加速运动时，假设二者的接触面是光滑的，则 汽车加速时，木箱会保持原有静止状态，因此它将相对于汽车向后滑动，而实际木箱没有滑动，有相对于汽车向后滑动的趋势，所以，木箱受到向前的静摩擦力因为静摩擦力的方向与木箱运动方向相同，是动力 (2)汽车刹车时，速度减小，假设木箱与汽车的接触面是光滑的，则木箱将相对汽车向前滑动，而实际木箱没有滑动，但有相对汽车向前滑动的趋势，所以木箱受到向后的静摩擦力因为静摩擦力的方向与木箱运动方向相反，是阻力 (3)木箱随汽车一起匀速运动时，二者无相对滑动，木箱受到重力和支持力，假设木箱再受到汽车的水平向前的摩擦力， 由二力平衡条件可知：竖直方向上支持力与重力抵消，但水平方向上没有力与摩擦力抵消，这样物体不能保持平衡，故假设不正确，所以木箱不受摩擦力作用 (4)汽车刹车，木箱在车上向前滑动时，木箱和汽车之间有相对运动，且相对汽车向前滑动，故木箱受到向后的滑动摩擦力，因为滑动摩擦力的方向与木箱运动方向相反，是阻力 (5)汽车突然加速，木箱在车上滑动时，木箱和汽车之间有相对运动，且相对汽车向后滑动，故木箱受到向前的滑动摩9 / 10 擦力因为滑动摩擦力的方向与木箱运动方向相同，是动力 变式训练 1 Bc 选项 A 把 “ 滑动摩擦力 总是阻碍物体间的相对运动 ” 误解为 “ 总是阻碍物体运动 ” ；选项 D 没有从静摩擦力产生的条件入手分析物体是否受到静摩擦力，而是凭生活经验臆断物体受到一静摩擦力，以为物体向右的运动需要力来维持选项 A、 D 都是因为对摩擦力的概念理解不深造成的错误 例 3 c 为了考查 a、 b 之间的摩擦力情况，以物体 a 作为研究对象，通过受力分析后得到 a、 b 之间没有摩擦力的作用，如图甲所示 为了考查 b、 c 之间的摩擦力情况，以物体 ab 组成的整体作为研究对象，通过受力分析后得到 b 受 c 向右的静摩擦力 f2与 Fb 平衡，故 f2 5N，如图乙所 示 为了考查 c 与地面之间的摩擦力情况，以物体 abc 组成的整体作为研究对象，通过受力分析后得到 c 受向左的静摩擦力f3 与 Fc Fb 平衡，故 f3 5N，如下图丙所示 变式训练 2 B 即学即练 1 D 4 c 应用整体法，即 AB 整体水平方向外力大小相等，方向相反，故地面对 B 无摩擦力以 A 为对象，水平方向必受10 / 10 大小与 F 相等，方向与 F 相反的静摩擦力，故选项 c 正确 5 BD 静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反，要确定相对运动趋势常用假设法，即假设两物体接触面光滑，分析皮带和轮之间 有无相对滑动，若有，可判断出相对运动趋势的方向此题应先明确主动轮与从动轮的关系如皮带光滑，主动轮转但皮带不动或皮带转动而从动轮不转，由此可判定摩擦力的方向主动轮可通过摩擦力带动皮带，皮带阻碍主动轮转动，同理皮带可带动从动轮，从动轮阻碍皮带的转动，故 B、 D 选项正确 6见解析 解析 (1)因为物体处于静止状态，所以水平方向所受外力