【志鸿优化系列】高中物理 3.3摩擦力学案 新人教版必修1.doc

第三章相互作用3摩擦力学习目标1.通过实验认识静摩擦力及方向,理解相对运动趋势.2.会利用二力平衡条件判断静摩擦力的大小和方向.3.知道滑动摩擦力的概念及产生条件,会求滑动摩擦力的大小并判断其方向.自主探究1.摩擦力可分为、和三类.2.摩擦力产生的条件:,.3.摩擦力的方向:.4.静摩擦力的增大有一个限度,即为,静摩擦力的大小范围是.5.滑动摩擦力的大小与和有关.6.在相同的压力和相同的接触面材料时,滚动摩擦力要比滑动摩擦力.合作探究一、静摩擦力【提出问题】你能否根据实际情况,判断物体是否受到静摩擦力?实验探究:手握杯子沿着竖直方向施力,并且从小逐渐地增大,感受静摩擦力的变化.结论:手对杯子的力竖直向上,而手受到了杯子阻碍手向上的相对运动趋势的静摩擦力,随着手对杯子的力的增大而增大.【归纳总结】1.静摩擦力的产生条件:(1);(2);(3).2.静摩擦力的大小是变化的,方向.【提出问题】静摩擦力的大小是如何变化的?实验探究:探究静摩擦力的大小把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块.缓慢的拉动弹簧测力计,观察弹簧测力计的读数和木块的运动状态,(在测力计指针下方轻塞一小纸团,用以记录拉力曾经达到的最大值)记录在表格中.拉力f木块运动状态静摩擦力大小注意:当木块开始运动后,就不再记录数据.结论:静摩擦力与弹簧测力计的拉力大小相等,随着拉力的增大而增大.【归纳总结】3.静摩擦力的最大值fmax叫做(将动未动时的摩擦力),它的数值等于物体刚开始运动时的拉力的大小.4.静摩擦力的大小范围是.二、滑动摩擦力【实验探究】前面研究了静摩擦力,现在我们继续做前面的实验,用力去拉木块,当力ffmax时,我们会发现木块在木板上开始滑动,拉力却明显减小,表明摩擦力明显减小,此时所受到的摩擦力为滑动摩擦力.滑动摩擦力大小与哪些因素有关呢?实验猜想:(1)与接触面的粗糙程度有关;(2)跟物体间的压力(正压力)有关;(3)跟物体接触面积的大小有关.设计实验:根据以上几条猜测,设计实验去进行验证探索.(利用控制变量法来进行探究)压力fn摩擦力ff作出fnff图象,寻找其中规律.评估交流:对实验过程和结论进行评估和交流.【归纳总结】1.定义:当一个物体在另一个物体表面滑动时,会受到另一物体它滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力.2.方向:滑动摩擦力的方向总是,跟物体的相对运动的方向.3.滑动摩擦力的大小与正压力成,即表达式为,其中是比例常数,叫做,跟相互接触的两个物体的有关,还跟接触面的有关,是没有的物理量.三、滚动摩擦【做一做】体验滚动摩擦的大小如图为自行车的滚动轴承.把滚珠沾上润滑油后放入“轴碗”,外面压上“轴挡”,中间穿上轴,就成了滚动轴承.拆卸一个自行车的滚动轴承,观察其结构,试着自己重新组装.【归纳总结】1.一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦,叫做.2.滚动摩擦比滑动摩擦.3.增大摩擦力的方法:等.4.减小摩擦力的方法:等.课堂检测1.两个物体相互接触,关于接触处的弹力和摩擦力,以下说法正确的是()a.一定有弹力,但不一定有摩擦力b.如果有弹力,则一定有摩擦力c.如果有摩擦力,则一定有弹力d.如果有摩擦力,则其大小一定与弹力成正比2.关于滑动摩擦力的方向,以下说法正确的是()a.滑动摩擦力的方向总是和物体的运动方向相反b.滑动摩擦力不可能是动力c.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动d.滑动摩擦力可能是动力,也可能是阻力3.三个质量相同的物体,与水平桌面的动摩擦因数相同,由于所受水平拉力不同,a做匀速运动,b做加速运动,c做减速运动,那么它们受到的摩擦力的大小关系应是()a.fafbfcb.fafbf2f3b.f1=f2=f3c.f1f2f3d.无法比较8.如图所示,质量为20kg的物体,沿粗糙水平地面以某一速度开始向右运动,一水平向左的力f=10n作用于物体上,物体与水平地面间的动摩擦因数为0.1,则物体所受的摩擦力的大小为(g取10n/kg)()a.10n,向右b.10n,向左c.20n,向右d.20n,向左9.如图所示,a、b两物体受到的重力都等于10n,各接触面间动摩擦因数都等于0.3,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,1nc.0,1nd.0,2n10.下列关于滑动摩擦力的说法正确的是()a.滑动摩擦力一定是阻力b.滑动摩擦力总是与物体相对运动的方向相反c.滑动摩擦力总是与物体间正压力的方向垂直d.物体做减速运动,一定是受到滑动摩擦力的作用11.质量为2kg的物体放到水平地板上,用一轻弹簧水平拉该物体,当物体刚开始运动时,弹簧伸长3cm,当拉着物体匀速前进时,弹簧伸长2cm,已知弹簧的劲度系数为k=200n/m,(g取10n/kg)求:(1)物体所受的最大静摩擦力;(2)物体和地板间的动摩擦因数.12.如图所示,ga=20n,gb=10n,a与水平面的滑动摩擦因数=0.4,其余摩擦不计,判断下列(1)(2)两种情况下物体a受什么摩擦力?大小如何?(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(1)当f=0时;(2)当f=10n时;(3)若要使a匀速运动,所加的竖直方向的力f的大小是多少?参考答案自主探究1.静摩擦力滑动摩擦力滚动摩擦力2.相互接触且挤压接触面不光滑存在相对运动或相对运动趋势3.沿着接触面,跟相对运动或相对运动趋势的方向相反4.最大静摩擦力fmax0fmax5.接触面之间的压力接触面的粗糙程度6.小很多合作探究一、静摩擦力1.(1)相互接触且挤压(2)接触面不光滑(3)存在相对运动趋势2.可以与相对运动趋势方向相反3.最大静摩擦力4.0ffmax二、滑动摩擦力1.阻碍2.沿着接触面相反3.正比f=fn动摩擦因数材料粗糙程度单位三、滚动摩擦1.滚动摩擦力2.小得多3.增大接触面间的压力、增加接触面的粗糙程度4.变滑动摩擦为滚动摩擦、减小接触面间的压力、让接触面变得光滑课堂检测1.c解析:相互接触的两物体若没有挤压,不发生弹性形变,则不一定产生压力,它们之间就没有摩擦力,选项a错误;若相互接触的两物体之间有压力,但两物体接触面光滑,则也不可能有摩擦力,选项b错误;有弹力是有摩擦力的必要条件,所以有摩擦力必有弹力,选项c正确;滑动摩擦力与弹力的大小成正比,但静摩擦力的大小随着外界条件的变化而变化,选项d错误.2.cd解析:滑动摩擦力总与物体相对运动方向相反,即总是阻碍物体间的相对运动,但与物体的运动方向可能相同,也可能相反,综上所述,选项c、d正确.3.c解析:由f=fn知,f的大小只与和fn有关,与物体的运动状态无关,由于该题中fn与相等,故摩擦力大小相同.4.ad解析:由于木块静止在竖直墙面上,木块在水平方向受到的推力f与墙面对木块的弹力fn是一对平衡力,即fn=f,当f增加到2f时,墙面对木块的弹力也将增加到2f.在竖直方向上,木块的重力与墙面对木块的静摩擦力是一对平衡力,即摩擦力大小不变.5.c解析:自行车匀速前进时,由于人通过链条给后轮一个力,使后轮顺时针转动,设后轮与地面接触处光滑,则后轮应加速顺时针转动,说明后轮有相对地面向后转动的趋势,由于静摩擦力的方向与物体的相对运动趋势方向相反,故后轮所受静摩擦力ff1的方向向前;前轮转动是由于前轮受到力的作用,若前轮与地面接触处光滑,则前轮就不会转动,故前轮相对地面有向前运动的趋势,其所受摩擦力ff2向后,如图所示.6.d解析:产生摩擦力的条件:物体间相互接触、接触面不光滑、有正压力(垂直接触面的弹力)、有相对运动(或相对运动趋势),四者缺一不可,故选项a错误;摩擦力的方向总是阻碍物体间的相对运动,“相对运动”指以二者之一为参考系,而物体的运动所选取的参考系,通常是指地面,与相对运动选的参考系可以不一致,故选项b、c错误,选项d正确;静摩擦力便是发生在相对静止,但有相对运动趋势的两个相互接触的物体之间.7.b解析:由f=fn可知,滑动摩擦力的大小与正压力fn有关,而与接触面积的大小无关,所以三种情况下摩擦力大小相等.8.d解析:此题不要被施加一个外力所迷惑,物体向右运动,滑动摩擦力的方向就向左,由f=fn=mg得f=0.12010n=20n.9.c解析:应用整体法,即a、b整体水平方向所受外力大小相等、方向相反,故地面对b无摩擦力.以a为研究对象,水平方向必受大小与f相等、方向与f相反的静摩擦力,故选项c正确.10.bc解析:滑动摩擦力可以充当阻力,也可以充当动力,所以选项a错误;滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反,所以选项b正确;弹力的方向与接触面垂直,而摩擦力的方向又与接触面相切,所以选项c正确;物体做减速运动,也可能受到外力的作用,如接触面光滑,则不受滑动摩擦力的作用,选项d错误.11.解析:(1)物体刚开始运动时受到的摩擦力即为最大静摩擦力,由二力平衡可知,此时物体受的最大静摩擦力等于弹簧的弹力,fmax=kx1=2000.03n=6n.(2)物体和地板间的滑动摩擦力f=kx2=2000.02n=4n而f=fn,fn=mg,故=0.