人教版必修1 3.3 摩擦力 学案.DOC

3.3摩擦力 学案学习目标1.进一步熟练判定弹力方向，能根据平衡法、假设法确定弹力的有无和方向.2.进一步熟练掌握静摩擦力、滑动摩擦力方向的判定和大小的计算方法.3.学会对物体进行受力分析的方法一、几种常见弹力方向的确定1弹簧两端的弹力方向，与弹簧中心轴线相重合，指向弹簧恢复原状的方向2轻绳对物体的弹力方向，沿绳指向绳收缩的方向3面与面接触时弹力的方向，垂直于接触面并指向受力物体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)并指向受力物体5球与面接触时弹力的方向，在接触点与球心的连线上，并指向受力物体6球与球接触时弹力的方向，垂直于过接触点的切面，并指向受力物体二、静摩擦力1运动的物体可以(填“可以”或“不可以”)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反，也可以与运动方向相同，但一定跟相对运动趋势的方向相反4静摩擦力的大小随着产生静摩擦力的外力的变化而变化，但有一最大值fmax，静摩擦力的范围0ffmax.三、滑动摩擦力1静止的物体可以(填“可以”或“不可以”)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相反，也可以与运动方向相同，但一定跟相对运动的方向相反4滑动摩擦力ffn，f与正压力fn成正比一、弹力有无的判定判断弹力是否存在的方法假设法1假设无弹力：在该处将与研究对象接触的另一物体去掉，即假设不存在弹力，看研究对象在该位置是否保持原来的状态2假设有弹力：就是假设与研究对象接触的物体对研究对象施加了弹力，画出假设状态下的受力分析图，判断受力情况与存在状态是否矛盾，若矛盾，则不存在弹力，若不矛盾，则此弹力存在例1如图1所示，一小球用两根轻绳挂于天花板上，球静止，绳1倾斜，绳2恰好竖直，则小球所受的作用力有()a1个 b2个c3个 d4个 图1解析假设绳1对球有作用力，该作用力的方向斜向左上方，另外球在竖直方向上受重力和绳2的拉力，在这三个力的作用下球不可能保持平衡，所以绳1不可能对球施加拉力，小球只受重力和绳2的拉力故b正确答案b二、静摩擦力有无及方向的判断静摩擦力有无及方向的判断方法1平衡条件法当相互接触的两物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，可根据二力平衡条件判断静摩擦力的存在与否及其方向2假设法利用假设法进行判断时，可按以下思路进行分析：例2如图2所示，物体a、b叠放在水平面上，水平力f作用在a上，使二者一起向左做匀速直线运动，下列说法正确的是()aa、b之间无摩擦力 图2ba受到的摩擦力水平向右cb受到a的摩擦力水平向左d地面对b的摩擦力为静摩擦力，水平向右解析对a物体，由于a匀速运动，由二力平衡可知，b对a的摩擦力必与f等大反向，故a错误，b正确；对b物体，由力的作用的相互性知，b对a的摩擦力一定与a对b的摩擦力反向，故b受到a的摩擦力水平向左，故c正确；对a、b整体分析，由于ab一起向左匀速运动，则地面对b的摩擦力一定为滑动摩擦力，且水平向右，故d错误答案bc三、摩擦力的计算摩擦力大小的计算，应先分析是静摩擦力还是滑动摩擦力1静摩擦力静摩擦力在0ffmax内随外力的变化而变化，一般根据平衡条件求解2滑动摩擦力(1)根据ffn进行计算，其中fn为接触面受到的正压力(2)根据平衡条件例3如图3所示，用水平力f将木块压在竖直墙壁上，已知木块重力g6 n，木块与墙壁间的动摩擦因数0.25，求：(1)当f25 n时，木块不动，木块受到的摩擦力为多大？(2)当f增大为30 n时，木块仍静止，木块受到的摩擦力为多大？(3)当f10 n时木块沿墙面下滑，此时木块受到的摩擦力为多大？ 图3(4)当f6 n时，木块受到的摩擦力为多大？解析分析木块的受力情况，如图所示(1)、(2)木块静止，根据二力平衡，竖直方向上的静摩擦力等于重力，f1f2g6 n，与压力大小无关(3)木块沿墙面下滑时，木块与墙壁间的摩擦力为滑动摩擦力，f3fn fnf 所以f3f0.2510 n2.5 n.(4)当f6 n时，木块与墙壁间的摩擦力也为滑动摩擦力，所以f4f0.256 n1.5 n.答案(1)6 n(2)6 n(3)2.5 n(4)1.5 n四、物体的受力分析受力分析的一般步骤1明确研究对象，即首先确定我们要分析哪个物体的受力情况，研究对象可以是单个物体(质点、结点)，也可以是两个(或多个)物体组成的整体；2隔离分析：将研究对象从周围物体中隔离出来，分析周围有哪些物体对它施加了力的作用；3按重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序，依据各力的方向，画出各力的示意图例4如图4所示，a、b、c三个物体叠放在水平桌面上，a受到一竖直向下的压力f的作用，请画出c的受力示意图解析c首先受到重力gc的作用，c周围有b和地面与其接触，所以c受到b对其的压力fn1和地面对其的支持力fn2的作用，因c在水平方向上没有运动趋势，故c不受摩擦力作用，c的受力示意图为 图41弹力有无的判断方法(1)有明显形变时可根据弹力产生的条件判断；(2)无明显形变时可根据假设法判断2静摩擦力有无及方向的判断方法(1)平衡条件法；(2)假设法3摩擦力的计算(1)静摩擦力：根据平衡条件求解(2)滑动摩擦力：根据ffn进行计算4受力分析的步骤(1)明确研究对象；(2)合理隔离；(3)按由易到难的顺序(先重力，再弹力、摩擦力，最后其他力)画出受力示意图1.(弹力有无的判断)如图5所示，将一个钢球分别放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角烧杯中，钢球与各容器的底部和侧壁相接触，处于静止状态若钢球和各容器的接触面都是光滑的，各容器的底面均水平，则以下说法中正确的是()图5a各容器的侧壁对钢球均无弹力作用b各容器的侧壁对钢球均有弹力作用c量杯的侧壁对钢球无弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用d口大底小的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用答案a解析钢球与容器的侧壁接触，它们之间是否有弹力作用就看接触处是否发生弹性形变，但微小形变难以察觉，只能借助假设法判断假设容器侧壁对钢球无弹力作用，则钢球受重力和容器底面对它的支持力作用，钢球将处于静止状态，故钢球与容器侧壁虽然接触但没有发生弹性形变，容器侧壁对钢球无弹力作用的假设成立我们也可以假设容器侧壁对钢球有弹力作用，作出各容器中钢球的受力示意图分别如图a、b、c所示，可见三种情况均与钢球静止的题设条件相矛盾，所以原假设不成立，即各容器的侧壁对钢球均无弹力作用因此，本题正确选项为a.2(静摩擦力有无及方向的判断)如图6所示，是工厂传输货物的装置，物体a在皮带的带动下，以速度v沿直线匀速向右运动，请问物体a受到几个力的作用() 图6a1个 b2个c3个 d4个答案b解析物体a在竖直方向上受竖直向下的重力g，竖直向上的支持力fn作用；由于物体做匀速直线运动，处于平衡状态，在水平方向上不受静摩擦力，因此物体a一共受两个力作用3(受力分析)画出图(1)(4)中静止物体a的受力示意图(注意：图中球形物体的接触面光滑)答案4(摩擦力的计算)如图7所示，物体a重40 n，物体b重20 n，a与b、a与地面间的动摩擦因数相同，物