高中物理摩擦力教学中的拓展

1、高中物理摩擦力教学中的拓展一、 知识点击：1 摩擦力的产生：两个相互接触并相互挤压的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时，在它们接触的表面上产生的阻碍相对运动或相对于运动趋势的力就是摩擦力。2 摩擦力的种类：摩擦力分为静摩擦力和滑动摩擦力。（1）静摩擦力大小：可以等于零到某一最大值之间的任一值。具体数值可以根据物体的受力情况，由物体的平衡条件或牛顿第二定律求得。方向：与相对运动的趋势方向相反。最大静摩擦力：最大静摩擦力是静摩擦力的最大值，它与接触面的材料及接触面间的正压力有关。（2）滑动摩擦力大小： f=N 其中，N是相互作用的两个物体间的正压力，是由接触面的材料所决定的，称作为滑动摩

2、擦系数。方向：与相对运动的方向相反。3 摩擦力方向的判断方法：（1）从定义出发，分析出物体间的相对运动或相对运动趋势，从而得到摩擦力的方向。（2）从牛顿第三定律出发，先分析受力情况较明确的物体的摩擦力，再根据作用力和反作用力的关系分析出另一个物体所受的摩擦力的方向。（3）从物体所处的状态出发，根据物体受力平衡时，用F合=0，有加速度时用牛顿第二定律F合=ma进行受力分析，得出摩擦力的方向。二、能力激活：题型一：从定义出发分析摩擦力：示例1：如图所示，两块轻质竖直板AB之间夹着一块重为6N的长方体物块C，此时A、B对C的压力大小均为10N，若C与A、B之间的滑动摩擦系数均为=0.4，求下列各情况

3、下需对C施加的外力F的大小C从两板间匀速向上抽出；CA B C从两板间匀速向下抽出；C从两板间水平匀速抽出。分析根据摩擦力的定义，摩擦力的方向总是与物体相对运动或相对运动的趋势方向相反。因此，在第一问中摩擦力方向应为竖直向下，第二问中摩擦力的方向为竖直向上，第三问中应为水平向后，与速度方向相反。解析C从两板间匀速向上抽出，摩擦力的方向为竖直向下，根据物体受力平衡，可得 F=G+2f=6+2×0.4×10N=14N C从两板间匀速向下抽出，摩擦力的方向为竖直向上，根据物体受力平衡，可得 F=2f-G=2×0.4×10-6N=2N C从两板间水平匀速抽出，摩

4、擦力的方向为水平向后，所以拉力方向应为斜向上，（见右图）根据物体受力平衡，可得 F=N=10N tan=即=37°，方向为与水平方向成37°角。题型二：从牛顿第三定律出发分析摩擦力：示例2：在粗糙水平地面上有一个质量为M的三角形木块abc，它的两个粗糙斜面上分别放有两个质量为m1、m2的方形木块，如图所示。已知m1>m2，斜面的倾角1<2，且三个木块均保持静止则有（ )a阿bcm1m2A地面对三角形木块的有摩擦力作用，但其方向不能确定；B地面对三角形木块无摩擦力的作用；C地面对三角形木块的支持力大小F=(m1+m2+M)g；D地面对三角形木块的支持力大小F<

5、;(m1+m2+M)g。分析m1、m2物体的受力情况如右图所示，两个物体所受到的弹力和摩擦力的合力与物体的重力平衡。对于三角形木块，分别受到了两个木块对它的压力和摩擦力的作用，这两个力正好是原来支持力和摩擦力的反作用力，所以，木块对三角形木块的作用力的合力方向竖直向下，大小分别等于两个物体的重力大小，因此地面对三角形木块的支持力大小就是三个物体的重力和，故C正确，又因为木块所受的力都在竖直方向上，水平方向无相对运动或相对运动趋势，故B也是正确的。本题也可从整体的角度分析，因为三个物体均处于静止状态，所以可把三个物体看成一个整体，它们所受的外力都是竖直方向，故水平方向没有摩擦力的作用。解析BC正

6、确题型三：从物体所处的状态着手分析摩擦力：示例3：如图所示，电梯与地面的夹角为30°，质量为m的人站在电梯上。当电梯斜向上作匀加速运动时，人对电梯的压力是他体重的1.2倍，那么，电梯的加速度a的大小和人与电梯表面间的摩擦力f大小分别是( )Aa=g2； Ba2g5；Cf=2mg5； Df=mg5。分析以人为研究对象，受到了竖直向下的重力和台阶给他的竖直向上的支持力，要使人能与电梯一起向上做匀加速直线运动，则可分析出人所受的静摩擦力方向应为水平向右。解析以人为研究对象，把加速度沿水平方向和竖直方向进行正交分解，即可得到水平方向： f=macos30° 竖直方向：N-mg=ma

7、sin30° 解得 a2g5，f=mg5 故选BD题型四：整体、隔离法示例4：如图所示，A、B、C三个相同物体的重都为G，用两块竖直的夹板夹住，处于静止状态。试分析各接触面处的摩擦力的大小。FFA B C分析三个物体间的摩擦力的方向不明确，所以直接分析摩擦力有困难，采用整体和隔离法，从两侧板开始向内侧分析就显得较为方便。解析选择A、B、C为整体，重力方向竖直向下，所以两侧摩擦力的方向竖直向上，大小为，再以A作为研究对象，根据受力平衡，得B给A的摩擦力方向竖直向下，大小为。再根据对称性，BC间的摩擦力与AB间的摩擦力大小相同，故也为。题型五：摩擦力作动力示例5：某传动装置的水平传送带以

8、恒定速度v05m/s运行，将一块底面水平的粉笔轻轻地放到传送带上，发现粉笔块在传送带上留下一条长度为L5m的白色划线，稍后，因传动装置受到阻碍，传送带做匀减速运动，其加速度的大小为a0=5m/s2，传动装置受阻后，(1)粉笔块是否能在传送带上继续滑动？若能，它沿皮带继续滑动距离L'？(2)若要粉笔不继续在传送带上滑动，则皮带做减速运动时，其加速度大小为a0应限制在什么范围内？分析放在水平传输带上的粉笔由于速度比传送带小，即相对传送带向后运动，所以，摩擦力的方向向前，摩擦力将作为粉笔运动的动力，白色划线为粉笔的相对运动位移。传送带减速后，由于粉笔速度比传送带速度大，所以摩擦力方向变为向后，此时摩擦力将作为阻力，如果静摩擦力最大值足够提供减速运动的加速度，则不再发生相对滑动，否则，将发生相对滑动。解析（1）粉笔相对传送带作加速运动 L5m，vt=v0-5m/s, v0=0，可得