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    人教版物理必修第一册:3.2《摩擦力》学案
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    高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力学案

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    这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力学案,共9页。学案主要包含了自主学习,自学指导,升华总结等内容,欢迎下载使用。

    3.2  摩擦力

    1.知道摩擦力的定义及分类

    2.理解静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件

    3.会判断摩擦力的方向及计算摩擦力的大小

    4.了解最大静摩擦力的概念

    1、教学重点:滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断

    2教学难点:静摩擦力的有无的判断以及静摩擦力方向的判断

    【自主学习】

    、摩擦力

    1.定义:两个相互接触的物体,当它们发生_______或具有相对运动的趋势时,就会在接触面上产生阻碍_______或相对运动趋势的力.

    2.分类:_____摩擦力、_______摩擦力和滚动摩擦力.

    (二)、滑动摩擦力

    1.定义:当一个物体在另一个物体表面滑动的时候,会受到另一个物体_____它滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力.

    2.方向

    总是沿着接触面,并且跟物体的________的方向相反.

    3.大小

    滑动摩擦力的大小跟压力成_______.

    公式:FμFNμ为动摩擦因数,它的数值跟相互接触的两个物体的材料和接触面的情况_______(有关无关”).

    【自学指导】

    1.按如图所示实验装置做一做:用力拉动木板,使之在桌面上滑动.

    (1)木块受到的摩擦力大小和弹簧测力计示数有什么关系?

    (2)在木块上添加重物,增大木块对木板的压力时,摩擦力如何变化?

    (3)在木板上铺一块较粗糙的毛巾,摩擦力如何变化?

    答案 (1)相等 (2)增大 (3)增大

    2.(1)如图所示,B的速度v2大于A的速度v1,画出AB所受滑动摩擦力的方向.

    (2)滑动摩擦力总是阻碍物体的运动吗?

    答案 (1)如图所示

    (2)滑动摩擦力一定阻碍物体的相对运动,但与物体的运动方向可能相同,也可能相反,即滑动摩擦力可能是阻力,也可能是动力.

    升华总结】

    1.滑动摩擦力的产生条件

    (1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力).

    (2)接触面粗糙.

    (3)两物体间有相对运动.

    2.滑动摩擦力的方向

    与相对运动方向相反,与物体的运动方向无直接关系,与物体的运动方向可能相同,也可能相反.

    3.滑动摩擦力的大小

    由公式FμFN计算(也可以由二力平衡来求解)

    (1)FN是两个相接触的物体间的压力,它不一定等于重力,FN的大小可以与重力G大小相等,也可以不等.

    (2)动摩擦因数μ的大小由接触面的材料和接触面的粗糙程度决定,与FN无关.

    (3)滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关,与物体间相对运动速度的大小无关.

    (三)、静摩擦力

    1.定义:两个物体之间只有相对运动______,而没有相对运动时,产生的摩擦力叫做静摩擦力.

    2.方向:总是沿着______,并且跟物体相对运动趋势的方向____.

    3.最大静摩擦力:静摩擦力有一个最大值Ffmax,在数值上等于物体刚要产生_______时所需要的沿相对运动趋势方向的外力.

    4.静摩擦力的大小:两物体间实际发生的静摩擦力Ff0Ffmax之间,即_____________

    自学指导】

    把木块放在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块,如图所示.

    当测力计的示数为1 N时,木块没有动;逐渐增大拉力到2 N 时,木块仍静止;继续增大拉力到4 N时,木块开始移动,此时拉力突然变小到3.8 N,此后木块匀速运动,拉力保持3.8 N不变.

    (1)木块受到的拉力为1 N时,有相对桌面运动的趋势但没有运动,说明什么呢?

    (2)随着外力的增大,静摩擦力有什么变化?

    答案 (1)说明桌面对木块施加了一个与拉力方向相反、大小也为1 N的力,这个力就是桌面对木块的静摩擦力.

    (2)静摩擦力的大小随着外力的增大而增大,但有一个最大值.

    升华总结】

    1.静摩擦力的产生条件

    (1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力).

    (2)接触面粗糙.

    (3)两物体间有相对运动趋势.

    2.静摩擦力的方向

    与相对运动趋势方向相反,与物体运动方向无直接关系,既可与运动方向相同,也可与运动方向相反或成某一夹角.

    3.静摩擦力的大小

    (1)范围:0FfFfmax.

    (2)计算:物体匀速直线运动或静止时,根据二力平衡条件求解.

    (3)静摩擦力大小与正压力无关,最大静摩擦力与正压力成正比.

    1.关于静摩擦力,下列说法中正确的是(  )

    A.受静摩擦力作用的物体一定是静止的

    B.静摩擦力总是阻力

    C.静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反

    D.两个物体之间的静摩擦力总是一个定值

    2.装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出,如图所示,则在匀速拖出的过程中(材料重心未离开桌面边缘)(  )

     

    A.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,摩擦力逐渐减小

    B.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,拉力逐渐减小

    C.平台对材料的支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小

    D.材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而工人的拉力也不变

    3.如图所示,质量为m的木块放在粗糙的水平地面上,木块与地面间的动摩擦因数为0.5,水平推力F作用于木块上,但未把木块推动,则在选项图中反映木块受到的静摩擦力Ff随水平推力F变化的关系图线是(  )

    4.质量为3.0 kg的空木箱,放置在水平地面上,沿水平方向施加拉力,当拉力F18.0 N时,木箱静止;当拉力F210.3 N时,木箱做匀速运动,(g9.8 N/kg)求:

    (1)木箱与地面间的动摩擦因数;

    (2)木箱在8.0 N的拉力作用下受到的摩擦力的大小;

    (3)木箱在12.0 N水平拉力作用下,受到的摩擦力的大小.

    5..如图甲所示,用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉一水平面上的木块,A端的拉力均匀增加,0t1时间木块静止;木块运动后改变拉力大小,使木块在t2时刻后处于匀速直线运动状态.计算机对数据拟合处理后,得到如图乙所示的拉力随时间变化的图线.则:当用F5.3 N的水平拉力拉静止的木块时,木块所受摩擦力大小为__________N;若用F5.8 N的水平拉力拉木块,木块所受摩擦力大小为__________N.

     

    1.如图所示,用力F把铁块压在竖直墙上不动,那么,当F增大时,关于铁块对墙的压力N,铁块受墙的摩擦力f,下列判断正确的是(  

     

    A. N增大,f不变    B. N增大,f增大                 C. N变小,f不变                 D. N不变,f不变

    2.下列关于静摩擦力的说法中正确的是(               

    A. 只有静止的物体才受静摩擦力                             

    B. 静摩擦力与压力成正比
    C. 静摩擦力方向可能与物体运动方向垂直               

    D. 静摩擦力方向与物体运动方向一定相反

    3.如图甲所示,小孩用80N的水平力推木箱不动,木箱此时受到水平地面的摩擦力大小为F1;如图乙所示,小孩把木箱推动了,此时木箱与水平地面间摩擦力大小为F2 . 若木箱对水平地面的压力大小为200N,木箱与水平地面间的动摩擦因数为0.45,则F1F2的大小分别为(  )
     

    A. 90 N80 N                    B. 80 N45 N                    C. 80 N90 N                    D. 90 N90 N

    4.滑块能沿静止的传送带匀速滑下,如图.若在下滑时突然开动传送带向上传动.此时滑块的运动将 (    

    A. 维持原来匀速下滑         B. 减速下滑                  C. 向上运动                  D. 可能相对地面不动.

    5.关于摩擦力,下列说法中正确的是 (   )           

    A. 摩擦力的大小跟支持力的大小成正比                  B. 受静摩擦力作用的物体一定是静止的
    C. 静摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反        D. 静摩擦力可能是阻力,也可能是动力

    6.如图所示,皮带运输机将物体匀速地送往高处,下列结论正确的是(  

    A. 物体受到的摩擦力方向与其运动方向相反    

    B. 传送的速度越大,物体受到的摩擦力越大
    C. 物体所受的摩擦力与传送的速度无关           

    D. 若匀速向下传送货物,物体所受的摩擦力沿皮带向下

    7.如图所示,物体M放在水平面上受到两个水平力的作用,F14 NF28 N,物体处于静止状态。如果将水平力F1增大到10 N,则(  )
     

    A. 物体M仍处于静止                                               B. 物体M受到的合力方向向左
    C. 物体M受到的合力方向向右                                D. 物体M受到的摩擦力方向向右

    8.关于动摩擦因数μ,下列说法正确的是(             

    A. 由公式μ= 可知,μ与摩擦力Ff成正比,与正压力FN成反比
    B. μ只跟相互接触的两个物体的材料有关
    C. μ只跟两接触面粗糙程度有关
    D. μ既跟相互接触的两物体的材料有关,又跟接触面粗糙有关

    9.如图所示,小车向右运动的过程中,某段时间内车中悬挂的小球A和车水平底板上的物块B都相对车厢静止,悬挂小球A的悬线与竖直线有一定夹角.这段时间内关于物块B受到的摩擦力,下列判断中正确的是(  

    A. 物块B不受摩擦力作用
    B. 物块B受摩擦力作用,大小恒定,方向向右
    C. 物块B受摩擦力作用,大小恒定,方向向左
    D. 因小车的运动性质不能确定,故B受到的摩擦力情况无法判断

     

     

    参考答案:

    小试牛刀:

    1、【答案 C

    解析 静摩擦力产生在两个相对静止的物体之间,但物体可以是运动的,所以A错误;静摩擦力的作用是阻碍物体间的相对运动趋势,方向与物体间相对运动趋势的方向相反,但可能与运动方向相同,所以B错误,C正确;两物体间静摩擦力的大小由平行于接触面的外力决定,因此D错误.

    2、【答案 D

    解析 匀速拉动的过程只能持续到重心离开台面的瞬间,材料的重心在台面上,故材料对台面的压力不变,故材料受到的支持力不变,C错误;而在拉动过程中动摩擦因数不变,由FμFN可知摩擦力是不变的,AB错误;因为材料做匀速直线运动,摩擦力不变,所以工人的拉力是不变的,D正确.

    3、【答案 A

    解析 推而未动,故摩擦力FfF,所以A正确.

    4、【答案 (1)0.35 (2)8.0 N (3)10.3 N

    解析 (1)当拉力F210.3 N时,木箱匀速运动,木箱水平方向受到拉力F2和滑动摩擦力Ff1,根据二力平衡条件有:Ff1F210.3 N

    木箱放在水平地面上,则有木箱对地面压力大小等于木箱的重力,即FNmg

    根据滑动摩擦力公式FfμFN,则木箱与地面间的动摩擦因数为μ

    联立解得μ≈0.35.

    (2)当拉力F18.0 N时,木箱静止,木箱水平方向所受到的静摩擦力Ff2F1是一对平衡力,则有:Ff2F18.0 N.

    (3)当拉力F312.0 N时,木箱将在地面上滑动,此时木箱所受到的摩擦力为滑动摩擦力.由第(1)问可以知道,Ff3Ff110.3 N.

    5、【答案 5.3 5.1

    解析 当用F5.3 N的水平拉力拉静止的木块时,木块所受静摩擦力大小等于拉力大小,即为5.3 N;若用F5.8 N的水平拉力拉木块,木块所受滑动摩擦力大小为5.1 N.

     

    当堂检测:

    1.【答案】 A  

    【解析】【解答】解:用水平力F压铁块于竖直墙壁上不动,设墙壁对铁块的压力为N,对铁块的摩擦力为f,当F增大时,它的反作用力即墙壁对铁块的压力为N也增大.而铁块的摩擦力是由铁块的重力引起的,所以摩擦力不变.由于铁块处于静止状态,所以所受的合力为零.

    故选:A

    【分析】当重力小于最大静摩擦力时,物体处于静止,摩擦力大小等于外力大小;当重力大于最大静摩擦力时,物体处于滑动,则摩擦力等于动摩擦力因数与正压力的乘积.

    2.【答案】C 

    【解析】【分析】静止的物体不一定受静摩擦力,若有相对运动趋势,则一定受静摩擦力.如小孩推箱子没有推动,故A错误;只有滑动摩擦才与接触面间的正压力成正比,B错误,静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势方向相反.可能与物体的运动方向垂直,故C正确,D错误
    故选C
    【点评】静摩擦力方向特点是:静摩擦力的方向与物体的相对运动趋势方向相反,可以是阻力,做负功,也可以是动力,做正功。

    3.【答案】C 

    【解析】【解答】解:甲图中,推木箱不动,静摩擦力与推力平衡,故F1=80N
    乙图中,小孩把木箱推动了,受滑动摩擦力,大小为F2=μN=0.45×200N=90N,故C正确,ABD错误;
    故选:C
    【分析】首先分析物体受到的是滑动摩擦力还是静摩擦力;再根据两种摩擦力的计算方法求解即可.

    4.【答案】 A  

    【解析】【解答】传送带突然转动前物块匀速下滑,对物块进行受力【分析】物块受重力、支持力、沿斜面向上的滑动摩擦力.传送带突然转动后,对物块进行受力分析,物块受重力、支持力,由于上面的传送带斜向上运动,而物块斜向下运动,所以物块所受到的摩擦力不变仍然斜向上,所以物块仍匀速下滑.故选:A. 

    【分析】本题考查了物体的平衡问题

    5.【答案】D 

    【解析】【分析】只有滑动摩擦力大小才与正压力成正比,静摩擦力和正压力没有关系,A错误,人走路时受到的摩擦力为静摩擦力,但是人是运动的,并且静摩擦力方向和人运动方向相同,此过程中,静摩擦力是动力,故BC错误,D正确。
    【点评】摩擦力可以是阻力也可以是动力,可以跟物体的运动方向相同,也可以相反。

    6.【答案】 C  

    【解析】【解答】解:A、物体匀速运动,物体相对于传送带有向下运动的趋势,物体所受摩擦力方向向上,与运动的方向相同.故A错误;

    BC、物体匀速上升由平衡条件可知,摩擦力的大小等于物体所受重力沿斜面下滑的分量,与传送速度无关,故B错误,C正确;

    D、若匀速向下传送货物,物体在重力的作用下,物体仍然有沿皮带向下的运动趋势,物体受到沿皮带向上的摩擦力,故D错误;

    故选:C

    【分析】本题主要考察摩擦力产生的条件,正确分析相对运动的方向或趋势,从而判断摩擦力的方向.也可以利用共点力平衡来判断摩擦力的方向

    7.【答案】 A  

    【解析】【分析】物体在两个力作用下处于静止状态,说明它还受一个向右的摩擦力,大小为4N,也说明最大静摩擦力大于等于4N,果将水平力F1增大到10 NF1F2的的合力为2N,小于最大静摩擦力,物体M仍处于静止状态,物体M受到的合力为零,摩擦力水平向左.
    故选A
    【点评】容易题。处于平衡状态下的系统中每个物体受力都是平衡的,如果物体某一方向只受两个力,确定了一个力的大小和方向,那么另一个力一定与之等大反向。

    8.【答案】D 

    【解析】【解答】解:A、动摩擦因数(即滑动摩擦力和弹力的比值),是一种比值定义法,则摩擦因数与滑动摩擦力和弹力均无关,只与接触面的粗糙程度、相互接触的物体的材料有关.所以A错误.
    B、由A分析知,B错误.
    C、由A分析知,C错误.
    D、由A分析知,D正确.
    故选:D
    【分析】动摩擦因数(即滑动摩擦力和弹力的比值),是一种比值定义法,则摩擦因数与滑动摩擦力和弹力均无关,只与接触面的粗糙程度、相互接触的物体的材料有关.

    9.【答案】 C  

    【解析】【解答】解:AB都相对车厢静止,加速度相同,方向为水平方向,对A受力分析可知,其受到的重力和拉力的合力恒定水平向左,故加速度恒定,方向水平向左,所以B受摩擦力的作用方向向左.故C正确

    故选:C

    【分析】由AB的状态知其运动状态是一样的,故加速度相同,在对A受力分析可知其合力向左,故加速水平向左,可知B的加速度和受力状况.

     

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