还剩52页未读，
继续阅读
高中物理第3节 摩擦力说课ppt课件
展开
这是一份高中物理第3节 摩擦力说课ppt课件，共60页。
要点三 静摩擦力当两个彼此接触、挤压的物体之间没有发生相对运动,但具有相对运动趋势 ❺时,接触面上会产生一种阻碍相对运动趋势的力,这种力称为静摩擦力❻。
提示 这种理解不正确,静止的物体也会受到滑动摩擦力。
❷滑动摩擦力可以理解为滑动物体受到的力吗?
❶(1)如何理解相对滑动?(2)相对滑动的物体的速度一定不为零吗?
❸(1)与物体相对运动方向相反指的是物体运动方向相反吗?(2)摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直吗?
提示 (1)指两个接触的物体间运动速度大小或方向不同。(2)不一定,两个物体的速度可以一个为零,一个不为零。
提示 (1)不是,相对运动指一个物体相对于接触的另一物体的运动,与实际 运动没有直接关系。(2)可以,比如在一辆匀速行驶的汽车中横向拉动一个箱子时。
提示 不是,压力是接触的两个物体间的形变产生的弹力,有时等于重力的大 小。
❻运动的物体会有静摩擦力吗?
提示 (1)即如果接触面变为光滑面,两个物体便会产生相对运动。(2)向下。
提示 当然,生活中我们用手拿物体,没有脱手时,物体与手间的摩擦力为静摩擦力。
提示 当两个物体间有相对运动时便会产生摩擦力,摩擦力的方向与相对运动方向相反。
提示 这说明物体滑动时受到的摩擦力大小与接触面的性质有关,接触面越 粗糙,滑动摩擦力越大。
3.滑动摩擦力的大小(1)公式法:根据公式f=μN计算。①压力N是物体与接触面间的压力,不一定等于物体的重力,N的大小根据物 体的受力情况确定。②动摩擦因数μ与接触面的材料和粗糙程度有关,而与物体间的压力、接触 面的大小无关。(2)二力平衡法:物体处于平衡(匀速直线运动或静止)状态时,根据二力平衡条 件求解。
例 (2021江苏南京中华中学高一期中)一轻质弹簧的劲度系数为k=20 N/cm, 用它竖直提着一个物体,当物体处于静止状态时,弹簧形变量是5 cm;若用该 弹簧拉着这个物体在水平面上运动,当弹簧的伸长量为2 cm时,该物体恰好能 在水平面上做匀速直线运动(g=10 m/s2)。求:(1)该物体的质量;(2)物体与水平面间的动摩擦因数;(3)当弹簧的伸长量变为6 cm时,物体受到的水平拉力有多大?这时物体受到 的摩擦力有多大?
答案 (1)10 kg (2)0.4 (3)120 N 40 N
解析 (1)k=20 N/cm=2000 N/m;竖直提着该物体处于静止状态时,形变量是5 cm=0.05 m,根据胡克定律和二力平衡条件可知kx1=mg,解得m=10 kg(2)当弹簧的伸长量为2 cm时,物体恰在水平面上做匀速直线运动,受力平衡, 则有kx2=μmg联立解得动摩擦因数为μ=0.4(3)当弹簧的伸长量为6 cm=0.06 m时,此时物体在加速运动,受到滑动摩擦力 作用,有f=μmg=0.4×10×10 N=40 N物体受到的水平拉力F=kΔx=2000×0.06 N=120 N
解题感悟(1)对处于平衡状态的物体,可以根据二力平衡条件求解物体间的滑动摩擦 力,再根据滑动摩擦力公式f=μN,就可求解物体间的动摩擦因数。(2)滑动摩擦力大小与物体相对接触面的运动快慢无关。由公式f=μN可知,影 响滑动摩擦力大小的因素只有两个:动摩擦因数μ和压力N。
解析 滑动摩擦力的大小f=μN,只与两接触面的材料和正压力大小有关, 与接触面积大小无关,则三种情况下滑动摩擦力大小相等。选B。
解析 因为A在C上滑行,那么A受到的支持力与重力大小相等方向相反, 水平方向只受一个滑动摩擦力,根据滑动摩擦力公式f=μN可知,f=μmg,因为B 的下表面光滑,所以B对C没有摩擦力,所以C水平方向上受到地面的摩擦力, 以及A对C的摩擦力,那么为了保持静止,地面对C的摩擦力与A对C的摩擦力 大小相等方向相反,所以也等于μmg,A正确。
1.如图甲,在斜面上静止的物体,与斜面间有没有运动趋势,运动趋势的方向如 何?
提示 有,相对斜面的运动趋势向下。
提示 有,汽车相对地面的运动趋势水平向左。
提示 有,水瓶相对手的运动趋势竖直向下,手相对水瓶的运动趋势竖直向 上。
2.静摩擦力方向的判断(1)直接法:对于相对运动趋势比较明显的情况,可以根据“静摩擦力的方向 沿着接触面,且与相对运动趋势的方向相反”直接判断。(2)假设法:可假设接触面光滑,将会看到物体发生相对运动,根据相对运动的 方向判断物体间的相对运动趋势的方向,从而判断静摩擦力的方向。(3)状态分析法:分析除要研究的静摩擦力外,物体所受的其他作用力与物体 的运动状态是否满足相应的规律(目前主要应用二力平衡的规律),若还需要 有沿某个方向的静摩擦力,才能使物体的受力情况与运动情况满足相应的规律,则存在静摩擦力且静摩擦力沿此方向。
(4)相互作用分析法:若甲、乙两物体间有静摩擦力,并且能判断出甲对乙的 静摩擦力的方向,则乙对甲的静摩擦力的方向与甲对乙的静摩擦力的方向相 反。注意:运动状态分析法、相互作用分析法同样适用于滑动摩擦力方向的判 断。
3.静摩擦力大小的分析(1)静摩擦力的增大有一个限度,超过这个限度就会发生相对运动,这个限度 时的静摩擦力就是最大静摩擦力。(2)静摩擦力大小的范围:0A.图甲、乙中物体P均受摩擦力,且方向均与力F相同B.图甲、乙中物体P均受摩擦力,且方向均与力F相反C.图甲、乙中物体P均不受摩擦力D.图甲中物体P不受摩擦力,图乙中物体P受摩擦力,且方向与力F方向相同
解析 题图甲中,P做匀速运动,在水平方向不可能受摩擦力,否则不会处 于平衡状态;题图乙中,假设P不受摩擦力,P将相对Q沿斜面向下运动,因此P受 与力F方向相同的摩擦力,D正确。
解析 传送带静止,物块和传送带之间没有相对运动的趋势,所以物块 受沿着传送带向上的静摩擦力作用,A正确;传送带向上做匀速运动时,物块也 处于平衡状态,所以物块必定要受到向上的静摩擦力,B错误;传送带向下做匀 速运动时,物块也处于平衡状态,所以物块必定要受到向上的静摩擦力,故C错 误,D正确。
2.(多选)如图所示,放在粗糙水平面上的木块处于静止状态,从t=0时刻开始受 到一个水平拉力F=F0+kt(式中F0、k均为常数)作用,认为最大静摩擦力和滑动 摩擦力相等,则图中能正确反映t0时间内,木块受到地面的摩擦力Ff随时间t变 化的规律可能是 ( )
解析 若将力F加在木块上后木块立即开始运动,即F0>μmg,木块受摩 擦力始终为滑动摩擦力,根据f=μmg可知,滑动摩擦力的大小与拉力F的大小 无关,A正确;木块在水平方向受到拉力F的作用,产生向右的运动趋势,若静 止,则要受到静摩擦力的作用。根据二力平衡可知,水平方向的静摩擦力的大 小与拉力F的大小始终相等,即f=F=F0+kt,为时间的线性函数,故B正确;若开始 时刻F0<μmg,t0时刻,F>μmg,则木块先受到静摩擦力作用,Ff为时间的线性函数, 后受到滑动摩擦力的作用,滑动摩擦力的大小与拉力F的大小无关,故C错误, D正确。
A.按动遥控器上的“前进”键,甲车对前轮摩擦力向前,甲车相对地面向前进B.按动遥控器上的“前进”键,乙车对后轮摩擦力向前,乙车相对地面向后退C.按动遥控器上的“后退”键,甲车对前轮摩擦力向后,甲车相对地面向后退D.按动遥控器上的“后退”键,乙车对后轮摩擦力向后,乙车相对地面向前进
解析 当按动遥控器上的“前进”键,后轮是主动轮顺时针转动,所以乙车对后轮摩擦力向前,后轮对乙车的摩擦力向后,而前轮是从动轮,所以甲车对前轮的摩擦力向后,前轮对甲车的摩擦力向前。因此甲车向前运动,而乙车向后运动。当按动遥控器上的“后退”键,后轮是主动轮逆时针转动,所以乙车对后轮摩擦力向后,后轮对乙车的摩擦力向前,而前轮仍是从动轮,所以甲车对前轮的摩擦力向前,前轮对甲车的摩擦力向后。因此甲车向后运动,而乙车向前运动。B、D正确。
2.(多选)(2021江苏南京中华中学高一期中)关于摩擦力,下列说法正确的是 ( )A.受到滑动摩擦力作用的物体可以保持静止状态B.静摩擦力的方向不一定与物体的运动方向共线C.静摩擦力一定是阻力,滑动摩擦力不一定是阻力D.两个相对静止的物体间的正压力增大,两者之间的摩擦力一定增大
解析 运动物体可能受到静摩擦力作用,静止物体也可能受到滑动摩 擦力作用,A正确;静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反,不一定与物体 的运动方向共线,B正确;静摩擦力可以是阻力,也可以是动力;同理滑动摩擦 力可以是阻力,也可以是动力,C错误;正压力越大,若是滑动摩擦力,则是越大, 若是静摩擦力,则可能不变,D错误。
解析 对A分析可得,A水平方向受轻绳的拉力T和B对A的滑动摩擦力, 则木块A受到的滑动摩擦力大小等于T,方向向左,故A错误,B正确;由f=μN可 知,A受到的滑动摩擦力大小与速度无关。若木板B以2v的速度匀速运动,则A 受到的摩擦力大小仍然等于T,故C正确;对B分析可得,B水平方向受力F以及 地面和A分别对B的滑动摩擦力,因为匀速,力F等于地面和A对B的滑动摩擦力 之和,即有F>T,由f=μN可知,若用2F的力将木板B拉动,B将处于非平衡状态,但 A受到的滑动摩擦力大小不变,仍然为T,且T<2F,D错误。
人们步行过程中的摩擦力人们日常行走时,人相对于地面是前进的,依靠的是地面与鞋底之间的摩擦力的作用。人在前进时,鞋底相对于地面具有向后滑动的趋势,产生了静摩擦力,而摩擦力的方向与相对运动或具有相对运动趋势的方向相反,所以鞋底受到的摩擦力与人前进的方向是一致的。此时,摩擦力是阻碍鞋底与地面相对运动的力,并不是阻碍人们运动的力。因静摩擦系数的大小主要与接触面的材料及接触面表面状况(粗糙程度、湿度、温度)有关,为了增加物体间的摩擦力,人们采用增大静摩擦系数的办法来达到防滑的效果。日常采用的方法很多,如:鞋底会有很多规则或不规则的条纹、铺设粗糙的防滑地板、斜坡上密布的条纹等。
解析 轴承是用滚动代替滑动来减小摩擦,A符合题意;车闸是在压力一 定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,B不符合题意;轮胎上有花纹, 是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,C不符合题意;脚蹬 上有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,D不符合 题意。
2.(多选)冰壶比赛的冰道表面覆盖着特制的微小颗粒。如图所示,比赛时运 动员常在冰壶滑行的前方用冰刷快速擦刷冰面,使冰壶滑得更远。设冰壶与 冰面间的动摩擦因数为μ,冰壶受到的滑动摩擦力为f,则冰道被擦刷后 ( )A.μ和f都增大B.μ和f都减小C.冰壶做加速运动D.冰壶做减速运动
解析 用冰刷刷冰,使冰壶和冰之间形成一层水膜,由于水的出现使冰 壶与冰面分开,使冰壶滑得更远,说明减小了动摩擦因数,进而减小了冰壶与 冰面之间的摩擦力,A错误,B正确;由于冰壶水平方向受到摩擦力的作用,摩擦 力方向与运动方向相反,则冰壶做减速运动,C错误,D正确。
1.下列关于摩擦力的说法中正确的是 ( )A.相对运动的物体间一定有摩擦力B.摩擦力的大小跟压力成正比C.滑动摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体的运动方向相反D.静摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势方向相反
解析 只有当物体间存在相对运动,且满足摩擦力产生条件时,才有滑动摩擦 力,A错误;滑动摩擦力的大小跟压力成正比,静摩擦力的大小与压力无关, B 错误;滑动摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体的相对运动方向相反, 但可以与物体的运动方向相同, C错误;静摩擦力的方向总是沿着接触面,并 且跟物体相对运动趋势方向相反, D正确。
2.关于由滑动摩擦力公式推出的μ= ,下列说法中正确的是 ( )A.动摩擦因数μ与摩擦力f成正比,f越大,μ越大B.动摩擦因数μ与正压力N成反比,N越大,μ越小C.动摩擦因数μ与摩擦力f成正比,与正压力N成反比D.动摩擦因数μ的大小由两物体接触面的粗糙程度及材料决定
解析 动摩擦因数μ的大小由两物体接触面的粗糙程度及材料决定,与正压 力和摩擦力均无关。
3.(2021山东青岛第十六中学高一月考)如图所示,一个物体质量为20 kg,沿水 平面向右运动,同时受到一水平向左的大小为15 N的力的作用。已知此物体 与地面之间的动摩擦因数为0.1。则此物体所受合力为(重力加速度g=10 m/s ( )
C.35 N,方向向左D.35 N,方向向右
A.5 N,方向向左B.20 N,方向向左
解析 此物体所受合力F合=F+μmg=15 N+0.1×20×10 N=35 N,方向向左。故选C
4.如图所示,小明正在擦一块竖直放置的黑板。下列关于擦黑板的几种说法 中正确的是 ( )
C.若黑板擦不小心脱手,则其在自由下落的过程中也一样可以把沿线的黑板擦干净D.在同一位置处黑板擦给黑板的正压力越大,黑板与黑板擦之间的摩擦力越大
A.黑板擦与黑板间的摩擦力是静摩擦力B.摩擦力的大小一定与黑板擦的重力成正比
解析 黑板擦与黑板间的摩擦力是滑动摩擦力,选项A错误;摩擦力的大小一 定与人给黑板擦的压力成正比,在同一位置处黑板擦给黑板的正压力越大,黑 板与黑板擦之间的摩擦力越大,与重力无关,选项B错误,D正确;若黑板擦不小 心脱手,则其在自由下落的过程中因黑板擦与黑板之间无压力,则无摩擦力, 则不可能把沿线的黑板擦干净,选项C错误。
5.(2021广东中山纪念中学高一月考)力是物体与物体间的相互作用,下列关 于力的说法中错误的是 ( )
A.物体所受重力的大小与物体运动状态无关B.受力物体受到弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反C.两物体间的摩擦力大小和它们间的弹力一定成正比D.两物体间有摩擦力时,一定有弹力,且摩擦力的方向和它们间的弹方向垂直
解析 物体所受重力的大小与物体运动状态无关,只与物体质量(m)及当地重 力加速度(g)有关,A正确;受力物体受到的弹力,是因为施力物体发生形变后 要恢复原状产生的,因此弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反,B正确; 滑动摩擦力的大小与两物体间的弹力成正比,静摩擦力的大小与它们间的弹 力无关,C错误;摩擦力产生的条件是:两个物体相互接触,接触面粗糙,发生弹 性形变,物体间有相对运动或相对运动趋势。所以两物体间有摩擦力时就一 定有弹力,且摩擦力的方向平行于接触面,弹力的方向垂直于接触面,所以摩 擦力的方向和弹力的方向垂直,D正确。
解析 对滑块受力分析,受重力mg、拉力F,长木板的支持力N和向右的滑动 摩擦力f1,有f1=μN,N=mg,故f1=μmg,据平衡条件可知,F=f1=μmg,再对长木板受力 分析,受到重力Mg、小滑块对长木板向下的压力N'、小滑块对其向左的滑动 摩擦力f1'、地面对长木板的支持力N″和向右的静摩擦力f2,根据共点力平衡 条件,有f1'=F=f2,故f2=F,故A正确。
7.在奥运会上,体操运动员在上单杠之前,总要在手上抹些镁粉;而在单杠上做 回环动作时,手握单杠又不能太紧。他这样做的目的是 ( )A.前者是增大摩擦,后者是减小摩擦B.前者是减小摩擦,后者是增大摩擦C.两者都是减小摩擦D.两者都是增大摩擦
解析 镁粉是比较粗糙的,抹在手上,增大了手和单杠间接触面的粗糙程度, 从而增大摩擦;手握单杠不能太紧,是通过减小压力来减小摩擦的。故选A。
解析 匀速上攀时,其重力与静摩擦力平衡,由平衡条件可知f1方向竖直向上 且f1=G,匀速下滑时,其重力与滑动摩擦力平衡,则f2方向竖直向上,且f2=G,所以 f1=f2,A正确。
9.(多选)如图所示,一质量为m的木块靠在竖直粗糙的墙壁上,且受到水平力F 的作用,下列说法正确的是(重力加速度为g) ( ) A.若木块静止,则木块受到的静摩擦力大小等于mg,方向竖直向上B.若木块静止,当F增大时,木块受到的静摩擦力随之增大C.若木块沿墙壁向下运动,则墙壁对木块的摩擦力大小为μmgD.若开始时木块静止,当撤去F木块沿墙壁下滑时,木块不受滑动摩擦力作用
解析 木块在推力作用下静止时,处于平衡状态,受推力F、重力G、向上的 静摩擦力f和向右的支持力N,根据共点力平衡条件有F=N,G=f,所以静摩擦力f 的大小等于重力,方向竖直向上,A正确;若木块静止,当F增大时,木块受到的 静摩擦力仍不变,但最大静摩擦力会增大,B错误;木块沿墙壁向下运动,正压 力大小等于F,则墙壁对木块的滑动摩擦力大小为μF,C错误;撤去推力后,墙壁 对木块的支持力减小为零,木块不受滑动摩擦力作用,故D正确。
解析 由胡克定律得F=kΔx=400×0.02 N=8 N,木块与地面间的最大静摩擦力 为fm=μmg=0.25×40 N=10 N,因A、B均静止,则摩擦力为8 N,当施加水平推力F =9 N时,B水平方向受到向右为8 N的弹簧弹力,向左为9 N的推力,故摩擦力变 为1 N,B仍处于静止,C错误,D正确;施加水平推力F=9 N后,A水平方向受到弹 簧弹力不变,根据平衡条件得fA'=F弹=8 N,A正确,B错误。
11.某同学用图a所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑 定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧测力计相连,滑轮和木块间的细线保持 水平,在木块上方放置砝码。缓慢向左拉动水平放置的木板,当木块和砝码相 对桌面静止且木板仍在继续滑动时,弹簧测力计的示数为木块受到的滑动摩 擦力的大小。某次实验所得数据在表中给出,其中f4的值可从图b中弹簧测力 计的示数读出(桌面水平且光滑)。
回答问题:(1)f4= N。(2)在图c的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f-m图线。(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度g之间 的关系式为f= ,f-m图线(直线)的斜率的表达式为k= 。(4)取g=9.80 m/s2,由绘出的f-m图线求得μ= 。(保留两位有效数字)
答案 (1)2.75 (2)图见解析(3)μ(M+m)g μg (4)0.40
(3)木块受到的是滑动摩擦力,根据滑动摩擦力的计算公式可得f=μ(M+m)g,所 以f-m图线的斜率为k=μg。(4)由图像可以得出斜率为k= m/s2=3.9 m/s2,所以μ= = =0.40。
(1) 当O点向右运动的位移x1=0.4 m时,A受到的摩擦力大小;(2)当O点向右运动的位移x2为多少时,A开始运动;(3)以A所受摩擦力大小f为纵坐标,O点移动的位移大小x为横坐标,作出f随x变 化的图像。
答案 (1)200 N (2)0.5 m(3)见解析图
13.如图所示,位于水平桌面上的物块P由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连,从 滑轮到物块P和物块Q的两段绳都是水平的,已知物块Q与物块P之间以及物 块P与桌面之间的动摩擦因数都是μ,两物块的质量都是m,滑轮的质量、滑轮 上的摩擦都不计。若用一水平向右的力F拉物块P使它做匀速直线运动,求: (重力加速度为g)(1)物块P受到物块Q摩擦力的大小和方向;
答案 (1)μmg,方向水平向左(2)4μmg
解析 (1)对Q受力分析如图所示Q受到的滑动摩擦力f=μmgQ相对P向左运动,Q受到的摩擦力水平向右, Q对P的摩擦力与P对Q的摩擦力 是相互作用力,P受到Q的摩擦力大小f'=f=μmg,方向水平向左
要点三 静摩擦力当两个彼此接触、挤压的物体之间没有发生相对运动,但具有相对运动趋势 ❺时,接触面上会产生一种阻碍相对运动趋势的力,这种力称为静摩擦力❻。
提示 这种理解不正确,静止的物体也会受到滑动摩擦力。
❷滑动摩擦力可以理解为滑动物体受到的力吗?
❶(1)如何理解相对滑动?(2)相对滑动的物体的速度一定不为零吗?
❸(1)与物体相对运动方向相反指的是物体运动方向相反吗?(2)摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直吗?
提示 (1)指两个接触的物体间运动速度大小或方向不同。(2)不一定,两个物体的速度可以一个为零,一个不为零。
提示 (1)不是,相对运动指一个物体相对于接触的另一物体的运动,与实际 运动没有直接关系。(2)可以,比如在一辆匀速行驶的汽车中横向拉动一个箱子时。
提示 不是,压力是接触的两个物体间的形变产生的弹力,有时等于重力的大 小。
❻运动的物体会有静摩擦力吗?
提示 (1)即如果接触面变为光滑面,两个物体便会产生相对运动。(2)向下。
提示 当然,生活中我们用手拿物体,没有脱手时,物体与手间的摩擦力为静摩擦力。
提示 当两个物体间有相对运动时便会产生摩擦力,摩擦力的方向与相对运动方向相反。
提示 这说明物体滑动时受到的摩擦力大小与接触面的性质有关,接触面越 粗糙,滑动摩擦力越大。
3.滑动摩擦力的大小(1)公式法:根据公式f=μN计算。①压力N是物体与接触面间的压力,不一定等于物体的重力,N的大小根据物 体的受力情况确定。②动摩擦因数μ与接触面的材料和粗糙程度有关,而与物体间的压力、接触 面的大小无关。(2)二力平衡法:物体处于平衡(匀速直线运动或静止)状态时,根据二力平衡条 件求解。
例 (2021江苏南京中华中学高一期中)一轻质弹簧的劲度系数为k=20 N/cm, 用它竖直提着一个物体,当物体处于静止状态时,弹簧形变量是5 cm;若用该 弹簧拉着这个物体在水平面上运动,当弹簧的伸长量为2 cm时,该物体恰好能 在水平面上做匀速直线运动(g=10 m/s2)。求:(1)该物体的质量;(2)物体与水平面间的动摩擦因数;(3)当弹簧的伸长量变为6 cm时,物体受到的水平拉力有多大?这时物体受到 的摩擦力有多大?
答案 (1)10 kg (2)0.4 (3)120 N 40 N
解析 (1)k=20 N/cm=2000 N/m;竖直提着该物体处于静止状态时,形变量是5 cm=0.05 m,根据胡克定律和二力平衡条件可知kx1=mg,解得m=10 kg(2)当弹簧的伸长量为2 cm时,物体恰在水平面上做匀速直线运动,受力平衡, 则有kx2=μmg联立解得动摩擦因数为μ=0.4(3)当弹簧的伸长量为6 cm=0.06 m时,此时物体在加速运动,受到滑动摩擦力 作用,有f=μmg=0.4×10×10 N=40 N物体受到的水平拉力F=kΔx=2000×0.06 N=120 N
解题感悟(1)对处于平衡状态的物体,可以根据二力平衡条件求解物体间的滑动摩擦 力,再根据滑动摩擦力公式f=μN,就可求解物体间的动摩擦因数。(2)滑动摩擦力大小与物体相对接触面的运动快慢无关。由公式f=μN可知,影 响滑动摩擦力大小的因素只有两个:动摩擦因数μ和压力N。
解析 滑动摩擦力的大小f=μN,只与两接触面的材料和正压力大小有关, 与接触面积大小无关,则三种情况下滑动摩擦力大小相等。选B。
解析 因为A在C上滑行,那么A受到的支持力与重力大小相等方向相反, 水平方向只受一个滑动摩擦力,根据滑动摩擦力公式f=μN可知,f=μmg,因为B 的下表面光滑,所以B对C没有摩擦力,所以C水平方向上受到地面的摩擦力, 以及A对C的摩擦力,那么为了保持静止,地面对C的摩擦力与A对C的摩擦力 大小相等方向相反,所以也等于μmg,A正确。
1.如图甲,在斜面上静止的物体,与斜面间有没有运动趋势,运动趋势的方向如 何?
提示 有,相对斜面的运动趋势向下。
提示 有,汽车相对地面的运动趋势水平向左。
提示 有,水瓶相对手的运动趋势竖直向下,手相对水瓶的运动趋势竖直向 上。
2.静摩擦力方向的判断(1)直接法:对于相对运动趋势比较明显的情况,可以根据“静摩擦力的方向 沿着接触面,且与相对运动趋势的方向相反”直接判断。(2)假设法:可假设接触面光滑,将会看到物体发生相对运动,根据相对运动的 方向判断物体间的相对运动趋势的方向,从而判断静摩擦力的方向。(3)状态分析法:分析除要研究的静摩擦力外,物体所受的其他作用力与物体 的运动状态是否满足相应的规律(目前主要应用二力平衡的规律),若还需要 有沿某个方向的静摩擦力,才能使物体的受力情况与运动情况满足相应的规律,则存在静摩擦力且静摩擦力沿此方向。
(4)相互作用分析法:若甲、乙两物体间有静摩擦力,并且能判断出甲对乙的 静摩擦力的方向,则乙对甲的静摩擦力的方向与甲对乙的静摩擦力的方向相 反。注意:运动状态分析法、相互作用分析法同样适用于滑动摩擦力方向的判 断。
3.静摩擦力大小的分析(1)静摩擦力的增大有一个限度,超过这个限度就会发生相对运动,这个限度 时的静摩擦力就是最大静摩擦力。(2)静摩擦力大小的范围:0
解析 题图甲中,P做匀速运动,在水平方向不可能受摩擦力,否则不会处 于平衡状态;题图乙中,假设P不受摩擦力,P将相对Q沿斜面向下运动,因此P受 与力F方向相同的摩擦力,D正确。
解析 传送带静止,物块和传送带之间没有相对运动的趋势,所以物块 受沿着传送带向上的静摩擦力作用,A正确;传送带向上做匀速运动时,物块也 处于平衡状态,所以物块必定要受到向上的静摩擦力,B错误;传送带向下做匀 速运动时,物块也处于平衡状态,所以物块必定要受到向上的静摩擦力,故C错 误,D正确。
2.(多选)如图所示,放在粗糙水平面上的木块处于静止状态,从t=0时刻开始受 到一个水平拉力F=F0+kt(式中F0、k均为常数)作用,认为最大静摩擦力和滑动 摩擦力相等,则图中能正确反映t0时间内,木块受到地面的摩擦力Ff随时间t变 化的规律可能是 ( )
解析 若将力F加在木块上后木块立即开始运动,即F0>μmg,木块受摩 擦力始终为滑动摩擦力,根据f=μmg可知,滑动摩擦力的大小与拉力F的大小 无关,A正确;木块在水平方向受到拉力F的作用,产生向右的运动趋势,若静 止,则要受到静摩擦力的作用。根据二力平衡可知,水平方向的静摩擦力的大 小与拉力F的大小始终相等,即f=F=F0+kt,为时间的线性函数,故B正确;若开始 时刻F0<μmg,t0时刻,F>μmg,则木块先受到静摩擦力作用,Ff为时间的线性函数, 后受到滑动摩擦力的作用,滑动摩擦力的大小与拉力F的大小无关,故C错误, D正确。
A.按动遥控器上的“前进”键,甲车对前轮摩擦力向前,甲车相对地面向前进B.按动遥控器上的“前进”键,乙车对后轮摩擦力向前,乙车相对地面向后退C.按动遥控器上的“后退”键,甲车对前轮摩擦力向后,甲车相对地面向后退D.按动遥控器上的“后退”键,乙车对后轮摩擦力向后,乙车相对地面向前进
解析 当按动遥控器上的“前进”键,后轮是主动轮顺时针转动,所以乙车对后轮摩擦力向前,后轮对乙车的摩擦力向后,而前轮是从动轮,所以甲车对前轮的摩擦力向后,前轮对甲车的摩擦力向前。因此甲车向前运动,而乙车向后运动。当按动遥控器上的“后退”键,后轮是主动轮逆时针转动,所以乙车对后轮摩擦力向后,后轮对乙车的摩擦力向前,而前轮仍是从动轮,所以甲车对前轮的摩擦力向前,前轮对甲车的摩擦力向后。因此甲车向后运动,而乙车向前运动。B、D正确。
2.(多选)(2021江苏南京中华中学高一期中)关于摩擦力,下列说法正确的是 ( )A.受到滑动摩擦力作用的物体可以保持静止状态B.静摩擦力的方向不一定与物体的运动方向共线C.静摩擦力一定是阻力,滑动摩擦力不一定是阻力D.两个相对静止的物体间的正压力增大,两者之间的摩擦力一定增大
解析 运动物体可能受到静摩擦力作用,静止物体也可能受到滑动摩 擦力作用,A正确;静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反,不一定与物体 的运动方向共线,B正确;静摩擦力可以是阻力,也可以是动力;同理滑动摩擦 力可以是阻力,也可以是动力,C错误;正压力越大,若是滑动摩擦力,则是越大, 若是静摩擦力,则可能不变,D错误。
解析 对A分析可得,A水平方向受轻绳的拉力T和B对A的滑动摩擦力, 则木块A受到的滑动摩擦力大小等于T,方向向左,故A错误,B正确;由f=μN可 知,A受到的滑动摩擦力大小与速度无关。若木板B以2v的速度匀速运动,则A 受到的摩擦力大小仍然等于T,故C正确;对B分析可得,B水平方向受力F以及 地面和A分别对B的滑动摩擦力,因为匀速,力F等于地面和A对B的滑动摩擦力 之和,即有F>T,由f=μN可知,若用2F的力将木板B拉动,B将处于非平衡状态,但 A受到的滑动摩擦力大小不变,仍然为T,且T<2F,D错误。
人们步行过程中的摩擦力人们日常行走时,人相对于地面是前进的,依靠的是地面与鞋底之间的摩擦力的作用。人在前进时,鞋底相对于地面具有向后滑动的趋势,产生了静摩擦力,而摩擦力的方向与相对运动或具有相对运动趋势的方向相反,所以鞋底受到的摩擦力与人前进的方向是一致的。此时,摩擦力是阻碍鞋底与地面相对运动的力,并不是阻碍人们运动的力。因静摩擦系数的大小主要与接触面的材料及接触面表面状况(粗糙程度、湿度、温度)有关,为了增加物体间的摩擦力,人们采用增大静摩擦系数的办法来达到防滑的效果。日常采用的方法很多,如:鞋底会有很多规则或不规则的条纹、铺设粗糙的防滑地板、斜坡上密布的条纹等。
解析 轴承是用滚动代替滑动来减小摩擦,A符合题意;车闸是在压力一 定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,B不符合题意;轮胎上有花纹, 是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,C不符合题意;脚蹬 上有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,D不符合 题意。
2.(多选)冰壶比赛的冰道表面覆盖着特制的微小颗粒。如图所示,比赛时运 动员常在冰壶滑行的前方用冰刷快速擦刷冰面,使冰壶滑得更远。设冰壶与 冰面间的动摩擦因数为μ,冰壶受到的滑动摩擦力为f,则冰道被擦刷后 ( )A.μ和f都增大B.μ和f都减小C.冰壶做加速运动D.冰壶做减速运动
解析 用冰刷刷冰,使冰壶和冰之间形成一层水膜,由于水的出现使冰 壶与冰面分开,使冰壶滑得更远,说明减小了动摩擦因数,进而减小了冰壶与 冰面之间的摩擦力,A错误,B正确;由于冰壶水平方向受到摩擦力的作用,摩擦 力方向与运动方向相反,则冰壶做减速运动,C错误,D正确。
1.下列关于摩擦力的说法中正确的是 ( )A.相对运动的物体间一定有摩擦力B.摩擦力的大小跟压力成正比C.滑动摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体的运动方向相反D.静摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势方向相反
解析 只有当物体间存在相对运动,且满足摩擦力产生条件时,才有滑动摩擦 力,A错误;滑动摩擦力的大小跟压力成正比,静摩擦力的大小与压力无关, B 错误;滑动摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体的相对运动方向相反, 但可以与物体的运动方向相同, C错误;静摩擦力的方向总是沿着接触面,并 且跟物体相对运动趋势方向相反, D正确。
2.关于由滑动摩擦力公式推出的μ= ,下列说法中正确的是 ( )A.动摩擦因数μ与摩擦力f成正比,f越大,μ越大B.动摩擦因数μ与正压力N成反比,N越大,μ越小C.动摩擦因数μ与摩擦力f成正比,与正压力N成反比D.动摩擦因数μ的大小由两物体接触面的粗糙程度及材料决定
解析 动摩擦因数μ的大小由两物体接触面的粗糙程度及材料决定,与正压 力和摩擦力均无关。
3.(2021山东青岛第十六中学高一月考)如图所示,一个物体质量为20 kg,沿水 平面向右运动,同时受到一水平向左的大小为15 N的力的作用。已知此物体 与地面之间的动摩擦因数为0.1。则此物体所受合力为(重力加速度g=10 m/s ( )
C.35 N,方向向左D.35 N,方向向右
A.5 N,方向向左B.20 N,方向向左
解析 此物体所受合力F合=F+μmg=15 N+0.1×20×10 N=35 N,方向向左。故选C
4.如图所示,小明正在擦一块竖直放置的黑板。下列关于擦黑板的几种说法 中正确的是 ( )
C.若黑板擦不小心脱手,则其在自由下落的过程中也一样可以把沿线的黑板擦干净D.在同一位置处黑板擦给黑板的正压力越大,黑板与黑板擦之间的摩擦力越大
A.黑板擦与黑板间的摩擦力是静摩擦力B.摩擦力的大小一定与黑板擦的重力成正比
解析 黑板擦与黑板间的摩擦力是滑动摩擦力,选项A错误;摩擦力的大小一 定与人给黑板擦的压力成正比,在同一位置处黑板擦给黑板的正压力越大,黑 板与黑板擦之间的摩擦力越大,与重力无关,选项B错误,D正确;若黑板擦不小 心脱手,则其在自由下落的过程中因黑板擦与黑板之间无压力,则无摩擦力, 则不可能把沿线的黑板擦干净,选项C错误。
5.(2021广东中山纪念中学高一月考)力是物体与物体间的相互作用,下列关 于力的说法中错误的是 ( )
A.物体所受重力的大小与物体运动状态无关B.受力物体受到弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反C.两物体间的摩擦力大小和它们间的弹力一定成正比D.两物体间有摩擦力时,一定有弹力,且摩擦力的方向和它们间的弹方向垂直
解析 物体所受重力的大小与物体运动状态无关,只与物体质量(m)及当地重 力加速度(g)有关,A正确;受力物体受到的弹力,是因为施力物体发生形变后 要恢复原状产生的,因此弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反,B正确; 滑动摩擦力的大小与两物体间的弹力成正比,静摩擦力的大小与它们间的弹 力无关,C错误;摩擦力产生的条件是:两个物体相互接触,接触面粗糙,发生弹 性形变,物体间有相对运动或相对运动趋势。所以两物体间有摩擦力时就一 定有弹力,且摩擦力的方向平行于接触面,弹力的方向垂直于接触面,所以摩 擦力的方向和弹力的方向垂直,D正确。
解析 对滑块受力分析,受重力mg、拉力F,长木板的支持力N和向右的滑动 摩擦力f1,有f1=μN,N=mg,故f1=μmg,据平衡条件可知,F=f1=μmg,再对长木板受力 分析,受到重力Mg、小滑块对长木板向下的压力N'、小滑块对其向左的滑动 摩擦力f1'、地面对长木板的支持力N″和向右的静摩擦力f2,根据共点力平衡 条件,有f1'=F=f2,故f2=F,故A正确。
7.在奥运会上,体操运动员在上单杠之前,总要在手上抹些镁粉;而在单杠上做 回环动作时,手握单杠又不能太紧。他这样做的目的是 ( )A.前者是增大摩擦,后者是减小摩擦B.前者是减小摩擦,后者是增大摩擦C.两者都是减小摩擦D.两者都是增大摩擦
解析 镁粉是比较粗糙的,抹在手上,增大了手和单杠间接触面的粗糙程度, 从而增大摩擦;手握单杠不能太紧,是通过减小压力来减小摩擦的。故选A。
解析 匀速上攀时,其重力与静摩擦力平衡,由平衡条件可知f1方向竖直向上 且f1=G,匀速下滑时,其重力与滑动摩擦力平衡,则f2方向竖直向上,且f2=G,所以 f1=f2,A正确。
9.(多选)如图所示,一质量为m的木块靠在竖直粗糙的墙壁上,且受到水平力F 的作用,下列说法正确的是(重力加速度为g) ( ) A.若木块静止,则木块受到的静摩擦力大小等于mg,方向竖直向上B.若木块静止,当F增大时,木块受到的静摩擦力随之增大C.若木块沿墙壁向下运动,则墙壁对木块的摩擦力大小为μmgD.若开始时木块静止,当撤去F木块沿墙壁下滑时,木块不受滑动摩擦力作用
解析 木块在推力作用下静止时,处于平衡状态,受推力F、重力G、向上的 静摩擦力f和向右的支持力N,根据共点力平衡条件有F=N,G=f,所以静摩擦力f 的大小等于重力,方向竖直向上,A正确;若木块静止,当F增大时,木块受到的 静摩擦力仍不变,但最大静摩擦力会增大,B错误;木块沿墙壁向下运动,正压 力大小等于F,则墙壁对木块的滑动摩擦力大小为μF,C错误;撤去推力后,墙壁 对木块的支持力减小为零,木块不受滑动摩擦力作用,故D正确。
解析 由胡克定律得F=kΔx=400×0.02 N=8 N,木块与地面间的最大静摩擦力 为fm=μmg=0.25×40 N=10 N,因A、B均静止,则摩擦力为8 N,当施加水平推力F =9 N时,B水平方向受到向右为8 N的弹簧弹力,向左为9 N的推力,故摩擦力变 为1 N,B仍处于静止,C错误,D正确;施加水平推力F=9 N后,A水平方向受到弹 簧弹力不变,根据平衡条件得fA'=F弹=8 N,A正确,B错误。
11.某同学用图a所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑 定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧测力计相连,滑轮和木块间的细线保持 水平,在木块上方放置砝码。缓慢向左拉动水平放置的木板,当木块和砝码相 对桌面静止且木板仍在继续滑动时,弹簧测力计的示数为木块受到的滑动摩 擦力的大小。某次实验所得数据在表中给出,其中f4的值可从图b中弹簧测力 计的示数读出(桌面水平且光滑)。
回答问题:(1)f4= N。(2)在图c的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f-m图线。(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度g之间 的关系式为f= ,f-m图线(直线)的斜率的表达式为k= 。(4)取g=9.80 m/s2,由绘出的f-m图线求得μ= 。(保留两位有效数字)
答案 (1)2.75 (2)图见解析(3)μ(M+m)g μg (4)0.40
(3)木块受到的是滑动摩擦力,根据滑动摩擦力的计算公式可得f=μ(M+m)g,所 以f-m图线的斜率为k=μg。(4)由图像可以得出斜率为k= m/s2=3.9 m/s2,所以μ= = =0.40。
(1) 当O点向右运动的位移x1=0.4 m时,A受到的摩擦力大小;(2)当O点向右运动的位移x2为多少时,A开始运动;(3)以A所受摩擦力大小f为纵坐标,O点移动的位移大小x为横坐标,作出f随x变 化的图像。
答案 (1)200 N (2)0.5 m(3)见解析图
13.如图所示,位于水平桌面上的物块P由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连,从 滑轮到物块P和物块Q的两段绳都是水平的,已知物块Q与物块P之间以及物 块P与桌面之间的动摩擦因数都是μ,两物块的质量都是m,滑轮的质量、滑轮 上的摩擦都不计。若用一水平向右的力F拉物块P使它做匀速直线运动,求: (重力加速度为g)(1)物块P受到物块Q摩擦力的大小和方向;
答案 (1)μmg,方向水平向左(2)4μmg
解析 (1)对Q受力分析如图所示Q受到的滑动摩擦力f=μmgQ相对P向左运动,Q受到的摩擦力水平向右, Q对P的摩擦力与P对Q的摩擦力 是相互作用力,P受到Q的摩擦力大小f'=f=μmg,方向水平向左
相关课件
物理必修 第一册第3章 相互作用第3节 摩擦力示范课ppt课件： 这是一份物理必修 第一册第3章 相互作用第3节 摩擦力示范课ppt课件，共27页。PPT课件主要包含了摩擦力，什么是摩擦力，摩擦力的种类，滑动摩擦力，静摩擦力，摩擦力的调控等内容，欢迎下载使用。
高中物理鲁科版 (2019)必修 第一册第3节 摩擦力授课课件ppt： 这是一份高中物理鲁科版 (2019)必修 第一册第3节 摩擦力授课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了自主预习·探新知，NO1，相对滑动，相对运动，接触面的情况，××√，相对运动趋势，接触面，外部因素，最大值等内容，欢迎下载使用。
高中物理鲁科版 (2019)必修 第一册第3节 摩擦力教学课件ppt： 这是一份高中物理鲁科版 (2019)必修 第一册第3节 摩擦力教学课件ppt，共40页。PPT课件主要包含了必备知识·自主学习，相互接触且相互挤压，相对运动，相对运动的趋势，阻碍相对运动趋势，一定限度，f≤fmax，关键能力·合作学习，摩擦力，大小与外力等大反向等内容，欢迎下载使用。
