物理必修 第一册2 摩擦力学案

这是一份物理必修 第一册2 摩擦力学案，共11页。

一、滑动摩擦力
1.用力将长毛刷在桌面上向前滑动，观察毛刷的弯曲方向。如图所示，毛刷为什么向后弯曲？
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2．把手按在桌面上，用力向前滑动，手有什么感觉？增大手与桌面的压力，感觉有什么不同？这说明什么？
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1．定义：两个相互接触的物体，当它们______________时，在接触面上会产生一种________________的力，这种力叫作滑动摩擦力。
2．产生条件
(1)两物体相互接触挤压(即有________)。
(2)物体间的接触面________。
(3)两物体间存在________________。
3．方向：总是沿着____________，并且跟物体________________的方向相反。
4．大小
(1)滑动摩擦力的大小跟压力的大小成______。
(2)公式：Ff＝__________。
(3)动摩擦因数μ：它的值跟接触面的______和________________有关，与接触面的大小无关。
1．静止的物体可能受滑动摩擦力吗？举例说明？
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2．举例说明滑动摩擦力的方向与物体运动的方向一定相反吗？
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(1)滑动摩擦力方向总是与物体运动方向相反。( )
(2)两物体间有滑动摩擦力，一定有弹力。( )
(3)物体所受滑动摩擦力与物体的重力成正比。( )
例1 如图所示，汽车B在水平路面上以相对于地面的速度v1向右运动，车上的货物A以相对于地面的速度v2向右运动。下列判断正确的是( )
A．若v1B．若v1C．若v1>v2，货物A受到了汽车B所施加的向左的滑动摩擦力
D．若v1>v2，汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力
例2 质量为3 kg的木块放在水平地板上，用F＝6 N且水平向右的拉力拉该木块时，木块恰能做匀速直线运动。(g取10 N/kg)
(1)求木块与地板间的动摩擦因数；
(2)若在木块运动过程中将F的方向改为水平向左，则在木块向右运动过程中，受到的摩擦力是多大？方向如何？
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(3)若F的大小不变而将方向改为竖直向上作用于该木块上，则此时应加一个多大的水平拉力，才能使该木块保持匀速直线运动状态。
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滑动摩擦力大小的计算方法
1．公式法：根据公式Ff＝μF压计算。
正压力F压是物体与接触面间的压力，不一定等于物体的重力，F压的大小根据物体的受力情况确定。
2．二力平衡法：物体处于平衡状态(匀速直线运动或静止)时，根据二力平衡条件求解。
二、静摩擦力
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，木块开始运动，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，为什么木块没有运动？
(2)随着拉力的增大，静摩擦力有什么变化？当变为滑动摩擦力时，摩擦力为什么又变小了？
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1．定义：相互接触的两个物体之间只有________________，而没有________________，这时的摩擦力叫作静摩擦力。
2．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____________________。
3．方向：总是沿着__________，跟物体________________的方向相反。
4．最大静摩擦力：静摩擦力有一个最大值Fmax，在数值上等于物体________________时的拉力，一般情况下，最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大。
5．静摩擦力大小的范围：________________。
1.如图所示，用手握住水杯，杯身竖直且处于静止状态。现缓慢增大手对水杯的压力，水杯所受摩擦力大小如何变化？最大静摩擦力将如何变化？
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2．蹬自行车时，后轮(主动轮)受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力？方向如何？
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(1)静摩擦力的方向总是与运动方向相反。( )
(2)静摩擦力的大小与正压力有关。( )
(3)静摩擦力可以是动力。( )
例3 (2023·徐州市高一期中)如图所示，水平力F将物体P压在竖直墙上，物体P处于静止状态，则下列说法中正确的是( )
A．若增大F，则P所受摩擦力增大
B．若减小F，则P所受摩擦力减小
C．若在P上放一物体，物体P仍处于静止状态，则P所受摩擦力增大
D．若在P上放一物体，物体P仍处于静止状态，则P所受摩擦力不变
1．物体做匀速直线运动或静止时，往往根据二力平衡条件求解静摩擦力的大小。
2．静摩擦力大小与正压力无关，正压力只影响最大静摩擦力。
例4 所受重力为100 N的木箱放在水平地板上，至少要用35 N的水平推力，才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后，用30 N的水平推力，就可以使木箱继续做匀速直线运动。
由此可知：木箱与地板之间的最大静摩擦力Fmax＝________；木箱所受的滑动摩擦力Ff＝________；木箱与地板之间的动摩擦因数μ＝________；如果用20 N的水平推力推这个静止的木箱，木箱所受的摩擦力大小为________。
2 摩擦力
[学习目标] 1.知道滑动摩擦力和静摩擦力的概念及产生条件，会判断摩擦力的方向(重难点)。2.会判断摩擦力的大小跟什么有关，会求摩擦力的大小(重点)。
一、滑动摩擦力
1.用力将长毛刷在桌面上向前滑动，观察毛刷的弯曲方向。如图所示，毛刷为什么向后弯曲？
答案 因为毛刷所受力的方向与刷子运动方向相反。
2．把手按在桌面上，用力向前滑动，手有什么感觉？增大手与桌面的压力，感觉有什么不同？这说明什么？
答案 手受到向后的阻力。感觉手受到向后的阻力增大，说明阻力大小随着压力的增大而增大。
1．定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力。
2．产生条件
(1)两物体相互接触挤压(即有弹力)。
(2)物体间的接触面粗糙。
(3)两物体间存在相对运动。
3．方向：总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反。
4．大小
(1)滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比。
(2)公式：Ff＝μF压。
(3)动摩擦因数μ：它的值跟接触面的材料和粗糙程度有关，与接触面的大小无关。
1．静止的物体可能受滑动摩擦力吗？举例说明？
答案 可能，例如用板擦擦黑板，黑板所受摩擦力为滑动摩擦力。
2．举例说明滑动摩擦力的方向与物体运动的方向一定相反吗？
答案 不一定，例如，两本书叠放在一块，迅速抽走下面的书本，上面的书本会向前移动，上面书所受摩擦力与其运动方向相同。
(1)滑动摩擦力方向总是与物体运动方向相反。( × )
(2)两物体间有滑动摩擦力，一定有弹力。( √ )
(3)物体所受滑动摩擦力与物体的重力成正比。( × )
例1 如图所示，汽车B在水平路面上以相对于地面的速度v1向右运动，车上的货物A以相对于地面的速度v2向右运动。下列判断正确的是( )
A．若v1B．若v1C．若v1>v2，货物A受到了汽车B所施加的向左的滑动摩擦力
D．若v1>v2，汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力
答案 B
解析 若v1v2，则货物A相对汽车B向左运动，故汽车B对货物A施加向右的滑动摩擦力，汽车B受到了货物A所施加的向左的滑动摩擦力，故选项C、D错误。
例2 质量为3 kg的木块放在水平地板上，用F＝6 N且水平向右的拉力拉该木块时，木块恰能做匀速直线运动。(g取10 N/kg)
(1)求木块与地板间的动摩擦因数；
(2)若在木块运动过程中将F的方向改为水平向左，则在木块向右运动过程中，受到的摩擦力是多大？方向如何？
(3)若F的大小不变而将方向改为竖直向上作用于该木块上，则此时应加一个多大的水平拉力，才能使该木块保持匀速直线运动状态。
答案 (1)0.2 (2)6 N 方向水平向左 (3)4.8 N
解析 (1)木块做匀速直线运动，则滑动摩擦力Ff1＝F＝6 N，
而Ff1＝μFN＝μmg，
故μ＝eq \f(Ff1,mg)＝eq \f(6,3×10)＝0.2。
(2)Ff2＝6 N，方向向左。
(3)此时木块和地板间的压力FN′＝mg－F＝24 N，Ff3＝μFN′＝4.8 N，则此时要保持木块做匀速直线运动，需满足水平拉力F′＝Ff3＝4.8 N。
滑动摩擦力大小的计算方法
1．公式法：根据公式Ff＝μF压计算。
正压力F压是物体与接触面间的压力，不一定等于物体的重力，F压的大小根据物体的受力情况确定。
2．二力平衡法：物体处于平衡状态(匀速直线运动或静止)时，根据二力平衡条件求解。
二、静摩擦力
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，木块开始运动，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，为什么木块没有运动？
(2)随着拉力的增大，静摩擦力有什么变化？当变为滑动摩擦力时，摩擦力为什么又变小了？
答案 (1)桌面对木块有向左的静摩擦力，大小与拉力相等。
(2)静摩擦力的大小随着拉力的增大而增大，但有一个最大值，这个最大值比滑动摩擦力稍微大一些。
1．定义：相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动，这时的摩擦力叫作静摩擦力。
2．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的趋势。
3．方向：总是沿着接触面，跟物体相对运动趋势的方向相反。
4．最大静摩擦力：静摩擦力有一个最大值Fmax，在数值上等于物体即将开始运动时的拉力，一般情况下，最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大。
5．静摩擦力大小的范围：01.如图所示，用手握住水杯，杯身竖直且处于静止状态。现缓慢增大手对水杯的压力，水杯所受摩擦力大小如何变化？最大静摩擦力将如何变化？
答案 缓慢增大压力，水杯所受静摩擦力始终等于水杯的重力，大小保持不变，但随着压力的增大，最大静摩擦力将逐渐增大。
2．蹬自行车时，后轮(主动轮)受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力？方向如何？
答案 静摩擦力。方向与自行车前进方向相同。
(1)静摩擦力的方向总是与运动方向相反。( × )
(2)静摩擦力的大小与正压力有关。( × )
(3)静摩擦力可以是动力。( √ )
例3 (2023·徐州市高一期中)如图所示，水平力F将物体P压在竖直墙上，物体P处于静止状态，则下列说法中正确的是( )
A．若增大F，则P所受摩擦力增大
B．若减小F，则P所受摩擦力减小
C．若在P上放一物体，物体P仍处于静止状态，则P所受摩擦力增大
D．若在P上放一物体，物体P仍处于静止状态，则P所受摩擦力不变
答案 C
解析 物体P在竖直方向上受重力和静摩擦力，两个力平衡，增大或减小F，静摩擦力始终等于重力，保持不变；在P上放一物体，由于静摩擦力等于总重力，所以摩擦力变大，故选C。
1．物体做匀速直线运动或静止时，往往根据二力平衡条件求解静摩擦力的大小。
2．静摩擦力大小与正压力无关，正压力只影响最大静摩擦力。
例4 所受重力为100 N的木箱放在水平地板上，至少要用35 N的水平推力，才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后，用30 N的水平推力，就可以使木箱继续做匀速直线运动。
由此可知：木箱与地板之间的最大静摩擦力Fmax＝________；木箱所受的滑动摩擦力Ff＝________；木箱与地板之间的动摩擦因数μ＝________；如果用20 N的水平推力推这个静止的木箱，木箱所受的摩擦力大小为________。
答案 35 N 30 N 0.3 20 N
解析 使木箱恰好开始运动时摩擦力的最大值35 N即为最大静摩擦力；匀速直线运动的过程中滑动摩擦力等于水平推力，即为30 N；由Ff＝μmg可得动摩擦因数μ＝0.3；用20 N的水平推力推木箱时木箱保持静止，由二力平衡可知此时的静摩擦力大小为20 N。