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高中人教版 (2019)第三章 相互作用——力2 摩擦力课文内容ppt课件
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这是一份高中人教版 (2019)第三章 相互作用——力2 摩擦力课文内容ppt课件，共47页。PPT课件主要包含了摩擦力，相互接触，相对滑动，相对运动，FfμF压，接触面，①②③，知识点二静摩擦力，水平向左，沿斜面向上等内容，欢迎下载使用。
知识点一 滑动摩擦力
1.滑动摩擦力:两个 的物体,当它们 时,在接触面上产生的一种阻碍 的力.2.滑动摩擦力方向:总是沿着接触面,并且跟物体 的方向相反。
1. 相互接触的两个物体之间只有 的趋势,而没有相对运动,这时的摩擦力叫作静摩擦力.2.静摩擦力方向:总是沿着接触面,并且跟物体 的方向相反.
3.静摩擦力大小.(1)最大静摩擦力:如图所示,物体所受的静摩擦力的最大值Fmax在数值上 物体即将开始运动时的拉力.
(2)大小范围: .
1.两个物体相互接触并挤压就一定存在摩擦力.( )2.运动的物体也可能受到静摩擦力.( )3.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动.( )4.静摩擦力的大小随其他力而变化.( )5.有摩擦力说明一定有弹力.( )6.物体间的压力越大,则摩擦力越大.( )
(一) 如图所示,某同学做探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验,铁块和木块的大小和形状完全相同,实验时先调节长木板水平,弹簧测力计拉着物块在长木板上沿水平方向做匀速直线运动.弹簧测力计的示数为物块与木板间滑动摩擦力的大小.
答案:木块和铁块叠在一起时弹簧测力计的示数较大,说明当接触面粗糙程度不变时,物体间的压力越大,滑动摩擦力越大.滑动摩擦力的大小与相互接触的物体间的压力有关.
1.第一次先拉着铁块做匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数,如图甲所示;然后再把木块叠放在铁块上,使二者一起做匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数,如图乙所示.两次弹簧测力计的示数大小有什么关系?这说明什么问题?
2.继续将铁块和木块叠放在一起,但木块在下,铁块在上,如图丙所示.弹簧测力计的示数与图乙相比有什么变化?说明什么问题?
答案:铁块在下时,摩擦力发生在铁块和长木板之间,接触面是“木—铁”;木块在下时,摩擦力发生在木块与长木板之间,接触面是“木—木”.“木—木”接触时,弹簧测力计的示数变大,即滑动摩擦力变大,说明当压力不变时,滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度、接触面的材料有关.
(二) 另一同学认为上面的探究实验操作起来误差较大,因为用手拉动弹簧测力计使物块做匀速直线运动太过困难.基于此,他重新设计了实验,如图丁所示.将弹簧测力计一端挂在物块上,另一端固定在墙上,用手拉动木板做直线运动.
3.比较两次的实验装置,分析第二种实验操作有何优点.
答案:两次实验装置都是利用了二力平衡,即弹簧测力计的拉力大小等于滑动摩擦力.第一种实验装置的物块只有在做匀速直线运动时才满足上述关系;而第二种实验装置,不论外力多大,木板做什么运动,弹簧测力计示数稳定后,物块一定处于静止状态,弹簧测力计示数一定等于木板对物块的滑动摩擦力大小.
4.按照图丁的实验装置,分别用大小不一样的外力拉动木板,观察弹簧测力计的示数有何特点?说明了什么问题?
答案:可以观察到木板的速度不一样,但弹簧测力计的示数相同,说明滑动摩擦力的大小与物体相对运动的速度无关.
5.请讨论并总结滑动摩擦力的产生条件.
答案:滑动摩擦力的产生条件:(1)物体相互接触且挤压(物体间有弹力);(2)接触面粗糙;(3)物体间有相对运动.
1.判断滑动摩擦力有无的方法.(1)条件法:根据滑动摩擦力的产生条件判断.(2)二力平衡法:当物体处于平衡状态(静止或者匀速直线运动)时,根据二力平衡条件判断.2.对滑动摩擦力的理解.(1)“相对运动”指的是研究对象相对于与其接触的物体的运动.物体之间的相对运动,都是以施力物体为参考系的,而不一定是物体对地的运动,相对地面静止的物体可能受滑动摩擦力.(2)“阻碍”:滑动摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动.滑动摩擦力既可与物体的运动方向相同作为动力,也可与物体的运动方向相反作为阻力.
如图所示,小车停在光滑的水平面上,小车上放一物体,当用水平向右的力F拉动物体在小车上发生相对滑动时,小车也沿水平面向右运动.
物体受到小车的滑动摩擦力Ff与物体的运动方向相反,是阻力;小车受到物体的滑动摩擦力Ff'与小车的运动方向相同,是动力.3.计算滑动摩擦力的方法.(1)公式法:根据公式Ff=μFN计算.(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.
【典例1】下列情景中,物体M所受滑动摩擦力Ff的示意图正确的是( )
A.物体沿粗糙的水 平地面向左运动
C.物体贴着竖直墙 壁自由下落
解析:物体沿粗糙的水平地面向左运动时,受到向右的滑动摩擦力,选项A正确;物体沿斜坡上行时,受到沿斜坡向下的滑动摩擦力,选项B错误;物体贴着竖直墙壁自由下落时,物体与墙壁间没有弹力,则没有摩擦力,选项C错误;瓶子从手中滑下,则摩擦力方向向上,选项D错误.
判断滑动摩擦力方向的方法(1)选取研究对象(受滑动摩擦力作用的物体);(2)选取跟研究对象接触的物体为参考系;(3)找出研究对象相对参考系的运动方向;(4)滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反.
【典例2】当水平拉力为F=40 N时质量为m1=10 kg的木板A可以在水平面上匀速前进.若在木板上再放一个质量为m2的铁块B,为使它们匀速前进,水平拉力F'为60 N,如图所示,求铁块B的质量.g取10 N/kg.
解析:拉力F=40 N时,由二力平衡知,滑动摩擦力Ff=40 N,木板对水平面的压力F压=m1g=100 N,由Ff=μF压得,动摩擦因数μ=0.4.当拉力F'=60 N时,木板对水平面的压力F压'=(m1+m2)g,摩擦力Ff'=60 N,Ff'=μF压',解得m2=5 kg.
正确理解滑动摩擦力公式Ff=μFN(1)动摩擦因数μ的大小跟相互接触的两个物体接触面的材料、接触面的情况(粗糙程度、干湿情况)有关.(2)根据Ff =μFN可知,滑动摩擦力的大小只由μ 和FN决定,与物体的接触面积、物体如何运动无关.(3)FN是物体所受的支持力,大小不一定等于物体的重力,FN的大小根据受力情况确定.
在水平桌面上放一质量较大的木块,用弹簧测力计水平向右拉木块.
1.当测力计的示数为1 N时,木块有相对桌面运动的趋势但没有运动,为什么?
答案: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.当逐渐增大拉力到2 N 时,木块仍静止,随着拉力的增大,静摩擦力有什么变化?
答案:静摩擦力的大小随着拉力的增大而增大.
3.继续增大拉力到4 N时,木块开始运动,此时弹簧测力计的拉力突然减小到3.8 N,此后木块做匀速直线运动,拉力保持3.8 N不变,这个现象说明了什么问题?
答案:当木块开始运动时,木块与桌面之间的静摩擦力达到最大,即最大静摩擦力.拉力突然变小,此后木块做匀速直线运动,说明两个物体之间的滑动摩擦力小于最大静摩擦力.
4.请讨论并总结出静摩擦力的产生条件.
答案:静摩擦力的产生条件:(1)物体相互接触且挤压(物体间有弹力);(2)接触面粗糙;(3)物体间有相对运动趋势.
1.对静摩擦力的理解.(1)“相对静止”的两种情况:一是两个物体都静止;二是两个物体做方向相同、速度相同的运动.(2)“相对运动趋势”:指一个物体相对于与它接触的另一个物体有运动的可能,但仍处于相对静止状态.相对运动趋势既可由外力引起,也可由接触物体的运动状态发生改变而引起.如图所示,箱子静置于在水平公路上行驶的货车上.
显然箱子在水平方向上不受其他力的作用,当货车匀速前进时,箱子与货车之间没有相对运动趋势,故无静摩擦力.当货车加速、减速、转弯时,箱子相对于货车分别有向后、向前、向外的运动趋势.(3)阻碍效果:静摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动趋势.静摩擦力既可与物体的运动方向相同作为动力,也可与物体的运动方向相反作为阻力.如图所示,用弹簧测力计沿水平方向拉木块,木板和木块一起向右匀速运动.
木块所受木板的静摩擦力Ff1的方向与木块运动的方向相反,是阻力;木板所受木块的静摩擦力Ff2的方向与木板运动的方向相同,是动力;木板受到桌面的滑动摩擦力Ff3的方向与木板运动的方向相反,是阻力;桌面受到木板向右的滑动摩擦力,但是桌面没有运动.2.静摩擦力的大小.(1)取值范围:0
4.静摩擦力与滑动摩擦力的区别与联系.
说明:最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大;在有些计算中可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.
【典例3】如图所示,物体A、B在力F作用下一起以相同速率沿F方向匀速运动.关于物体A所受的摩擦力,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相同B.甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相反C.甲、乙两图中物体A均不受摩擦力D.甲图中物体A不受摩擦力,乙图中物体A受摩擦力,方向和F相同
解析:用假设法分析.甲图中,假设A受摩擦力,与A做匀速运动不符,所以A不受摩擦力;乙图中,假设A不受摩擦力,A将相对B沿斜面向下运动,则知A受沿F方向的摩擦力.选项D正确.
判断静摩擦力有无的方法(1)条件法:根据摩擦力的产生条件判断.(2)二力平衡法:当物体处于静止或匀速直线运动状态时,根据二力平衡条件判断.(3)假设法:判断静摩擦力的思维过程如下.
【典例4】如图所示,重力为40 N的木块原来静止在水平桌面上,某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用,其中F1=13 N,F2=6 N.已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求:(1)木块所受的摩擦力的大小和方向;(2)当只将F1撤去时,木块受到的摩擦力的大小和方向.
解析:本题综合考查滑动摩擦力和静摩擦力的大小和方向的判断,题目信息最大静摩擦力等于滑动摩擦力是解决此题的关键.当木块运动时受到的滑动摩擦力为F滑=μFN=μG=0.2×40 N=8 N,即木块与桌面间的最大静摩擦力Fmax=8 N.(1)加上F1、F2后,F1和F2的共同作用相当于一个大小为F=F1-F2=7 N方向向右的力.由于F
计算摩擦力的方法(1)先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力.(2)计算滑动摩擦力:公式法、二力平衡法.(3)计算静摩擦力:二力平衡法.
1.下列操作能减小摩擦力的是( )A.汽车换上新轮胎B.短跑运动员换上钉子鞋C.卫生间铺上防滑垫D.电风扇转轴处加上润滑油
2.如图所示,物体质量为m,与水平桌面间的动摩擦因数为μ,受水平向右的推力F的作用匀速运动,重力加速度为g.物体从图示位置到物体右端滑离桌边三分之一的过程中,下列说法正确的是( )
A.推力F的大小始终是μmgB.物体所受摩擦力逐渐减小C.因接触面积变小,动摩擦因数μ会变大D.推力F因物体悬空部分变大而变小
3.一物块在水平力拉动下,沿静止的水平传送带由A端运动到B端,如图甲所示,这时所受摩擦力为F1;现开动机械让传送带向左匀速传动,再次将该物块由传送带的左端匀速拉动到右端,这时所受摩擦力大小为F2,如图乙所示.则F1、F2的大小关系满足( )
A.F1=F2 B.F1F2 D.上述三种情况都有可能
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F1=8.0 N时,木箱静止;当拉力F2=10.3 N时,木箱做匀速直线运动.g取9.8 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.
答案:(1)0.35 (2)8.0 N (3)10.3 N
(2)当拉力F1=8.0 N时,木箱静止,木箱水平方向所受到的静摩擦力Ff2与F1是一对平衡力,则有Ff2=F1=8.0 N.(3)当拉力F3=12.0 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(1)可以知道,Ff3=Ff1=10.3 N.
模型建构——三种模型中的摩擦力方向问题
分析摩擦力有无和方向的模型1.单物块模型.如图所示,儿童沿滑梯下滑时受到滑动摩擦力的作用,方向沿斜面向上.
2.传送带模型.如图所示,顾客随商场的自动扶梯匀速运动时受到静摩擦力作用,摩擦力方向沿扶梯向上.
3.叠加体模型.两个或两个以上的物体叠加在一起,在拉力作用下向前运动时,下方物体受到地面摩擦力的作用,方向向后,上方物体是否受到摩擦力作用要根据物体的运动状态判断.如图所示,小朋友坐在滑雪板上随滑雪板一起运动.
【典例】如图所示,物体A的重力为20 N,物体B的重力为40 N,B与A、B与地面间的动摩擦因数均为0.5.当用水平力向左匀速拉动物体B时,试求:(1)物体A所受滑动摩擦力的大小和方向;(2)地面所受滑动摩擦力的大小和方向.
解析:(1)物体A、B为叠加体,先分析物体A的受力情况.物体A相对物体B向右滑动,物体B对物体A的滑动摩擦力方向向左,物体A对物体B的压力FN1=GA,所以物体A受到物体B的摩擦力FfA=μFN1=μGA=0.5×20 N=10 N.(2)分析物体B的受力情况.物体B相对地面向左运动,物体B所受地面的滑动摩擦力方向向右,物体B对地面的压力FN2=GA+GB,所以物体B所受地面的滑动摩擦力FfB=μFN2=μ(GA+GB)=0.5×(20+40) N=30 N,根据力作用的相互性,地面所受B施加的摩擦力大小也为30 N,方向水平向左.
答案:(1)10N 水平向左 (2)30N 水平向左
知识点一 滑动摩擦力
1.滑动摩擦力:两个 的物体,当它们 时,在接触面上产生的一种阻碍 的力.2.滑动摩擦力方向:总是沿着接触面,并且跟物体 的方向相反。
1. 相互接触的两个物体之间只有 的趋势,而没有相对运动,这时的摩擦力叫作静摩擦力.2.静摩擦力方向:总是沿着接触面,并且跟物体 的方向相反.
3.静摩擦力大小.(1)最大静摩擦力:如图所示,物体所受的静摩擦力的最大值Fmax在数值上 物体即将开始运动时的拉力.
(2)大小范围: .
1.两个物体相互接触并挤压就一定存在摩擦力.( )2.运动的物体也可能受到静摩擦力.( )3.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动.( )4.静摩擦力的大小随其他力而变化.( )5.有摩擦力说明一定有弹力.( )6.物体间的压力越大,则摩擦力越大.( )
(一) 如图所示,某同学做探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验,铁块和木块的大小和形状完全相同,实验时先调节长木板水平,弹簧测力计拉着物块在长木板上沿水平方向做匀速直线运动.弹簧测力计的示数为物块与木板间滑动摩擦力的大小.
答案:木块和铁块叠在一起时弹簧测力计的示数较大,说明当接触面粗糙程度不变时,物体间的压力越大,滑动摩擦力越大.滑动摩擦力的大小与相互接触的物体间的压力有关.
1.第一次先拉着铁块做匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数,如图甲所示;然后再把木块叠放在铁块上,使二者一起做匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数,如图乙所示.两次弹簧测力计的示数大小有什么关系?这说明什么问题?
2.继续将铁块和木块叠放在一起,但木块在下,铁块在上,如图丙所示.弹簧测力计的示数与图乙相比有什么变化?说明什么问题?
答案:铁块在下时,摩擦力发生在铁块和长木板之间,接触面是“木—铁”;木块在下时,摩擦力发生在木块与长木板之间,接触面是“木—木”.“木—木”接触时,弹簧测力计的示数变大,即滑动摩擦力变大,说明当压力不变时,滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度、接触面的材料有关.
(二) 另一同学认为上面的探究实验操作起来误差较大,因为用手拉动弹簧测力计使物块做匀速直线运动太过困难.基于此,他重新设计了实验,如图丁所示.将弹簧测力计一端挂在物块上,另一端固定在墙上,用手拉动木板做直线运动.
3.比较两次的实验装置,分析第二种实验操作有何优点.
答案:两次实验装置都是利用了二力平衡,即弹簧测力计的拉力大小等于滑动摩擦力.第一种实验装置的物块只有在做匀速直线运动时才满足上述关系;而第二种实验装置,不论外力多大,木板做什么运动,弹簧测力计示数稳定后,物块一定处于静止状态,弹簧测力计示数一定等于木板对物块的滑动摩擦力大小.
4.按照图丁的实验装置,分别用大小不一样的外力拉动木板,观察弹簧测力计的示数有何特点?说明了什么问题?
答案:可以观察到木板的速度不一样,但弹簧测力计的示数相同,说明滑动摩擦力的大小与物体相对运动的速度无关.
5.请讨论并总结滑动摩擦力的产生条件.
答案:滑动摩擦力的产生条件:(1)物体相互接触且挤压(物体间有弹力);(2)接触面粗糙;(3)物体间有相对运动.
1.判断滑动摩擦力有无的方法.(1)条件法:根据滑动摩擦力的产生条件判断.(2)二力平衡法:当物体处于平衡状态(静止或者匀速直线运动)时,根据二力平衡条件判断.2.对滑动摩擦力的理解.(1)“相对运动”指的是研究对象相对于与其接触的物体的运动.物体之间的相对运动,都是以施力物体为参考系的,而不一定是物体对地的运动,相对地面静止的物体可能受滑动摩擦力.(2)“阻碍”:滑动摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动.滑动摩擦力既可与物体的运动方向相同作为动力,也可与物体的运动方向相反作为阻力.
如图所示,小车停在光滑的水平面上,小车上放一物体,当用水平向右的力F拉动物体在小车上发生相对滑动时,小车也沿水平面向右运动.
物体受到小车的滑动摩擦力Ff与物体的运动方向相反,是阻力;小车受到物体的滑动摩擦力Ff'与小车的运动方向相同,是动力.3.计算滑动摩擦力的方法.(1)公式法:根据公式Ff=μFN计算.(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.
【典例1】下列情景中,物体M所受滑动摩擦力Ff的示意图正确的是( )
A.物体沿粗糙的水 平地面向左运动
C.物体贴着竖直墙 壁自由下落
解析:物体沿粗糙的水平地面向左运动时,受到向右的滑动摩擦力,选项A正确;物体沿斜坡上行时,受到沿斜坡向下的滑动摩擦力,选项B错误;物体贴着竖直墙壁自由下落时,物体与墙壁间没有弹力,则没有摩擦力,选项C错误;瓶子从手中滑下,则摩擦力方向向上,选项D错误.
判断滑动摩擦力方向的方法(1)选取研究对象(受滑动摩擦力作用的物体);(2)选取跟研究对象接触的物体为参考系;(3)找出研究对象相对参考系的运动方向;(4)滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反.
【典例2】当水平拉力为F=40 N时质量为m1=10 kg的木板A可以在水平面上匀速前进.若在木板上再放一个质量为m2的铁块B,为使它们匀速前进,水平拉力F'为60 N,如图所示,求铁块B的质量.g取10 N/kg.
解析:拉力F=40 N时,由二力平衡知,滑动摩擦力Ff=40 N,木板对水平面的压力F压=m1g=100 N,由Ff=μF压得,动摩擦因数μ=0.4.当拉力F'=60 N时,木板对水平面的压力F压'=(m1+m2)g,摩擦力Ff'=60 N,Ff'=μF压',解得m2=5 kg.
正确理解滑动摩擦力公式Ff=μFN(1)动摩擦因数μ的大小跟相互接触的两个物体接触面的材料、接触面的情况(粗糙程度、干湿情况)有关.(2)根据Ff =μFN可知,滑动摩擦力的大小只由μ 和FN决定,与物体的接触面积、物体如何运动无关.(3)FN是物体所受的支持力,大小不一定等于物体的重力,FN的大小根据受力情况确定.
在水平桌面上放一质量较大的木块,用弹簧测力计水平向右拉木块.
1.当测力计的示数为1 N时,木块有相对桌面运动的趋势但没有运动,为什么?
答案: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.当逐渐增大拉力到2 N 时,木块仍静止,随着拉力的增大,静摩擦力有什么变化?
答案:静摩擦力的大小随着拉力的增大而增大.
3.继续增大拉力到4 N时,木块开始运动,此时弹簧测力计的拉力突然减小到3.8 N,此后木块做匀速直线运动,拉力保持3.8 N不变,这个现象说明了什么问题?
答案:当木块开始运动时,木块与桌面之间的静摩擦力达到最大,即最大静摩擦力.拉力突然变小,此后木块做匀速直线运动,说明两个物体之间的滑动摩擦力小于最大静摩擦力.
4.请讨论并总结出静摩擦力的产生条件.
答案:静摩擦力的产生条件:(1)物体相互接触且挤压(物体间有弹力);(2)接触面粗糙;(3)物体间有相对运动趋势.
1.对静摩擦力的理解.(1)“相对静止”的两种情况:一是两个物体都静止;二是两个物体做方向相同、速度相同的运动.(2)“相对运动趋势”:指一个物体相对于与它接触的另一个物体有运动的可能,但仍处于相对静止状态.相对运动趋势既可由外力引起,也可由接触物体的运动状态发生改变而引起.如图所示,箱子静置于在水平公路上行驶的货车上.
显然箱子在水平方向上不受其他力的作用,当货车匀速前进时,箱子与货车之间没有相对运动趋势,故无静摩擦力.当货车加速、减速、转弯时,箱子相对于货车分别有向后、向前、向外的运动趋势.(3)阻碍效果:静摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动趋势.静摩擦力既可与物体的运动方向相同作为动力,也可与物体的运动方向相反作为阻力.如图所示,用弹簧测力计沿水平方向拉木块,木板和木块一起向右匀速运动.
木块所受木板的静摩擦力Ff1的方向与木块运动的方向相反,是阻力;木板所受木块的静摩擦力Ff2的方向与木板运动的方向相同,是动力;木板受到桌面的滑动摩擦力Ff3的方向与木板运动的方向相反,是阻力;桌面受到木板向右的滑动摩擦力,但是桌面没有运动.2.静摩擦力的大小.(1)取值范围:0
4.静摩擦力与滑动摩擦力的区别与联系.
说明:最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大;在有些计算中可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.
【典例3】如图所示,物体A、B在力F作用下一起以相同速率沿F方向匀速运动.关于物体A所受的摩擦力,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相同B.甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相反C.甲、乙两图中物体A均不受摩擦力D.甲图中物体A不受摩擦力,乙图中物体A受摩擦力,方向和F相同
解析:用假设法分析.甲图中,假设A受摩擦力,与A做匀速运动不符,所以A不受摩擦力;乙图中,假设A不受摩擦力,A将相对B沿斜面向下运动,则知A受沿F方向的摩擦力.选项D正确.
判断静摩擦力有无的方法(1)条件法:根据摩擦力的产生条件判断.(2)二力平衡法:当物体处于静止或匀速直线运动状态时,根据二力平衡条件判断.(3)假设法:判断静摩擦力的思维过程如下.
【典例4】如图所示,重力为40 N的木块原来静止在水平桌面上,某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用,其中F1=13 N,F2=6 N.已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求:(1)木块所受的摩擦力的大小和方向;(2)当只将F1撤去时,木块受到的摩擦力的大小和方向.
解析:本题综合考查滑动摩擦力和静摩擦力的大小和方向的判断,题目信息最大静摩擦力等于滑动摩擦力是解决此题的关键.当木块运动时受到的滑动摩擦力为F滑=μFN=μG=0.2×40 N=8 N,即木块与桌面间的最大静摩擦力Fmax=8 N.(1)加上F1、F2后,F1和F2的共同作用相当于一个大小为F=F1-F2=7 N方向向右的力.由于F
计算摩擦力的方法(1)先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力.(2)计算滑动摩擦力:公式法、二力平衡法.(3)计算静摩擦力:二力平衡法.
1.下列操作能减小摩擦力的是( )A.汽车换上新轮胎B.短跑运动员换上钉子鞋C.卫生间铺上防滑垫D.电风扇转轴处加上润滑油
2.如图所示,物体质量为m,与水平桌面间的动摩擦因数为μ,受水平向右的推力F的作用匀速运动,重力加速度为g.物体从图示位置到物体右端滑离桌边三分之一的过程中,下列说法正确的是( )
A.推力F的大小始终是μmgB.物体所受摩擦力逐渐减小C.因接触面积变小,动摩擦因数μ会变大D.推力F因物体悬空部分变大而变小
3.一物块在水平力拉动下,沿静止的水平传送带由A端运动到B端,如图甲所示,这时所受摩擦力为F1;现开动机械让传送带向左匀速传动,再次将该物块由传送带的左端匀速拉动到右端,这时所受摩擦力大小为F2,如图乙所示.则F1、F2的大小关系满足( )
A.F1=F2 B.F1
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F1=8.0 N时,木箱静止;当拉力F2=10.3 N时,木箱做匀速直线运动.g取9.8 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.
答案:(1)0.35 (2)8.0 N (3)10.3 N
(2)当拉力F1=8.0 N时,木箱静止,木箱水平方向所受到的静摩擦力Ff2与F1是一对平衡力,则有Ff2=F1=8.0 N.(3)当拉力F3=12.0 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(1)可以知道,Ff3=Ff1=10.3 N.
模型建构——三种模型中的摩擦力方向问题
分析摩擦力有无和方向的模型1.单物块模型.如图所示,儿童沿滑梯下滑时受到滑动摩擦力的作用,方向沿斜面向上.
2.传送带模型.如图所示,顾客随商场的自动扶梯匀速运动时受到静摩擦力作用,摩擦力方向沿扶梯向上.
3.叠加体模型.两个或两个以上的物体叠加在一起,在拉力作用下向前运动时,下方物体受到地面摩擦力的作用,方向向后,上方物体是否受到摩擦力作用要根据物体的运动状态判断.如图所示,小朋友坐在滑雪板上随滑雪板一起运动.
【典例】如图所示,物体A的重力为20 N,物体B的重力为40 N,B与A、B与地面间的动摩擦因数均为0.5.当用水平力向左匀速拉动物体B时,试求:(1)物体A所受滑动摩擦力的大小和方向;(2)地面所受滑动摩擦力的大小和方向.
解析:(1)物体A、B为叠加体,先分析物体A的受力情况.物体A相对物体B向右滑动,物体B对物体A的滑动摩擦力方向向左,物体A对物体B的压力FN1=GA,所以物体A受到物体B的摩擦力FfA=μFN1=μGA=0.5×20 N=10 N.(2)分析物体B的受力情况.物体B相对地面向左运动,物体B所受地面的滑动摩擦力方向向右,物体B对地面的压力FN2=GA+GB,所以物体B所受地面的滑动摩擦力FfB=μFN2=μ(GA+GB)=0.5×(20+40) N=30 N,根据力作用的相互性,地面所受B施加的摩擦力大小也为30 N,方向水平向左.
答案:(1)10N 水平向左 (2)30N 水平向左
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