磨擦力大小的測和算

1、磨擦力大小的測和算 摩擦力是最常見的一種力.沒有摩擦力.我們就寫不成字；沒有摩擦力，人們將寸步難行；沒有摩擦力，開動的汽車將無法停下來了摩擦力有利也有弊，為了更好發(fā)揮摩擦力的好處。讓它為我們服務(wù).也為了減小摩擦力可能帶來的麻煩.我們就要學(xué)習(xí)與摩擦力相關(guān)的知識，知道摩擦力的大小，并在生活中自覺運(yùn)用摩擦力的知識去解決實(shí)際問題. 摩擦力的測量 兩個物體接觸（接觸面粗糙且有相互擠壓）并發(fā)生相對滑動時.接觸面上就產(chǎn)生了阻礙其相對運(yùn)動的滑動摩擦力.滑動摩擦力的方向總是與物體相對運(yùn)動的方向相反. 探究滑動摩擦力的大小與什么因素有關(guān).是初中物理的一個重要探究實(shí)驗(yàn).首先.我們可以選擇一個小木塊，將小木塊放在水平

2、長木板上.讓它在水平長木板上運(yùn)動，于是，就產(chǎn)生了一個摩擦力。我們必須測量出這個摩擦力的大小.那么這個摩擦力的大小怎么測量呢？ 滑動摩擦力的大小是間接測量出來的.采用的是物理學(xué)中一種常用的方法等效替代法.如圖1，可用彈簧測力計拉著小木塊在水平長木板上做勻速直線運(yùn)動。此時小木塊受力平衡.根據(jù)二力平衡的知識.水平方向的彈簧測力計的拉力大小等于小木塊受到的摩擦力，那么，讀出彈簧測力計的示數(shù).就測量出滑動摩擦力的大小了. 例1 學(xué)過摩擦力知識后.小明想探究摩擦力大小是否與壓力、重力都有關(guān)系.他利用如圖2所示的裝置進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn). 實(shí)驗(yàn)步驟如下： 把金屬盒放在質(zhì)量不計的白紙上.讀出臺式測力計的示數(shù)；在拉動白

3、紙的過程中，讀出彈簧測力計的示數(shù). 將質(zhì)量不計的氫氣球系在金屬盒上.讀出臺式測力計的示數(shù)；在拉動白紙的過程中，讀出彈簧測力計的示數(shù). 讓氫氣球繼續(xù)系在金屬盒上.再往金屬盒中注入適量的沙子，使臺式測力計的示數(shù)與步驟中的示數(shù)相等：在拉動白紙的過程中.讀出彈簧測力計的示數(shù). 實(shí)驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)如表1. （1）此實(shí)驗(yàn)是根據(jù)_原理測出摩擦力大小的. （2）與直接用彈簧測力計拉動金屬盒測量摩擦力相比，拉動白紙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)具有容易操作的優(yōu)點(diǎn).具體體現(xiàn)在：_.（寫出一條即可） （3）請你補(bǔ)齊表1中空格處的數(shù)據(jù)，其值為_n. （4）實(shí)驗(yàn)中是通過_來改變金屬盒總重的. （5）比較實(shí)驗(yàn)步驟_（填序號）的數(shù)據(jù)，說明摩擦力大小與

4、重力無關(guān). 解析：（1）實(shí)驗(yàn)中用到了相對運(yùn)動的知識.拉動白紙向左運(yùn)動，金屬盒相對于白紙就向右運(yùn)動.此時金屬盒受到了白紙對它的向左的滑動摩擦力.由于金屬盒實(shí)際上始終是靜止在臺式測力計上的.它受到的應(yīng)是平衡力.根據(jù)二力平衡的知識.金屬盒受到的摩擦力的大小等于彈簧測力計的示數(shù).（2）在探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中.一般是需要拉動物塊做勻速直線運(yùn)動的，但實(shí)際操作時。難以保證物塊做的是勻速直線運(yùn)動.本實(shí)驗(yàn)中是白紙在運(yùn)動.此時金屬盒對白紙的壓力不變.接觸面的粗糙程度不變，則白紙與金屬盒之間的滑動摩擦力不變，白紙不必做勻速直線運(yùn)動，所以操作容易.（3）雖然氫氣球系在金屬盒上，但氫氣球的質(zhì)量不計

5、.所以金屬盒的總重g不變，仍為4.8 n，但對臺式測力計的壓力變小了.（4）往金屬盒內(nèi)注入適量的沙子，金屬盒的總重就增加了.（5）比較，臺式測力計示數(shù)4.8 n不變，金屬盒的總重由4.8 n變?yōu)?.4n.但是彈簧測力計示數(shù)為1.8 n不變.可見，重力改變。壓力不變，滑動摩擦力的大小不變.從而得出結(jié)論：滑動摩擦力的大小與物體所受的重力大小無關(guān). 答案：（1）二力平衡 （2）不需要勻速拉動白紙（3）4.8 （4）往金屬盒內(nèi)注入沙子 （5） 點(diǎn)評：此題中測滑動摩擦力大小的方法是對課本實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn).更方便對滑動摩擦力的測量.由于水平面上靜止的物體對水平面的壓力大小等于它所受的重力，所以時常被誤認(rèn)為滑

6、動摩擦力大小與物體所受的重力有關(guān)，此題有助于糾正這個錯誤觀點(diǎn).第（5）問中，要得出摩擦力大小與重力無關(guān)的結(jié)論，就要選擇壓力不變而重力不同的兩次實(shí)驗(yàn)作比較. 摩擦力的計算 1.計算靜摩擦力的大小 當(dāng)兩個相互接觸的物體之間有相對運(yùn)動的趨勢時，接觸面上就產(chǎn)生了靜摩擦力.靜摩擦力起阻礙物體相對運(yùn)動的作用，其大小總等于欲使物體運(yùn)動的那個力的大小. 例2 如圖3所示為靜止在豎直墻面上的爬墻遙控車.其質(zhì)量為0.03 kg，“腹部”有吸盤.當(dāng)爬墻遙控車的真空泵將吸盤內(nèi)的空氣向外抽出時.遙控車能牢牢吸在豎直的墻面上而不會掉落.這是因?yàn)檫b控車受到了_的作用，其大小等于_.（取g=10 n/kg） 解析：由于遙控車

7、受到重力的作用.相對于墻壁有向下運(yùn)動的趨勢.墻壁會對遙控車產(chǎn)生阻止它向下運(yùn)動的靜摩擦力.遙控車靜止在墻壁上.此摩擦力與重力是一對平衡力.遙控車所受的重力g=mg=0.03kg10 n/kg=0.3 n，則它所受的豎直向上的靜摩擦力大小也等于0.3 n. 答案：摩擦力（或靜摩擦力）0.3 n 點(diǎn)評：計算靜摩擦力，要用到二力平衡的條件，相互平衡的兩個力大小相等. 2.計算滑動摩擦力的大小 實(shí)驗(yàn)證明，滑動摩擦力的大小與壓力的大小以及接觸面的粗糙程度有關(guān).壓力越大.接觸面越粗糙.滑動摩擦力越大. 初中階段，滑動摩擦力的大小一般要利用二力平衡的知識來計算.例如物體做勻速直線運(yùn)動時.滑動摩擦力大小一定等于

8、使其前進(jìn)的動力. 倒3 如圖4所示.一個重為g的物體放在水平地面上.在水平向右的拉力f作用下.沿水平面向右做勻速直線運(yùn)動，已知g=40n，f=ion. （1）求運(yùn)動過程中物體受到滑動摩擦力廠的大小. （2）我們知道，滑動摩擦力廠的大小是由物體接觸面間的壓力fn和接觸面的粗糙程度決定的.物理學(xué)中用動摩擦因數(shù)p表示接觸面的粗糙程度，則有關(guān)系式f=fn成立.求圖4中物體與地面間的動摩擦因數(shù). 解析：（1）物體在水平方向上受到兩個力的作用，分別是拉力和摩擦力，由于物體做勻速直線運(yùn)動.受到的拉力和摩擦力是一對平衡力.所以滑動摩擦力等于拉力，即f=f=10n. （2）物體放在水平面上，水平面受到的壓力等于

9、物體所受的重力，即fu=g=40 n.由關(guān)系式f=fn，帶入數(shù)據(jù)可求得圖中物體與地面間的動摩擦因數(shù)=f/fn 答案：（1）10 n. （2）0.25. 點(diǎn)評：物體做勻速直線運(yùn)動時受到的力是平衡力，利用二力平衡的知識求解滑動摩擦力的大小.是初中階段常用的方法.由于滑動摩擦力的大小只與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān).若該題目中物體做加速或者減速運(yùn)動，滑動摩擦力的大小都不會改變.仍然是10 n. 學(xué)即用，練一練： 1.小明同學(xué)在做“探究滑動摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)過程中，將木板水平固定后.用水平力拉動圖5甲中的物塊m在木板上滑動.當(dāng)物塊勻速滑動時，彈簧測力計的示數(shù)為1.6 n.設(shè)物塊m受到的滑

10、動摩擦力為f1，f1=n.如圖5乙所示，小明在物塊m上加個砝碼后.再次用水平力拉動物塊m在同一木板上勻速滑動.設(shè)此時物塊m受到的滑動摩擦力為f2，則f2（填“大于”“小于”或“等于”）f1. 2.如圖6所示.疊放在一起的物體a和b在大小為f的恒力作用下沿水平面做勻速直線運(yùn)動.則下列結(jié)論正確的是（ ）. a.甲、乙兩圖中a物體所受的摩擦力大小均為f b.甲、乙兩圖中b物體受到地面對它的摩擦力均為f c.甲圖中，物體a受到的摩擦力為零，物體b受到地面對它的摩擦力為f d.乙圖中，物體a受到的摩擦力為f.物體b受到地面對它的摩擦力為f 3.在“探究影響滑動摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)中. （1）將物體a置于水平木板上，用彈簧測力計沿水平方向拉動，使其做運(yùn)動，這時滑動摩擦力的大小等于彈簧測力計拉力的大小. （2）小明設(shè)計了如圖7所示的實(shí)驗(yàn)方案.通過實(shí)驗(yàn)得到了正確的結(jié)論. 下列各種現(xiàn)象中，利用了該實(shí)驗(yàn)結(jié)論的是 （選填字母）. a.汽車在結(jié)冰的路面行駛時.在車輪上纏繞鐵鏈 b.用力壓住橡皮.擦去寫錯的字