研究摩擦力學案2

1、3.2 研究摩擦力【學習目標】一、知識與技能1、知道滑動摩擦力概念及產(chǎn)生的條件，會判斷滑動摩擦力的方向。2、知道滑動摩擦力概念及產(chǎn)生條件，知道滑動摩擦力的大小跟什么有關，知道滑動摩擦力跟壓力成正比。3、知道靜摩擦力概念及產(chǎn)生的條件，會判決靜摩擦力的方向，知道最大靜降擦力的概念。二、過程與方法1、培養(yǎng)利用物理語言分析，思考，描述摩擦力概念和規(guī)律的能力；2、培養(yǎng)利用對比分析總結問題的能力和實驗探究能力；3、學會在實驗中如何控制變量和實驗條件。三、情感、態(tài)度與價值觀1、利用實驗和生活實例激發(fā)學習興趣；2、培養(yǎng)實踐認識（規(guī)律）實踐（解決實際問題）的思想?！緦W習重點】1、滑動摩擦力產(chǎn)生的條件及規(guī)律，并會

2、用F摩Fn解決具體問題；2、靜摩擦力產(chǎn)生的條件及規(guī)律，正確理解最大靜摩擦力?！局R要點】一、滑動摩擦力1、產(chǎn)生的條件（1）接觸面粗糙；（2）相互接觸且擠壓；（3）有相對運動。2、大小：fN（：動摩擦因素）3、方向：總與接觸面相切，并與物體的相對滑動方向相反。二、靜摩擦力1、產(chǎn)生的條件（1）接觸面粗糙；（2）相互接觸且擠壓；（3）有相對運動的趨勢。2、大?。?ffm（根據(jù)具體情況而定）（1）沒有一個固定值；（2）有一最大值，f mf動。3、方向：總與接觸面相切，并與物體相對運動趨勢的方向相反。【問題探究】摩擦力一定是阻力嗎?解答：(1)滑動摩擦力阻礙的是物體間的相對運動，并不總是阻礙物體的運動它

3、也可能作為動力，對物體做正功例如，在運行的傳送帶上放一初速度為零的工件A(如圖1-2-1).則在工件A未達到與傳送帶速度相等前A相對傳送帶向左滑動，但相對地仍為向右運動所以工件所受滑動摩擦力的方向與工件的運動方向是一致的此滑動摩擦力是動力對工件做正功(2)靜摩擦力阻礙的是物體間的相對運動趨勢，并不是阻礙物體的運動它可以作阻力，也可以作動力例如，如圖l-2-2中的甲圖物體B疊放在物體A上水平地面光滑，外力F作用于物體A上，使它們一起運動因B隨A一起向右加速，故B受合力一定向右，而B在水平方向只受靜摩擦力的作用，所以，B受靜摩擦力一定向右，如圖1-2-2中的乙圖，對B起動力的作用由作用力與反作用力

4、關系知A受到B的靜摩擦力向左對A起阻力的作用圖1-2-2【疑難解析】例題 如圖3，為傾角是30固定的立體圖斜面。在該斜面上有一重為G的物體P，若用與斜面底邊AB平行的恒力推它，恰好能使它做勻速直線運動。則該物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為 。錯解 依平衡條件，斜面對物體P的滑動摩擦力恰與推力F平衡，有而物體P與斜面的壓力則所求的動摩擦因數(shù)為剖析 上述解答忽視了對物體P在立體斜面橫向滑動這一新情景下的受力情形進行全面分析，未注意它所受的重力平行斜面向下這一分力產(chǎn)生的效果，從而在應用平衡條件時，片面地認為滑動摩擦力恰好等于推力F，其解答一開始就陷入誤區(qū)。正解 依公式，要求出動摩擦因數(shù)，必須先求出滑動摩

5、擦力和壓力的大小。求大小的方法并非唯一，下面介紹其中一種方法。物體P共受四個外力，即除受推力F外，還受重力G，斜面的支持力（等于壓力）和摩擦力。將重力G沿平行斜面（與BC平行）和垂直斜面方向正交分解，分別得出分力和，顯然有，可以認為物體P相對斜面同時參與兩個運動：一個是沿推力F方向的滑動，另一個是沿方向的滑動，這兩個運動的合運動方向就是其在斜面上實際運動方向，且這一方向恰為F與的合力的方向，如圖4所示（圖中的平行四邊形實為矩形）。合力的大小可依勾股定理求出，即 已知物體P沿斜面做勻速運動，依平衡條件，它所受的滑動摩擦力必跟方向相反（即跟相對斜面的實際運動方向相反），且大小相等，得 顯然，物體P

6、與斜面的壓力為則有 【典型例題】例1關于摩擦力的說法，下列說法中正確的是（ ）A. 兩個接觸的相對靜止的物體間一定有摩擦力B. 受靜摩擦作用的物體一定是靜止的C. 滑動摩擦力方向一定與運動方向相反D. 物體間正壓力一定時，靜摩擦力的大小可以變化，但有一個限度 解析：兩個相對靜止的物體間不一定有靜摩擦力，還要看它們間是否有相對滑動趨勢。例如靜止在水平地面上的汽車，它們之間就沒有靜摩擦力。受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的，例如與傾斜的勻速運動的輸送帶相對靜止的物體，物體與輸送帶之間有相對滑動的趨勢，所以有靜摩擦力存在，但物體并不是靜止的。產(chǎn)生靜摩擦力時只要與接觸面相對靜止就行了。上述的輸送帶如突

7、然加速，物體就可能受到與運動方向一致的滑動摩擦力。所以A、B、C三個選項都是錯的。在正壓力一定時，靜摩擦力的大小可以因外力的變化而變化，但不能超過最大靜摩擦力，這就是一個限度。本題目正確的選項是D。 拓展：（1）不管靜摩擦還是滑動摩擦力的方向，都要注意與接觸面的“相對性”（2）值得注意的是，正壓力變化時靜摩擦力不一定變化，但最大靜摩擦力肯定變化。 例2要使木塊在水平木桌上滑動受到的摩擦力小些，下列措施中有效的是 （ ） 解析：影響滑動摩擦力大小的因素有兩個，一是正壓力的大小，二是動摩擦因數(shù)。本題中正壓力不變，只要考慮動摩擦因數(shù)的大小。動摩擦因數(shù)的大小與接觸面的光滑程度和接觸面的材料有關，A選項

8、正確。根據(jù)教材的表格，木與木之間的動摩擦因數(shù)是，而木與金屬之間的動摩擦因數(shù)為，所以B選項正確。動摩擦因數(shù)與運動速度無關（汽車剎車時路面摩擦因數(shù)改變是因為溫度變化）所以C選項錯誤。動摩擦因數(shù)與接觸面積無關，D選項錯誤。本題目正確選項為AB。 拓展：正因為動摩擦因數(shù)與接觸面積的大小無關，所以一塊勻質長木板在水平桌面上滑動時，在它伸出桌面的長度小于總長度的1/2的情況下，木板所受滑動摩擦力不變。 例3如圖331所示，用50N的水平推力F將重24N的物塊壓在豎直墻面上，物塊沿墻面下滑，物塊與墻面間的動摩擦因數(shù)，求：墻面對物塊的摩擦力大小。 解析：由題意可知，物塊與墻面間存在滑動摩擦力，物塊與墻面間存在

9、相互作用力，即：墻面對物塊的彈力和物塊對墻面的壓力，它們大小相等。而水平推力與墻面對物塊的彈力相平衡，故物塊對墻面的壓力大小與水平推力大小相等，即：FN=50N，根據(jù)Ff=FN可得：Ff=0.450N=20N。 拓展：有同學誤認為物塊對墻面的壓力大小FN與物體的重力大小相等，這完全是沒有真正理解正壓力的含義，而是死記住初中階段學習摩擦力時，壓力大小等于重力大小這類簡單問題。如圖332所示，甲、乙、丙三個物體的質量相等，與地面的動摩擦因數(shù)相同，受到三個大小相同的作用力，當它們滑動時，受到的摩擦力大小的情況，下列說法正確的是：（）A甲、乙、丙三個物體所受摩擦力大小相等B甲受到的摩擦力最大C乙受到的

10、摩擦力最大D丙受到的摩擦力最大由于FN乙FN丙FN甲故物塊所受滑動摩擦力大小關系：Ff乙Ff丙Ff甲，選項C正確。【規(guī)律總結】靜摩擦力是否存在及其方向的判斷方法 方法一：假設法 1判定靜摩擦力方向的依據(jù)是“靜摩擦力的方向總是跟接觸面相切，并且跟相對運動趨勢的方向相反” 2其步驟為： (1)選研究對象(受靜摩擦力作用的物體)。 (2)選跟研究對象接觸的物體為參考系 (3)假設接觸面光滑，找出研究對象相對參考系的速度方向(即相對運動趨勢的方向) (4)靜摩擦力方向與相對運動趨勢的方向相反 方法二：根據(jù)物體的運動情況，利用平衡條件或牛頓第二定律判斷【當堂反饋】1下列關于摩擦力的說法中，正確的是（ ）

11、 A摩擦力的大小一定與正壓力成正比 B摩擦力一定是阻力 C摩擦力一定是阻力 D運動的物體可能受到靜摩擦力2下列關于摩擦力的敘述中正確的是（ ） A滑動摩擦力的大小與物體間的正壓力大小成正比 B滑動摩擦力的大小與接觸面的性質有關，與接觸面面積的大小無關 C靜摩擦力的大小與物體間的正壓力大小成正比 D最大靜摩擦力隨物體間正壓力增大而增大3 C是水平地面，A、B是兩個長方形物塊，F(xiàn)是作用在物塊B上沿水平方向的力。物體A和B以相同的速度作勻速直線運動，由此可知，A、B間的動摩擦因數(shù)U1和B、C間的動摩擦因數(shù)U2有可能是 （ ） AU1=0，U2=0 BU1=0，U20CU10，U2=0 DU10，U2

12、0 4汽車發(fā)動機通過變速器和后輪相連，當汽車由靜止開始向前開動時，關于前輪和后辦所受的摩擦力的方向是（ ） A前后輪受到的摩擦力方向都向后 B前后輪受到的摩擦力方向都向前 C前輪受到的摩擦力方向向前，后輪受到的摩擦力方向向后 D前輪受到的摩擦力方向向后，后輪受到的摩擦力方向向前5一根質量為m、長為L的均勻長方體木料放在水平桌布，木料與桌面間的動摩擦因數(shù)為u， 現(xiàn)用水平力F推木料，當木料有1/3伸出桌面時，桌面對它的摩擦力大小為_.6水平地面上的木箱，在水平向右的恒力F1=100N和水平向左的恒力F2=20N作用下靜止不 動，這時木箱受到地面的靜摩擦力方向_，大小為_。若撤去F1，這時木箱在水平

13、方向上受到的合力為_。 7如圖1-2-14所示，滑塊A以一定的初速度沿木板B向右滑動。已知滑塊A的質量為m1，木板的質量為m2，m2 m1，A、B間的動摩擦因數(shù)和B與地面間的動摩擦因數(shù)均為u，則在A滑動過程中，A受到的摩擦力f1=_。木塊B受到地面的摩擦力f2=_。8兩塊同的木板在水平壓力作用下，夾持著重量均為G的完全相同的6塊磚，保持靜止不動的狀態(tài)，這時3、4兩塊磚之間相互作用的摩擦力為_?！緟⒖即鸢浮?D 2A、B、D 3B、D 4D 5umg 6水平向左，80N，0 7um1g，um1g 80【反思】收獲疑問【閱讀資料】摩擦三兄弟摩擦三兄弟就是指靜摩擦、滑動摩擦和滾動摩擦，它們都是摩擦家

14、族的成員。說起摩擦，大家一定不陌生，因為摩擦是我們生活中司空見慣的現(xiàn)象，我們每時每刻都在和摩擦打交道。我們走路、吃飯、洗衣服依靠摩擦；各種車輛的行使依靠摩擦，機器運轉離不開摩擦；就是建造房子也離不開摩擦。假如沒有了摩擦，世界將會變成什么樣？真是不可想象?？梢哉f，摩擦是我們人類離不開的好朋友。但是在很多場合，摩擦三兄弟扮演著“不受歡迎”的角色。在現(xiàn)代汽車中，20的功率要用來克服摩擦；飛機上的活塞式發(fā)動機因摩擦損耗的功率要占10，就是最先進的渦輪噴氣發(fā)動機也要為克服摩擦損耗2的功率。世界上有數(shù)以萬計的汽車、數(shù)以萬架的飛機，這樣每年要有多少材料被白白浪費掉，真是可惜。但更為嚴重的是，摩擦還會造成機器零部件的磨損。據(jù)報道，英國在這方面損失每年要超過20億美元。摩擦除了導致磨損之外，還會使航空和航天器過度發(fā)熱，這更是現(xiàn)代科技遇到的又一難題。當飛機著陸的時候，閘閥和閘輪會摩擦產(chǎn)生紅熱現(xiàn)象，這樣的高溫使機閘材料變軟、變質，一幅價格昂貴的閘瓦和閘輪，往往只使用了幾次就報廢了。當宇宙飛船返回地面的時候，由于高速船體與空氣之間的摩擦，會使整個船體成為一個通紅的火球，為了保護飛船里的宇航員和各種儀器設備，人們不得不付出昂貴的代價，用耐高溫的特