高中物理 3.2研究摩擦力 學(xué)案1 粵教版必修1

1、§3.2 研究摩擦力【學(xué)習(xí)目標(biāo)】知識與技能：1認識滑動摩擦的規(guī)律，知道滑動摩擦因數(shù)與相互接觸的物體的材料和接觸面的粗糙程度有關(guān)。2能運用動摩擦因數(shù)計算摩擦力。3認識靜摩擦的規(guī)律，知道靜摩擦力的變化范圍及最大值。4知道最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力。過程與方法：1經(jīng)歷探究實驗的過程，學(xué)習(xí)從實驗結(jié)果總結(jié)規(guī)律的方法。2學(xué)習(xí)通過查閱資料的形式，了解生活中的摩擦力現(xiàn)象。3通過對生活中各種摩擦的觀察與思考，學(xué)習(xí)結(jié)果表述的方法。在于情感態(tài)度與價值觀：在理解摩擦力的利與弊的過程中，領(lǐng)略自然界的和諧與奇妙，使價值觀得到提升?！緦W(xué)習(xí)重點】 1滑動摩擦力產(chǎn)生的條件及規(guī)律，并會用fN解決具體問題。2靜摩擦力產(chǎn)

2、生的條件及規(guī)律，正確理解最大靜摩擦力的概念。【知識要點】 摩擦力的產(chǎn)生條件為：兩物體直接接觸、相互擠壓、接觸面粗糙、有相對運動或相對運動的趨勢。這四個條件缺一不可。 兩物體間有彈力是這兩物體間有摩擦力的必要條件。（沒有彈力不可能有摩擦力）2.滑動摩擦力大小 在接觸力中，必須先分析彈力，再分析摩擦力。 只有滑動摩擦力才能用公式F=FN，其中的FN表示正壓力，不一定等于重力G。3.靜摩擦力大小必須明確，靜摩擦力大小不能用滑動摩擦定律F=FN計算，只有當(dāng)靜摩擦力達到最大值時，其最大值一般可認為等于滑動摩擦力，既Fm=FN靜摩擦力的大小要根據(jù)物體的受力情況和運動情況共同確定，其可能的取值范圍是 0Ff

3、Fm4.摩擦力方向摩擦力方向和物體間相對運動（或相對運動趨勢）的方向相反。摩擦力的方向和物體的運動方向可能成任意角度。通常情況下摩擦力方向可能和物體運動方向相同（作為動力），可能和物體運動方向相反（作為阻力），可能和物體速度方向垂直（作為勻速圓周運動的向心力）。在特殊情況下，可能成任意角度。【問題探究】 受靜摩擦力作用的物體一定靜止嗎?解答：物體是否受到靜摩力，與物體處于靜止還是運動狀態(tài)沒有關(guān)系關(guān)鍵是物體相對與其接觸的物體是否靜止，比如皮帶傳送機把貨物運往高處，物體是運動的，但相對皮帶沒有滑動，受到的是靜摩擦力其實，生活中很多運動的物體都受到靜摩擦力的作用如一個人端著一杯水走路，杯子受到手的摩

4、擦力；人走路時受地面的摩擦力；站在起動的火車上的人受到車廂底板的摩擦力當(dāng)然了，有大量的物體受靜摩擦力作用而保持靜止，如斜面上靜止不動的物體【疑難解析】例題 如圖1所示，質(zhì)量為m的物塊與水平轉(zhuǎn)臺之間的最大靜摩擦力為物塊重力的K倍，物塊與轉(zhuǎn)軸OO相距為R。物塊隨轉(zhuǎn)臺由靜止開始加速轉(zhuǎn)動，當(dāng)物塊的線速度增加到時即將在轉(zhuǎn)臺上滑動，則此時物塊所受摩擦力的大小和方向的判斷正確的是A，方向指向圓心B，方向指向圓心C，方向偏離圓心D，方向偏離圓心錯解 物塊即將在轉(zhuǎn)臺上滑動還未滑動時，轉(zhuǎn)臺對物塊的最大靜摩擦力恰好提供向心力，已知此時物塊做圓周運動的線速度為，故有的方向為沿著半徑指向圓心。由此可知，選項A、B均正確

5、。剖析 上述解答只考慮到物塊沿半徑方向（法向）遠離圓心的運動趨勢，而忽視了物塊沿切線方向的運動趨勢，將題意中轉(zhuǎn)臺的加速轉(zhuǎn)動混同為勻速轉(zhuǎn)動，片面地認為物塊所受的最大靜摩擦力恰好提供向心力，從而錯誤地選擇了A、B兩個選項。正解 物塊即將在轉(zhuǎn)臺上滑動時，所受的摩擦力為最大靜摩擦力，依題意有由于物塊隨轉(zhuǎn)臺由靜止開始加速轉(zhuǎn)動，在物塊開始滑動之前既有沿法向（半徑方向）遠離圓心的運動趨勢，又有沿切向（圓弧切線方向）滯后運動的趨勢。那么，物塊相對轉(zhuǎn)臺總的運動趨勢既不沿法向，也不沿切向，而是介于這兩者之間。則物塊所受靜摩擦力（含最大）的方向應(yīng)與其總的運動趨勢方向相反，這一方向顯然要偏離圓心，如圖2所示。故只有選

6、項C正確。且因這時是由最大靜摩擦力的一個分力提供內(nèi)心力，故選項D是錯誤的?！镜湫屠}】【例一】在一勻速轉(zhuǎn)動的傳送帶上有一質(zhì)量為m的物體A，物體A與傳送帶一起以速度V向右運動，如圖3-2-1所示，AV判斷物體A有受到摩擦力的作用嗎？解題分析: (圖3-2-1)解1：物體A與傳送帶以相同的速度勻速傳送，屬于平衡狀態(tài)，所以水平方向不受到摩擦力的作用；解2：假設(shè)物體A受到摩擦力的作用，且方向與其運動方向相反，那么物體A就不能做勻速運動，這與物體的狀態(tài)條件相矛盾，所以物體A沒有受到摩擦力的作用；【答案】物體A沒有受到摩擦力的作用。 發(fā)散：如果物體A靜靜地放上勻速傳送的傳送帶上，在此后很小的一段時間內(nèi)，物

7、體A有受到摩擦力的作用嗎？點評：本題容易范這樣的錯誤：“因為物體向右運動，所以物體A有受到摩擦力的作用，且方向與物體運動方向相反?！迸袛辔矬w有否受到滑動摩擦力，不是看物體有否運動，而是看物體有否相對運動；范此錯誤是因為沒有搞清以下兩個概念：1運動：通常是指絕對運動，是以地面為參考物；2相對運動：是相對接觸物（或點）的運動，是以接觸物（或點）為參考物；【例二】小明在一次勞動任務(wù)中負責(zé)把一個重為1000kg的書柜從教室前搬到后方，書柜與地面間的動摩擦系數(shù)為0.4，小明的最大推力為1200N，小明沿水平方向使勁地推了一下，書柜一動也不動，這下小明心急了：教室只剩下他一個人，怎樣也搬不動??？（f靜=f

8、動）1 小明開始使勁推一下書柜，不動；書柜一共受到幾個力的作用？2 為了使小明能完成任務(wù)，試用你學(xué)過的知識，幫小明想一個辦法完成任務(wù)；3 小明至少要先搬走多少書才能完成任務(wù)？(g=10m/s2)解題分析: 解：書柜靜止屬于平衡狀態(tài)：豎直方向書柜一定受到重力的作用，由二力平衡，地面對它一定有支持力的作用；水平方向書柜受到推力的作用，那么只能由摩擦力來與推力平衡 ；所以書柜一共受到4個力的作用，而且豎直和水平方向的兩個力都是平衡力。辦法：將書柜中一部分的書拿到教室的后方，剩余的和書柜一起推倒教室后方，然后再把剛才拿出來的書放回書柜。原理：小明推不動書柜是因為書柜與地面間的靜摩擦力過大，所以要其靜摩

9、擦力， 由 f靜=f動N通過減少書柜的重力來減少它對地面的正壓力；設(shè)書柜總質(zhì)量為M，要先搬走的書質(zhì)量為m由 f靜=f動N（Mm）g代入數(shù)據(jù)得：m= 700(kg)發(fā)散：由此請你想想“愚公移山”故事中的哲學(xué)道理；點評：本題用到了狀態(tài)法判斷靜摩擦力，當(dāng)然你還可用假設(shè)法來判斷；同時還結(jié)合生活實例考查了摩擦力的知識，但在第二問中，你不能說去減少動摩擦系數(shù)來減少最大靜摩擦力，因為是由物質(zhì)的材料和粗糙程度來決定的。反思：影響摩擦力大小的是內(nèi)在因素，N是外因素，在現(xiàn)實生活中內(nèi)在因素一般很難改變，但我們可以改變外因素來達到目的。【規(guī)律總結(jié)】(1)靜摩擦力方向的判斷FAB假設(shè)法:即假設(shè)接觸面光滑，看物體是否會發(fā)

10、生相對運動；若發(fā)生相對運動，則說明物體原來的靜止是有運動趨勢的靜止.且假設(shè)接觸面光滑后物體發(fā)生的相對運動方向即為原來相對運動趨勢的方向，從而確定靜摩擦力的方向.根據(jù)物體所處的運動狀態(tài)，應(yīng)用力學(xué)規(guī)律判斷.BASF如圖所示物塊A和B在外力F作用下一起沿水平面向右以加速度a做勻加速直線運動時，若A的質(zhì)量為m，則很容易確定A所受的靜摩擦力大小為ma，方向水平向右.在分析靜摩擦力方向時，應(yīng)注意整體法和隔離法相結(jié)合.如圖所示，在力F作用下，A、B兩物體皆靜止，試分析A所受的靜摩擦力. (2)摩擦力大小計算分清摩擦力的種類：是靜摩擦力還是滑動摩擦力.滑動摩擦力由Ff=FNNN變，則Ff也變的動態(tài)關(guān)系.靜摩擦

11、力:最大靜摩擦力是物體將發(fā)生相對運動這一臨界狀態(tài)時的摩擦力，它只在這一狀態(tài)下才表現(xiàn)出來.它的數(shù)值跟正壓力成正比，一般可認為等于滑動摩擦力.靜摩擦力的大小、方向都跟產(chǎn)生相對運動趨勢的外力密切相關(guān)，但跟接觸面相互擠壓力無直接關(guān)系.因而靜摩擦力具有大小、方向的可變性，即靜摩擦力是一種被動力，與物體的受力和運動情況有關(guān).求解靜摩擦力的方法是用力的平衡條件或牛頓運動定律.即靜摩擦力的大小要根據(jù)物體的受力情況和運動情況共同確定，其可能的取值范圍是 0FfFm【當(dāng)堂反饋】1下列關(guān)于力的說法， 正確的是( )A兩個物體一接觸就會產(chǎn)生彈力B物體的重心不一定在物體上C滑動摩擦力的方向和物體運動方向相反D懸掛在天花

12、板上的輕質(zhì)彈簧在掛上重2N的物體后伸長2cm靜止， 那么這根彈簧伸長1cm后靜止時， 它的兩端各受到1N的拉力2如圖所示，在粗糙的水平面上疊放著物體A和B，A和B間的接觸面也是粗糙的，如果用水平拉力F拉A，但A、B仍保持靜止，則下面的說法中正確的是（ ）。A物體A與地面間的靜摩擦力的大小等于FB物體A與地面的靜摩擦力的大小等于零 C物體A與B間的靜摩擦力的大小等于F D物體A與B間的靜摩擦力的大小等于零3關(guān)于兩物體之間的彈力和摩擦力，下列說法中正確的是( )A有摩擦力一定有彈力B摩擦力的大小與彈力成正比C有彈力一定有摩擦力D彈力是動力，摩擦力是阻力F4如圖所示，用水平力F將物體壓在豎直墻壁上，

13、保持靜止?fàn)顟B(tài)，物體所受的摩擦力的大小( )A隨F的增大而增大 B隨F的減少而減少C等于重力的大小 D可能大于重力5用手握著一個玻璃杯，處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果將手握得更緊，手對玻璃杯的靜摩擦力將 ，如果手的握力不變，而向杯中倒入一些水（杯仍處于靜止?fàn)顟B(tài)），手對杯的靜摩擦力將 。6一木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到兩個拉力作用，拉力的大小如圖所示，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，（1）若只撤去10N的拉力，則物體能否保持靜止?fàn)顟B(tài)？ ；（2）若只撤去2N的力，物體能否保持靜止?fàn)顟B(tài)？ 。vF7如圖所示，在=0.2的粗糙水平面上，有一質(zhì)量為10kg的物體以一定的速度向右運動，同時還有一水平向左的力F作用于物體上，其大

14、小為10N，則物體受到的摩擦力大小為_，方向為_(g取10N/kg)8如圖所示，重20N的物體，在動摩擦因數(shù)為0.1的水平面上向左運動，同時受到大小為10N水平向右的力F作用，物體所受摩擦力的大小為 ，方向為 ?！緟⒖即鸢浮?BD 2AD 3A 4C 5不變；變大 6最大靜摩擦力fm8N，若只撤去10N的拉力，則物體能保持靜止；若只撤去2N的力，物體可能保持靜止也可能產(chǎn)生滑動。 720N，水平向左 82N，水平向右【達標(biāo)訓(xùn)練】1關(guān)于靜摩擦力的說法中，正確的是A兩個相對靜止的物體之間一定有摩擦力作用B受靜摩擦力作用的物體一定是靜止的C靜摩擦力一定是阻力D在物體間壓力一定的條件下，靜摩擦力的大小是

15、可以變化的，但有一個限度2如圖19所示，在=01的水平面上向右運動的物體，質(zhì)量為20 kg在運動過程中，還受到一個水平向左的大小為10N的拉力F的作用，則物體受到的滑動摩擦力為(g=10N/kg)圖19A10N，向右B10N，向左C20N，向右D20N，向左3運動員用雙手握住豎直的竹桿勻速攀上和勻速下滑時，運動員所受的摩擦力分別是F1和F2，那么 AF1向下，F(xiàn)2向上，且F1=F2BF1向下，F(xiàn)2向上，且F1F2CF1向上，F(xiàn)2向上，且F1=F2DF1向上，F(xiàn)2向下，且F1=F24關(guān)于摩擦力的方向，下列說法中不正確的是A滑動摩擦力的方向，總是和物體運動的方向相反B滑動摩擦力的方向，可能和物體運動的方向相同C物體所受的摩擦力方向總是和接觸面相切D滑動摩擦力的方向，可能和物體運動的方向相反5下列說法中正確的是滑動摩擦力的方向總是和物體運動方向相反靜摩擦力的大小與物體對接觸面的正壓力成正比運動的物體可能受到靜摩擦力作用物體受到摩擦力作用時，也一定受到彈力作用，且這兩個力一定互相垂直ABCD6在水平地面上，質(zhì)量為20kg的物體向東滑動，同時物體又受到向西的水平拉力10N作用，若物體和水平地面間動摩擦因數(shù)為0.1，則物體受到的摩擦力大小為_，方向_（g取10N/kg）7質(zhì)量為10kg的物體靜止放在水平面上，物體