1、3.3相互作用-摩擦力学案(2) 新人教版必修1【要点导学】1两个物体相互接触,当有相对滑动的趋势,但又保持相对静止状态时,在它们接触面上出现的阻碍相对滑动的静摩擦力。(1) 产生条件:两物体必须接触且接触面粗糙;有正压力;有相对滑动趋势(2) 静摩擦力方向:沿接触面且与 相反。静摩擦力大小:随外力的变化而变化。一般与迫使物体发生相对运动的外力(或沿着接触面的分量)大小相等。(3) 静摩擦力有一个最大值,它是物体即将开始相对滑动时的静摩擦力,即最大静摩擦力。 2两个互相接触且有相对滑动的物体,在它们的接触面上会产生阻碍相对运动的摩擦力,称为滑动摩擦力。(1)产生条件: ; ; 。 (2) 滑动
2、摩擦力方向:沿接触面且与 相反。(3)滑动摩擦力的大小:滑动摩擦力的大小与两物体间的压力成正比,即Ff=FN,其中为动摩擦因数,无单位,它与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关,而与物体间的相对速度的大小、接触面的大小、压力的大小无关。【范例精析】例1关于摩擦力的说法,下列说法中正确的是( )A. 两个接触的相对静止的物体间一定有摩擦力B. 受静摩擦作用的物体一定是静止的C. 滑动摩擦力方向一定与运动方向相反D. 物体间正压力一定时,静摩擦力的大小可以变化,但有一个限度解析:两个相对静止的物体间不一定有静摩擦力,还要看它们间是否有相对滑动趋势。例如静止在水平地面上的汽车,它们之间就没有静摩擦力。
3、受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,例如与倾斜的匀速运动的输送带相对静止的物体,物体与输送带之间有相对滑动的趋势,所以有静摩擦力存在,但物体并不是静止的。产生静摩擦力时只要与接触面相对静止就行了。上述的输送带如突然加速,物体就可能受到与运动方向一致的滑动摩擦力。所以A、B、C三个选项都是错的。在正压力一定时,静摩擦力的大小可以因外力的变化而变化,但不能超过最大静摩擦力,这就是一个限度。本题目正确的选项是D。拓展:(1)不管静摩擦还是滑动摩擦力的方向,都要注意与接触面的“相对性”(2)值得注意的是,正压力变化时静摩擦力不一定变化,但最大静摩擦力肯定变化。 例2要使木块在水平木桌上滑动受到的摩擦力
4、小些,下列措施中有效的是 ( )A.将木块和木桌的接触面刨光滑些B.在木桌表面上垫一张平整的铁皮C.使木块的滑动速度增大 D.减小木块与桌面的接触面积解析:影响滑动摩擦力大小的因素有两个,一是正压力的大小,二是动摩擦因数。本题中正压力不变,只要考虑动摩擦因数的大小。动摩擦因数的大小与接触面的光滑程度和接触面的材料有关,A选项正确。根据教材的表格,木与木之间的动摩擦因数是0.3,而木与金属之间的动摩擦因数为0.2,所以B选项正确。动摩擦因数与运动速度无关(汽车刹车时路面摩擦因数改变是因为温度变化)所以C选项错误。动摩擦因数与接触面积无关,D选项错误。本题目正确选项为AB。拓展:正因为动摩擦因数与
5、接触面积的大小无关,所以一块匀质长木板在水平桌面上滑动时,在它伸出桌面的长度小于总长度的1/2的情况下,木板所受滑动摩擦力不变。例3 如图331所示,用50N的水平推力F将重24N的物块压在竖直墙面上,物块沿墙面下滑,物块与墙面间的动摩擦因数=0.4,求:墙面对物块的摩擦力大小。解析:由题意可知,物块与墙面间存在滑动摩擦力,物块与墙面间存在相互作用力,即:墙面对物块的弹力和物块对墙面的压力,它们大小相等。而水平推力与墙面对物块的弹力相平衡,故物块对墙面的压力大小与水平推力大小相等,即:FN=50N,根据Ff=FN可得:Ff=0.450N=20N。拓展:有同学误认为物块对墙面的压力大小FN与物体
6、的重力大小相等,这完全是没有真正理解正压力的含义,而是死记住初中阶段学习摩擦力时,压力大小等于重力大小这类简单问题。如图332所示,甲、乙、丙三个物体的质量相等,与地面的动摩擦因数相同,受到三个大小相同的作用力,当它们滑动时,受到的摩擦力大小的情况,下列说法正确的是:()A甲、乙、丙三个物体所受摩擦力大小相等B甲受到的摩擦力最大C乙受到的摩擦力最大D丙受到的摩擦力最大由于 FN乙FN丙FN甲故物块所受滑动摩擦力大小关系:Ff乙Ff丙Ff甲,选项C正确。【能力训练】1当一个物体在另一个物体的表面上_另一个物体_时,要受到另一个物体阻碍它_的力,这种力叫做滑动摩擦力,研究滑动摩擦力时我们选择的参考
7、系是相互滑动的两物体中我们认为_的那个物体,滑动摩擦力的方向总是与_方向相反. 相对于,滑动,相对滑动,静止,相对滑动2.滑动摩擦力的大小可以用公式Ff=FN,其中FN叫做_,它属于_,方向与接触面_;叫做_,它与接触面的_及_有关. 压力,弹力,垂直;动摩擦因数,材料,粗糙程度3.产生静摩擦力的条件是_、_、_.静摩擦力的方向总是与_相反,静摩擦力的大小可以在_范围内变化. 有弹力、并且有相对滑动的趋势,相对滑动趋势的方向,零到最大静摩擦力4如图333所示,用力F将质量为1kg的物体压在竖直墙上,F=50N方向垂直于墙,若物体匀速下滑,物体受到的摩擦力是_N,动摩擦因数是_,若物体静止不动,
8、它受到的静摩擦力是_N,方向_若撤去力 ,当铁块沿着墙壁自由下落时,铁块受到的滑动摩擦力 (g10N/kg) 10 , 0.2 ,10 竖直向上 ,05.关于摩擦力,下列说法正确的是(A)A.物体受到摩擦力作用时,一定受到弹力作用B.只有运动的物体才能受到滑动摩擦力作用C.具有相对运动的两物体间一定存在滑动摩擦力作用D.摩擦力的方向与物体运动方向相反6下列关于摩擦力的说法正确的是(D)A.摩擦力的方向总与物体的运动方向相反B摩擦力的大小与相应的正压力成正比C. 运动着的物体不可能受静摩擦力作用,只能受滑动摩擦力作用D.静摩擦力的方向与接触物体相对运动的趋势方向相反7关于动摩擦因数,下列说法正确
9、的是(D)A.两物体间没有摩擦力产生说明两物体间的动摩擦因数=0B.增大两物体的接触面积,则两物体间的动摩擦因数增大C.增大两物体间的正压力,则两物体间的动摩擦因数增大D.两物体的材料一定,两物体间的动摩擦因数决定于两接触面的粗糙程度8物体与支持面间有滑动摩擦力时,下列说法中正确的是(D)A物体与支持面间的压力越大,滑动摩擦力就越大;B物体与支持面间的压力不变,动摩擦因数一定,速度越大,滑动摩擦力就越大;C物体与支持面间的压力不变,动摩擦因数一定,接触面越大,滑动摩擦力就越大; D物体与支持面的压力一定,材料越粗糙,滑动摩擦力就越大9如图334所示,木块质量为m,跟水平桌面的动摩擦因数为,受水
10、平向右的力F的作用匀速运动,从物体到边缘开始,到物体下落为止,在此过程中物体保持匀速运动,下列说法正确的是(C)A推力F因物体悬空部分越来越大而变小B推力F在物体下落前会变为原来的1/2 C推力F始终是mg D因接触面变小,动摩擦因数会变大 10如图335所示,在0.1的水平面上向右运动的物体,质量为20kg,在运动过程中,还受到一个水平向左的大小为10N的拉力作用,则物体受到的滑动摩擦力为(g10N/kg) (D)10N,向右10N,向左20N,向右20N,向左11、马拉着自重600N的雪橇在水平冰面上做匀速直线运动,马需用水平拉力18N如在雪橇上载货500kg,马要用多大的水平力可使雪橇仍做匀速直线运动?雪橇和冰面间的动摩擦因数为多少?168 0.0312 水平地面上放一个重为200N的铁块,铁块与地面间的最大静摩擦力大小为63N,铁块与地面间动摩擦因数为0.3,一个人用水平方向的力推静止的铁块,试求下列各种情况下铁块所受的摩擦力的大小:物体静止时,用F=50N的向右推力;50N物体静止时,用F=80N的向右推力;63N物体以10m/s的初速度向左,用F=62N的推力向右60N