高一物理 33摩擦力学案.docx

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高一物理33摩擦力学案

班级姓名学号

第三节摩擦力学案

●学习目标：

1.通过实验认识静摩擦力的变化规律，大小方向及产生条件，知道最大静摩擦力

2.知道滑动摩擦力的概念及产生条件，会判断滑动摩擦力的方向

3.会应用公式f＝μFN计算滑动摩擦力的大小

4.会用二力平衡条件判断静摩擦力的大小和方向

●学习重点:

1．滑动摩擦力产生的条件及规律，并会用F摩＝μFN解决具体问题。

2．静摩擦力产生的条件及规律，正确理解最大静摩擦力的概念。

●学习难点:

1．正压力FN的确定。

2．静摩擦力和滑动摩擦力的有无、大小的判定。

●课前预习：

一、摩擦力：

两个的物体，当它们发生或具有

时，就会在上产生阻碍或的力，这种力叫做摩擦力

二、静摩擦力：

1、产生：

两个相互接触的物体之间只有，而没有相对运动时，物体间所产生的阻碍的力叫静摩擦力。

2、产生条件：

①两物体直接接触且接触面粗糙②正压力不为零③有相对运动的趋势

3、静摩擦力方向：

总是沿着接触面且与物体相反。

4、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。

5、最大静摩擦力：

静摩擦力的最大值，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。

与正压力有关。

6、静摩擦力范围：

三、滑动摩擦力

1、定义：

当一个物体在另一个物体表面的时候，会受到另一个物体它滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力

2、产生条件：

①②③。

3、大小：

滑动摩擦力的大小与两物体间的压力成正比，即Ff=其中μ叫做，无单位，它与有关，而与物体间的相对速度的大小、接触面的大小、压力的大小关。

4、方向：

沿接触面且与相反。

●【探究过程】

一、摩擦力初步认识（体验一下：

用力推地面上的课桌）

1、没有推动和推动后感觉有点费劲是什么原因？

2、思考相对运动趋势的含义：

二、静摩擦力（看教材57页第二、三段）

1、说一说：

静摩擦力的定义：

2、总结出静摩擦力产生的条件？

（小组可以讨论完成）

3、静摩擦力大小、方向是怎样确定的呢？

（小组可以讨论完成）

思考：

（1）、如图所示，用了5N的力拉地面上物体，但没有推动，试分析物体受到地面的静摩擦力和方向

（2）、如图所示，一质量为m的物块放在倾角为α，物块处于静止状态，判断物体受到摩擦力的方向

4、最大静摩擦力

（仔细阅读教材58页的演示实验，熟悉实验过程并思考）

（1）什么是最大静摩擦力？

最大静摩擦力大小与什么因素有关？

（2）静摩擦力的范围是什么？

5、注意：

（1）判断静摩擦力的方向可用假设法。

其操作程序是：

A．选研究对象----受静摩擦力作用的物体；

B．选参照物体----与研究对象直接接触且施加静摩擦力的物体；

C．假设接触面光滑，找出研究对象相对参照物体的运动方向即相对运动趋势的方向

D．确定静摩擦力的方向一一与相对运动趋势的方向相反

（2）静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反，但不一定与物体的运动方向相反。

所以静摩擦力不一定是阻力。

（3）受静摩擦力作用的物体不一定是静止的

（4）最大静摩擦力与正压力成正比，但静摩擦力与正压力无关。

三、滑动摩擦力

在图3.3-2的实验中，当木块开始滑动时拉动小车，体会阻力作用，并阅读58页第一段回答：

1、滑动摩擦力的定义：

2、滑动摩擦力产生的条件：

3、滑动摩擦力的方向：

注意：

这里的“相对”是指相互接触发生摩擦的物体，而不是相对别的物体。

滑动摩擦力的方向跟物体的相对运动的方向相反，但并非一定与物体的运动方向相反。

在图3.3-2的实验中，当木块上再加砝码，增加小车与地面的压力，观察弹簧秤示数，回答：

4、摩擦力的大小与压力的关系及公式：

（阅读58页最后一段，回答：

）

5、动摩擦因数：

μ是比例常数，称为，没有单位，只有大小，数值与相互接触的______、接触面的______程度有关。

在通常情况下，μ<1。

6、滑动摩擦力的作用点：

在两个物体的接触面上的受力物体上。

7、注意：

（1）压力即为作用在支持面上且与作用面垂直的力。

其大小不一定等于物体的重力，以后的学习过程中我们会知道压力可能大于重力，可能小于重力，还可能等于重力，也可能与重力无关。

但是不论支持面是什么样的，也不论物体受力情况如何复杂，物体对支持面的正压力和支持面对物体的支持力，总是一对作用力和反作用力，所以许多情况下都是通过求物体所受支持力来求得正压力的。

通过如图3所示的物体静止情况下的压力大小，就说明压力与重力无关。

（2）摩擦力的方向和物体的运动方向可能成任意角度。

通常情况下摩擦力方向可能和物体运动方向相同（作为动力），可能和物体运动方向相反（作为阻力），也可能和物体速度方向垂直（作为匀速圆周运动的向心力），在特殊情况下，可能成任意角度。

（3）．滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积无关.

（4）．滑动摩擦力的大小跟物体间相对运动的速度无关.

●典型例题

例1：

填一填

1．产生条件：

（1）两物体直接接触且接触面；

（2）两物体间存在；（3）接触物体间有相对运动（摩擦力）或相对运动趋势（摩擦力）。

2．方向：

（1）滑动摩擦力的方向沿接触面和相反，与物体运动方向相同。

（2）静摩擦力方向沿接触面与物体的相反。

可以根据平衡条件或牛顿运动定律判断。

3．大小：

（1）滑动摩擦力的大小:

f=μFN式中的FN是指，不一定等于物体的重力；式中的μ被称为动摩擦因数，它的数值由决定。

（2）静摩擦力的大小:

0

例2：

G=400N的木箱放在水平地面上，

=120N，μ=0.25，若分别用70N和150N两力推，求摩擦力。

例3：

如图，某时刻木块正在以3m/s的速度在以5m/s速度向右传送的传送带上向右运动，试判断：

木块的运动方向。

木块相对于传送带的运动方向。

木块所受滑动摩擦力的方向。

例4：

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

●【课堂练习】

1、有关静摩擦力的说法中下列正确的是（）

A.只有静止的物体才有静摩擦力B.静摩擦力与压力成正比

C.静摩擦力可能与运动方向垂直D.静摩擦力的方向与物体运动方向一定相反

2下列说法正确的是（）

A.只有相互接触且发生相对运动的物体间才可能产生滑动摩擦力。

B.只有运动的物体才可能受滑动摩擦力。

C.受弹力的物体一定受滑动摩擦力D.受滑动摩擦力的物体一定受到弹力。

3．关于两物体之间的弹力和摩擦力，下列说法中正确的是（）

A．有摩擦力一定有弹力B．摩擦力的大小与弹力成正比

C．有弹力一定有摩擦力D．弹力是动力，摩擦力是阻力

4．动摩擦因数的大小（　　）

 A、跟滑动摩擦力的大小成正比B、跟正压力的大小成正比

 C、跟相对运动的速度大小有关D、跟相互接触的两物体的材料和接触面粗糙情况有关

第三节摩擦力练习题

1．手握直立瓶子处于静止状态，下列说法中正确的是（）

A．握力增大时，瓶子受到的静摩擦力也增大

B．握力增大时，瓶子受到的最大静摩擦力也增大

C．握力增大时，瓶子受到的静摩擦力却保持不变

D．向瓶中倒入水时，瓶子受到的静摩擦力将随之增大

2、下列说法中正确的是（）

A、若某接触面上有滑动摩擦力，则也一定有弹力

B、弹力的方向与滑动摩擦力的方向一定垂直

C、滑动摩擦力一定阻碍物体的相对滑动

D、滑动摩擦力一定阻碍物体的运动

3．运动员用双手握住竖直的竹秆匀速攀上和匀速下滑时，他所受到的摩擦力分别为F1和F2，那么它们的关系是：

（）

A．F1向上，F2向下，F1=F2

B．F1向下，F2向上，F1>F2

C．F1向上，F2向上，F1=F2

D．F1向上，F2向下，F1>F2

4．如图3－3－3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，动摩擦因数是0.2，物体受到的摩擦力是______N，若物体静止不动，它受到的静摩擦力是______N，方向______．若撤去力F，当铁块沿着墙壁自由下落时，铁块受到的滑动摩擦力     （g＝10N/kg）

5．如图3－3－5所示，在μ＝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（g＝10N/kg）（）

Ａ．10N，向右　　Ｂ．10N，向左　　Ｃ．20N，向右　　Ｄ．20N，向左

6．物体与支持面间有滑动摩擦力时，下列说法中正确的是（）

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．

7．水平地面上的物体，在水平拉力F作用下向前运动，当拉力F增大时，速度也随之增大，物体所受的滑动摩擦力将（　　）

 A、增大　　B、减小　　C、不变　　D、不能确定

8.某同学在探究摩擦力的实验中采用了如图18所示的操作，将一个长方体木块放在水平桌面上，然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F，并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测，表中是她记录的实验数据．木块的重力为10.00N，重力加速度为g＝9.8m/s2，根据表格中的数据回答下列问题（答案保留3位有效数字）：

实验次数

运动状态

水平拉力F/N

1

静止

3.62

2

静止

4.00

3

匀速

4.01

4

匀加速

5.01

5

匀加速

5.49

（1）木块与桌面间的最大摩擦力Fmax>________N；

（2）木块与桌面间的动摩擦因数μ＝________；

（3）木块匀加速运动时受到的摩擦力Ff＝________N.

9.质量为m的均匀长方形木料放在水平桌面上，木料与水平面间的动摩擦因数为μ，现用水平力F拉木料，如图（9）示。

当木料的1/3离开桌面时，桌面对它的摩擦力等于多少？

10.　如图10所示，物体A重40N，物体B重20N，A与B、B与地面间的动摩擦因数均为0．4。

当用水平力向右拉动物体A时，试求：

（1）B物体所受的滑动摩擦力的大小和方向；

（2）A物体所受的地面滑动摩擦力的大小和方向。

11．如图所示，水平面上有一重为40N的物体，受到F1＝13N和F2＝6N的水平力作用而保持静止．已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：

（1）物体所受的摩擦力的大小与方向；

（2）若只将F1撤去，物体受到的摩擦力的大小和方向．

12.如图所示，一质量不计的弹簧原长为10cm，一端固定于质量m＝2kg的物体上，另一端施一水平拉力F.（g＝10m/s2）

（1）若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当弹簧拉长至12cm时，物体恰好匀速运动，弹簧的劲度系数多大？

（2）若将弹簧拉长至11cm，物体所受到的摩擦力大小为多少？

（3）若将弹簧拉长至13cm，物体所受的摩擦力大小为多少？

（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）

第三节摩擦力学案参考答案

例1：

1、粗糙正压力滑动静

2、

（1）相对运动方向可能

（2）相对运动趋势方向

3、

（1）正压力接触面的材料和粗糙程度

（2）无正

例2【解析】用70N力推时，推不动，所以是静摩擦力，大小为70N；用150N推时，物体被推动了，物体受滑动摩擦力，大小为

=100N

例3：

向右向左向右

例4D

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。

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。

课堂练习：

1答案：

C

解析：

受静摩擦力作用的物体不一定静止，故A错。

静摩擦力的大小与压力无关，而与物体运动的运动状态无关及其所受其他力的情况有关。

故B错。

静摩擦力的方向可与运动方向成任意角度，故C对。

静摩擦力的方向与运动方向无关，但一定与相对运动趋势方向相反，故D错。

2AD

3A

4D

解析：

动摩擦因数与压力无关、与接触面积大小无关、与滑动摩擦力的大小无关、与相对运动的速度大小无关，所以答案为D。

第三节摩擦力练习题参考答案

1．BCD

2ABC

3C

41010竖直向上0

5D

6D

7C

 解析：

根据滑动摩擦力

，滑动摩擦力与拉力无关、与相对运动的速度大小无关。

答案为（C）

8．

（1）4.01　

（2）0.401　（3）4.01

解析　

（1）由题表可知，木块受到的滑动摩擦力为4.01N，因此最大静摩擦力Fmax一定大于4.01N.

（2）由Ff＝μmg得：

μ＝0.401.

（3）木块匀加速运动时所受的摩擦力为滑动摩擦力，故Ff＝4.01N.

9解析：

木料均匀，其重心在木料的几何中心上，重力的作用线在支承面以内，木料与桌面之间的弹力大小仍为

。

滑动摩擦力只与正压力和动摩擦因数有关，与接触面积的大小无关，即滑动摩擦力为

。

10　解析：

（1）物体B相对物体A向左滑动，物体A给物体B的滑动摩擦力

方向向右，大小为

。

（2）物体A相对地面向右滑动，地面给物体A的滑动摩擦力

方向向左，大小为

。

11．

（1）7N　水平向右　

（2）6N　水平向左

解析　

（1）设物体相对地面静止，则有

F1＝F2＋Ff，得Ff＝7N，而Fmax＝μmg＝8N>Ff，

故物体没动，受静摩擦力，大小为7N，方向水平向右．

（2）撤去F1后，Ff′＝F2＝6N

13

（1）200N/m　

（2）2N　（3）4N

解析　

（1）物体匀速运动时，k（x－x0）＝μmg

则k＝

＝

N/m＝200N/m

（2）F1＝k（x1－x0）＝200×（0.11－0.10）N＝2N

最大静摩擦力可看作等于滑动摩擦力Fmax＝0.2×2×10N＝4N

故物体没动，所受静摩擦力Ff1＝F1＝2N.

（3）弹簧弹力F2＝k（x2－x0）＝200×（0.13－0.10）N＝6N.

物体将加速前进，此时所受到的滑动摩擦力为Ff2＝μFN＝μmg＝0.2×2×10N＝4N.