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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:① ② ③ 。 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)
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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:
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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
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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< f静 ≤ fm 除最大静摩擦力以外的静摩擦力大小与正压力 关,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,与正压力成 比;静摩擦力的大小应根据平衡条件或牛顿运动定律来计算
例2:G=400N的木箱放在水平地面上,Fmac=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
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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) ( )
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