(共33张PPT)
第3章 相互作用
第1节 重力与重心
1
2
3
4
请同学们仔细观察,物体的运动状态或形状为什么会改变呢?
1.知道重力产生的原因、大小和方向。会测量物体重力的大小。
2.知道重心的概念,初步体会等效替代的思想,体会引入重心概念的意义。
3.会画力的图示和示意图。
1.会用力的图示和示意图来描述力。掌握重力的物理概念,理解重力的矢量性,知道重力的大小和方向。知道重心的概念及均匀物体重心的位置。(物理观念)
2.通过重心的概念,让学生知道等效代替是研究物理学的一种方法,培养学生运用等效替代解决问题。(科学思维)
3.通过让学生自己动手找薄板的重心,培养学生自己动手探究的能力。(科学探究)
4.体会重力在生活、生产中的应用,能够运用重力、重心的知识解释生活现象。(科学态度与责任)
体会课堂探究的乐趣,
汲取新知识的营养,
让我们一起 吧!
进
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课
堂
你能说说树枝为什么会被压弯甚至折断吗?
因为树枝受到了其他物体的作用
一、力的描述
1.定义:力是物体和物体之间的相互作用。
2.性质:
(1)力总是和两个物体相联系,即施力物体和受力物体。
(2)力总是成对出现,施力物体同时也是受力物体。
(3)力是矢量,既有大小又有方向。
3.力的作用效果
物体由静止开始运动
物体由运动到静止
物体的运动方向发生变化
你能举出相应的实例吗?
物体运动状态发生变化
物体的体积发生变化
物体的形状发生变化
物体发生形变
你能举出相应的实例吗?
物体发生形变
物体运动状态发生变化
其他物体作用的结果
4.力的三要素
大小、方向、作用点
力的大小可用弹簧测力计测量
力的单位:牛顿,简称:牛,符号:N
1N
F
你能以开教室的门为例,向大家分别证明当力的大小、方向、作用点不同时力的作用效果不同吗?
5.力的图示:
(1)线段的长短表示力的大小(要有标度)。
(2)箭头的方向表示力的方向。
(3)箭头或箭尾表示力的作用点,沿力的方向的直线叫力的作用线。
在分析力学问题时,若只需画出力的_______________,
这种表示力的方法叫做力的示意图。
方向和作用线
F
F
例1.如图所示,绳对物体竖直向上的拉力大小为150N,用力的图示法表示出绳的拉力。
F
o
50N
o
F
·
二、重力及其测量
1.定义:因地球的吸引而使物体受到的力叫重力。
(1)地球上的一切物体都受重力作用,物体所受重力的施力物体是地球
(2)重力是非接触力,用符号G来表示。常把重力的大小简称物重。
2.重力的大小:
(1)可以用弹簧测力计测出
(2)用公式计算得出G=mg
g为重力加速度,一般取9.8N/kg,纬度越高,g越大;同一纬度,高度越高g越小。
3.重力的方向
重力的方向总是竖直向下
G
G
重力的方向总是竖直向下
G
G
G
G
例2.如果地面上一切物体受到的重力都消失了,则不可能出现的现象
是( )
A.江河的水不会流动
B.鸡毛和铁球都可以悬浮在空中
C.天不会下雨
D.一切物体的质量都为零
D
三、物体的重心
1.定义:在研究重力对一个物体的作用效果时,可以把物体各部分受到的重力视为集中作用在一点,这个点就是重力的作用点,叫做物体的重心。
各部分受到的重力作用集中于一点
各部分都要受到重力作用
G
O
2.重心的位置
(1)质量分布均匀、形状规则的物体,其重心与几何中心重合。
O
O
球体
(2)质量分布不均匀的物体
对质量分布不均匀的物体,重心位置既与物体的形状有关,又与物体的质量分布有关。
O
G
吊车在吊起小轿车的过程中整体的重心位置会发生变化
不规则薄板状物体重心的确定—— 悬挂法
注意:重心不是物体上受力最大的地方,也不是只有重心处才受重力作用,一个物体只有一个重心。
3.重心与稳定:重心的高低会影响物体的稳定,降低重心能增大物体的稳定程度。
1
2
3
4
当重力作用在物体的支持面以内时,物体不会倾倒;当作用在物体的支持面以外时,物体就会倾倒。
例3.(多选)关于重心的说法正确的是( )
A.物体的重心一定在物体上
B.重心是物体总重力的等效作用点
C.重心是物体上最重的一点
D.物体的重心位置跟物体的质量分布和形状有关
BD
定义:力是物体之间的相互作用
(1)力不能脱离物体而单独存在
(2)力的作用是相互的
(3)施力物体同时也是受力物体
(4)力的矢量性
作用效果
①改变物体的运动状态
②物体发生形变
性质
力的描述
力的三要素
力的图示与力的示意图
力的单位:牛顿 简称:牛 国际符号:N
大小 方向 作用点
力的描述
大小
(1)G=mg
(2)用弹簧测力计测量
作用点(重心)
定义:因地球的吸引而使物体受到的力叫重力
注意:重心可能在物体上,也可能在物体之外。
重心的定义
重心位置的寻找
方向:竖直向下(即垂直于水平面向下)
重力
1.一人在水平面上用平行于水平面的力F=30N推动木箱,使它做匀速直线运动,试用力的图示法表示该力。
15N
O
F
2.(多选)关于重力,下列说法正确的有( )
A.重力就是地球对物体的吸引力
B.只有静止的物体才受重力
C.同一物体在地球上无论怎么运动都受到重力
D.重力是由于物体受到地球吸引而产生的
CD
3.一个杯子装满水,如图所示,杯子底部有一个小孔,在水从小孔不断
流出的过程中,杯子连同水的共同重心将( )
A.一直下降 B.一直上升
C.先升后降 D.先降后升
D
4.如图所示,各物体的质量相等且都处于静止状态,在图上分别画出它们所受重力的示意图。
答案:
我们需要一种清明的理性。这种理性是在这个嘈杂的世界中拯救生命的一种力量。同时,我们也需要一种欢欣的感性。这种感性之心可以使我们触目生春,所及之处充满了欢乐。(共32张PPT)
第3章 相互作用
第2节 科学探究:弹力
物体为什么会发生形状的变化,我们又怎样来描述这种变化呢?
1.知道什么是形变和弹性形变。
2.知道什么是弹力以及弹力产生的条件。
3.会用胡克定律解决有关问题。
1.从生活中常见的形变现象出发,培养学生的观察能力。(物理观念)
2.通过观察微小变化的实例,初步接触“放大的方法”。(科学思维)
3.在探究形变的过程中,引导学生进一步探索形变与弹性之间的关系后,使学生了解探究弹力的实际意义,学会探究物理规律的一般方法。(科学探究)
4.积极参与观察和实验,认真讨论体验探索自然规律的艰辛和喜悦。(科学态度与责任)
体会课堂探究的乐趣,
汲取新知识的营养,
让我们一起 吧!
进
走
课
堂
一、形变
1. 概念:
物体发生的伸长、缩短、弯曲等形状的变化称为形变
2. 种类:
(1)撤去外力后能够恢复原状的物体称为弹性体,对应的形变称为弹性形变。
(2)撤去外力后不能够恢复原状的形变叫作范性形变。
3.形变的原因:物体受到外力的作用
对物体的微小形变,我们可以想办法用某种装置来验证其存在,下面请同学们观察玻璃瓶的微小形变。
放大的思想
4.弹性限度:弹性体的形变不能无限增大,若超过一定的限度,撤去外力时物体就不能恢复原状,这个限度称为弹性限度。
二、弹力
形变的原因是物体受到了力,形变后的物体要恢复原状,那么它会对跟它接触的物体产生什么样的作用呢?
我们要用较大的力才能把弓拉紧,释放之后,箭才能飞速射出
1.概念:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。
2.弹力产生的条件
(1)直接接触
(2)有弹性形变
缺一不可
3.弹力的方向
(1)支撑类
平面与平面
平面与曲面
木块压在桌面上,使桌面有一向下的形变
球压在挡板上使挡板发生形变
垂直于接触面,指向被支持物
(2)绳索类
小球的作用使绳子伸长而形变
伸长的绳子要恢复原长,就要对使它伸长的小球产生弹力
弹力的方向指向绳子收缩的方向
(3)弹簧类
弹簧被拉伸时
弹簧被压缩时
弹力沿弹簧收缩的方向
弹力沿弹簧伸长的方向
弹力的方向总是与物体形变的趋向相反
小球静止在轻杆上
由二力平衡N=G
弹力竖直向上所以轻杆产生的弹力不一定沿杆方向
(4)轻杆类
例1.(多选)如图所示,物体A静置于
水平桌面上,下列关于物体所受作用
力的说法中正确的是( )
A.桌面受到的压力就是物体的重力
B.桌面受到的压力是由于它本身发生了微小的形变而产生的
C.桌面由于发生了微小形变而对物体产生了垂直于桌面的支持力
D.物体由于发生了微小形变而对桌子产生了垂直于桌面的压力
CD
4.弹力的大小
(1)弹力的大小与物体的形变程度的关系
形变越大,弹力越大;
形变消失,弹力随着消失。
探究弹簧伸长量与弹力的关系
方法:控制变量法
实验器材:铁架台、下端带挂钩的弹簧、50g的钩码若干、刻度尺等。
钩码的总重力 G/N
弹簧的总长度L/cm
弹簧的总伸长量ΔL /cm
弹簧伸长量与弹力关系:
弹力随弹簧伸长量的增加而增加
(2)胡克定律
①内容:在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
②公式:F=kx
比例系数k称为弹簧的劲度系数,简称劲度,其单位是N/m,
大小与弹簧的材料、形状、长度、粗细等有关。
x为弹簧长度的改变量而不是弹簧的长度。
例2.一轻弹簧,原长10cm,劲度系数k=1000N/m,受到20N的拉力作用(仍在弹簧的弹性限度内),求此时弹簧的长度?
解:已知拉力F=20N,劲度系数k=1000N/m
根据胡克定律 F=kx
得弹簧的伸长量x=2 cm
又知弹簧的原长L0=10cm
故弹簧的总长度L=L0+x=12cm
三、知识拓展
1.弹力有无的判断
(1)根据弹力产生的条件直接判断
根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹。此方法多用来判断形变较明显的情况。
(2)利用假设法判断
对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体还能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力,若运动状态改变,则此处一定存在弹力。
M
例如.用细线悬挂的小球与斜面体接触,细线竖直,小球静止不动,试判断小球是否受斜面体的弹力作用。
分析:图中细线竖直。因去掉斜面体,小球的状态不变,故小球不受斜面的支持力。
同样的方法,也可判断出球与水平地面间有弹力与竖直墙壁间无弹力。
2.几种常见模型中弹力方向的确定
弹 力 弹力的方向
弹簧两端的弹力
与弹簧中心轴线重合,指向弹簧恢复原状的方向
轻绳的弹力
沿绳指向绳收缩的方向
面与面接触的弹力
垂直于接触面指向受力物体
点与面接触的弹力
过接触点垂直于过接触点的切面而指向受力物体
球与面接触的弹力
在接触点与球心连线上,指向受力物体
球与球接触的弹力
垂直于过接触点的公切面,而指向受力物体
杆的弹力
可能沿杆,也可能不沿杆,应具体情况具体分析
例3.已知物体A均处于静止状态,试分析物体A受到的弹力。
A
A
B
A
B
A
A
四、弹力的应用
储存能量功能。 例如:拉满的弓
可用于缓冲减震。 例如:火车减震弹簧
还有自动复位的作用。例如:弹簧圆锥破碎机
形变
弹力
概念:物体发生的伸长、缩短、弯曲等形状的变化称为形变
种类:弹性形变 范性形变
形变原因:物体受到外力的作用
产生条件:①直接接触 ②弹性形变 二者缺一不可
方 向 :弹力的方向总是与物体形变的趋向相反
有无的判定:①根据产生条件 ②假设法
胡克定律:F=kx
1.下列关于弹力方向的说法正确的是( )
A.弹力的方向总是垂直于接触面并指向使其发生形变的物体
B.弹力的方向总是竖直的
C.弹力的方向总是与形变的趋向相反
D.弹力的方向总与形变的方向一致
C
2.如图所示,一劲度系数为k的弹簧,下端悬挂一重物,
重物质量为m,平衡时物体在a位置。现用力将物体由a位
置向下拉长x至b位置,则此时弹簧的弹力为( )
A.kx B.mg+kx
C.mg-kx D.以上说法都不正确
B
3.如图所示,一小球用两根轻绳悬挂于天花板上,球静止,绳1倾斜,
绳2恰好竖直,则小球所受的作用力有( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
B
4.一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上,弹性绳
的原长也为80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为
100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变
为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)( )
A.86 cm B.92 cm
C.98 cm D.104 cm
B
5.竖直悬挂的弹簧下端,挂一重为4N的物体时,弹簧长度为12cm;
挂重为6N的物体时,弹簧长度为13cm,则弹簧原长为_______cm,
劲度系数为_______N/m。
200
10
生活不相信眼泪,惟有不停地奋斗,才能不断地完美。(共28张PPT)
第3章 相互作用
实验:探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系
弹力和弹簧的伸长有什么关系呢?
(1)弹力大小与弹簧长度成正比;
(2)弹力大小与弹簧的伸长量成正比;
(3)弹力大小与弹簧伸长量的平方成正比。
【进行猜想】
为了验证哪种猜测是对的,需要测量什么量?
弹力和弹簧的伸长量各是怎样测量的?
应该选用哪些实验器材?
实验步骤怎样?
怎样进行数据处理?
应该注意哪些事项?
思考
探究弹力与弹簧伸长量的关系,了解弹簧测力计的工作原理。
1.学会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据。(科学探究)
2.能根据数据形成结论,会分析导致实验误差的原因。(科学探究)
3.能根据F x,F 图像求出弹簧的劲度系数。(科学探究)
体会课堂探究的乐趣,
汲取新知识的营养,
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进
走
课
堂
1.如图所示,在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等。
【实验原理】
2.弹簧的长度可用刻度尺直接测出,伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算。这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了。
轻质弹簧(一根),铁架台,钩码(一盒),刻度尺,重垂线,坐标纸,三角板。
【实验器材】
我们该如何来做这个实验呢?请同学们先仔细观察,然后总结实验步骤。
1.将铁架台放在桌面上(固定好),将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上,在靠近弹簧处将刻度尺(最小分度为1 mm)固定于铁架台上,并用重垂线检查刻度尺是否竖直。记下弹簧下端的位置,从悬点到此位置即为弹簧的原长。
【实验步骤】
2.如图所示,将已知质量的钩码挂在弹簧的下端,在平衡时,记下弹簧下端的位置,从悬点到该位置即为弹簧变化之后的总长度L1,用刻度尺测量后,连同钩码的重力填写在记录表格里。
3.改变所挂钩码的个数,重复上述的实验过程多次,把每次测得的长度、钩码的重力记入表格。
1 2 3 4 5
钩码总重力F/N
弹簧总长L/cm
弹簧伸长量Δx/cm
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
10.5
11
11.5
12
12.5
【测量数据】
4.以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标,弹簧的伸长量(或总长度)为横坐标,用描点法作图,得出关系图线。
L/cm
0
F/N
0
F/N
Δx/cm
在相应的坐标纸上作出图像
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
2
4
6
8
10
12
14
0.5
0.5
1.0
1.0
1.5
1.5
2.0
2.0
2.5
2.5
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
弹力与弹簧伸长量成正比。
用公式来表示:F=kx
其中k与弹簧本身有关,由材料、形状和长度决定。
x为弹簧形变量,不是原长
【得出结论】
1.所挂钩码不要过重,以免弹簧被过分拉伸,超出它的弹性限度。要注意观察,适可而止。
2.每次所挂钩码的质量差尽量大一些,从而使坐标纸上描出的点尽可能稀一些,这样作出的图线精确。
3.测弹簧长度时,一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量,刻度尺要保持竖直并靠近弹簧,以免增大误差。
4.建立坐标系,标度要适当,让所得到的图线布满整个坐标系。
5.描点画线时,所描的点不一定都落在一条曲线上,但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧。
6.记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。
【注意事项】
1.弹簧拉力大小的不稳定会造成误差.因此,使弹簧的悬挂端固定,另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力,待稳定后再读数可以提高实验的准确度。
2.尽量精确地测量弹簧的长度,也是减小实验误差的基本方法。
3.描点,作图不准确。
【误差分析】
例题:某同学在做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验时,所得的数据如表所示
(1)画出弹力F与伸长量x的关系图线。(实验中每个钩码的质量为50g,当地重力加速度g=10m/s2);
(2)写出弹力F与弹簧伸长量x的关系式;
(3)指出表达式中常量的物理意义;
(4)若以弹力为纵坐标,以弹簧长度为横坐标,画出对应的图线,写出函数关系式,说明常量的物理意义。
钩码个数 0 1 2 3 4 5 6
弹簧长度(cm) 46.3
(原长) 53.1 61.8 70.2 78.7 87.1 95.6
解析:(1)每个钩码重mg=0.05×10N=0.5N,由二力平衡,弹力大小等于所挂钩码重量,则
建立直角坐标系描点作图,如图所示
弹力F(N) 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
伸长量x(cm) 0 6.8 15.5 23.9 32.4 40.8 49.3
(2)由图可得出结论:弹力F与弹簧的伸长量x成正比:F=kx。取图中一
点(32.4,2.0),则图线斜率为k= N/cm=6.17×10-2N/cm=6.17N/m,
所以弹力F与伸长量x间的大小关系为F=6.17x
(3)表达式中常量6.17N/m表示弹簧伸长1m时弹力大小为6.17N(即弹簧的劲
度系数)。
(4)因为弹簧长度L=x+L0,其中x为伸长量,L0为原长(0.463m),所以x=
L-L0=L-0.463,由F=kx 得F=6.17(L-0.463),即为弹力F与弹簧长
度L之间的函数关系。将F-x图形向右平移0.463m,即得F-L关系图线。
意义:-6.17×0.463为纵截距,是一个与伸长量无关的常数。
1.在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长(或缩短)量x成正比。
2.如何利用图像法处理实验数据。
1.某同学用如图所示装置做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,然后在弹簧下端挂上钩码,并逐个增加钩码,测出指针所指的标尺刻度,所得数据列表如下:(重力加速度g=9.8m/s2)
钩码质量
m/×102g 0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00
标尺刻度
x/×10-2m 15.00 18.94 22.82 26.78 30.66 34.60 42.00 54.5
(1)根据所测数据,在右图所示的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与钩码质量m的关系曲线。
(2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断,在____N范围内弹力大小与弹簧伸长量的关系满足胡克定律,这种规格的弹簧的劲度系数为_____N/m。
解析:本例主要考查用图像法处理数据的方法,以及根据实验结果(图像)判断分析实验结论的能力。
(1)根据题目中所测量的数据进行描点,然后用平滑的曲线(或直线)连接各点,在连接时应让尽量多的点落在线上。(偏差比较大的点舍去)不在线上的点尽量平均分布在线的两侧,如图
(2)根据所画图像可以看出,当m≤5.00×102g=0.5kg时,标尺刻度x与砝码质量m成一次函数关系,所以在F≤4.9N范围内弹力大小与弹簧伸长量的关系满足胡克定律。根据砝码的质量求得弹簧弹力的对应值,由胡克定律F=kΔx 可知,
答案:(1)见解析 (2)4.9 25
2.(多选)在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中,以下说法正确
的是( )
A.弹簧被拉伸时,不能超出它的弹性限度
B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处
于平衡状态
C.用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D.用几个不同的弹簧,分别测出几组拉力与伸长量,得出拉力与伸长
量之比相等
AB
3.某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验,他先把弹簧平放
在桌面上使其自然伸长,用直尺测出弹簧的原长L0,再把弹簧竖直悬挂
起来,挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L,把L-L0作为弹簧的伸长量x,
这样操作,由于弹簧自身重力的影响,最后画出的图线可能是下图中的
( )
F
O
x
F
O
x
F
O
x
F
O
x
A
B
C
D
C
(1)在右图坐标系中作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度x之间的函数关系图线。
(2)由图线求得该弹簧的劲度系数k=_______N/m
(保留两位有效数字)。
4.利用如图所示装置做“探究弹力和弹簧伸长关系”的实验。所用的钩码每只的质量为30g。实验中,先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个加挂在弹簧下端,稳定后依次测出相应的弹簧总长度,将数据填在表中。(弹力始终未超过弹性限度,取g=10 m/s2)
记录数据组 1 2 3 4 5 6
钩码总质量(g) 0 30 60 90 120 150
弹簧总长(cm) 6.00 7.11 8.20 9.31 10.40 11.52
【解析】(1)弹力大小F跟弹簧总长度x之间的函数关系图线如图所示。
(2)弹簧的劲度系数k等于F-x关系图线的斜率,故 。
答案:(1)见解析 (2)27
为别人鼓掌的人也是在给自己的生命加油。(共29张PPT)
第3章 相互作用
第3节 摩擦力
你还能举几个生活中存在摩擦力的例子吗?
认识重力、弹力与摩擦力。通过实验,了解胡克定律。知道滑动摩擦和静摩擦现象,能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小。
1.知道摩擦力的概念及产生条件,会区分滑动摩擦力和静摩物理观念擦力。(物理观念)
2.会判断滑动摩擦力和静摩擦力的方向。(科学思维)
3.知道最大静摩擦力,会计算滑动摩擦力的大小。(科学思维)
4.了解生活生产中增大和减小摩擦力的方法。(科学态度与责任)
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进
走
课
堂
我们身边有很多有关摩擦的实例,你注意到了吗?
一、摩擦力
1.定义:两个相互接触的物体之间产生的一种阻碍相对运动的力。
2.产生条件:
(1)物体间直接接触 (2)接触面粗糙 (3)接触面间有弹力存在 (4)物体间有相对运动或相对运动趋势
四个条件必须同时具备
3.摩擦力的种类
滑动摩擦力
静摩擦力
滚动摩擦力
二、滑动摩擦力
1.定义:当两个物体彼此接触和挤压,并发生相对滑动时,在接触面上产生的一种阻碍相对滑动的力。
2.方向:总是与接触面相切,并且与物体的相对运动方向相反。
注意:与物体的相对运动方向相反,不一定与物体的运动方向相反。例如:滑块A所受到小车的摩擦力方向与运动方向相同。
A
F
3.大小
探究:摩擦力的大小跟哪些因素有关
猜想与假设:
A:可能与接触面所受的压力有关
B:可能与接触面的粗糙程度有关
C:可能与接触面的面积大小有关
D:可能…….
探究步骤:
1.把木块放在木板上,用弹簧测力计拉木块匀速运动,读出这时的拉力F;
2.在木块上放砝码,用弹簧测力计拉木块匀速运动,读出这时的拉力F;
木板
木板
3.在木板上固定好毛巾,放上木块,用弹簧测力计拉木块匀速运动,读出这时的拉力F;
毛巾
4.将木块平放和侧放时用弹簧测力计拉木块匀速运动,读出拉力F。
木板
弹簧测力计的读数即为这四种情况下滑动摩擦力的大小,将这四个数据记入表格中。
质量(kg)
压力(N)
摩擦力(N)
请同学们画出滑动摩擦力-压力的图像,得到什么结果
结论:滑动摩擦力与压力成正比
0
2
4
6
8
10
0.6
1.2
1.8
2.4
3.0
f/N
N/N
2
4
8
10
0.2
0.4
0.8
1.0
0.6
1.2
2.5
3.0
表一 接触面:木块和木板 (g=10N/kg)
表二 不同接触面(g=10N/kg)
接触材料 木块与木板 木块与玻璃 木块与毛巾
压力(N)
摩擦力(N)
10
10
10
3
2
7
结论:滑动摩擦力的大小与接触面的性质有关
一些材料间的动摩擦因数
摩擦物体 动摩擦因数
钢-钢 0.15
木-木 0.30
木-金属 0.20
皮革-铸铁 0.28
钢-冰 0.02
木头-冰 0.03
橡皮轮胎-路面(干) 0.71
滑动摩擦力的大小 f=μN
μ为动摩擦因数,与接触面的材料及粗糙程度有关。
N为接触的两物体间的压力。
例1.在东北的冬季伐木工作中,许多伐下的木料被装在雪橇上,用马拉着雪橇在冰道上滑行,将木料运送出去。一个有钢制滑板的雪橇,上面装着木料,总重量为4.9×104 N。在水平的冰道上,马要在水平方向上用多大的力,才能够拉着雪橇匀速前进?
解:已知G=4.9×104N,μ=0.02,雪橇与冰道间的压力N大小等于雪橇总重量G,即N=G 马拉雪橇匀速前进时,马对雪橇的拉力F与冰道对雪橇的滑动摩擦力f大小相等,即F=f=μN,代入数值得 F =0.02×4.9×104N=980N 即马要在水平方向用980N的力,才能够拉着雪橇匀速前进。
二、静摩擦力
请分析:为什么这个木箱推不动呢?
1.定义:当两个彼此接触、挤压的物体之间没有发生相对运动,但具有相对运动的趋势时,接触面上会产生一种阻碍相对运动趋势的力,这种力称为静摩擦力。
2.方向:总是与接触面相切,并且与相对滑动趋势的方向相反。
3.大小:
怎样求静摩擦力的大小呢?
静摩擦力的大小,随外界推力F的增大而增大,当增大到某一特定值的时候,物体将要滑动,这时静 摩擦力达到最大,这个最大值称为最大静摩擦力。
最大静摩擦力表示为 fmax
静摩擦力取值范围:0<f静≤fmax
注意:
①静摩擦力大小与压力无关,但最大静摩擦力的大小与压力成正比。
②最大静摩擦力一般比滑动摩擦力大些,没有特别说明一般认为二者是相等的。
③摩擦力的效果是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,但不能说成阻碍物体运动。
④运动的物体可以受静摩擦力,静止的物体可以受滑动摩擦力,多积累相关实例。
例2.重量为400N的小车放在水平地面上,至少要用200N的水平推力,才能使它从原地开始运动,用160N的水平推力,可使小车匀速前进,用100N的水平推力推小车,小车所受摩擦力为 ;用240N的水平推力推小车,小车所受摩擦力为 。
100N
160N
F
三、摩擦力的调控
1.减小摩擦力的例子
2.需要增加摩擦力的例子
摩擦力
定义:阻碍相对运动趋势的摩擦力
大小:与外力等大反向
方向:与相对运动趋势相反
定义:阻碍相对运动的摩擦力
大小:Ff=μFN
方向:与相对运动相反
产生条件
1.接触 2.挤压 3.粗糙 4.相对运动或趋势
滑动摩擦
静摩擦
1.关于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A.物体在支持面上的滑动速度越大,滑动摩擦力也一定越大
B.滑动摩擦力的方向一定与物体相对支持面的滑动方向相反
C.接触面的动摩擦因数越大,滑动摩擦力也越大
D.滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反
B
2.下列关于静摩擦力的说法正确的是( )
A.静摩擦力的方向总是与物体运动方向相反
B.静摩擦力的大小与物体的压力成正比
C.静摩擦力只能在物体静止时产生
D.静摩擦力的方向与接触物体相对运动的趋势方向相反
D
3.如图所示,位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下,处于静止状
态,则斜面作用于物块的静摩擦力①方向可能沿斜面向上 ②方向可能沿
斜面向下③大小可能为零 ④大小可能等于F。以上判断正确的是( )
A.只有①② B.只有③④
C.只有①②③ D.①②③④都正确
D
4.一根质量为M,长度为L的均匀长方体木板放在水平桌面上,木板与桌
面间的动摩擦因数为μ,现用水平力F推木板,当木板经过图示位置时,
桌面对木板的滑动摩擦力等于 。
F
2L/3
L/3
μMg
我们在上路的时候,一定要带上三件法宝:
健壮的身体、丰富的知识和足够的勇气。