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【思考】为何火车启动先倒车?
在通常情况下,火车各节车厢之间的挂钩拉得很紧,牵引力必须克服整列火车与铁轨的最大静摩擦力才能启动,火车由于自身重量及载运的重物很多,静摩擦力成为一个不可低估的力,给启动造成很大困难。只有尽量减小这种摩擦力对启动的影响,才能使火车顺利地开出车站。人们想出了一个方法,即让火车先倒车,使车厢间挂钩松弛,再向前启动,使车厢逐节启动。火车需先拉直挂钩才能拉动一个车厢,这时机车就利用这个过程进行加速,在车厢挂接时可以尽量带动车厢前进,给车厢一个初速度,使火车所受的阻力由最大静摩擦力逐渐变为滚动摩擦力,由于滚动摩擦力系数小于静摩擦力系数,所以在最后一节车厢被拉动时,机车所需克服的只是前面车厢的滚动摩擦力和最后一节车厢的最大静摩擦力,而这时的阻力肯定比火车直接启动所受整列车的最大静摩擦力要小。
为何获奖者紧紧握着的奖杯没掉下来?是弹力的作用使得奖杯静止在手里吗?
为何小孩用较小的推力推箱子,而箱子未动?最后箱子动了,这中间箱子的受力又有哪些变化?
【笔记】
一、摩擦力
定义:两个相互接触、相互挤压的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动的力,这种力叫摩擦力。
分类:
静摩擦力
定义:两个相互接触而保持相对静止的物体,当它们之间存在相对滑动趋势时,在它们的接触面上会产生阻碍物体间相对滑动的力,叫静摩擦力
产生条件:①接触②挤压③接触面粗糙④有相对运动趋势
大小:(最大静摩擦力,是一个固定的值)
方向:总跟接触面相切,并且跟物体的相对运动趋势方向相反
注意:
静摩擦力的方向一定垂直于同一接触面内的弹力方向
静止的物体不一定恒受到静摩擦力,运动的物体不一定就不受静摩擦力
静摩擦力不一定恒为阻力
滑动摩擦力
定义:当一个物体在另一个物体表面滑动的时候,会受到另一个物体阻碍它相对滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力。
产生条件:①接触②挤压③接触面粗糙④有相对运动
大小:
方向:滑动摩擦力的方向总跟接触面相切,并且跟物体的相对运动方向相反
注意: 滑动摩擦力的方向一定垂直于同一接触面内的弹力方向
滑动摩擦力的方向可以与运动方向相同或相反,但一定和相对运动的方向相反。
静止的物体一样可以受到滑动摩擦力
滚动摩擦力:所有摩擦中最小的
摩擦力有无的判断:
假设法:即假设接触处有摩擦力,看物体的运动状态是否与当前情况一致,若一致,则假设正确,接触处有摩擦力;若不一致,则假设错误,接触处无摩擦力.
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
【答案】ABC
关于静摩擦力,以下说法正确的是( )
A.两接触面有接触,有挤压,且处于相对静止状态,则在两接触面内一定会产生静摩擦力。
B.运动的物体也可以受到静摩擦力的作用。
C.静摩擦力的方向一定沿着接触面。
D.静摩擦力的方向一定与物体相对运动的趋势方向相反。
E.静摩擦力的方向一定与外加的拉力方向相反。
F.静摩擦力的方向可以与物体的运动方向不在一直线上。
G.静摩擦力可以是动力也可以是阻力。
H.静摩擦力总是阻碍物体间的相对运动趋势。
I.静摩擦力的大小可以用公式直接计算。
J.与滑动摩擦力一样,静摩擦力的大小与接触面的压力成正比。
K.在一定压力下,静摩擦力的大小有一个范围。
L.在粗略情形下,最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力。
M.静摩擦力的作用点一定在接触面内。
【答案】
关于滑动摩擦力,正确的说法是( )
A.两接触面有接触,且有相对运动,则在接触面内一定会产生滑动摩擦力。
B.静止的物体也可以受到滑动摩擦力的作用。
C.滑动摩擦力的方向一定沿着接触面,所以滑动摩擦力的方向一定水平。
D.滑动摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反。
E.滑动摩擦力可以是动力也可以是阻力。
F.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动。
G.滑动摩擦力的大小等于动摩擦因数与物体重力的乘积。
H.滑动摩擦力的大小与接触面的压力成正比。
【答案】
把一重为的物体,用一水平的推力(为恒量,为时间)压在竖直的足够高的平整墙上,从开始物体所受的摩擦力随的变化关系是下图中的哪一个( )
【答案】B
如右图所示,、叠放在水平面上,水平力作用在上,使二者一起向左做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.、之间无摩擦力
B.受到的摩擦力水平向右
C.受到的摩擦力水平向左
D.地面对的摩擦力为静摩擦力,水平向右
【答案】BC
如右图所示,有两条黑、白毛巾交替折叠地放在地面上,白毛巾的中部用线与墙壁连接。黑毛巾的中部用线拉住。设线均水平。若两条毛巾质量都是m。毛巾之间及毛巾与地面之间的动摩擦因数均为μ。现将黑、白毛巾分离开来,则将黑毛巾匀速拉出的过程中,黑毛巾所受摩擦力是
A. B. C. D.
已知物体的质量为,受到的挤压力为,运动方向如图所示。物体与面之间的动摩擦因数为,则物体受到的摩擦力为多少?
用水平力将木块压在竖直墙上,如图所示,已知木块重,木块与墙壁之间的动摩擦因数,问:
(1)当时,木块没有动,木块受到的摩擦力为多大?
(2)当时,木块沿墙面下滑,此时木块受到的摩擦力为多大?
(3)当时,木块受到的摩擦力又为多大?
【答案】(1)木块没动,受到的是静摩擦力.分析木块受力,竖直方向上受重力和竖直墙壁的摩擦力,由平衡条件可得,方向竖直向上.
(2)当,木块沿墙面下滑,木块受到的是滑动摩擦力,大小应由求解.木块在水平方向上受水平力和墙对它的支持力,,故.
(3)当时,与第(2)问情况相似,可得
如图所示,物体A、B的质量为,A和B、B与水平桌面间的动摩擦因数都等于,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力.当用水平力向右拉轻滑轮时,B对A的摩擦力和桌面对B的摩擦力为多大?.
【答案】应先判断、处于何种状态。,滑轮为轻质滑轮,则细绳对A及B向右的拉力大小均为。
A与B之间最大静摩擦力:
故与应保持相对静止.
与桌面间的最大摩擦力:
则相对桌面也静止,故可求出对摩擦力大小为,桌面对B的摩擦力大小为.
用手握住一个瓶子,恰好处于静止(竖直方向)。下列说法正确的是( )
A.若增加瓶子质量,手需要握的越紧
B.手握的越紧,瓶子受到的摩擦力越大
C.不管手握得多紧,瓶子受到的摩擦力总是一定的.
D.以上说法都不正确
【答案】AC
关于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A.压力越大,滑动摩擦力越大
B.压力不变,动摩擦因数不变,接触面积越大,滑动摩擦力越大
C.压力不变,动摩擦因数不变,速度越大,滑动摩擦力越大
D.动摩擦因数不变,压力越大,滑动摩擦力越大
置于水平地面上的物体在沿水平方向的拉力作用下,仍处于静止,则物体所受静摩擦力的大小( )
A.与压力成正比
B.等于水平拉力
C.小于滑动摩擦力
D.在物体上叠放另一物体,该物体受到的静摩擦力不变
关于弹力和摩擦力的关系,下列说法正确的是( )
A.两物体间若有弹力,就一定有摩擦力
B.两物体间若有摩擦力,就一定有弹力
C.弹力和摩擦力的方向必互相垂直
D.当两物体间的弹力消失时,摩擦力仍可存在一段时间
某同学用弹簧秤称一木块重,把木块水平桌面上,弹簧秤水平地向右拉木块.
(1)当弹簧秤读数为时,木块未被拉动,这时木块受到的是______摩擦力,大小是______,方向向______.
(2)当弹簧秤的读数是时,木块刚好开始移动,此时木块受的是______摩擦力,大小是______,方向向______.
(3)开始运动后,使木块保持匀速直线运动,弹簧秤的读数变为,此时木块受到的是______摩擦力,大小是______,动摩擦因数______.
(4)若使弹簧秤在拉动木块运动中读数变为时,木块受到的摩擦力是______摩擦力,大小是______.
(5)木块离开弹簧秤继续滑动,这时木块受到的是______摩擦力,大小是______.
水平的皮带传输装置如图所示,皮带的速度保持不变,物体被轻轻地放在A端皮带上,开始时物体在皮带上滑动,当它到达位置C后滑动停止,随后就随皮带一起匀速运动,直至传送到目的地B端,在传输过程中,该物体受摩擦力情况是( )
A.在AC段受水平向左的滑动摩擦力
B.在AC段受水平向右的滑动摩擦力
C.在CB段不受静摩擦力
D.在CB段受水平向右的静摩擦力
如图5所示,一质量为的物体夹在两木板之间,物体左右两侧面与两块木板间的动摩擦因数相同。若把该物从上面匀速抽出,需的力。若把它从下面匀速抽出,则需多大的力。(设两木板对物体的压力不变)
要使放在水平地面上重的木块从原地移动,必须用的最小水平推力,木块从原地移动以后,为了使它继续匀速滑动,只要的水平推力就行了。
(1)木块与地面的最大静摩擦力是多大?
(2)滑动摩擦力是多大?
(3)若拉力增大至,滑动摩擦力是多大?
【答案】
质量为的空木箱,放置在水平地面上,沿水平方向施加拉力,当拉力时,木箱静止;当拉力时,木箱做匀速运动,求:
(1)木箱与地面间的动摩擦因数;
(2)木箱在8.0 N的拉力作用下受到的摩擦力的大小;
(3)木箱在12.0 N水平拉力作用下,受到的摩擦力的大小.
【答案】(1)当拉力F2=10.3 N时,木箱匀速运动,木箱水平方向受到拉力F2和滑动摩擦力Ff1,根据二力平衡条件有:Ff1=F2=10.3 N。木箱放在水平地面上,则有木箱对地面压力大小等于木箱重力即FN=mg
(2)当拉力F2=8.0 N时,木箱静止,木箱水平方向所受到的静摩擦力Ff2与F1是一对平衡力,则有:Ff2=F1=8.0 N.
(3)当拉力F3=12.0 N时,木箱将在地面上滑动,此时木箱所受到的擦力为滑动摩擦力.由第一问可以知道,Ff2=Ff1=10.3N.
高中物理名人成就
1、1638年,意大利物理学家伽利略, 当时时代仪器设备简陋,技术落后,但伽利略巧妙运用科学推理,给出了匀变速运动的定义,导出S正比于T2,并给予实验检验,推断并检验得出,无论物体轻重,其自由落体快慢相同,即论证重物体不会比轻物体下落得快。通过斜面实验,推出物体不受外力,将维持匀速直线运动结论。后由牛顿归纳为惯性定律,科学推理方法为为其成就之一。
2、英国科学家牛顿,动力学奠基人。 1683年,提出了三条运动定律。1687年,发表万有引力定律;奠定了以牛顿定律为基础的经典力学。
3、爱因斯坦德籍犹太人,后加入美国籍。20世纪,爱因斯坦提出的狭义和广义相对论,经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。1905年提出了光子说,成功地解释了光电效应规律。提出“质能方程”。
4、17世纪德国天文学家开普勒,发现了行星运动规律的开普勒三定律,奠定了万有引力定律的基础。
5、1798年英国物理学家卡文迪许, 利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量;
6、奥地利物理学家多普勒(1803-1853),发现由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象——多普勒效应。
7、1827年英国植物学家布朗, 悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象——布朗运动。
8、1785年法国物理学家库仑,利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律。
9、1752年,富兰克林,通过风筝实验验证闪电是电的一种形式,把天电与地电统一起来,并发明避雷针。
10、1826年德国物理学家欧姆(1787-1854), 通过实验得出欧姆定律,在实验研究的基础上,把电流和水流相比较,引入了电流强度、电动势、电阻等概念,并确定了它们的关系。
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【思考】为何火车启动先倒车?
在通常情况下,火车各节车厢之间的挂钩拉得很紧,牵引力必须克服整列火车与铁轨的最大静摩擦力才能启动,火车由于自身重量及载运的重物很多,静摩擦力成为一个不可低估的力,给启动造成很大困难。只有尽量减小这种摩擦力对启动的影响,才能使火车顺利地开出车站。人们想出了一个方法,即让火车先倒车,使车厢间挂钩松弛,再向前启动,使车厢逐节启动。火车需先拉直挂钩才能拉动一个车厢,这时机车就利用这个过程进行加速,在车厢挂接时可以尽量带动车厢前进,给车厢一个初速度,使火车所受的阻力由最大静摩擦力逐渐变为滚动摩擦力,由于滚动摩擦力系数小于静摩擦力系数,所以在最后一节车厢被拉动时,机车所需克服的只是前面车厢的滚动摩擦力和最后一节车厢的最大静摩擦力,而这时的阻力肯定比火车直接启动所受整列车的最大静摩擦力要小。
为何获奖者紧紧握着的奖杯没掉下来?是弹力的作用使得奖杯静止在手里吗?
为何小孩用较小的推力推箱子,而箱子未动?最后箱子动了,这中间箱子的受力又有哪些变化?
【笔记】
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
关于静摩擦力,以下说法正确的是( )
A.两接触面有接触,有挤压,且处于相对静止状态,则在两接触面内一定会产生静摩擦力。
B.运动的物体也可以受到静摩擦力的作用。
C.静摩擦力的方向一定沿着接触面。
D.静摩擦力的方向一定与物体相对运动的趋势方向相反。
E.静摩擦力的方向一定与外加的拉力方向相反。
F.静摩擦力的方向可以与物体的运动方向不在一直线上。
G.静摩擦力可以是动力也可以是阻力。
H.静摩擦力总是阻碍物体间的相对运动趋势。
I.静摩擦力的大小可以用公式直接计算。
J.与滑动摩擦力一样,静摩擦力的大小与接触面的压力成正比。
K.在一定压力下,静摩擦力的大小有一个范围。
L.在粗略情形下,最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力。
M.静摩擦力的作用点一定在接触面内。
关于滑动摩擦力,正确的说法是( )
A.两接触面有接触,且有相对运动,则在接触面内一定会产生滑动摩擦力。
B.静止的物体也可以受到滑动摩擦力的作用。
C.滑动摩擦力的方向一定沿着接触面,所以滑动摩擦力的方向一定水平。
D.滑动摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反。
E.滑动摩擦力可以是动力也可以是阻力。
F.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动。
G.滑动摩擦力的大小等于动摩擦因数与物体重力的乘积。
H.滑动摩擦力的大小与接触面的压力成正比。
把一重为的物体,用一水平的推力(为恒量,为时间)压在竖直的足够高的平整墙上,从开始物体所受的摩擦力随的变化关系是下图中的哪一个( )
如右图所示,、叠放在水平面上,水平力作用在上,使二者一起向左做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.、之间无摩擦力
B.受到的摩擦力水平向右
C.受到的摩擦力水平向左
D.地面对的摩擦力为静摩擦力,水平向右
如右图所示,有两条黑、白毛巾交替折叠地放在地面上,白毛巾的中部用线与墙壁连接。黑毛巾的中部用线拉住。设线均水平。若两条毛巾质量都是m。毛巾之间及毛巾与地面之间的动摩擦因数均为μ。现将黑、白毛巾分离开来,则将黑毛巾匀速拉出的过程中,黑毛巾所受摩擦力是
A. B. C. D.
已知物体的质量为,受到的挤压力为,运动方向如图所示。物体与面之间的动摩擦因数为,则物体受到的摩擦力为多少?
用水平力将木块压在竖直墙上,如图所示,已知木块重,木块与墙壁之间的动摩擦因数,问:
(1)当时,木块没有动,木块受到的摩擦力为多大?
(2)当时,木块沿墙面下滑,此时木块受到的摩擦力为多大?
(3)当时,木块受到的摩擦力又为多大?
如图所示,物体A、B的质量为,A和B、B与水平桌面间的动摩擦因数都等于,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力.当用水平力向右拉轻滑轮时,B对A的摩擦力和桌面对B的摩擦力为多大?.
用手握住一个瓶子,恰好处于静止(竖直方向)。下列说法正确的是( )
A.若增加瓶子质量,手需要握的越紧
B.手握的越紧,瓶子受到的摩擦力越大
C.不管手握得多紧,瓶子受到的摩擦力总是一定的.
D.以上说法都不正确
关于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A.压力越大,滑动摩擦力越大
B.压力不变,动摩擦因数不变,接触面积越大,滑动摩擦力越大
C.压力不变,动摩擦因数不变,速度越大,滑动摩擦力越大
D.动摩擦因数不变,压力越大,滑动摩擦力越大
置于水平地面上的物体在沿水平方向的拉力作用下,仍处于静止,则物体所受静摩擦力的大小( )
A.与压力成正比
B.等于水平拉力
C.小于滑动摩擦力
D.在物体上叠放另一物体,该物体受到的静摩擦力不变
关于弹力和摩擦力的关系,下列说法正确的是( )
A.两物体间若有弹力,就一定有摩擦力
B.两物体间若有摩擦力,就一定有弹力
C.弹力和摩擦力的方向必互相垂直
D.当两物体间的弹力消失时,摩擦力仍可存在一段时间
某同学用弹簧秤称一木块重,把木块水平桌面上,弹簧秤水平地向右拉木块.
(1)当弹簧秤读数为时,木块未被拉动,这时木块受到的是______摩擦力,大小是______,方向向______.
(2)当弹簧秤的读数是时,木块刚好开始移动,此时木块受的是______摩擦力,大小是______,方向向______.
(3)开始运动后,使木块保持匀速直线运动,弹簧秤的读数变为,此时木块受到的是______摩擦力,大小是______,动摩擦因数______.
(4)若使弹簧秤在拉动木块运动中读数变为时,木块受到的摩擦力是______摩擦力,大小是______.
(5)木块离开弹簧秤继续滑动,这时木块受到的是______摩擦力,大小是______.
水平的皮带传输装置如图所示,皮带的速度保持不变,物体被轻轻地放在A端皮带上,开始时物体在皮带上滑动,当它到达位置C后滑动停止,随后就随皮带一起匀速运动,直至传送到目的地B端,在传输过程中,该物体受摩擦力情况是( )
A.在AC段受水平向左的滑动摩擦力
B.在AC段受水平向右的滑动摩擦力
C.在CB段不受静摩擦力
D.在CB段受水平向右的静摩擦力
如图5所示,一质量为的物体夹在两木板之间,物体左右两侧面与两块木板间的动摩擦因数相同。若把该物从上面匀速抽出,需的力。若把它从下面匀速抽出,则需多大的力。(设两木板对物体的压力不变)
要使放在水平地面上重的木块从原地移动,必须用的最小水平推力,木块从原地移动以后,为了使它继续匀速滑动,只要的水平推力就行了。
(1)木块与地面的最大静摩擦力是多大?
(2)滑动摩擦力是多大?
(3)若拉力增大至,滑动摩擦力是多大?
质量为的空木箱,放置在水平地面上,沿水平方向施加拉力,当拉力时,木箱静止;当拉力时,木箱做匀速运动,求:
(1)木箱与地面间的动摩擦因数;
(2)木箱在8.0 N的拉力作用下受到的摩擦力的大小;
(3)木箱在12.0 N水平拉力作用下,受到的摩擦力的大小.
高中物理名人成就
1、1638年,意大利物理学家伽利略, 当时时代仪器设备简陋,技术落后,但伽利略巧妙运用科学推理,给出了匀变速运动的定义,导出S正比于T2,并给予实验检验,推断并检验得出,无论物体轻重,其自由落体快慢相同,即论证重物体不会比轻物体下落得快。通过斜面实验,推出物体不受外力,将维持匀速直线运动结论。后由牛顿归纳为惯性定律,科学推理方法为为其成就之一。
2、英国科学家牛顿,动力学奠基人。 1683年,提出了三条运动定律。1687年,发表万有引力定律;奠定了以牛顿定律为基础的经典力学。
3、爱因斯坦德籍犹太人,后加入美国籍。20世纪,爱因斯坦提出的狭义和广义相对论,经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。1905年提出了光子说,成功地解释了光电效应规律。提出“质能方程”。
4、17世纪德国天文学家开普勒,发现了行星运动规律的开普勒三定律,奠定了万有引力定律的基础。
5、1798年英国物理学家卡文迪许, 利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量;
6、奥地利物理学家多普勒(1803-1853),发现由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象——多普勒效应。
7、1827年英国植物学家布朗, 悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象——布朗运动。
8、1785年法国物理学家库仑,利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律。
9、1752年,富兰克林,通过风筝实验验证闪电是电的一种形式,把天电与地电统一起来,并发明避雷针。
10、1826年德国物理学家欧姆(1787-1854), 通过实验得出欧姆定律,在实验研究的基础上,把电流和水流相比较,引入了电流强度、电动势、电阻等概念,并确定了它们的关系。
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