摩擦力 同步练习
一、选择题
1.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
2.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
3.如图1,木块质量为m,跟水平桌面的动摩擦因数为μ,受水平向右的力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 [ ]
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μmg
D.因接触面变小,动摩擦因数μ会变大
4.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
5.一物体置于粗糙水平地面上,按图2所示不同的放法,在水平力F的作用下运动,设地面与物体各接
??? 触面的动摩擦因数相等,则木块受到的摩擦力的大小关系是 [ ]
A.f甲>f乙>f丙 B.f乙>f甲>f丙
C.f丙>f乙>f甲 D.f甲=f乙=f丙
二、填空题
6.某同学用弹簧秤称一木块重5N,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1N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2.1N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2N,此时木块受到的是______摩擦力,
???? 大小是______,动摩擦因数μ=______.
(4)若使弹簧秤在拉动木块运动中读数变为3N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______.
7.如图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,物
???? 体受到的摩擦力是______N,动摩擦因数是______,若物体静止不动,它受到的静摩擦力是______N,
????? 方向______.(g=10N/kg)
8.如图4是一主动轮A通过皮带带动从动轮B的示意图,主动轮的转动方向如图所示,试分析A轮上M点和B轮上N点受到的摩擦力的方向:fM______,fN______。
三、计算题
9、如图5所示,一质量为2kg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50N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)
?
参考答案
一、选择题
1、D 2、BD 3、C
4、BC 5、D
二、填空题
6、
(1)静,1N,左 (2)最大静,2.1N,左
(3)滑动,2N,0.4 (4)滑动,2N
(5)滑动,2N
7、10N,0.2,10,向上
8、向下、向下
三、计算题
9、10N
摩擦力 同步练习
1.关于力的正确说法是( )
A. 力不能离开施力物体和受力物体而独立存在
B. 物体的速度大小或方向发生变化,一定是由于受到力的作用
C. 力是矢量
D. 正在飞行中的炮弹,受重力.空气阻力和向前冲的力
2.关于重心,正确说法是( )
A. 任何物体的重心一定在这个物体上
B. 在物体上只有重心受到重力作用
C. 规则物体的重心,在它的几何中心上
D. 一辆空汽车装上货物后,重心会升高
3.如图3所示,重力G=20N的物体,在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动,同时受到大小为10N,方向向右的水平力F的作用,则物体所受摩擦力大小和方向是( )
A. 2N,向左 B. 2N,向右
C. 10N,向左 D. 12N,向右
4..一本书放在水面桌上静止,则( )
A. 书对桌面的压力就是书受的重力
B. 书对桌面的压力,施力物是地球
C. 书对桌面的压力在数值上等于它受的重力
D. 因为桌面对书的支持力与书对桌面的压力大小相等,所以书才处于平衡状态
5.如图5所示,在两块相同的竖直木板P.Q之间,有质量均为m的4块相同的砖,用两个大小均为F的水平力压木板,使砖静止不动,则第二块对第三块砖的摩擦力大小为( )
A. 0 B. mg C. mg D. 2mg
6.以下关于摩擦力的几种说法中正确的是( )
A..摩擦力总是与物体的运动方向相反
B..摩擦力总是使物体的机械能减小
C..摩擦力总是阻碍物体间的相对运动
D. 物体所受的滑动摩擦力可能与物体的运动方向相同,也可能相反
7.均匀重球靠在两个光滑平面的连接处,如图6所示,球与水平面的接触点为P,与侧面的接触点为Q,那么球的受力有( )
A..重力.水平面P处和侧面Q处的弹力
B..重力.水平面P处的弹力
C..重力.侧面Q处的弹力
D..水平面P处和侧面Q处的弹力
?
8.如图10所示,物块重G=50N,弹簧A伸长量,弹簧B的压缩量为,已知弹簧A的劲度系数,不计两弹簧的质量,则弹簧B的劲度系数__________
9.重100N的物体放在水平地面上,它与水平地面间的动摩擦因数为(=0.25,最大静摩擦力为30N,当用一个水平拉力F作用于木块,F由8N增大到28N,则地面对物体的摩擦力大小变化为___________,当F的大小由35N减小到28N时,地面对物体的摩擦力大小为_______。
10.一根弹簧原长8cm,上端固定,下端挂重10N重物时,弹簧长度为10cm,弹簧的劲度系数为___________,若下端悬挂的重物再增加5N,静止时弹簧的长度是_________。
?
参考答案
1.ABC
2..D
3.B
4..C
5.A
6.CD
7..B
8.
9.从8N增到28N 25N
10. 500N/m 11cm
摩擦力 同步练习?
一、选择题(每小题4分,共24分)?
1.物体与支持面间有滑动摩擦力时,下列说法正确的是?
A.物体与支持面间的压力越大,滑动摩擦力越大?
B.物体与支持面间的压力不变,动摩擦因数一定,接触面积越大,滑动摩擦力越大?
C.物体与支持面间的压力不变,动摩擦因数一定,速度越大,滑动摩擦力越大?
D.动摩擦因数一定,物体与支持面间的压力越大,滑动摩擦力越大?
2.关于摩擦力的方向,下列叙述中不正确的是?
A.静摩擦力的方向,可能与物体运动的方向相同?
B.静摩擦力的方向总是跟物体相对运动趋势的方向相反?
C.滑动摩擦力的方向,可能与物体的运动方向相同?
D.滑动摩擦力的方向,总是与物体的相对运动方向相同?
3.用手握瓶子,瓶子静止在手中,下列说法正确的是?
A.手对瓶子的压力恰好等于瓶子的重力?
B.手对瓶子的摩擦力恰好等于瓶子的重力?
C.手握得越紧,手对瓶子的摩擦力越大?
D.手对瓶子的摩擦力必须大于瓶子的重力?
4.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.大于水平拉力? D.小于水平拉力?
5.为了测定木块和竖直墙壁之间的滑动摩擦因数,某同学设计了一个实验:用一根弹簧将木块压在墙上,同时在木块下方有一个拉力F2作用,使木块恰好匀速向下运动,如图1—9所示.现分别测出了弹簧的弹力F1、拉力F2和木块的重力G,则滑动摩擦因数μ应等于?
图1—9
A. B.
C. D.
6.要使一粗糙的木块在水平木桌的表面上滑动时受到的滑动摩擦力尽可能小些,下列措施中有效的是?
①将木块和木桌的接触面刨光滑些?
②在木桌表面上垫一张平整光滑的铁皮?
③使木块的滑动速度增大?
④取木块表面积最小的那个面向下放在桌面上,减小与桌面的接触面积?
A.①② B.①③ C.②③ D.③④??
二、非选择题(共26分)?
1.(6分)一根质量为m、长为L的均匀长方体木料放在水平桌面上,木料与桌面间的动摩擦因数为μ,现用水平力F推木料,当木料经过图1—10所示位置时,桌面对木料的滑动摩擦力等于______.?
图1—10 图1—11
2.(8分)如图1—11所示,用力F将质量为1 kg的物体压在竖直墙上,F=50 N,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,它受到的摩擦力是______N,方向______.(g=10 N/kg)?
3.(6分)马拉着自重600 N的雪橇在水平冰面上做匀速直线运动,马需用水平拉力18 N.若在雪橇上载货500 kg,马要用多大的水平力可使雪橇仍做匀速直线运动?雪橇和冰面间的滑动摩擦因数为多大?(取g=10 N/kg)?
4.(6分)如图1—12所示,一木块放在水平面上,在水平方向上施加外力F1=10 N,F2= 2 N,木块处于静止状态.若撤去外力F1,则木块受到的摩擦力大小为______N,方向_____?
图1—12
参考答案
一、1.D 2.D 3.B 4.B 5.A 6.A??
二、1.μmg?
2.10 0.2 10 向上?
3.68 N 0.03 4.2 水平向右?
摩擦力 同步练习
一、选择题?
1.两个物体A和B,质量分别为M和m,用跨过定滑轮的轻绳相连,A静止于水平地面上,如图,不计摩擦,A对绳的作用力的大小与地面对A的作用力的大小分别是
A.mg,Mg?
B.(M-m)g,Mg?
C.mg,(M-m)g?
D.(M+m)g,(M-m)g?
2.如图1—9所示,弹簧的劲度系数为k,小球的质量为m,平衡时球在A位置,今用力F把小球向下拉长x至B位置,则此时弹簧中的弹力为
A.x
B.kx+mg?
C.kx-mg
D.mg?
3.如图1—10所示,用水平力F将物体压在竖直墙壁上,保持静止状态,物体所受的摩擦力的大小?
A.随F的增大而增大?
B.随F的减小而减小?
C.等于物体重力的大小?
D.可能大于物体重力的大小?
4.在粗糙水平面上有一个三角形木块abc,在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量m1和m2的木块,m1>m2,如图1—11所示,已知三角形木块和两物体都是静止的,则粗糙水平面对三角形木块
A.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向右?
B.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向左?
C.有摩擦力的作用,但摩擦力的方向不能确定,因m1、m2、Q1、Q2的数值并未给出
D.以上结论都不对?
5.三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相等的光滑圆球a、b、c,支点P、Q在同一水平面上,a球的重心Oa位于球心,b球和c球的重心Ob和Oc分别位于球心的正上方和球心的正下方,如图1—12所示,三球处于平衡状态,支点P对a球的弹力为Na,对b球和c球的弹力分别为Nb和Nc则?
A.Na=Nb=Nc B.Nb>Na>Nc?
C.Nb<Na<Nc D.Na>Nb=Nc?
6.三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同,它们共同悬挂一重物,如图1—13所示,其中OB是水平的,A端、B端固定,若逐渐增加C端所挂物体的质量,则最先断的绳是?
A.必定是OA?
B.必定是OB?
C.必定是OC?
D.可能是OB,也可能是OC
7.长直木板的上表面的一端放有一铁块,木块由水平位置缓慢向上转动(即木块与水平面的夹角α变大),另一端不动;如图1—14(A)所示.则铁块受到的摩擦力f随角度α的变化图线可能正确的是图1—14(B)中的哪一个?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)?
8.如图1—15所示,位于斜面的物块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?
A.方向可能沿斜面向上? B.方向可能沿斜面向下?
C.大小可能等于零? D.大小可能等于F?
二、填空题?
9.一根橡皮筋两端各受1 N的拉力时伸长了0.1m,此橡皮筋的劲度系数为 .若截取它的一半,两端仍各受1 N的拉力,此时它伸长了 ,其劲度系数为 .?
10.放在水平面上的物体,在20 N水平拉力的作用下做匀速直线运动,若在此物体加上重50 N的砝码,需要30 N的水平拉力才能使物体沿水平面做匀速直线运动,那么物体与水平面间的动摩擦因数是 .?
11.一根质量为m、长度为l的均匀的长方木料,放在水平桌面上,木料与桌面间的摩擦因数为μ,现用水平力F推木料,当木料经过图1—16所示的位置时,桌面对它的摩擦力等于 .?
三、论述、计算题?
12.降落伞和人共重G,在静止的空气中匀速竖直下落,现在由于受到自东向西的风向的影响,降落伞最后沿与水平方向成60°角斜向下匀速直线下降,分析降落伞这时受到几个力的作用,这些力之间的关系怎样.
13.如图1—17所示,A、B是两个相同的轻弹簧,原长都是L0=10cm,劲度系数k=500 N/m,如果图中悬挂的两个物体质量均为m,现测得两个弹簧的总长为26 cm,则两个物体的质量为多少?
14.如图1—18所示,用与水平面成37°的拉力F=30 N拉着一个重为50 N的物体在水平地面上匀速前进,求物体所受的摩擦力和动摩擦因数.
摩擦力 同步练习?
1.关于静摩擦力的说法中,正确的是?
A.两个相对静止的物体之间一定有摩擦力作用?
B.受静摩擦力作用的物体一定是静止的?
C.静摩擦力一定是阻力?
D.在物体间压力一定的条件下,静摩擦力的大小是可以变化的,但有一个限度?
2.如图1—9所示,在μ=0.1的水平面上向右运动的物体,质量为20 kg.在运动过程中,还受到一个水平向左的大小为10 N的拉力F的作用,则物体受到的滑动摩擦力为(g=10 N/kg)
图1—9
A.10 N,向右 B.10 N,向左?
C.20 N,向右 D.20 N,向左?
3.运动员用双手握住竖直的竹杆匀速攀上和匀速下滑时,运动员所受的摩擦力分别是F1和F2,那么?
A.F1向下,F2向上,且F1=F2?
B.F1向下,F2向上,且F1>F2?
C.F1向上,F2向上,且F1=F2?
D.F1向上,F2向下,且F1=F2?
4.关于摩擦力的方向,下列说法中不正确的是?
A.滑动摩擦力的方向,总是和物体运动的方向相反?
B.滑动摩擦力的方向,可能和物体运动的方向相同?
C.物体所受的摩擦力方向总是和接触面相切?
D.滑动摩擦力的方向,可能和物体运动的方向相反
5.下列说法中正确的是?
①滑动摩擦力的方向总是和物体运动方向相反?
②静摩擦力的大小与物体对接触面的正压力成正比?
③运动的物体可能受到静摩擦力作用?
④物体受到摩擦力作用时,也一定受到弹力作用,且这两个力一定互相垂直?
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
6.在水平地面上,质量为20 kg的物体向东滑动,同时物体又受到向西的水平拉力10 N作用,若物体和水平地面间动摩擦因数为0.1,则物体受到的摩擦力大小为______,方向______.(g取10 N/kg)?
7.质量为10 kg的物体静止放在水平面上,物体和水平面的最大静摩擦力为40 N,滑动摩擦力为37 N.当水平拉物体的力分别为38 N和50 N时,物体所受的摩擦力的大小分别为______ N和______ N.?
8.请你设计一个测量纸和桌面之间的动摩擦因数的实验.说明实验原理和做法,并实际测量.?
参考答案?
1.D 2.D 3.C 4.A 5.D ?
6.20 N 向西?
7.38 37?
8.在木块下面贴张纸,用弹簧秤称出木块的重力.然后把木块放在水平桌面上(贴纸的一面与桌面接触),用弹簧秤水平地拉木块,使木块做匀速直线运动,读出弹簧秤的示数F.滑动摩擦力Ff数值上等于F.正压力N大小等于重力G.?
动摩擦因数μ=
摩擦力 同步练习
1.关于滑动摩擦力,以下说法正确的是
A.滑动摩擦力总是和物体的运动方向相反
B.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动
C.滑动摩擦力不可能是动力
D.滑动摩擦力跟物体的重力成正比
2.关于摩擦力与弹力的关系,下列说法中正确的是
A.有弹力一定有摩擦力
B.有弹力不一定有摩擦力
C.有摩擦力一定有弹力
D.同一接触面上的弹力和摩擦力的方向一定垂直
? 3.关于摩擦力,下列说法中正确的是
A.摩擦力总是阻碍物体间的相对运动
B.摩擦力总是阻碍物体的运动
C.摩擦力的方向与物体运动的方向总在一条直线上
D.摩擦力的方向总跟接触面相切
? 4.关于静摩擦力,下列说法错误的是
A.两个相对静止的物体之间一定有静摩擦力的作用
B.受静摩擦力作用的物体一定是静止的
C.静摩擦力一定是阻力
D.在压力一定的条件下,静摩擦力的大小是可以变化的,但有一个限度
5.在图1—4—10中,质量为20 kg的物体在动摩擦因数为0.1的水平面上向右运动,在运动过程中受到水平向左、大小为10 N的拉力作用,则物体所受摩擦力为(g=10 N/kg)
A.10 N 向右 B.10 N 向左
C.20 N 向右 D.20 N 向左
6.如图1—4—11所示,一木块放在水平面上,在水平方向施加外力F1=10 N,F2= 2 N,木块处于静止状态.若撤去外力F1,则木块受到的摩擦力大小为 N,方向 .
7.如图1—4—12所示,用水平力F把一铁块紧压在墙上不动,当F的大小变化时,墙对铁块的压力FN、铁块所受摩擦力F′大小的变化情况是
A.当F增大时,FN和F′都增大
B.当F增大时,FN增大,F′不变
C.当F减小时,FN和F′都减小
D.当F减小时,FN减小,F′可能不变
8.质量为m的均匀木板,长为L,在水平桌面上正向右滑动.木板与桌面间的动摩擦因数为μ,当木板有1/3的长度滑出桌面时,如图1—4—13,木板受到的滑动摩擦力大小是 .
参考答案
B 2.BCD 3.AD 4.ABC 5.D 6. 2 向右 7.BD?8. μmg
摩擦力
●教学目标?
一、知识目标?
1.知道静摩擦力和滑动摩擦力产生的条件,会判断这两种摩擦力的方向.?
2.知道滑动摩擦力的大小跟什么有关,知道滑动摩擦力跟压力成正比.?
3.知道什么是最大静摩擦力,知道最大静摩擦力跟物体间的正压力成正比.?
二、能力目标?
1.培养学生的实验观察能力和实验分析能力.?
2.培养学生的科学的语言表达能力.?
3.对学生进行科学研究方法的渗透.?
三、德育目标?
向学生渗透抓住主要矛盾和主要因素,忽略次要因素的辩证思想.?
●教学重点?
1.滑动摩擦力产生的条件及规律,并会用F=μFN解决实际问题.?
2.静摩擦力产生的条件及规律,正确理解什么是最大静摩擦力.?
●教学难点?
1.正压力的确定.?
2.静摩擦力方向的正确判定.?
●教学方法?
讲授法、实验法、讨论法.?
●教学用具?
斜面、小车、毛巾、弹簧秤、长方体物块4个相同的重物、磨砂纸、投影片.?
●课时安排?
1课时?
●教学过程?
[投影
本节课的学习目标]?
1.知道滑动摩擦力产生的条件,会正确判断滑动摩擦力的方向.?
2.会用F=μFN计算有关问题.?
3.知道动摩擦因数μ的大小与接触面的材料和粗糙程度有关.?
4.知道静摩擦力产生的条件,知道静摩擦力的方向.?
5.知道什么是最大静摩擦力.?
●学习目标完成过程?
一、引入?
[演示实验]?
1.手拉一木块在桌面上运动,停止用力后,小木块慢慢停下来.?
2.小车从斜面上滑下.?
[教师]观察到什么现象??
[学生]小木块和小车停下来.?
[教师]它们为什么会停下来呢??
[学生]由于受到了摩擦力的作用.?
[教师]初中我们已经学过了摩擦力的一些知识,本节课进一步学习摩擦力的知识.?
二、新课教学?
(一)滑动摩擦力?
[教师]在演示实验中,木块和小车都受到了摩擦力,这叫什么摩擦力??
[学生]滑动摩擦力.?
[教师]滑动摩擦力是怎样产生的呢?同学们能否举例说明??
[学生活动]积极思考并通过实验研究.?
方案一:让小车从斜面上滑下,滑到光滑的水平面上.?
现象:小车一直运动下去.?
方案二:在光滑水平面上铺放一条毛巾,再让小车从斜面上滑下.?
现象:小车在水平铺放的毛巾上慢慢停下来.?
方案三:将小车单独放在水平毛巾上,施加一水平力使小车开始运动后,立即撤去水平力.?
现象:小车慢慢停下.?
方案四:将小车单独放在水平毛巾上,不施加水平力.?
现象:小车始终静止.?
方案五:用一个大小等于小车的重力的向上的力,拉着小车,使小车在水平毛巾上以某一速度运动.?
现象:小车会一直运动下去.?
[师生共同活动]共同分析上述现象,总结归纳:?
1.当一个物体在另一个物体表面上相对另一物体滑动时,受到另一个物体阻碍它相对滑动的力,叫做滑动摩擦力.?
2.滑动摩擦力的产生条件:?
(1)两物体直接接触且接触面粗糙.?
(2)两物体间存在相互作用的弹力——正压力.?
(3)两物体接触面之间有相对滑动.?
[教师]滑动摩擦力的方向如何呢?分析上述有关滑动摩擦力的实验,试用语言描述滑动摩擦力的方向.?
[学生活动](分析讨论并组织语言表述)?
滑动摩擦力的方向总是跟接触面相切,且跟物体的相对运动的方向相反.?
[巩固训练]?
如图,物体A处于水平放置的长木板B上,现让A、B都向右运动,且vA<vB.分析物块A是否受到摩擦力?方向如何??
参考答案:?
A受到滑动摩擦力,方向水平向右.?
[评析拓展]?
1.所谓“相对运动”是指相对接触的物体,而不是相对于别的物体(比如水平地面).
例如:上题中由于vA<vB,故A相对于B水平向左运动,因而A所受B的滑动摩擦力方向水平向右.?
2.滑动摩擦力也可能是动力.?
在上题中,A所受滑动摩擦力跟A运动方向相同,因而此时滑动摩擦力是动力.?
3.滑动摩擦力是被动力.?
[教师]滑动摩擦力的大小与哪些因素有关呢?能否设计实验来验证你的设想呢??
[学生活动]积极思考、讨论并设计实验演示.(教师随时指导)?
演示实验一:先用弹簧秤拉着长方体物块A如甲图运动,再用弹簧秤拉长方体物块A如图乙运动(两次都做匀速运动)?
实验现象:弹簧秤的示数相同.?
比较实验条件:物体和桌面的接触面积不同.?
结论:滑动摩擦力的大小与接触面面积大小无关.?
演示实验二:分别用丙图和丁图来做:?
现象:丙图中弹簧秤的示数比丁图中弹簧秤的示数小.?
比较实验条件:两种情况下接触面的粗糙程度不同.?
结论:
滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关.?
演示实验三:分别在小车上加数量不同的砝码在桌面做匀速运动.?
实验现象:物体所加砝码越多,弹簧秤示数越大.?
比较实验条件:
物体对地面的压力不同.?
结论:滑动摩擦力的大小与压力有关.?
[教师]精确的实验表明:?
滑动摩擦力跟正压力成正比.如果用F表示滑动摩擦力的大小,用FN表示正压力的大小,则有F=μFN?
其中μ叫做动摩擦因数,它由接触面的材料和粗糙程度决定.?
[巩固训练]用投影片出示?
在水平力F作用下,重为G的物体匀速下滑,如图所示,若物体与墙之间的动摩擦因数为μ,则物体所受摩擦力的大小为?
A.μF B.μF+G C.G D.
参考答案:AC?
[评析拓展]由此题可知计算滑动摩擦力的方法有两种:一是直接由F=μFN求解;二是由物体的受力情况和运动情况,间接进行判断和计算.?
(二)静摩擦力?
[教师]请一位同学用一不太大的水平力推讲桌.提问:观察到了什么??
[学生]桌子没动.?
[师生共同分析]?
用水平力推桌子时,桌子有一个沿推力方向运动的趋势(但并没有运动).为什么呢?原因是此时桌子和地面间产生了一个阻碍相对运动趋势的力,这就是静摩擦力.?
[教师]静摩擦力的方向如何??
[学生]分析思考后作答:?
静摩擦力的方向总是跟接触面相切,并且跟物体相对运动趋势的方向相反.?
[教师]请另一位同学来推讲桌,水平力逐步增大.?
[学生]仔细观察并思考:?
现象:开始时桌子未动,当水平力增大到某一值时,桌子突然动起来.?
分析:桌子未动时,桌子水平方向受力平衡,即静摩擦力等于水平力.?
[师生共同活动]分析总结?
1.静摩擦力随外力的增大而增大.?
2.静摩擦力不能无限增大,静摩擦力的最大值叫做最大静摩擦力,最大静摩擦力等于物体刚刚运动时的推力.?
[思考与讨论]?
最大静摩擦力和什么因素有关??
[学生活动]举例:?
推动一辆空车比推动一辆载重车容易.?
结论:最大静摩擦力和压力有关.?
[教师]能否准确地描述最大静摩擦力和压力的关系呢??
[学生活动]设计实验?
实验一:用弹簧秤拉一重物A,观察重物刚滑动时弹簧秤的示数F1.?
实验二:在A上叠放一相同的重物B,再次观察刚滑动时弹簧秤的示数F2.?
实验三:在A、B上再叠放一相同的重物C,观察刚滑动时弹簧秤的示数F3.?
结论:F1/G=F2/2G=F3/3G(F3=3F1,F2=2F1)?
即:最大静摩擦力与正压力成正比?
[巩固训练]用投影片出示?
1.日常生活中静摩擦力有哪些应用??
2.判定下列两种情况下A和斜面间是否存在摩擦力?如何存在,是什么摩擦力?(甲图中A沿斜面匀速下滑 乙图中A静止在斜面上)?
摩擦力 练习与解析
1 下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中正确的是………………………………( )
A.静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反
B.静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同
C.静摩擦力的方向可能与物体的运动方向垂直
D.静止的物体所受的摩擦力一定为零
解析:抓住静摩擦力的方向与物体的运动方向无关的特点,举出反例说明.选项A、B:加速启动的平板车上与车相对静止的物体.选项C:随转盘一起匀速转动的物体所受的静摩擦力与运动方向垂直.
答案:C
2 关于摩擦力的有关说法,正确的是………………………………………………( )
A.摩擦力的大小一定与接触面上的压力成正比
B.运动物体受到的摩擦力一定等于μFN
C.在水平面上的物体受到的摩擦力一定与该物体的重力大小成正比
D.以上说法都不正确
解析:抓住静摩擦力和滑动摩擦力的不同,以及静摩擦力大小的计算特点.滑动摩擦力和正压力成正比可以用μN来计算,但静摩擦力的大小与正压力无关,由外力决定.最大静摩擦力和物体所受的正压力成正比.
答案:D
3 关于滑动摩擦力的产生的说法中,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到滑动摩擦力
C.受弹力作用的物体一定会受到滑动摩擦力
D.受滑动摩擦力作用的物体一定会受到弹力作用
解析:根据滑动摩擦力的产生条件--两物体相互接触并挤压,物体间有相对运动时才可产生滑动摩擦力.
答案:ABD
4 关于动摩擦因数,下列说法正确的是……………………………………………( )
A.两接触面间压力越大,动摩擦因数越大
B.两物体间滑动摩擦力越大,动摩擦因数越大
C.两物体间的动摩擦因数与滑动摩擦力成正比。与两物体间的压力成反比
D.两物体间的动摩擦因数是由两物体的材料和接触面的粗糙程度等决定的,与滑动摩擦力和正压力无关
解析:动摩擦因数由两物体本身决定,与外界因素无关.
答案:D
5 在日常生活中,我们有这样的生活常识,用手握瓶,将瓶提起,瓶越重,越要用力握紧瓶,这是为了……………………………………………………………………………( )
A.增加对瓶的静摩擦力
B.增加对瓶的压力
C.增加手与瓶间的动摩擦因数
D.增加手与瓶间的最大静摩擦力
解析:静摩擦力与压力无关,与沿接触面方向上其他力及物体运动状态有关,最大静摩擦力在接触面情况一定的条件下与压力成正比.
答案:D
6 如图3-3-5所示,质量为M的圆环用轻绳吊在天花板上,环上有两个质量为m的小环自大环顶部开始分别向两边滑下,当两个小环下落至与大环圆心等高时,小环所受摩擦力为F,则此时绳对大环的拉力为________.
图3-3-5
解析:当两个小环下落至与大环圆心等高时,大圆环所受小圆环的摩擦力F的方向恰好竖直向下,大圆环在竖直方向受四个力作用平衡,即有T=F+F+Mg=Mg+2F
答案:Mg+2F
7 用一根长20 cm,劲度系数为k=200 N/m的弹簧水平拉着放在水平桌面上质量为1 kg的木块,弹簧的长度逐渐伸长到22.4 cm时木块开始运动,当弹簧的长度为21.7 cm时,木块在桌面上做匀速直线运动.
求:(1)木块受到的最大静摩擦力多大?静摩擦力的变化范围怎样?
(2)木块和桌面间的动摩擦因数是多少?
(3)木块滑动过程中,当弹簧的长度小于或大于21.7 cm时,滑动摩擦力如何变化?
解析:(1)物体在未滑动前,根据二力平衡条件可知,木块受到桌面的弹力与物体的重力大小相等、方向相反,静摩擦力与弹簧的拉力大小相等、方向相反,其受力情况如图所示.
木块在刚滑动之前,受到摩擦力已达到最大值
Fmax=F=k(x1-x0)=200×(0.224-0.20) N=4.8 N
木块在未开始运动之前,每个时刻木块受到的静摩擦力总是与弹簧的拉力大小相等、方向相反,可见木块受到的静摩擦力随着弹簧的拉力增大而增大。其变化范围是:0~4.8 N.
(2)当木块匀速运动时,木块受到的滑动摩擦力与弹簧的拉力大小相等、方向相反.
F滑=F=k(x2-x0)=200×(0.217-0.20)N=3.4 N
因为F滑=μN=μG 所以μ==0.34.
(3)因为摩擦力F滑=μN,F滑是由动摩擦因数和正压力决定的.可见在木块滑动后,弹簧的长度小于或大于21.7cm,只是拉力变化,滑动摩擦力与木块做匀速或变速运动无关.
答案:(1)4.8 N 0~4.8 N (2)0.34 (3)大小不变
摩擦力-例题解析
摩擦力属高考热点,静摩擦力在高考中即是重点又是难点,在学习时重点应放在对静摩擦力的大小和方向的判断上,滑动摩擦力多在考查对公式f=μN的应用,尤其是要正确理解“N”的含义.
1.滑动摩擦力的大小计算
(1)分清摩擦力的种类——两物体间是有相对运动还是相对运动趋势,从而正确判断出是静摩擦力还是滑动摩擦力.
(2)滑动摩擦力的大小计算主要由公式f=μN完成,关键的是对相互挤压力N的分析,它跟研究物体在垂直于接触面方向的力密切相关,也跟研究物体在该方向上的运动状态相关.特别是后者,最容易被人忽视.
2.静摩擦力方向的判断
(1)静摩擦力方向的确定既是重点,也是难点,判断物体间有无摩擦力及确定静摩擦力方向时常用的方法是:
①假设法.即假设接触面光滑,看物体是否会发生相对运动;若发生相对运动,则说明物体原来的静止是有运动趋势的静止,且假设接触面光滑后物体发生的相对运动方向即原来相对运动趋势的方向.
②根据物体所处的运动状态应用力学规律判断.如图3-3-1物体A和B在力F的作用下沿水平面向右运动,若两物体一起向右做匀速直线运动,AB间没有静摩擦力;若两物体向右做变速直线运动,物体A的变速是由两物体间的静摩擦力产生的.
图3-3-1
(2)对主动轮和从动轮的分析是一类比较典型的题目,在这类题目中应记住:主动轮所受的摩擦力向前,从动轮所受的摩擦力向后,是阻力.
(3)分析摩擦力方向时还要注意整体法和隔离法相结合.
【例1】如3-3-2图所示,在水平桌面上放一个重为GA=20 N的木块,木块与桌面间的动摩擦因数μA=0.4,使这个木块沿桌面做匀速运动时的水平拉力F为多少?如果再在木块A上加一块重为GB=10 N的木块B,B与A之间的动摩擦因数μB=0.2,那么当A、B两木块一起沿桌面匀速滑动时,对木块A的水平拉力应为多少?此时木块B受到木块A的摩擦力多大?
图3-3-2
思路:未放上木块B时,A与桌面间的压力等于A的重力;放上木块B后,A与桌面间的压力等于A、B两者的重力.两木块一起运动,可以看成一个整体,由水平方向二力平衡条件得拉力F应等于桌面对A的摩擦力.
解析:未放上木块B时,N=GA,桌面对A的摩擦力为:
fA=μAN=μAGA=0.4×20 N=8 N 所以拉力F=fA=8 N
加上木块B后,N′=GA+GB,桌面对A的摩擦力为:
f A′=μAN′=μA=(GA+GB)=0.4×(20十10)N=12 N
所以拉力F′=fA′=12 N
由于A、B两木块间无相对运动,所以A、B两木块间不产生摩擦力,即B受到的摩擦力fB=0.
【例2】如图3-3-3所示,质量为m的物体被水平推力F压在竖直的墙上,静止不动.当水平力F逐渐增大时,物体m所受的静摩擦力将怎样变化?
图3-3-3
思路:静摩擦力在未达到最大值前,与正压力的大小是没有关系的,其大小由物体所受其他力以及其运动状态来决定.此时,物体m受四个力,分别是重力mg、压力F、墙对物体的支持力N以及静摩擦力f.
答案:物体m所受的静摩擦力不变,其大小始终为mg.
【例3】水平的皮带传输装置如图3-3-4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。该物体受摩擦力的情况是……………………………………………………………………………………………( )
图3-3-4
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
解析:选项A把“滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动”误解为“总是阻碍物体运动”;选项D没有从静摩擦力产生的条件人手分析物体是否受到静摩擦力,而是凭生活经验臆断物体受到一静摩擦力,以为物体向右的运动需要力来维持.选项A、D都是因为对摩擦力的概念理解不深造成的.
答案:BC
点评:锻炼学生的整体分析能力是亟待解决的问题,本题目难度较小,但对于运动过程的分析需要学生仔细认真,并且能够掌握全过程的受力情况.
摩擦力-教学参考
思路分析
把握好相对运动和相对运动趋势两个概念,是能够正确分析和求解摩擦力的关键.分析时注意“相对”的物理意义,即选取两个相互接触的物体,判定两个物体的相对位置是否发生变化,如果发生了位置变动即可确定两物体有相对运动,若两物体的位置未发生相对变动,但其中一个物体有发生相对位置变动的趋势,就可判定两物体相对运动趋势的方向.在判定摩擦力时还要把握好两物体间有弹力的作用
合作与讨论
1.滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,都分别是什么关系?物体间的动摩擦因数与哪些因素有关系,你能举例说明吗?从滑动摩擦力的公式f=μN得动摩擦因数μ=,能否说动摩擦因数和摩擦力成正比,和正压力成反比?
2.滑动摩擦力的方向总是和物体相对运动的方向相反,你能否举出几个这样的例子和同学们交流一下?如果说滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,对吗?
3.请举出几个生活中两物体间有相对运动趋势的例子.
4.两个物体间有相对运动的趋势就一定有静摩擦力吗?举几个例子说明一下.
知识总结
与高中研究的以地球为参考系的物体运动相比较,相对运动的理解相对困难一些,但相对运动是对物体研究的另一个突破口,它可以使物体的运动过程便于研究,从而为我们提出了一个研究问题的新思路.在以后的学习中大家可以尝试用相对运动的思路来分析问题.
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关于摩擦现象的本质
从15世纪至18世纪,科学家们提出了一种解释摩擦本质的凹凸啮合说.这个理论认为摩擦是由于互相接触的物体表面粗糙不平产生的.两个物体接触挤压时,接触面上很多凹凸部分就相互啮合.如果一个物体沿接触面滑动,两个接触面的凸起部分相碰撞,产生断裂、磨损,就形成了对运动的阻碍.
继凹凸啮合说之后,英国学者德萨左利厄斯于1734年提出粘附说.他认为产生摩擦的真正原因在于接触面间的分子力作用.表面越光滑,接触越紧密,分子力的影响就越大。因而摩擦力也就越大.按照这种观点,经过充分研磨的玻璃表面间的摩擦力将增大,与凹凸啮合说的推论相反.后来的实验证明粘附说是合理的.20世纪以来,随着工业和技术的发展,对摩擦理论的研究进一步深入,到20世纪中期,诞生了新的摩擦粘附论.新的摩擦粘附论认为,两个互相接触的表面,无论做得多么光滑,从原子尺度看还是粗糙的,有许多微小的凸起.把这样的两个表面放在一起,微凸起的顶部发生接触.微凸起之外的部分接触面间有10-8m或更大的间隙.这样,接触的微凸起的顶部承受了接触面上的法向压力.如果这个压力很小,微凸起的顶部发生弹性形变;如果法向压力较大,超过某一数值(每个凸起上约千分之几牛顿),超过材料的弹性限度,微凸起的顶部便发生塑性形变,被压成平顶,这时互相接触的两个物体之间距离变小,小到分子(原子)引力发生作用的范围.于是,两个紧压着的接触面上产生了原子性粘合.这时要使两个彼此接触的表面发生相对滑动,必须对其中的一个表面施加一个切向力,来克服原子(分子)间的引力.剪断实际接触区生成的接点,这就产生了摩擦.
在现代摩擦理论中,还加进了静电作用.光滑表面摩擦过程中可能带上异号电荷,它们之间的静电作用,也是摩擦力的一个原因.
综上所述,摩擦现象的机理是复杂的,是必须在分子尺度内才能加以说明的.由于分子力的电磁本性,摩擦力说到底也是由电磁相互作用引起的.
上述理论,已经否定了“物体表面越光滑,摩擦力越小”的说法.在非常光滑的物体表面之间,摩擦力是存在的.我们在教学上经常使用的“表面光滑”的含意与此不同.教学中所说的“表面光滑”,是指无摩擦或动摩擦因数等于零的表面,即没有摩擦力.这是教学上的一种约定.