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1、
專題3.3 摩擦力
?知識點撥
一、彈力的概念
(1)定義:發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復原來的形狀,對與它接觸的物體發(fā)生力的作用,這種力叫做彈力
(2)產(chǎn)生條件:
①直接接觸
②發(fā)生彈性形變
(3)一切物體在力的作用下都會發(fā)生形變。
二、彈力方向的判定方法如下:
1. 根據(jù)物體形變的方向判定;物體受到的彈力的方向與施力物體的形變方向相反。
2. 根據(jù)使物體發(fā)生形變的外力方向判定;彈力的方向與作用在施力物體上,使物體發(fā)生形變的外力方向相反。
3. 根據(jù)物體的運動情況,利用物體的平衡條件(或動力學規(guī)律)判定。
4. 判定彈力方向時常見的幾種典型情況:
(1)輕質彈簧兩
2、端的彈力方向,與彈簧中心軸線相重合,指向彈簧恢復原狀的方向。
(2)輕繩對物體的彈力(即繩對物體的拉力)方向,總是沿著繩指向繩收縮的方向。
(3)輕質桿對物體的拉力或支持力的方向,不一定沿著桿的方向。
(4)面與面接觸的彈力方向,垂直于接觸面指向受力物體。
(5)點與面接觸的彈力方向,過接觸點垂直于接觸面(或接觸面的切線),指向受力物體。
(6)球與面接觸的彈力方向,過接觸點垂直于接觸面(即在接觸點與球心的連線上),而指向受力物體。
(7)球與球相接觸的彈力方向,垂直于過接觸點的公切面(即在兩球心的連線上),而指向受力物體。
三、彈力大小的計算:
彈簧發(fā)生彈性形變時,彈力的大小
3、跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比。
公式:
F =kx
其中:k——彈簧的勁度系數(shù),單位:牛每米, 符號N/m
x——彈簧伸長(或縮短)的長度
四、彈力有無的判斷
接觸不一定存在彈力,只有發(fā)生彈性形變的兩相互接觸的物體間才存在彈力,彈力有無的判斷主要有以下兩種方法:
1. 直接法:對于形變效果明顯的情況,可由形變情況直接判斷彈力的存在與否。如彈簧、橡皮筋等產(chǎn)生彈力的情況。
2. 假設法:撤掉與之接觸的物體,看被研究物體的狀態(tài)是否改變,若改變則存在彈力,否則不存在彈力。
【原型】摩擦力的基本概念
關于彈力和摩擦力,下列說法中正確的是
4、
(1)兩個物體相互接觸并擠壓就一定存在摩擦力.
(2)運動的物體也可能受到靜摩擦力.
(3)兩物體間的摩擦力和壓力方向一定互相垂直
(4)兩物體間的摩擦力大小與它們之間的彈力大小有關
(5)兩物體間存在摩擦力時,彼此間一定有彈力
(6)摩擦力總是阻礙物體的運動
(7)運動的物體受到的摩擦力的方向總是與運動方向相反
(8)相對靜止的兩個物體之間,也可能有摩擦力的相互作用
(9)摩擦力既可以是動力,也可以是阻力
(10)在兩個接觸面不變的情況下,壓力越大,靜摩擦力越大
(11)只有靜止的物體才受靜摩擦力作用,運動的物體不會受靜摩擦力作用
(12)在兩個接觸面不變的情況下
5、,滑動摩擦力與物體間壓力成正比.
解析:1、兩個接觸面粗糙物體相互接觸并擠壓,且有相對運動或相對運動趨勢時,才一定存在摩擦力,故A錯誤;
2、11、靜止的物體可能受到滑動摩擦力,運動的物體可能受到靜摩擦力作用,比如正在傳送帶上升的物體,物體在運動,但受到靜摩擦作用,故2正確,11錯誤;
3、兩物體間的摩擦力和壓力方向一定互相垂直,故3正確;
4、靜摩擦力的大小與支持力的大小無關;故4錯誤;
5、只要物體間存在摩擦力時,彼此間一定有彈力;故5正確;
6、摩擦力總是阻礙物體的相對運動;故6錯誤;
7、運動物體所受的摩擦力的方向可跟運動方向相反,也可以與運動方向相同;故7錯誤;
8、
6、相對靜止的兩個物體之間,也可能有摩擦力的相互作用,也可能沒有摩擦力作用,故8正確;
9、摩擦力阻礙的是物體之間的相對運動,可能充當動力也可能充當阻力,故9正確;
10、兩個接觸面不變的情況下,壓力越大,滑動摩擦力越大,而靜摩擦力可能不變,故10錯誤;
12、根據(jù)滑動摩擦力公式f=μN,當兩個接觸面不變的情況下,滑動摩擦力與物體間壓力成正比,故12正確;
故答案為:2、3、5、8、9、12。
★點評:摩擦力的基本概念常以選擇題的形式考查,本題提示讀者要牢記摩擦力的相關概念。
變型1、靜摩擦力大小的計算
【延伸1】如圖所示,物體A放在水平桌面上,通過定滑輪懸掛一個重為10
7、N的物體B,且已知物體A與桌面間的最大靜摩擦力為4N.要使A靜止,需加一水平向左的力F1,則力F1的取值可以為( )
A.6N B.8N C.10N D.40N
解析:A、當F1=6 N時,靜摩擦力為f=F2﹣F1=4 N,即達到最大值且方向向左,故A正確;
B、當F1=8 N時,靜摩擦力為f=F2﹣F1=2 N<4 N,物體仍能靜止,且f的方向向左,故B正確;
C、當F1=10 N,靜摩擦力為f=F2﹣F1=0,故C正確;
D、當F1=40N時,由于最大靜摩擦力為4 N,所以4 N<F1﹣F2,物體不平衡,將加速向左移動,故D錯誤.
故選:ABC
8、
★點評:靜摩擦力的大小是可變的,靜摩擦力大小的計算與滑動摩擦力不同,他沒有計算公式,應根據(jù)平衡條件求解靜摩擦力的大小。
變型2、滑動摩擦力大小的計算
【延伸2】一個重為200N的物體,放在水平面上,物體與平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,試求物體在下列幾種情況下受到的摩擦力.
(1)物體靜止時用F=8N的水平力向右拉物體;
(2)物體靜止時用F=30N的水平力向右拉物體;
(3)物體以15m/s的初速度向左運動,用F=18N水平向右的力拉物體;
(4)物體開始時靜止,現(xiàn)對物體施加一個水平力,當拉力大小由零逐漸增大到18N時,物體受到的摩擦力是多大?當拉力大小由28N
9、逐漸減小到18N時,物體受到的摩擦力又是多大?
解析:物體的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力fmax=μN=20N
(1)由于f=8 N<fmax,物體仍靜止,所受靜摩擦力為8 N,方向水平向左.
(2)由于f=30 N>fmax,所以物體相對水平面向右運動,這時物體所受滑動摩擦力大小為f滑=μN=20 N,方向水平向左.
(3)由于物體向左運動,所受滑動摩擦力方向水平向右,大小仍等于20 N.
(4)當拉力大小由零逐漸增大到18N時,物體靜止,受到的摩擦力是18N,當拉力大小由28N逐漸減小到18N時,物體受到的滑動摩擦力20N
★點評:滑動摩擦力大小用公式f=μFN計算,μ由接觸面性
10、質決定,F(xiàn)N表示接觸面間的正壓力。
變型3、摩擦力方向的判斷
【延伸3】有三個相同的物體疊放在一起,置于粗糙水平地面上,物體之間不光滑,如圖所示.現(xiàn)用一水平力F作用在乙物體上,物體仍保持靜止,下列說法正確的是( )
A.丙受到地面的摩擦力大小為F,方向水平向左
B.甲受到水平向右的摩擦力作用
C.乙對丙的摩擦力大小為F,方向水平向右
D.丙對乙的摩擦力大小為F,方向水平向右
解析:A、對整體受力分析,水平方向整體受到拉力與受到地面對丙的水平向左的靜摩擦力,故A正確;
B、對甲受力分析,受重力和支持力,不受到摩擦力作用,故B錯誤;
CD、對甲、乙整體受力分析
11、,水平方向受拉力和向左的摩擦力,根據(jù)平衡條件,丙對乙的摩擦力大小為F,方向水平向左,那么乙對丙的摩擦力大小為F,方向水平向右,故C正確,D錯誤;
故選:AC。
★點評:“相對”是對研究對象與其接觸的物體而言的,不要把“物體的運動方向”和“物體的相對運動方向”等同起來。
?跟蹤練習:
1.關于靜摩擦力,下列說法正確的是( )
A.只有靜止的物體才可能受靜摩擦力
B.有相對運動趨勢的相互接觸的物體間有可能產(chǎn)生靜摩擦力
C.產(chǎn)生靜摩擦力的兩個物體間一定相對靜止
D.兩個相對靜止的物體間一定有靜摩擦力產(chǎn)生
2.關于滑動摩擦力的產(chǎn)生,下列說法正確的是( )
A.只有相
12、互接觸且發(fā)生相對運動的物體間才可能產(chǎn)生滑動摩擦力
B.只有運動的物體才可能受到滑動摩擦力
C.受彈力作用的物體一定會受到滑動摩擦力
D.受滑動摩擦力作用的物體一定會受到彈力作用
3.關于摩擦力,下列說法正確的是( )
A.人走路時,腳和地面之間的摩擦力是阻礙人運動的
B.滑動摩擦力的方向總是與物體運動方向相反
C.受靜摩擦力作用的物體一定是靜止不動的
D.摩擦力的方向可以與物體的運動方向相同
4.如圖所示,A、B疊放在水平面上,水平力F作用在A上,使二者一起向左做勻速直線運動,下列說法正確的是( )
A.A、B之間無摩擦力
B.A受到的摩擦力水平向右
C
13、.B受到A的摩擦力水平向左
D.地面對B的摩擦力為靜摩擦力,水平向右
5.如圖所示,甲、乙兩位同學做“拔河”游戲,兩人分別用伸平的手掌托起長凳的一端,保持凳子的水平,然后各自向兩側拖拉。若凳子下表面各處的粗糙程度相同,且在乙端的凳面上放四塊磚,則下列判斷正確的是( )
A.凳子向甲方移動
B.凳子向乙方移動
C.凳子在原處不會被移動
D.凳子向體重大的一方移動
6.如圖所示,在甲圖中,小孩用80N的水平力推木箱,木箱不動,則木箱此時受到的靜摩擦力大小為________N;在乙圖中,小孩用至少100N的水平力推木箱,木箱才能被推動,則木箱與地面間的最大靜摩擦力大小為____
14、____N;在丙圖中,小孩把木箱推動了,若此時木箱與地面間摩擦力大小為90N,木箱對地面的壓力大小為200N,則木箱與地面間動摩擦因數(shù)為μ=________依次填入以上空格的正確答案是( )
A.0、80、0.45 B.80、100、0.45
C.80、80、0.90 D.80、100、0.90
7.滑雪是北方地區(qū)人們喜愛的一種運動。有的地方,人們用鹿拉滑雪板進行滑雪比賽(如圖)。已知滑雪板與冰面間的動摩擦因數(shù)為0.02,滑雪板和人的總質量為180kg。如果鹿拉著滑雪板做勻速直線運動,求鹿的拉力大小。
答案與解析:
1.
答案:BC
解析:對照
15、產(chǎn)生靜摩擦力的條件可以看出:選項B、C正確,而D錯誤。產(chǎn)生靜摩擦力的兩個物體之間一定“相對靜止”,但物體不一定“靜止”例如當用傳送帶把貨物由低處送往高處時,物體是運動的,但物體和傳送帶間相對靜止,傳送帶對物體的摩擦力是靜摩擦力。可見選項A錯誤。
2.
答案:AD
解析:
對照產(chǎn)生滑動摩擦力的條件可以看出;選項A、D正確,而C錯誤。產(chǎn)生滑動摩擦力的條
4.
答案:BC
解析:對A物體,由于A勻速運動,由二力平衡可知,B對A的摩擦力必與F等大反向,故A錯,B正確;對B物體,由力的作用的相互性,B對A的摩擦力一定與A對B的摩擦力反向,故B受到A的摩擦力水平向左,故C正確;對A、B整體分析,由于AB一起向左勻速運動,則地面對B的摩擦力一定為滑動摩擦力,且水平向右,故D錯誤。
5.
答案:B
解析:因為乙方處的正壓力大,所受的摩擦力大于甲方處所受的摩擦力,所以凳子向乙方
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