高中物理 問(wèn)題原型與延伸 專題3.3 摩擦力學(xué)案 新人教版必修1.doc
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專題3.3 摩擦力 ?知識(shí)點(diǎn)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(fù)原來(lái)的形狀,對(duì)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(huì)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(yùn)動(dòng)情況,利用物體的平衡條件(或動(dòng)力學(xué)規(guī)律)判定。 4. 判定彈力方向時(shí)常見的幾種典型情況: (1)輕質(zhì)彈簧兩端的彈力方向,與彈簧中心軸線相重合,指向彈簧恢復(fù)原狀的方向。 (2)輕繩對(duì)物體的彈力(即繩對(duì)物體的拉力)方向,總是沿著繩指向繩收縮的方向。 (3)輕質(zhì)桿對(duì)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(diǎn)與面接觸的彈力方向,過(guò)接觸點(diǎn)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(guò)接觸點(diǎn)垂直于接觸面(即在接觸點(diǎn)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(guò)接觸點(diǎn)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(jì)算: 彈簧發(fā)生彈性形變時(shí),彈力的大小跟彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)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(hào)N/m x——彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度 四、彈力有無(wú)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(wú)的判斷主要有以下兩種方法: 1. 直接法:對(duì)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(shè)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(guān)于彈力和摩擦力,下列說(shuō)法中正確的是 (1)兩個(gè)物體相互接觸并擠壓就一定存在摩擦力. (2)運(yùn)動(dòng)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(guān) (5)兩物體間存在摩擦力時(shí),彼此間一定有彈力 (6)摩擦力總是阻礙物體的運(yùn)動(dòng) (7)運(yùn)動(dòng)的物體受到的摩擦力的方向總是與運(yùn)動(dòng)方向相反 (8)相對(duì)靜止的兩個(gè)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(dòng)力,也可以是阻力 (10)在兩個(gè)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(yùn)動(dòng)的物體不會(huì)受靜摩擦力作用 (12)在兩個(gè)接觸面不變的情況下,滑動(dòng)摩擦力與物體間壓力成正比. 解析:1、兩個(gè)接觸面粗糙物體相互接觸并擠壓,且有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí),才一定存在摩擦力,故A錯(cuò)誤; 2、11、靜止的物體可能受到滑動(dòng)摩擦力,運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng),但受到靜摩擦作用,故2正確,11錯(cuò)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(wú)關(guān);故4錯(cuò)誤; 5、只要物體間存在摩擦力時(shí),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(duì)運(yùn)動(dòng);故6錯(cuò)誤; 7、運(yùn)動(dòng)物體所受的摩擦力的方向可跟運(yùn)動(dòng)方向相反,也可以與運(yùn)動(dòng)方向相同;故7錯(cuò)誤; 8、相對(duì)靜止的兩個(gè)物體之間,也可能有摩擦力的相互作用,也可能沒(méi)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(duì)運(yùn)動(dòng),可能充當(dāng)動(dòng)力也可能充當(dāng)阻力,故9正確; 10、兩個(gè)接觸面不變的情況下,壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大,而靜摩擦力可能不變,故10錯(cuò)誤; 12、根據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式f=μN(yùn),當(dāng)兩個(gè)接觸面不變的情況下,滑動(dòng)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(diǎn)評(píng):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(guān)概念。 變型1、靜摩擦力大小的計(jì)算 【延伸1】如圖所示,物體A放在水平桌面上,通過(guò)定滑輪懸掛一個(gè)重為10N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(dāng)F1=6 N時(shí),靜摩擦力為f=F2﹣F1=4 N,即達(dá)到最大值且方向向左,故A正確; B、當(dāng)F1=8 N時(shí),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(dāng)F1=10 N,靜摩擦力為f=F2﹣F1=0,故C正確; D、當(dāng)F1=40N時(shí),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(dòng),故D錯(cuò)誤. 故選:ABC ★點(diǎn)評(píng):靜摩擦力的大小是可變的,靜摩擦力大小的計(jì)算與滑動(dòng)摩擦力不同,他沒(méi)有計(jì)算公式,應(yīng)根據(jù)平衡條件求解靜摩擦力的大小。 變型2、滑動(dòng)摩擦力大小的計(jì)算 【延伸2】一個(gè)重為200N的物體,放在水平面上,物體與平面間的動(dòng)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(shí)用F=8N的水平力向右拉物體; (2)物體靜止時(shí)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(yùn)動(dòng),用F=18N水平向右的力拉物體; (4)物體開始時(shí)靜止,現(xiàn)對(duì)物體施加一個(gè)水平力,當(dāng)拉力大小由零逐漸增大到18N時(shí),物體受到的摩擦力是多大?當(dāng)拉力大小由28N逐漸減小到18N時(shí),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(dòng)摩擦力fmax=μN(yùn)=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(duì)水平面向右運(yùn)動(dòng),這時(shí)物體所受滑動(dòng)摩擦力大小為f滑=μN(yùn)=20 N,方向水平向左. (3)由于物體向左運(yùn)動(dòng),所受滑動(dòng)摩擦力方向水平向右,大小仍等于20 N. (4)當(dāng)拉力大小由零逐漸增大到18N時(shí),物體靜止,受到的摩擦力是18N,當(dāng)拉力大小由28N逐漸減小到18N時(shí),物體受到的滑動(dòng)摩擦力20N ★點(diǎn)評(píng):滑動(dòng)摩擦力大小用公式f=μFN計(jì)算,μ由接觸面性質(zhì)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(gè)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(shuō)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(duì)丙的摩擦力大小為F,方向水平向右 D.丙對(duì)乙的摩擦力大小為F,方向水平向右 解析:A、對(duì)整體受力分析,水平方向整體受到拉力與受到地面對(duì)丙的水平向左的靜摩擦力,故A正確; B、對(duì)甲受力分析,受重力和支持力,不受到摩擦力作用,故B錯(cuò)誤; CD、對(duì)甲、乙整體受力分析,水平方向受拉力和向左的摩擦力,根據(jù)平衡條件,丙對(duì)乙的摩擦力大小為F,方向水平向左,那么乙對(duì)丙的摩擦力大小為F,方向水平向右,故C正確,D錯(cuò)誤; 故選:AC。 ★點(diǎn)評(píng):“相對(duì)”是對(duì)研究對(duì)象與其接觸的物體而言的,不要把“物體的運(yùn)動(dòng)方向”和“物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向”等同起來(lái)。 ?跟蹤練習(xí): 1.關(guān)于靜摩擦力,下列說(shuō)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(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)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(gè)物體間一定相對(duì)靜止 D.兩個(gè)相對(duì)靜止的物體間一定有靜摩擦力產(chǎn)生 2.關(guān)于滑動(dòng)摩擦力的產(chǎn)生,下列說(shuō)法正確的是( ) A.只有相互接觸且發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體間才可能產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力 B.只有運(yùn)動(dòng)的物體才可能受到滑動(dòng)摩擦力 C.受彈力作用的物體一定會(huì)受到滑動(dòng)摩擦力 D.受滑動(dòng)摩擦力作用的物體一定會(huì)受到彈力作用 3.關(guān)于摩擦力,下列說(shuō)法正確的是( ) A.人走路時(shí),腳和地面之間的摩擦力是阻礙人運(yùn)動(dòng)的 B.滑動(dòng)摩擦力的方向總是與物體運(yùn)動(dòng)方向相反 C.受靜摩擦力作用的物體一定是靜止不動(dòng)的 D.摩擦力的方向可以與物體的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是( ) A.A、B之間無(wú)摩擦力 B.A受到的摩擦力水平向右 C.B受到A的摩擦力水平向左 D.地面對(duì)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(xué)做“拔河”游戲,兩人分別用伸平的手掌托起長(zhǎng)凳的一端,保持凳子的水平,然后各自向兩側(cè)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(dòng) B.凳子向乙方移動(dòng) C.凳子在原處不會(huì)被移動(dòng) D.凳子向體重大的一方移動(dòng) 6.如圖所示,在甲圖中,小孩用80N的水平力推木箱,木箱不動(dòng),則木箱此時(shí)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(dòng),則木箱與地面間的最大靜摩擦力大小為________N;在丙圖中,小孩把木箱推動(dòng)了,若此時(shí)木箱與地面間摩擦力大小為90N,木箱對(duì)地面的壓力大小為200N,則木箱與地面間動(dòng)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(ài)的一種運(yùn)動(dòng)。有的地方,人們用鹿拉滑雪板進(jìn)行滑雪比賽(如圖)。已知滑雪板與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.02,滑雪板和人的總質(zhì)量為180kg。如果鹿拉著滑雪板做勻速直線運(yùn)動(dòng),求鹿的拉力大小。 答案與解析: 1. 答案:BC 解析:對(duì)照產(chǎn)生靜摩擦力的條件可以看出:選項(xiàng)B、C正確,而D錯(cuò)誤。產(chǎn)生靜摩擦力的兩個(gè)物體之間一定“相對(duì)靜止”,但物體不一定“靜止”例如當(dāng)用傳送帶把貨物由低處送往高處時(shí),物體是運(yùn)動(dòng)的,但物體和傳送帶間相對(duì)靜止,傳送帶對(duì)物體的摩擦力是靜摩擦力??梢娺x項(xiàng)A錯(cuò)誤。 2. 答案:AD 解析: 對(duì)照產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力的條件可以看出;選項(xiàng)A、D正確,而C錯(cuò)誤。產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力的條 4. 答案:BC 解析:對(duì)A物體,由于A勻速運(yùn)動(dòng),由二力平衡可知,B對(duì)A的摩擦力必與F等大反向,故A錯(cuò),B正確;對(duì)B物體,由力的作用的相互性,B對(duì)A的摩擦力一定與A對(duì)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(duì)A、B整體分析,由于AB一起向左勻速運(yùn)動(dòng),則地面對(duì)B的摩擦力一定為滑動(dòng)摩擦力,且水平向右,故D錯(cuò)誤。 5. 答案:B 解析:因?yàn)橐曳教幍恼龎毫Υ?,所受的摩擦力大于甲方處所受的摩擦力,所以凳子向乙?- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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