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1、物理 必修1 第三章相互作用 3摩擦力 刘新凯 摩擦力 摩擦力 当一个人用力推地面上的木箱 没有推动的原因是什么呢 摩擦力是一种常见的现象 两个相互接触的物体 当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时 在接触面上产生阻碍相对运动的力 静摩擦力 直接接触的两个物体间发生相对运动趋势 而没有相对运动时 接触面间的阻力叫做静摩擦力 静摩擦力产生的条件 摩擦力与弹力一样 都发生在直接接触的物体之间 去推一个放在房间的木箱时 只有地面才会对木箱产生摩擦力 天花板是不会阻碍木箱的运动趋势的 在理想状态下 如果接触面中有一个绝对光滑则也不会产生摩擦力 因此产生摩擦力的首要条件是 直接接触 且接触面粗糙 静摩
2、擦力产生的条件 下面放在水平地面上的木块是否受到地面的静摩擦力呢 木块虽然与地面接触 但并没有向任何一方运动的趋势 也不会受到任何一个方向的静摩擦力 放在墙角的一个木块 木块与墙壁间没有挤压 弹力 木块也没有受到静摩擦力 因此产生摩擦力的另外的条件是 接触面间存在弹力 接触面间要有相对运动运动的趋势 例一 请根据摩擦力产生的条件 判断下图中A物体与哪些表面存在摩擦力 甲乙丙 甲图中 A物体在重力的作用下 有下滑的趋势 物体A与表面之间存在静摩擦力 乙图中 A物体与下表面接触且有压力 但没有某个方向运动的趋势 A与下表面不存在摩擦力 与侧表面没有直接接触 也没有摩擦力 丙图中 A物体与下表面接触
3、且有压力 某人推A物体 使其有向右运动的趋势 A与下表面存在静摩擦力 与侧表面没有直接接触 没有摩擦力 静摩擦力方向大小 1 方向 沿接触面且与相对运动趋势方向相反 确定相对运动趋势方向的方法 假设法 设想接触面光滑 确定受力物体相对施力物体的速度方向 静摩擦力的大小和方向 摩擦力产生的本质是因为接触面粗糙引起的 看起非常光滑的表面 在显微镜下依然可以看到表面凹凸不平 摩擦力的作用点在接触的表面上 注 静摩擦力大小没有简单的计算公式 由物体受其它力和运动状态确定 练习 1 一木箱重100N 放在水平地面上 木箱与地面的动摩擦因数为0 2 当用80N的力去推木箱时 下列说法正确的是 A 不知道最
4、大静摩擦力 无法判断是否运动B 所受摩擦力为静摩擦力 大小为80NC 所受摩擦力为滑动摩擦力 大小为80ND 所受摩擦力为滑动摩擦力 大小为20N 2 关于一只皮球与地面间的摩擦力的说法中正确的是 A 静摩擦力一定大于滑动摩擦力B 发生滚动摩擦时 阻力最小C 发生滑动时 阻力最小D 最大静摩擦力一定大于或等于滑动摩擦力 D BD 注 中学物理中 如果题中没有特别提到最大静摩擦力为多少 可以认为最大静摩擦力正好等于滑动摩擦力 静摩擦力思考 3 静摩擦力与正压力成正比吗 2 静摩擦力可不可以是动力 思考 1 是不是受静摩擦力作用的物体 都静止 运动的物体不可能有静摩擦力 4 静摩擦力的方向能跟运动
5、方向垂直吗 正压力是摩擦力产生的必要条件之一 但静摩擦力的大小与正压力无关 最大静摩擦力除外 能 例如手握酒瓶竖直 最大静摩擦力 水平拉动一个物体时 当拉力达到某一值 物体会突然动起来 且拉力也突然变小到某一值 静摩擦力的最大值Fmax在数值上等于物体刚刚开始运动时的拉力 Fmax即为最大静摩擦力 滑动摩擦力 实验表明 滑动摩擦力的大小跟压力成正比 滑动摩擦力 滑动摩擦力 动摩擦因数 正压力 注意 动摩擦因数是与接触面的材料和粗糙程度都有关的一个系数 它是两个力的比值 没有单位 滑动摩擦力的大小与受力面积和物体的运动速度无关 2 条件 两个物体相互接触 两个物体相互挤压 接触面粗糙 两个物体发
6、生相对运动 动摩擦因数 动摩擦因数 总是大于0而小于1的 理想化的光滑表面可以认为 0 滑动摩擦力方向 二 滑动摩擦力的方向的确定 突破难点 1 方向 沿接触面且与相对运动方向相反 确定相对运动方向的方法 a 选受摩擦力作用的物体为研究对象 b 选跟研究对象接触的物体为参考系 c 找出研究对象相对参考系的速度方向 A相对B向左运动 A所受的滑动摩擦力方向向右 A相对B向右运动 A所受的滑动摩擦力方向向左 滑动摩擦力思考 1 滑动摩擦力的方向一定跟运动方向相反吗 2 滑动摩擦力可不可以是动力 滑动摩擦力阻碍的不是物体的运动 而是物体间的相对运动 思考 例1 如图所示 以水平力 压住物体A 这时A
7、物体沿竖直墙壁匀速下滑 若物体A与墙壁的动摩擦因数为 物体A的质量为m 则物体A受到墙面的摩擦力大小等于 A mgB mgC FD F BD 滚动摩擦 生活中还有一种摩擦为滚动摩擦 滚动摩擦是一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦 复杂问题中怎样求摩擦力的大小 例二 重量为100N的木箱放在水平地板上 至少要用40N的水平推力 才能使它从原地开始运动 木箱与地板间的最大静摩擦力为N 木箱从原地移动以后 用38N的水平推力 就可以使木箱继续做匀速运动 这时木箱所受的滑动摩擦力为N 动摩擦因数为 解 物体刚好推动时用的力等于最大静摩擦力 40 虽然滑动摩擦力可以用F FN来求得 但并不是唯一的
8、方法 我们可以根据二力的平衡知道 物体匀速直线运动时 推力正好等于地面施加的滑动摩擦力 38 0 38 练习 1 叉车推着大箱子前进 风把一张广告纸吹到箱子前面竖直的壁上没有掉下 原因是 A 风对纸的压力抵消了纸所受的重力B 箱壁对纸的压力抵消了纸所受的重力C 箱壁对纸的摩擦力抵消了纸所受的重力D 箱壁对纸的摩擦力大于纸所受的重力 2 关于摩擦力 下列说法中正确的是 A 摩擦力方向总是跟运动方向相反B 相互压紧且接触面粗糙的物体之间一定有摩擦力C 相互接触的物体间的正压力增大 摩擦力一定增大D 物体受到静摩擦力的大小 跟接触面的粗糙程度无关 C D 练习 3 对于两个相互接触的物体 下列说法中
9、正确的是 A 有弹力必有摩擦力B 有弹力不一定有摩擦力C 有摩擦力必有弹力D 有摩擦力不一定有弹力 4 如图3 3 9 质量分别为m1和m2的物体A B放在水平面上 受到水平向右的推力F的作用 一起向右匀速运动 已知物体A和B和水平面的动摩擦因数都为 那么水平推力 BC u m1 m2 g 小结 摩擦力 产生条件 1 两物体接触且接触面粗糙 2 有相互作用的压力 垂直于接触面的弹力 3 有相对运动或相对运动趋势 分类 滑动摩擦力 动摩擦因数 与接触面的材料和粗糙程度有关 概念 一个物体相对于另一个物体有相对运动趋势时产生的摩擦力 方向 与相对运动趋势方向相反 概念 一个物体在另一个物体表面上相对于另一物体滑动时产生的摩擦力 方向 与接触面相切 跟物体间相对运动的方向相反 大小 由二力平衡求得 0 F Fmax 大小 F FN 静摩擦力 滚动摩擦
