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1、习题课 弹力、摩擦力的分析与求解课堂探究达标测评课堂探究 核心导学要点探究一、摩擦力分析中的四个误区1.误认为只有静止的物体才受静摩擦力作用,滑动摩擦力一定产生于运动的物体间静摩擦力产生于两个相对静止的物体间,它们可能都运动;滑动摩擦力产生于两个相对运动的物体间,它们中可能有一个物体静止.例如,汽车加速前进时,相对于车厢静止的箱子随汽车一起运动受到向前的静摩擦力;狗拉雪橇向前运动时,静止的地面受到滑动摩擦力.2.误认为摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反实际上摩擦力与相对运动方向或相对运动趋势方向相反,与物体的运动方向可能相反,可能相同,还可能与物体的运动方向不在一条直线上.3.误认为物体间的
2、压力越大,摩擦力就越大实际上滑动摩擦力、最大静摩擦力与物体间的压力有关,压力越大,则滑动摩擦力和最大静摩擦力就越大,而静摩擦力的大小与物体间的压力无关.4.误认为摩擦力一定是阻力摩擦力阻碍的是物体间的相对运动,摩擦力不一定是阻力,有可能是动力.【例1】 (2017上海闵行高一检测)下列关于摩擦力的说法中正确的是( )A.静止的物体不可能受到滑动摩擦力B.相对静止的两个物体之间,也可能有摩擦力C.有相对运动的两物体之间一定存在着摩擦力D.运动物体受到的摩擦力的方向总是与它的运动方向相反B核心点拨摩擦力产生的条件是接触、挤压、相对运动或有相对运动的趋势;而摩擦力的方向总是阻碍物体之间的相对运动的,
3、故一定与相对运动或相对运动趋势的方向相反.解析:静止的物体相对地面静止,但与和它接触的物体间有相对运动,因此物体可能受到滑动摩擦力的作用,选项A错误;相对静止的两个物体之间可能有相对运动趋势,也可能有摩擦力,选项B正确;摩擦力产生的条件有接触面粗糙、相互接触挤压、有相对运动或相对运动趋势,而有相对运动的两物体之间,接触面不一定粗糙,因此不一定存在着摩擦力,选项C错误;摩擦力的方向可能与运动方向相同,也可能与运动的方向相反,但总是与物体之间的相对运动或相对运动趋势的方向相反,选项D错误.规律方法 对摩擦力的理解应注意的问题(1)受静摩擦力的物体不一定静止,受滑动摩擦力的物体也不一定运动.(2)摩
4、擦力并不总是阻碍物体的运动,它既可作动力,又可作阻力.(3)摩擦力的方向可以与物体的运动方向相反,也可以与运动方向相同,甚至有可能与物体的运动方向不在一条直线上.拓展提升1:(2017扬州高一期末)关于摩擦力的描述,下列说法中正确的是()A.摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反B.摩擦力的方向一定与物体的运动方向相同C.两物体之间有压力就一定有摩擦力D.两物体之间有摩擦力就一定有压力D解析:摩擦力的方向总是与相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反,与物体的运动方向有时相同(当摩擦力为动力时),有时相反(摩擦力为阻力时),选项A,B错误.摩擦力产生的条件是相互接触、相互挤压(有正压力)、接触面粗
5、糙和有相对运动或相对运动趋势,所以只有压力,不一定有摩擦力;但有摩擦力,就一定有压力,选项C错误,D正确.二、弹力的分析与求解【例2】 (2017天门高一期末)三个质量均为2 kg的相同木块a,b,c和两个劲度系数均为500 N/m的相同轻弹簧p,q用轻绳连接如图所示,其中a放在光滑水平桌面上.开始时p弹簧处于原长,木块都处于静止.现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水平地面为止,取g=10 m/s2.则该过程p弹簧的左端向左移动的距离为多少?思维导图答案:16 cm方法总结 解决多弹簧问题的注意点我们在分析涉及多个弹簧间的受力情况问题时要注意分析各个弹簧的形变量以及形变量间
6、的关系,这往往是解题的突破点.拓展提升2:(2017潍坊高一检测)一轻质弹簧弹力F和弹簧长度l大小的关系如图所示.求:(1)弹簧的劲度系数;(2)弹簧长为12 cm时弹力的大小.(2)当弹簧长度是12 cm时,伸长量x=12 cm-10 cm=0.02 m, 弹力的大小为 F=kx=200 N/m0.02 m=4 N. 答案:(1)200 N/m (2)4 N三、摩擦力的分析与求解【例3】 书桌和书柜分别重500 N和1 500 N,它们与水平地面之间的动摩擦因数相同,一同学用一轻弹簧测力计沿水平方向拉书桌.(1)当测力计的读数为150 N时,书桌仍静止,此时书桌受摩擦力多大?(2)当书桌沿水
7、平方向匀速运动时,弹簧测力计的读数为200 N,此时书桌与地面间的动摩擦因数多大?(3)该同学用200 N的力去拉书柜,能拉动吗?为什么?核心点拨(1)施加水平拉力后书桌处于静止和运动时,书桌所受摩擦力分别为静摩擦力和滑动摩擦力.(2)滑动摩擦力的大小决定于两物体间的压力和接触面的动摩擦因数,与物体如何运动无关.(3)假设能拉动,则滑动摩擦力为Ff=FN=0.41 500 N=600 N200 N因为要拉动书柜所需的水平拉力至少为600 N,故不能拉动.答案:(1)150 N (2)0.4 (3)见解析解析:(1)书桌受静摩擦力大小等于弹簧测力计的拉力,则Ff静=F拉1=150 N.规律方法
8、对于摩擦力,首先要区分静摩擦力还是滑动摩擦力,物体静止时根据平衡条件求解静摩擦力.滑动摩擦力可以根据摩擦力公式求解,也可以根据平衡条件求解.拓展提升3:(2017宁夏月考)重量为700 N的小黄人站在水平雪地上,至少施加245 N的水平拉力,小黄人才能从原地开始滑动.开始滑动后,用210 N的水平拉力,就可以使小黄人继续匀速滑动.(1)画出小黄人所受重力的图示;解析:(1)选择如图所示的标度,则重力的图示如图所示.答案:(1)见解析(2)求上述过程中,小黄人所受摩擦力的大小变化范围;(3)计算小黄人的脚与雪地之间的动摩擦因数.解析: (2)对小黄人,施加的水平力在Fv2,A受到B所施加的向右的
9、滑动摩擦力D.若v1v2时,A相对于B向右运动,故A受B向左的摩擦力.v1v2时,A相对于B向左运动,故A受B向右的摩擦力,选项A正确.4.(2017赣州高一检测)(1)为了能够用弹簧测力计读数表示滑动摩擦力,图示装置的甲、乙两种情况中,木块A是否都要做匀速运动?解析:(1)求摩擦力也就是看弹簧的读数,(甲)中B静止,B受到的摩擦力始终等于弹簧测力计示数,所以A不一定要匀速运动,而(乙)图中,A是运动的,要使A受到的摩擦力始终等于弹簧测力计示数,即A在水平方向需满足二力平衡,则A一定要匀速运动;(甲)种情形不需要. 答案:(1)(甲)图中木块A不需要做匀速运动,(乙)图需要做匀速运动(2)若A,B的重力分别为75 N和50 N,(甲)图中当A物体被拉动时,弹簧测力计的读数为5 N,拉力Fa=10 N,求A,B间的动摩擦因数.解析: (2)设A对B的摩擦力为:FfAB,B在水平方向受到弹簧的拉力与摩擦力的作用处于静止,由二力平衡关系可得F=FfAB,故FfAB=5 N;由Ff=FN得= = =0.1.答案: (2)0.1
