【中學(xué)教材全解】2020年秋高中物理必修一課時(shí)學(xué)案：第三章-相互作用-第3節(jié)-摩擦力

第3節(jié)摩擦力1.知道靜摩擦力的產(chǎn)生條件，會推斷靜摩擦力的方向。2.知道靜摩擦力的變化范圍及其最大值。3.知道滑動摩擦力的產(chǎn)生條件，生疏滑動摩擦力的規(guī)律。知道動摩擦因數(shù)與相互接觸的物體的材料和接觸面的粗糙程度有關(guān)，會推斷滑動摩擦力的方向。4.能運(yùn)用滑動摩擦力公式來計(jì)算滑動摩擦力的大小。1.兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們發(fā)生或具有時(shí)，就會在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢的力，這種力叫做摩擦力。2.靜摩擦力的方向總是沿著，并且跟物體相反。3.兩物體間實(shí)際發(fā)生的靜摩擦力QUOTE在0與之間，即。4.滑動摩擦力的方向總是沿著接觸面，并且跟物體相反。5.滑動摩擦力的大小跟成正比，其表達(dá)式為：，其中QUOTE是，叫做動摩擦因數(shù)，它的數(shù)值跟相互接觸的兩個(gè)物體的材料有關(guān)。材料不同，兩物體間的動摩擦因數(shù)。1.(單選)關(guān)于摩擦力的方向，下列說法正確的是()A.摩擦力的方向總是與運(yùn)動方向相反B.滑動摩擦力的方向總是與運(yùn)動方向相反C.滑動摩擦力確定是阻力D.滑動摩擦力的方向確定與正壓力的方向垂直2.(單選)如圖3-3-1甲所示，小孩用80N的水平力推木箱，沒有推動，木箱此時(shí)受到的摩擦力大小為QUOTE;乙圖中，小孩用100N的水平力恰能推動木箱，此時(shí)木箱與地面間的摩擦力大小為QUOTE;丙圖中，小孩把木箱推動了，此時(shí)木箱與地面間摩擦力大小為QUOTE。若木箱對地面的壓力大小為200N，木箱與地面間的動摩擦因數(shù)為QUOTE0.45，則QUOTE、QUOTE、QUOTE的大小分別為()甲乙丙圖3-3-1A.80N、100N、90N B.80N、100N、45NC.80N、80N、90N D.0、80N、45N3.用20N的水平力在水平地面上拉重60N的物體時(shí)，物體恰能被拉動;物體運(yùn)動后只需18N的拉力即可使物體做勻速直線運(yùn)動。若用15N的水平力拉該物體，物體受到的摩擦力大小為;若用30N的水平力拉該物體，物體受到的摩擦力大小為。物體與地面間的動摩擦因數(shù)為。同學(xué)試驗(yàn)：讓同學(xué)用漸漸增大的水平力推靜止的課桌，直到推動一段距離。然后撤去外力，觀看課桌的運(yùn)動狀況，并思考以下問題：(1)用較小的力推課桌時(shí)，為什么推不動？撤去外力后運(yùn)動的課桌為什么會停下來？(2)依據(jù)試驗(yàn)和學(xué)校學(xué)習(xí)的學(xué)問歸納：什么是摩擦力？(3)摩擦力的作用效果如何？一、靜摩擦力1.用水平力推靜止的課桌，但沒有推動時(shí)，依據(jù)二力平衡的學(xué)問分析課桌在水平方向的受力狀況。2.依據(jù)問題1的分析，總結(jié)什么叫靜摩擦力以及靜摩擦力的方向？演示試驗(yàn)：如圖3-3-2所示，在水平桌面上放一木塊，用彈簧測力計(jì)沿水平方向用較小的力拉木塊且保持木塊不動，并不斷緩慢地增大拉力。留意提示同學(xué)觀看彈簧測力計(jì)的示數(shù)變化。圖3-3-23.觀看如圖3-3-2所示的演示試驗(yàn)，總結(jié)試驗(yàn)現(xiàn)象，依據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象和已有的學(xué)問分析木塊受到的靜摩擦力的方向并爭辯靜摩擦力的大小如何計(jì)算？4.在上面的演示試驗(yàn)中，緩慢地增大拉力的過程中，木塊不會始終靜止不動。留意觀看木塊運(yùn)動后，要維持木塊勻速運(yùn)動，彈簧測力計(jì)的示數(shù)與木塊剛要運(yùn)動時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)的大小關(guān)系如何？并由此分析靜摩擦力的特點(diǎn)。5.閱讀教材第58頁“說一說”皮帶運(yùn)輸機(jī)把貨物送往高處(圖3.3-3)是靜摩擦力作用的結(jié)果，依據(jù)這一現(xiàn)象說明是不是只有靜止的物體才受靜摩擦力？靜摩擦力阻礙物體的相對運(yùn)動趨勢，是否阻礙物體的運(yùn)動？例1(單選)有關(guān)靜摩擦力的說法中正確的是()A.有靜摩擦力則確定有壓力B.靜摩擦力與壓力成正比C.只有靜止的物體才受靜摩擦力D.靜摩擦力的方向與物體運(yùn)動方向確定相反圖3-3-3例2如圖3-3-3所示，物體QUOTE在水平力QUOTE=5N、QUOTE=7N的作用下，靜止在水平地面上，則物體QUOTE與地面間的摩擦力的大小和方向是怎樣的？圖3-3-3二、滑動摩擦力1.在圖3-3-2所示的演示試驗(yàn)中，木塊拉動后，要使木塊勻速運(yùn)動，彈簧測力計(jì)照舊要對木塊有拉力，這說明木塊運(yùn)動后還要受到摩擦力的作用，據(jù)此說明什么叫滑動摩擦力？2.依據(jù)下述試驗(yàn)現(xiàn)象分析總結(jié)滑動摩擦力的方向如何推斷，滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)？演示試驗(yàn)1：利用圖3-3-2所示的裝置讓木塊分別以不同的速度在水平桌面上做勻速運(yùn)動，觀看彈簧測力計(jì)的示數(shù)有無不同?，F(xiàn)象：結(jié)論：演示試驗(yàn)2：如圖3-3-4所示，讓同一木塊在光滑程度不同的水平木板上勻速運(yùn)動，觀看彈簧測力計(jì)的示數(shù)有無不同。(a)用彈簧測力計(jì)水平拉動木塊在較光滑的木板上勻速滑動(b)用彈簧測力計(jì)水平拉動木塊在較粗糙的木板上勻速滑動圖3-3-4現(xiàn)象：結(jié)論：演示試驗(yàn)3.如圖3-3-5所示，讓同一木塊在相同木板上分別不加砝碼和加上砝碼后勻速運(yùn)動，觀看彈簧測力計(jì)的示數(shù)有無不同。(a)(b)圖3-3-5現(xiàn)象：結(jié)論：總結(jié)：滑動摩擦力的方向：滑動摩擦力的大?。?.滑動摩擦力的大小跟壓力成正比，其比例系數(shù)QUOTE，叫動摩擦因數(shù)。依據(jù)公式QUOTE以及教材第59頁表1，說一說你對動摩擦因數(shù)的理解。4.分析以下幾種狀況物體是否受摩擦力作用，總結(jié)物體受摩擦力的條件(如圖3-3-6所示)。圖3-3-65.觀看你騎自行車前進(jìn)時(shí)，自行車車輪的運(yùn)動狀況，大齒輪的運(yùn)動狀況，這一運(yùn)動狀況與滑動摩擦有什么區(qū)分？特點(diǎn)如何？用雪橇運(yùn)送木料圖3-3-7例3如圖3-3-7所示，在東北的冬季伐木工作中，伐下的木料常裝在雪橇上，馬拉著雪橇在冰道上滑行，將木料運(yùn)出。一個(gè)有鋼制滑板的雪橇，連同木料的總重力為QUOTEN。雪橇與冰道的動摩擦因數(shù)為0.02。在水平的冰道上，馬要在水平方向用多大的力，才能拉著雪橇勻速前進(jìn)？用雪橇運(yùn)送木料圖3-3-7思考爭辯：(1)雪橇運(yùn)動時(shí)受哪幾個(gè)力的作用？其方向如何？(2)馬拉雪橇勻速前進(jìn)時(shí)，馬的拉力與摩擦力的大小關(guān)系如何？雪橇對地面的壓力與重力的大小關(guān)系如何？圖圖3-3-8例4(2022·廣東高考·單選)如圖3-3-8所示，水平地面上堆放著原木，關(guān)于原木P在支撐點(diǎn)M、N處受力的方向，下列說法正確的是()A.M處受到的支持力豎直向上B.N處受到的支持力豎直向上C.M處受到的靜摩擦力沿MN方向D.N處受到的靜摩擦力沿水平方向1.(多選)用一個(gè)水平力推放在水平地面上的木箱，沒有推動，則下列說法正確的是()A.木箱運(yùn)動趨勢的方向與水平推力方向相同B.水平推力小于木箱受到的摩擦力C.水平推力等于木箱受到的摩擦力D.水平推力大于木箱受到的摩擦力2.(單選)關(guān)于滑動摩擦力公式QUOTE，下列說法中正確的是()A.動摩擦因數(shù)μ與摩擦力F成正比，F(xiàn)越大μ越大B.動摩擦因數(shù)μ與正壓力QUOTE成反比，QUOTE越大μ越小C.動摩擦因數(shù)μ與摩擦力F成正比，與正壓力QUOTE成反比D.動摩擦因數(shù)μ的大小由兩物體接觸面的粗糙程度及材料打算圖3-3-93.(單選)如圖3-3-9所示，在動摩擦因數(shù)μ=0.1的水平面上向右運(yùn)動的物體，質(zhì)量為20kg，在運(yùn)動過程中，還受到一個(gè)向左的大小為10N的拉力作用，則物體受到的滑動摩擦力為(QUOTE取10N/kg)()圖3-3-9A.10N，向右 B.10N，向左C.20N，向右 D.20N，向左圖圖3-3-104.如圖3-3-10所示，物體QUOTE各重10N，水平拉力QUOTE=4N，QUOTE=2N，物體保持靜止，則A、B間的靜摩擦力大小為N，B與地面間的摩擦力大小為N。某