三、滑动摩擦力
1.定义:
当一个物体在另一个物体表面滑动的时候,会受到另一个物体阻碍它滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力•
2方向
总是沿着接触面,并且跟物体的相对运动的方向相反
3.大小
滑动摩擦力的大小跟压力成正比.
公式:
F=uIF,□为动摩擦因数,它的数值跟相互接触的两个物体的材料和接触面的情况有关(填“有关”或“无关”).
O即学即用
1.判断下列说法的正误.
(1)有相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力.(x)
(2)—个静止的物体也可能受到滑动摩擦力.(V)
(3)摩擦力的方向一定与接触面的压力方向垂直.(V)
(4)摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同.(X)
(5)物体所受的滑动摩擦力与物体的重力成正比.(X)
2.已知木箱重200N,木箱与水平桌面间的动摩擦因数为0.2,当木箱在水平桌面上以10m/s
的速度运动时,木箱所受桌面的摩擦力大小为N;当木箱以15m/s的速度运动时,
木箱所受摩擦力大小为N;当在该木箱上放一相同的木箱,两箱一起以10m/s的速
度运动时,下面木箱所受桌面的摩擦力大小为N.
答案404080
重点探究启迪思维探究茧点
一、静摩擦力
叵导学探究
把木块放在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块,如图所示
当测力计的示数为1N时,木块没有动;逐渐增大拉力到2N时,木块仍静止;继续增大拉
力到4N时,木块开始移动,此时拉力突然变小到3.8N,此后木块匀速运动,拉力保持3.8N
不变.
J1
(1)木块受到的拉力为1N时,有相对桌面运动的趋势但没有运动,说明什么呢?
(2)随着外力的增大,静摩擦力有什么变化?
答案
(1)说明桌面对木块施加了一个与拉力方向相反、大小也为1N的力,这个力就是桌面
对木块的静摩擦力.
(2)静摩擦力的大小随着外力的增大而增大,但有一个最大值.
叵知迟深代
1.静摩擦力的产生条件
(1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力).
(2)接触面粗糙.
(3)两物体间有相对运动趋势.
2.静摩擦力的方向
与相对运动趋势方向相反,与物体运动方向无直接关系,既可与运动方向相同,也可与运动
方向相反或成某一夹角.
3.静摩擦力的大小
(1)范围:
OVF0Ffmax.
(2)计算:
物体匀速直线运动或静止时,根据二力平衡条件求解
(3)静摩擦力大小与压力无关•
【例1】如图1所示,为倾斜的传送带传送装置•关于传送带上的物体所受的摩擦力,下列说法
正确的是()
A.若传送带静止,物体也静止,则物体不受静摩擦力
B.若传送带静止,物体也静止,则物体受到沿传送带向下的静摩擦力
C.若传送带顺时针匀速转动,物体随传送带一起向上做匀速运动,则物体受到沿传送带向上的静摩擦力
D.若传送带顺时针匀速转动,物体随传送带一起向上做匀速运动,则物体受到沿传送带向上的滑动摩擦力
答案C
解析物体静止在静止的传送带上时,或物体随传送带一起向上匀速运动的过程中,都具有
沿传送带下滑的趋势,所以物体均受到沿传送带向上的静摩擦力作用
厂总结提升■!
1•摩擦力的有无可以根据产生条件判断或者用假设法判断
2.用假设法判断静摩擦力方向的操作程序是:
(1)选研究对象一一受静摩擦力作用的物体;
(2)选参照物体——与研究对象直接接触且施加静摩擦力的物体;
⑶假设接触面光滑,找出研究对象相对参照物体的运动方向,即相对运动趋势的方向;
(4)确定静摩擦力的方向一一与相对运动趋势的方向相反•
针对训练1(多选)如图2所示,一质量为m的木块靠在粗糙的竖直墙壁上,且受到水平力F
的作用,下列说法正确的是()
图2
A.若木块静止,则木块受到的静摩擦力大小等于mg,方向竖直向上
B.若木块静止,当F增大时,木块受到的静摩擦力随之增大
C.若木块静止,当F增大时,最大静摩擦力随之增大
D.
若开始时木块静止,当撤去F,木块沿墙壁下滑时,木块不受摩擦力作用
答案ACD
叵导学探究
1.按如图所示实验装置做一做:
用力拉动木板,使之在桌面上滑动
木块
(1)木块受到的摩擦力大小和弹簧测力计示数有什么关系?
(2)在木块上添加重物,增大木块对木板的压力时,摩擦力如何变化?
(3)在木板上铺一块较粗糙的毛巾,摩擦力如何变化?
答案
(1)相等
(2)增大(3)增大
2.
(1)如图所示,B的速度V2大于A的速度V!
,画出A、B所受滑动摩擦力的方向
A―硏
Rp一—
⑵滑动摩擦力总是阻碍物体的运动吗?
答案
(1)如图所示
冲厂工■一矶
B―—
⑵滑动摩擦力一定阻碍物体的相对运动,但与物体的运动方向可能相同,也可能相反,即滑动摩擦力可能是阻力,也可能是动力•
li知识深化
1.滑动摩擦力的产生条件
⑴两物体直接接触且相互挤压(即有弹力).
(2)接触面粗糙.
⑶两物体间有相对运动•
2.滑动摩擦力的方向
与相对运动方向相反,与物体的运动方向无直接关系,与物体的运动方向可能相同,也可能
相反•
3.滑动摩擦力的大小
由公式F=卩債计算(也可以由二力平衡来求解)
(1)Fn是两个相接触的物体间的压力,它不一定等于重力,Fn的大小可以与重力G大小相等,
也可以不等.
⑵动摩擦因数□的大小由接触面的材料和接触面的粗糙程度决定,与Fn无关.
(3)滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关,与物体间相对运动速度的大小无关
【例2】如图3所示,汽车B在水平路面上以相对于地面的速度vi向右运动,车上的货物A
以相对于地面的速度V2向右运动.下列判断正确的是()
解析滑动摩擦力阻碍物体间的相对运动.若vi动摩擦力,汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力,选项A错误,B正确;若vi>v2,
货物A受到了汽车B所施加的向右的滑动摩擦力,汽车B受到了货物A所施加的向左的滑动
摩擦力,选项C、D错误.
三、摩擦力大小的计算
【例3】如图4所示,一重为40N的木块原来静止在水平桌面上,某瞬间在水平方向上同时
受到两个方向相反的力Fi、F2的作用,其中Fi=13N,F2=6N.已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
图4
(1)木块所受的摩擦力的大小和方向;
(2)当只将Fi撤去时,木块受到的摩擦力的大小和方向;
(3)若撤去的力不是Fi而是F2,求木块受到的摩擦力的大小和方向
答案
(1)7N水平向左
(2)6N水平向右
(3)8N水平向左
解析当木块运动时受到的滑动摩擦力为F滑=jiFN=(iG=0.2X40N=8N,故木块受到桌面
的最大静摩擦力为8N.
(1)加上Fi、F2后,Fi和F2相当于一个方向向右的力F=Fi-F2=7N.由于F小于最大静摩
擦力,故木块处于静止状态,则木块受到桌面静摩擦力的作用,大小为7N,方向水平向左.
(2)将Fi撤去后,由于F2小于最大静摩擦力,故木块仍然保持静止•由二力平衡知识知,木块
受到的静摩擦力大小等于F2,即大小为6N,方向水平向右•
(3)撤去F2后,由于Fi大于最大静摩擦力,则木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小为8N,
方向水平向左•
厂"方法点拨■
计算摩擦力的大小之前,首先判断是滑动摩擦力还是静摩擦力
i静摩擦力的大小
1静摩擦力的大小随外力的变化而变化,必须结合物体的运动状态和其受力情况确定
2静摩擦力的大小与压力无关,最大静摩擦力的大小与正压力成正比
2滑动摩擦力
1滑动摩擦力大小F=uFn,□与F、Fn均无关,只与接触面的性质有关,Fn指正压力,并
不一定等于重力,当物体匀速运动时,也可由二力平衡求解
2滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关,与物体间相对运动速度的大小也无关
3最大静摩擦力和滑动摩擦力的关系:
最大静摩擦力一般稍大于滑动摩擦力,但在一般计算
中可粗略地认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力
针对训练2水平桌面上有一个重200N的物体,与桌面间的动摩擦因数为0.2,当依次用i5
N、30N、80N的水平力拉此物体时,物体受到的摩擦力依次为(设最大静摩擦力等于滑动摩
擦力)()
A.15N、30N、40N
B.15N、30N、80N
C.O、0、40N
D.15N、40N、40N
答案A
解析物体与桌面间的最大静摩擦力Ffmax=0.2X200N=40N.拉力为15N、30N时,
物体静止,根据二力平衡知,静摩擦力大小分别为15N、30N;当拉力为80N时,物体滑
动,受滑动摩擦力,大小Ff=yF=0.2X200N=40N,选项A正确.
检测评册达标过关
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1.(对静摩擦力的理解)(2018嘉兴市第一学期期末)如图5所示,用手向右拉毛刷,毛刷与桌面
保持相对静止,则()
图5
A.手与毛刷间存在滑动摩擦力
B.手受到的摩擦力与刷毛受到桌面的摩擦力方向相反
C.毛刷受到桌面的静摩擦力方向向左
D.手与毛刷之间不存在相互作用力
答案C
2.(对滑动摩擦力的理解)装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出,如
图6所示,则在匀速拖出的过程中(材料重心未离开桌面边缘)()
A.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,摩擦力逐渐减小
B•材料与平台之间的接触面积逐渐减小,拉力逐渐减小
C.平台对材料的支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小
D.材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而工人的拉力也不变答案D
解析匀速拉动的过程只能持续到重心离开台面的瞬间,材料的重心在台面上,故材料对台
面的压力不变,故材料受到的支持力不变,C错误;而在拉动过程中动摩擦因数不变,由F
=uF可知摩擦力是不变的,A、B错误;因为材料做匀速直线运动,摩擦力不变,所以工人
的拉力是不变的,D正确.
3.(静摩擦力的大小计算)如图7所示,用大小为100N的握力握住一个重为40N的瓶子.瓶子
竖直,始终处于静止状态.已知手掌与瓶子间的动摩擦因数u=0.5,则()
图7
A.瓶子受到的摩擦力大小为40N
B.瓶子受到的摩擦力大小为50N
C.当握力进一步增大时,瓶子受到的摩擦力将成正比增大
D.当握力持续减小时,瓶子受到的摩擦力大小将持续减小
答案