高一物理必修1第12期

高一物理

必修1第12期

●目标要求1.理解摩擦力的概念,知道生活中常见的摩擦力.2.会用实验探究摩擦力的规律,知道最大静摩擦力.3.理解滑动摩擦力的计算公式:F=μFN.●重点、难点静摩擦力和滑动摩擦力大小的计算及其方向的

判断.一、摩擦力的概念两个相互接触的物体,当它们发生

或具

有

时,就会在

上产生阻碍

的力,这种力叫做摩擦力.二、静摩擦力1.定义:物理学中,把两个相互接触的物体之间只有

,而没有

时产生的

摩擦力叫做静摩擦力.2.方向:总是沿着接触面,并且跟物体

的

方向相反.说明

如果接触面是曲面,静摩擦力的方向与接

触面相切.3.大小:由物体的运动状态和受力情况决定.说明

静摩擦力的大小随外力的增大而增大,但

它的增大有一个限度,这个限度值称为最大静摩

擦力Fmax,在数值上等于物体刚运动时的拉力大

小.两物体间实际发生的静摩擦力F在0与最大静

摩擦力Fmax之间,即0<F≤Fmax.三、滑动摩擦力1.定义:当一个物体在另一个物体表面上滑动的

时候,会受到另一个物体

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

方向相反.3.大小:滑动摩擦力的大小跟

成正比,也

就是跟两个物体表面间的垂直作用力成正比.计

算公式:

.4.滑动摩擦因数μ的数值跟相互接触的两个物体

的

和接触面的情况(如粗糙程度)有关.一、静摩擦力与滑动摩擦力图1【观察与讨论】

如图1所示,把木块放在水平长

木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块.观察实

验现象,并回答下列问题.问题1当弹簧测力计对木块的拉力F增大到某

一定值之前,木块不会动,为什么?答:

.问题2静摩擦力与测力计对木块的拉力F具有

怎么样的关系?答:

.问题3当拉力增大到某一值时,木块开始移动,

这说明了什么?答:

.问题4木块在木板上滑动时,拉力会突然减小,这又说明了什么?答:

.二、探究“影响滑动摩擦力大小的因素”【猜想】

根据生活经验,猜想滑动摩擦力的大

小与哪些因素有关?答:

.【实验探究1】如图2所示,用固定在墙上的弹簧

测力计拴住重为G的木块使其位于长木板上,细

绳跨过光滑定滑轮将沙桶与长木板连接,现使沙

桶和长木板一起运动,整个过程中,弹簧测力计和

连接木块的轻绳始终处于水平状态,木块始终处于静止状态;保持木块上的砝码个数不变,在木板

上铺上毛巾,重复上述实验.问题5实验中,我们能观察到什么现象?答:

.问题6通过分析实验现象,我们能得出什么结

论?答:

.图2【实验探究2】如图2所示,用固定在墙上的弹簧

测力计拴住重为G的木块使其位于长木板上,细

绳跨过光滑定滑轮将沙桶与长木板连接,现使沙

桶和长木板一起运动,整个过程中,弹簧测力计和

连接木块的轻绳始终处于水平状态,木块始终处

于静止状态;保持木块和木板的接触面不变,在木

块上多次添加砝码,重复上述实验.【数据记录】实验次数12345两个物体

表面间的相互作用

力FN

木块受到

长木板对它的滑动

摩擦力F

图3【数据处理】根据表格中的数据,在坐标系中选

择合适的标度作出F-FN图象,通过分析图象,我们

能得出什么结论?答:

.一、摩擦力有无的判定图4【案例探究1】如图4所示,物体A、B在力F的作

用下处于静止状态.关于物体A所受的摩擦力,下列说法正确的是

(

)A.甲、乙两图中A均受摩擦力作用B.甲、乙两图中A均不受摩擦力作用C.甲图中A受摩擦力作用;乙图中A不受摩擦力作

用D.甲图中A不受摩擦力作用;乙图中A受摩擦力作用解析

甲图中,假设A受摩擦力,则该摩擦力一定

在水平方向上,由于A在水平方向上不受其他力

作用,故其不能处于静止状态,这与题意不相符,所

以假设错误,即A不受摩擦力作用;乙图中,假设A

不受摩擦力,A将相对B沿斜面向下运动,从而可知A受到沿斜面向上的摩擦力;综上所述可知选项D

正确.方法总结

判断摩擦力的有无,基本依据就是摩

擦力的产生条件:①两物体相接触;②两物体相挤

压;③接触面粗糙;④两物体发生相对滑动(或两

物体有相对运动趋势).以上四个条件,缺一不可.由于物体间的相对运动趋势具有隐蔽性,因此在

判断静摩擦力是否存在时,我们还可寻求假设法

的帮助.二、静摩擦力方向的判定图5【案例探究2】如图5所示,A、B两物体叠放在水

平面上,水平力F作用在A上,但A和B都未被拉动.

关于A和B受到的摩擦力方向,下列判断正确的是

(

)A.B对A的摩擦力方向向右B.B对A的摩擦力方向向左C.地面对B的摩擦力方向向右D.地面对B的摩擦力方向向左解法1

直接判定法以A为研究对象,A有向左的运动趋势,所以B对A

有向右的摩擦力.将A、B视为一整体,并以该整体为研究对象,则该整体相对地面有向左的运动趋势,由此可判断地

面对B的摩擦力方向水平向右.综上所述,选项A、C均正确.解法2

假设法以A为研究对象,假设A、B的接触面光滑,显然A

在拉力F的作用下向左运动,由此可知当A、B间接触面粗糙时,B对A有向右的摩擦力.将A、B视为一整体,并以该整体为研究对象,并假

设B与地面的接触面光滑,则在拉力F的作用下该

整体相对地面向左运动,由此可判断地面对B的

摩擦力方向向右.综上所述,选项A、C均正确.解法3

毛刷法图6要判断物体A受到的静摩擦力的方向,可把它想

象成毛刷,如图6所示,根据刷毛的弯曲方向可知B

对A的摩擦力的方向应向右.要判断地面对物体B的摩擦力的方向,同样可以

想象B下表面长有刷毛,如图6所示,根据刷毛的弯

曲方向可判断地面对B的摩擦力的方向向右.综上所述,选项A、C均正确.解法4

运动状态分析法以A为研究对象,A处于静止状态,且A受到了一个

水平向左的拉力F,根据二力平衡知识可知B对A

有一个水平向右的静摩擦力与F平衡.将A和B视为一个整体,该整体处于静止状态,且该整体受到了一个水平向左的拉力F,根据二力平

衡知识可知地面对该整体有一个水平向右的静

摩擦力与F平衡.综上所述,选项A、C均正确.方法总结

静摩擦力方向的判定方法有以下四

种:①直接判定法;②假设法;③毛刷法;④运动状态分析法.三、摩擦力大小的计算图7【案例探究3】如图7所示,物体A、B的质量分别

为mA=6kg、mB=3kg,A和B、B和水平面间的动摩

擦因数均为μ=0.3,水平力F=30N.假设最大静摩

擦力等于滑动摩擦力,滑轮和轻绳质量均不计,取g=10m/s2.问:(1)水平桌面对B的摩擦力大小为多少?方向如何?(2)B对A的摩擦力大小为多少?方向如何?解析

(1)以A、B、轻绳和滑轮这一整体为研究

对象,水平桌面对该整体的最大静摩擦力Fmax=μ

(mA+mB)g=27N.因为F>Fmax,由此可知该整体在拉力F的作用下向右运动,此时水平桌面对B的摩擦

力为滑动摩擦力,方向向左,大小FB=Fmax=27N.(2)以A为研究对象,B对A的最大静摩擦力FAmax=μ

mAg=18N,轻绳对A的拉力FA=

=15N.因为FA<FAmax,由此可知此时B对A的摩擦力为静摩擦力,方

向向左,根据二力平衡知识可知其大小FBA=FA=15N.方法总结

在确定摩擦力的大小时,首先要区分

物体间的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力.若

是滑动摩擦力,则其大小用公式F=μFN计算;若是

静摩擦力,则根据平衡条件计算.

一、单项选择题1.摩擦力是一种常见的力,与日常的生产、生活密切相关.下列有关摩擦力的说法错误的是

(

)A.轮胎表面都有花纹状的沟槽.雨天,沟槽能把轮

胎与地面间的水排出,保持两者的良好接触以产

生足够的摩擦力B.传送带靠静摩擦力把货物送到高处C.棉纱可以织成布是因为纱线之间存在摩擦D.通过减小鞋与路面之间的摩擦,人的步行速度

可以更大2.关于摩擦力的产生,下列说法正确的是

(

)A.相互压紧的粗糙物体间一定有摩擦力B.相对运动的粗糙物体间一定有摩擦力C.只有相互压紧并有相对运动或有相对运动趋

势的粗糙物体间才有摩擦力的作用D.只有相互压紧并有相对运动的粗糙物体间才

有摩擦力的作用图13.如图1所示,在粗糙水平桌面上放置一粗糙木块.

现用一水平向右的力F1拉木块.若F1由零开始逐

渐增大,则桌面对木块的摩擦力F2的大小随拉力F

1的大小变化关系图象,可能是

(

)图24.如图2所示,物体放在水平桌面上.当用水平力F

向右推物体做匀速直线运动时,力的大小将

(

)A.变大

B.变小C.不变

D.先变大后变小5.图3为某同学在奔跑过程中的两个姿态(对应两

个瞬间),用F1、F2分别表示该同学在图中甲、乙

两瞬间所受到的摩擦力.关于F1、F2的方向,下列

判断正确的是

(

)图3A.F1向前,F2向前B.F1向前,F2向后C.F1向后,F2向后D.F1向后,F2向前图46.图4是一辆有趣的另类自行车,自行车的前后轮

分别由鞋子组成.假如某人骑该自行车,在他用力蹬车前进的过程中,前后轮的鞋子的底面与地面

接触,它们会受到地面的摩擦力,关于地面对鞋子

施加的摩擦力的方向,下列判断正确的是

(

)A.前轮鞋子受到的摩擦力方向向前,后轮鞋子受

到的摩擦力方向向前B.前轮鞋子受到的摩擦力方向向后,后轮鞋子受

到的摩擦力方向向后C.前轮鞋子受到的摩擦力方向向前,后轮鞋子受

到的摩擦力方向向后D.前轮鞋子受到的摩擦力方向向后,后轮鞋子受

到的摩擦力方向向前二、非选择题图57.如图5所示,一木块放在水平桌面上,在水平外力

F1、F2和摩擦力的共同作用下处于静止状态.若F

1=10N,F2=2N,则木块受到的摩擦力大小为

N,方向

;若撤去F1,则木块受到的摩

擦力大小为

N,方向

.8.如图6所示,质量为m=2kg木块放置在水平地面

上,与之相连的轻质弹簧的原长x0=10cm.假设最

大静摩擦力与滑动摩擦力相等,木块与水平面间

的动摩擦因数μ=0.2,取g=10m/s2.现用一水平拉力F拉弹簧.(1)若将弹簧拉长到x1=12cm时,木块恰好匀速运

动,求弹簧的劲度系数k.(2)若将弹簧拉长到x2=11cm,求此时木块受到的

摩擦力大小F摩.(3)若将弹簧拉长到x3=13cm,求此时木块受到的摩擦力大小F摩'.图6一、单项选择题1.关于摩擦力,下列说法正确的是

(

)A.物体越重,越难使它滑动,所以摩擦力跟物体的

重力成正比B.滑动摩擦力的方向总是跟物体的运动方向相

反C.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动D.运动的物体可能受到静摩擦力作用,但静止的

物体不可能受到滑动摩擦力作用图12.如图1所示,C是水平地面,A、B两物体叠放在水

平地面上,A物体受到水平向右的恒力F1,B受到水

平向左的恒力F2,两物体相对地面保持静止,则下

列判断正确的是

(

)A.A、B间可能无摩擦力B.B、C间一定无摩擦力C.B对A一定有摩擦力,方向向左D.B对C一定有摩擦力,方向向右图23.如图2所示,一方形容器被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直

到刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,

则下列说法正确的是

(

)A.容器受到的摩擦力不变B.容器受到的摩擦力逐渐增大C.水平力F一定不变D.水平力F必须逐渐增大图34.如图3所示,粗糙水平面上的物体A上叠放着物

体B,A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧,物体

A、B均处于静止状态,下列说法正确的是

(

)A.A对B的摩擦力水平向左B.A对B没有摩擦力作用C.地面对A的摩擦力向右D.地面对A没有摩擦力作用图45.如图4所示,将两相同的木块a、b置于粗糙的水

平地面上,中间用一轻质弹簧连接,两侧用细绳固

定于墙壁.开始时a、b均静止,弹簧处于伸长状态,

两细绳均有拉力,a所受摩擦力Fa≠0,b所受摩擦力Fb=0.现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间

(

)A.Fa大小不变

B.Fa方向改变C.Fb仍然为零

D.Fb方向向左图56.如图5所示,质量均为m的A、B两物块叠放在一起,在大小为F的恒力作用下在粗糙