第7讲摩擦力
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第7课时 摩擦力(双基落实课)点点通(一) 摩擦力的有无及方向判断1.两种摩擦力的对比 (1)接触面粗糙(2)接触处有弹力 (3)两物体间有相对运动趋势(仍保持相对静止)(1)接触面粗糙 (2)接触处有弹力 (3)两物体间有相对运动 (1)静摩擦力为被动力,与正压力无关,大小范围为0<F ≤F max (2)最大静摩擦力F max 大小与正压力大小有关滑动摩擦力:F =μF N ,μ为动摩擦因数,取决于接触面材料及粗糙程度,F N 为正压力沿接触面且与受力物体相对运动趋势的方向相反 沿接触面且与受力物体相对运动的方向相反(1)摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反,但不一定与物体的运动方向相反。
(2)摩擦力总是阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势),但不一定阻碍物体的运动,即摩擦力可以是阻力,也可以是动力。
(3)受静摩擦力作用的物体不一定静止,但一定与施力物体保持相对静止。
[小题练通]1. (多选)下列关于摩擦力的说法中正确的是( )A .静止的物体可以受到滑动摩擦力,运动的物体也可以受到静摩擦力B .物体所受的滑动摩擦力或静摩擦力既可以充当动力也可以充当阻力C .存在摩擦力的物体之间,正压力增大,摩擦力也增大D .两物体间有弹力但不一定有摩擦力,而两物体间有摩擦力则一定有弹力解析:选ABD 静止的物体与另一运动物体的接触面粗糙且接触处有弹力时,静止的物体受到滑动摩擦力,静摩擦力只是阻碍相对运动趋势,受静摩擦力的物体可以静止也可以运动,A 正确;滑动摩擦力或静摩擦力不一定阻碍物体的运动,物体所受的滑动摩擦力或静摩擦力既可以充当动力也可以充当阻力,B 正确;滑动摩擦力与正压力有关,静摩擦力与正压力无关,C 错误;两物体之间有摩擦力时,两物体一定接触且相互挤压,即存在弹力作用,反之则不一定成立,D 正确。
2.(多选)如图所示,皮带运输机将物体匀速地送往高处,下列结论正确的是( )A .物体受到与运动方向相同的摩擦力作用B .传送的速度越大,物体受到的摩擦力越大C .物体所受的摩擦力与传送的速度无关D.物体受到的静摩擦力为物体随皮带运输机上升的动力解析:选ACD物体随皮带运输机一起上升的过程中,物体具有相对于皮带下滑的趋势,受到沿皮带向上的静摩擦力作用,是物体随皮带运输机上升的动力,其大小等于物体所受重力沿皮带向下的分力,与传送的速度大小无关,故A、C、D正确,B错误。
摩擦力的计算方法摩擦力是两个物体相互接触并相对运动时产生的阻碍其相对运动的力。
摩擦力的计算方法可以通过静摩擦力和动摩擦力来讨论。
1.静摩擦力的计算方法:静摩擦力是指当两个物体相对静止时的摩擦力,其大小是根据物体之间的接触面积和物体间的粗糙程度来决定的。
静摩擦力的计算公式为:Ft=μs*Fn其中,Ft为静摩擦力,μs为静摩擦系数,Fn为物体的法向力。
静摩擦系数是一个无量纲的常数,它由两个物体之间的材质和接触面的粗糙程度决定。
例如,木材和金属之间的静摩擦系数一般在0.2到0.6之间。
2.动摩擦力的计算方法:动摩擦力是指在两个物体相对运动时的摩擦力。
动摩擦力的计算公式为:Ft=μk*Fn其中,Ft为动摩擦力,μk为动摩擦系数,Fn为物体的法向力。
动摩擦系数一般小于静摩擦系数,因为当两个物体相对运动时,摩擦力往往会减小。
动摩擦系数通常小于静摩擦系数,并且一般近似地相等于静摩擦系数。
3.其他摩擦力的计算方法:除了静摩擦力和动摩擦力外,还有一些特殊情况下的摩擦力计算方法。
如果一个物体在水中移动,液体会对其施加阻力,这个阻力被称为水力摩擦力。
水力摩擦力的计算方法非常复杂,需要考虑流体动力学的相关理论。
如果物体在空气中运动,空气对其施加的阻力被称为空气摩擦力。
空气摩擦力通常可以通过斯托克斯公式进行近似计算。
此外,在一些特殊情况下,如摩擦力随接触面积变化或者由于其他变量的影响而产生变化的情况下,需要进行更为复杂的计算和实验研究。
总的来说,摩擦力的计算方法主要包括静摩擦力和动摩擦力的计算。
其计算公式分别为Ft=μs*Fn和Ft=μk*Fn。
其中,μs为静摩擦系数,μk为动摩擦系数,Fn为物体的法向力。
摩擦力的具体计算需要考虑物体之间的接触面积、粗糙程度以及其他相关因素。
第7讲重力、弹力、摩擦力姓名学校日期知识点一、力:⒈作用效果:①改变物体的________________②使物体发生________________⒉三要素:①_______________②______________③_______________⒊基本特征:①物质性:力不能脱离____________而独立存在②相互性:物体间力的作用是____________的,只要有力,就一定有对应的_________③独立性:一个力作用于物体上产生的效果,与这个物体是否受其他力的作用________④矢量性:力既有大小,又有方向,力的运算遵循___________定则,或__________定则⒋力的图示:用一条带有箭头的线段表示,线段的长度表示力的__________,箭头的指向表示力的_____________,产、箭头(箭尾)画在力的作用点上,线段所在的直线叫做力的作用线5、力的分类:①按性质分类:重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力、安培力等(按现代物理学理论,物体间的相互作用分四类:长程相互作用有引力相互作用、电磁相互作用;短程相互作用有强相互作用和弱相互作用。
宏观物体间只存在前两种相互作用。
)②按效果分类:拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、浮力、回复力等③按研究对象分类:内力和外力。
④按作用方式分类:重力、电场力、磁场力等为场力,即非接触力,弹力、摩擦力为接触力。
说明:性质不同的力可能有相同的效果,效果不同的力也可能是性质相同的。
【例1】甲、乙两拳击动员竞技,甲一拳击中乙肩部,观众可认为甲运动员(的拳头)是施力物体,乙运动员(的肩部)是受力物体,似但在甲一拳打空的情况下,下列说法中正确的是()A.这是一种只有施力物体,没有受力物体的特殊情况B.此时的受力物体是空气C.甲的拳头、胳膊与自身躯干构成相互作用的物体D.以上说法都不正确【例2】关于力的叙述中正确的是()A.只有相互接触的物体间才有力的作用B.物体受到力作用,运动状态一定改变C.施力物体一定受力的作用D.竖直向上抛出的物体,物体竖直上升,是因为竖直方向受到升力的作用二、重力:⒈产生:由于________的吸引而例物体受到的力 ⒉大小:①G=_______________ ②测力计测量⒊g 的变化:重力加速度会随着_________的增大而增大,随着__________的增大而减小 ⒋方向:_________________ ⒌重心:①定义:为了研究方便人为认定的重力的_______________ ②相关因素:物体的几何形状、物体的质量分布③位置确定:(1)质量分布均匀的规则物体,重心在其__________________(2)对于形状不规则或质量分布不均匀的薄板,重心可用____________确定 (3)重心不一定在物体上【重力实际上是物体与地球间的万有引力的一部分(另一部分为物体绕地球旋转所需要的向心力)重力是非接触力。
物理知识点之摩擦力摩擦力是物理学中的一个基本概念,它是指两个物体接触面上的相互作用力。
在接触面上,由于微观不规则结构,会存在粗糙度和凹凸不平的情况,使得两个物体接触时发生摩擦。
摩擦力的研究对于人类认识物体运动和设计机械系统具有重要意义。
下面将介绍摩擦力的相关知识点。
1.摩擦力的分类摩擦力可以分为静摩擦力和动摩擦力两种类型。
当两个物体相对运动时,所产生的摩擦力称为动摩擦力;当两个物体相对静止时,所产生的摩擦力称为静摩擦力。
2.静摩擦力静摩擦力是指两个物体相对静止时所产生的摩擦力。
静摩擦力的大小与物体间的相互作用力有关,可以由静摩擦系数乘以物体间的垂直压力来计算。
3.动摩擦力动摩擦力是指两个物体相对运动时所产生的摩擦力。
动摩擦力的大小与静摩擦力相比,通常会较小。
动摩擦力也可以由动摩擦系数乘以物体间的垂直压力来计算。
4.摩擦力与摩擦系数摩擦力的大小与物体间的相互作用力有关,并且与物体间的接触面积无关。
物体间的相互作用力越大,摩擦力也越大。
而摩擦系数则是描述物体间的摩擦特性的一个参数,不同物体的摩擦系数是不同的。
通常,摩擦系数可以分为静摩擦系数和动摩擦系数两种。
5.静摩擦系数和动摩擦系数静摩擦系数和动摩擦系数是描述物体间摩擦特性的两个参数。
静摩擦系数表示两个物体相对静止时的摩擦特性,动摩擦系数表示两个物体相对运动时的摩擦特性。
通常,静摩擦系数会大于动摩擦系数,即两个物体相对静止时的摩擦力通常会大于相对运动时的摩擦力。
6.摩擦力的应用摩擦力在日常生活和工程技术中有着广泛的应用。
例如,在运动中,摩擦力可以使人、车辆等物体不至于滑倒或滑出控制范围。
在机械工程中,摩擦力可以实现运动物体的传输和转换。
在运动车辆和机械设备的设计中,需要合理利用和减小摩擦力,以提高效率和降低能源消耗。
7.摩擦损失摩擦力虽然有很多应用,但在一些情况下也会造成能量的损失。
例如,在运动车辆和机械设备中,由于摩擦的存在,会产生热能并导致系统能量的损失。
摩擦力课件摩擦力是我们日常生活中经常遇到的一种力量。
无论是在走路、开车、打球,甚至是温习桌面上的物品时,摩擦力都会对我们的活动产生影响。
本文将介绍摩擦力的基本概念、特点以及应用,并结合少量实例进行说明。
一、摩擦力的定义和特点摩擦力是指两个物体之间由于接触而产生的力。
当两个物体相对运动或者试图相对运动时,它们之间会产生摩擦力。
摩擦力的大小取决于两个物体之间的表面特性、物体的质量以及它们之间的垂直压力。
摩擦力有两种类型:静摩擦力和动摩擦力。
静摩擦力是在两个物体没有相对运动时存在的力,阻止了物体开始运动。
一旦物体开始相对运动,静摩擦力会变为动摩擦力,阻碍物体的运动。
动摩擦力通常小于静摩擦力,这是因为在两个物体相对运动时,它们之间的接触面被破坏,从而减小了接触面积,从而减小了动摩擦力。
摩擦力的方向始终与物体的相对运动方向相反。
例如,当我们向前推一个物体时,摩擦力的方向是向后的,阻碍了物体向前运动。
同样,当我们向后拉一个物体时,摩擦力的方向是向前的,阻碍了物体向后运动。
这是因为摩擦力的方向总是试图阻碍物体的相对运动。
二、摩擦力的公式和计算方法摩擦力的大小可以通过以下公式计算:F = μN其中,F是摩擦力的大小,μ是摩擦系数,N是垂直于两个物体接触面的压力。
摩擦系数是一个无量纲量,表示两个物体之间的表面摩擦特性,取决于物体的材料和表面状态。
要计算摩擦力,首先需要确定物体之间的垂直压力,并根据物体的材料和表面状态找到相应的摩擦系数。
然后,将压力乘以摩擦系数,即可得到摩擦力的大小。
三、摩擦力的应用摩擦力在我们的日常生活中有很多应用。
以下是几个常见的应用实例:1. 刹车系统摩擦力在刹车系统中起着至关重要的作用。
当我们踩下刹车踏板时,刹车片与车轮之间会产生摩擦力。
这种摩擦力阻碍了车轮的运动,使车辆减速或停止。
通过调整刹车片的压力和摩擦系数,可以控制车辆的刹车效果。
2. 增加地面摩擦力在一些需要高摩擦力的场合,人们会采取措施增加地面的摩擦力。
摩擦力计算实例摩擦力是指两个物体之间相互接触时产生的抗拒物体相对移动的力。
它是一种常见力,我们在日常生活中经常会遇到摩擦力的存在。
要计算摩擦力,我们需要了解两个物体之间的摩擦系数和垂直于物体接触面的力。
摩擦系数是一个无量纲的物理量,它衡量了两个物体之间摩擦力的大小。
垂直于物体接触面的力是指施加在物体上的力,它的大小和方向也会影响摩擦力的大小。
下面我将给出两个摩擦力计算的实例,以帮助大家更好地理解和应用摩擦力的计算方法。
实例1:平面上的物体受到水平拉力和垂直向下的力的影响假设有一个物体放在平面上,一个人以水平方向施加一个拉力F1,同时还有一个力F2垂直向下作用在物体上。
我们需要计算物体受到的摩擦力。
首先,我们需要检查物体受到的垂直向下的力是否大于摩擦力的最大值。
摩擦力的最大值由公式Fmax = μN给出,其中μ为摩擦系数,N为物体受到的垂直向下的力。
如果垂直向下的力小于摩擦力的最大值,摩擦力的大小为垂直向下的力的大小,方向与拉力的方向相反。
如果垂直向下的力大于等于摩擦力的最大值,物体受到的摩擦力的大小为摩擦力的最大值,方向与拉力的方向相反。
实例2:一个人推一个箱子假设有一个人在推一个静止的箱子,我们想要计算摩擦力的大小。
箱子质量为m,重力加速度为g,地面和箱子之间的摩擦系数为μ。
首先,我们需要计算箱子受到的重力。
重力的大小为m * g,方向垂直向下。
然后,我们需要计算箱子受到的垂直向上的力。
根据牛顿第三定律,地面对箱子的作用力与箱子对地面的作用力大小相等,方向相反。
因此,箱子受到的垂直向上的力为m * g。
接下来,我们需要计算摩擦力的最大值。
摩擦力的最大值由公式Fmax = μN给出,其中μ为摩擦系数,N为箱子受到的垂直向上的力。
因此,摩擦力的最大值为μ * m * g。
最后,我们比较摩擦力的最大值与推力的大小。
如果推力小于摩擦力的最大值,摩擦力的大小为推力的大小,方向与推力的方向相反。
如果推力大于等于摩擦力的最大值,摩擦力的大小为摩擦力的最大值,方向与推力的方向相反。
2013届高三物理一轮复习课时作业及详细解析:第7讲摩擦力
基础热身
1.关于摩擦力,以下说法中正确的是()
A.运动物体可能受到静摩擦力作用,但静止物体不可能受到滑动摩擦力作用
B.静止物体可能受到滑动摩擦力作用,但运动物体不可能受到静摩擦力作用
C.正压力越大,摩擦力可能越大,也可能不变
D.摩擦力方向可能与速度方向在同一直线上,也可能与速度方向不在同一直线上
2.如图K7-1所示,有一重力不计的方形容器,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,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,则下列说法中正确的是()
图K7-1
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可能不变
D.水平力F必须逐渐增大
3.[2011·南宁摸底] 如图K7-2所示,位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下处于静止状态,则斜面作用于物块的静摩擦力的()
A.方向可能沿斜面向上
B.方向可能沿斜面向下
C.大小不可能等于零
D.大小可能等于F
图K7-2
图K7-3
4.如图K7-3所示,物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑时,传送带突然启动,方向如图中箭头所示,若传送带的速度大小也为v,则传送带启动后() A.M静止在传送带上
B.M可能沿斜面向上运动
C.M受到的摩擦力不变
D.M下滑的速度不变
技能强化
5.物块静止在固定的斜面上,分别按图示的方向对物块施加大小相等的力F,A中F
垂直于斜面向上,B中F垂直于斜面向下,C中F竖直向上,D中F竖直向下,施力后物块仍然静止,则物块所受的静摩擦力增大的是()
A B C D
图K7-4
图K7-5
6.[2011·宜宾一模] 物块M静止在倾角为α的斜面上,若给物块一个平行于斜面的水平力F的作用,物块仍处于静止状态,如图K7-5所示.则物块所受到的() A.支持力变大
B.摩擦力的方向一定发生改变
C.摩擦力大小保持不变
D.摩擦力变小
图K7-6
7.如图K7-6所示,斜面体M的底面粗糙,斜面光滑,放在粗糙水平面上.弹簧的一端固定在墙面上,另一端与放在斜面上的物块m相连,弹簧的轴线与斜面平行.若物块在斜面上做上下往返运动,斜面体保持静止,则地面对斜面体的摩擦力f与时间t的关系图象是图K7-7中的()
A B C D
图K7-7
图K7-8
8.一个斜面体上搁置一根只能沿竖直方向运动的直杆,杆与斜面体接触面粗糙.斜面体水平向右运动过程中,发现杆匀加速上升,如图K7-8所示,关于斜面对杆的作用力,下列判断正确的是()
A.斜面体对杆的滑动摩擦力沿斜面向下
B.斜面体对杆的滑动摩擦力沿斜面向上
C.斜面体对杆的作用力竖直向上
D.斜面体对杆的作用力竖直向下
9.[2012·西安模拟] 如图K7-9所示,顶端装有定滑轮的斜面体放在粗糙水平面上,A、B两物体通过细绳相连,并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦).现用水平向右的力F作用于物体B上,将物体B缓慢拉高一定的距离,此过程中斜面体与物体A仍然保持静止.在此过程中()
A.水平力F一定变小
B.斜面体所受地面的支持力一定变大
C.物体A所受斜面体的摩擦力一定变大
D.地面对斜面体的摩擦力一定变大
图K7-9
图K7-10
10.如图K7-10所示,放在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.A、B均处于静止状态,下列说法中正确的是() A.B受到向左的摩擦力
B.B对A的摩擦力向右
C.地面对A的摩擦力向右
D.地面对A没有摩擦力
11.[2012·江西模拟] 如图K7-11所示,物体A重G A=40 N,物体B重G B=20 N,A 与B、B与地面之间的动摩擦因数相同.用水平绳将物体A系在竖直墙壁上,水平力F向右拉物体B,当F=30 N时,才能将B匀速拉出.则接触面间的动摩擦因数多大?
图K7-11
12.[2012·合肥模拟] 夹角为60°的V形槽固定在水平地面上,槽内放一根重500 N的金属圆柱体,用F=200 N沿圆柱体轴线方向拉圆柱体,可使它沿槽匀速滑动,如图K7-12所示.求圆柱体和V形槽间的动摩擦因数μ.
图K7-12
挑战自我
13.如图K7-13所示,倾角α=60°的斜面上,放一质量为1 kg的物体,用k=100 N/m 的轻质弹簧平行于斜面拉着,物体放在P、Q之间任何位置都能处于静止状态,而超过这一范围,物体就会沿斜面滑动.若AP=22 cm,AQ=8 cm,试求物体与斜面间的最大静摩擦力的大小.(取g=10 m/s2)
图K7-13
课时作业(七)
【基础热身】
1.CD[解析] 静摩擦力产生在两个相对静止的物体之间,与物体是否运动无关,滑动摩擦力产生于两个相对运动的物体之间,与物体是否运动无关,选项A、B均错误;静摩擦力的大小与正压力的大小无关,一般由平衡条件或牛顿运动定律来求,滑动摩擦力f=μF N,随着正压力的增大而增大,选项C正确;摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反,与速度方向无关,选项D正确.
2.BC[解析] 容器处于平衡状态,在竖直方向上重力与摩擦力平衡,盛满水前墙面对容器的静摩擦力一直增大,如果一直没有达到正压力F作用下的最大静摩擦力,则水平力F 可能不变,选项B、C正确.
3.ABD[解析] 题中没有明确F的大小,当F=mg sinθ时,物块M受到的摩擦力为零.当F<mg sinθ时,物体M有下滑趋势,所受摩擦力沿斜面向上.当F>mg sinθ时,物块M有上滑趋势,所受摩擦力沿斜面向下.当0≤F≤mg sinθ时,静摩擦力f的取值范围是:0≤f≤mg sinθ.可见f>F、f<F和f=F均有可能,故A、B、D选项均正确.
4.CD[解析] 物块M在传送带启动前匀速下滑,应满足所受滑动摩擦力f=μmg cosθ=mg sinθ,传送带突然启动后物块M所受摩擦力仍为f=μmg cosθ=mg sinθ,且方向不变,选项C、D正确.
【技能强化】
5.D[解析] 由于物块始终静止在斜面上,物块所受静摩擦力与正压力无直接关系,对物块进行受力分析,沿斜面方向列平衡方程可判断出选项D正确.
6.B[解析] 物块静止在斜面上时,物块所受的摩擦力为:f1=Mg sinα.给物块平行于斜面的水平力F后,在斜面内,重力沿斜面向下的分力、水平力F、摩擦力f2三力平衡,根据平衡条件有:f2=(Mg sinα)2+F2,重力沿斜面向下的分力和F的合力与摩擦力f2等大、反向,所以摩擦力的方向和大小都发生了改变,只有选项B正确.
7.C[解析] 由于斜面光滑,则物块在斜面上做上下往返运动时对斜面的摩擦力为零,对斜面的正压力始终等于重力沿垂直斜面方向的分力,因此地面对斜面体的摩擦力始终是一个恒力,C正确.
8.A[解析] 杆匀加速上升,斜面体水平向右运动,杆相对于斜面体向上滑动,因此杆受的摩擦力沿斜面向下,选项A正确、B错误;杆受的支持力垂直于斜面向上,杆受斜面体的作用力斜向右上方,选项C、D错误.
9.D[解析] 取物体B为研究对象,分析其受力情况如图所示,则有F=mg tanθ,T
=mg
cos θ
,在将物体B缓慢拉高的过程中,θ增大,则水平力F和细绳上的拉力F随之变大.对A、B两物体与斜面体这个系统而言,系统处于平衡状态,则地面对斜面体的摩擦力一定变大,而竖直方向并没有增加其他力,故斜面体所受地面的支持力不变;在这个过程中尽管绳子张力变大,但是开始时物体A所受斜面体的摩擦力方向未知,故物体A所受斜面体的摩擦力的情况无法确定.
10.D[解析] 弹簧对B有向左的弹力,B保持静止,因此A对B有向右的摩擦力,
则B对A的摩擦力向左,选项A、B错误;A、B整体在水平方向不受其他外力作用,因此没有向左或向右的运动趋势,地面对A没有摩擦力,选项C错误、D正确.11.0.30
[解析] 设接触面间的动摩擦因数为μ,物体A与B间的摩擦力为
f1=μG A
物体B与地面间的滑动摩擦力为
f2=μ(G A+G B)
将B匀速拉出,拉力大小与两个摩擦力的合力大小应相等,有
F=f1+f2
解得μ=0.30
12.0.2
[解析] 因为圆柱体匀速滑动,所以水平方向的拉力与摩擦力平衡,即f=200 N.又因为圆柱体两面均与槽接触,所以每一面所受摩擦力f′=100 N.
设V形槽两侧对圆柱体的弹力大小分别为F N1、F N2,在竖直平面内,圆柱体受到重力G、两侧的弹力F N1、F N2作用,如图所示,由对称性可知,F N1=F N2=G.
根据f′=μF N1,解得μ=0.2.
【挑战自我】
13.7 N
[解析] P、Q两点应是静摩擦力最大的两个临界位置,在P点弹簧处于伸长状态,受力分析如图甲所示.
f m=F1-m
g sinα
在Q点弹簧处于压缩状态,受力分析如图乙所示.
f m=F2+m
g sinα
设弹簧原长为x,则有
F1=k(0.22-x)
F2=k(x-0.08)
由以上各式,解得
f m=7 N.。