教科版物理必修一 第二章4 静摩擦力的产生条件和方向判断(讲义)-教学文档
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二、重难点提示:
重点:静摩擦力产生的条件。
难点:静摩擦力方向的判断方法。
一、静摩擦力
1. 产生:两个相互接触且挤压的物体(接触面不光滑),有相对运动趋势时产生的摩擦力。
2. 作用效果:总是起着阻碍物体间相对运动趋势的作用。
3. 产生条件:(1)相互接触且挤压;(2)相对运动趋势;(3)接触面粗糙。
4. 大小:随外力的变化而变化,大小在零和最大静摩擦力之间。
【重要提示】静摩擦力是被动力!
5. 方向:与接触面相切,且总是与物体的相对运动趋势方向相反。
6. 最大静摩擦力:静摩擦力的最大值。
思考:有弹力一定有摩擦力吗?有摩擦力一定有弹力吗?
二、静摩擦力方向的判断
1. 假设法:静摩擦力的方向一定与物体相对运动趋势方向相反,利用“假设法”可以判断出物体相对运动趋势的方向。
(如图c)
2. 状态法:根据二力平衡条件,可以判断静摩擦力的方向。
(如图a、b)
3. 利用作用力与反作用力的关系(即牛顿第三定律)来判断,此法关键是抓住“力是成对出现的”,先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“反向”确定另一物体受到的静摩擦力的方向。
(如图d)
4. 还可以根据物体的运动状态来判断,如图(e)中,物体A受的静摩擦力起着动力作用,使A与B一起加速。
由此可知静摩擦力可能是动力,也可能是阻力。
思考:
1. 受静摩擦力的物体一定静止吗?举例说明。
2. 人走路时、骑自行车时与地面的摩擦力是静摩擦力吗?
例题1如图所示,用一水平力F把A、B两个物体挤压在竖直的墙上,A、B两物体均处于静止状态,下列判断正确的是()
A. B物体对A物体的静摩擦力方向向下
B. F增大时,A和墙之间的摩擦力也增大
C. 若B的重力大于A的重力,则B受到的摩擦力大于墙对A的摩擦力
D. 不论A、B的重力哪个大,B受到的摩擦力一定小于墙对A的摩擦力
思路分析:将A、B视为整体,可以看出A物体受到墙的摩擦力方向竖直向上。
对B进行受力分析可知,B受到的摩擦力方向向上,反之,B对A的摩擦力方向向下,A正确;由于A、B两物体受到的重力不变,根据平衡条件可知B错误;A和墙之间的摩擦力与A、B 两物体的重力等大反向,故C错误,D正确。
答案:AD
例题2 如下图所示,拉力F使叠放在一起的A、B两物体以共同速度沿F方向做匀速直线运动,则()
A. 甲、乙图中A物体均受静摩擦力作用,方向与F方向相同
B. 甲、乙图中A物体均受静摩擦力作用,方向与F方向相反
C. 甲、乙图中A物体均不受静摩擦力作用
D. 甲图中A物体不受静摩擦力作用,乙图中A物体受静摩擦力作用,方向与F方向相同
思路分析:假设甲图中A物体受静摩擦力作用,则它在水平方向上受力不平衡,将不可能随B物体一起做匀速直线运动,所以A物体不受静摩擦力作用,这样就排除了A、B 两项的正确性。
C、D两项中哪个正确,则由乙图中A物体是否受静摩擦力判定。
假设乙图中A物体不受静摩擦力作用,则它将在其重力沿斜面的分力作用下向下滑,不能随B物体保持沿斜面向上的匀速直线运动。
因此乙图中A物体一定受静摩擦力作用,且方向与F方向相同,C项是不正确的。
答案:D
【知识脉络】
【易错警示】
最大静摩擦力不一定是物体受到的摩擦力,它只是物体之间的静摩擦力能达到的最大值,是物体能否相对滑动的临界,与物体受到的静摩擦力没有关系。
通常情况下,最大静摩擦力与正压力成正比。
【针对训练】有一个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()
A. 容器受到的摩擦力不变
B. 容器受到的摩擦力逐渐减小
C. 水平力F可能不变
D. 水平力F必须逐渐增大
错解:D
错因:没有理解最大静摩擦力及静摩擦力的被动性。
正解:容器处于平衡状态,重力等于静摩擦力,容器中缓慢注水,重力不断增大,所以静摩擦力也不断增大,故A、B错误;最大静摩擦力与F的大小成正比,此时,容器所受重力可能小于最大静摩擦力,故C对D错。
答案:C。