摩擦力精讲,典型例题、模拟试题(有答案)供参习.doc

【本讲信息】 一. 教学内容： 第三节 摩擦力 二. 教学要点： 知道静摩擦力的含义并能分析简单的事例，知道静摩擦力是可变的且有最大值。最大静摩擦力与压力成正比。知道滑动摩擦力的含义，能用F=μFN 进行计算滑动摩擦力。会判断摩擦力的方向。 三. 重点、难点解析： 1. 静摩擦力 （1）定义：两个相互接触而保持相对静止的物体，当它们之间存在滑动趋势时，在它们的接触面上会产生阻碍物体间相对滑动的力，这种力叫静摩擦力。 （2）产生条件：① 两物体相接触；② 接触面不光滑；③ 两物体间有弹力；④ 两物体间有相对运动的趋势。 （3）大小：静摩擦力的大小随推力的增大而增大，所以说静摩擦力的大小由外部因素决定。当人的水平推力增大到某一值Fm时，物体就要滑动，此时静摩擦力达到最大值，我们把Fm（或者Fmax）叫做最大静摩擦力，故静摩擦力的取值范围是：0≤FFm。 说明：① 静摩擦力大小与正压力无关，但最大静摩擦力的大小与正压力成正比。② 静摩擦力可以是阻力，也可以充当动力。③ 最大静摩擦力一般比滑动摩擦力大些，但有时认为二者是相等的。 （4）方向：静摩擦力的方向总是跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势的方向相反。如图1所示，静止在斜面上的物体m有沿斜面下滑的趋势，所以物体受到沿斜面向上的静摩擦力，又如图2所示，用力F拉水平地面上的A板，A板及板上的物体B保持相对静止做加速运动，对B而言，对地是运动的，但相对A是静止的。可假设A、B间无摩擦力，则A做加速运动时，B不可能随A一起运动，故A、B间有摩擦力。而B毕竟相对A有向后运动的趋势，所以属受到方向与运动方向相同的静摩擦力的作用。 图1 图2 注意：运动的物体也可以受到静摩擦力的作用，静摩擦力的方向可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反，也可与运动方向不在一条直线上，如手握瓶子在水平方向上运动，此时静摩擦力方向竖直向上，与运动方向是垂直的。 2. 滑动摩擦力 （1）定义：两个互相接触挤压且发生相对运动的物体，在它们的接触面上会产生阻碍相对运动的力，这个力叫做滑动摩擦力。 （2）产生条件：① 两物体接触；② 两接触的物体必须相互挤压，发生形变，有弹力；③ 两物体间要发生相对滑动；④ 两接触面不光滑。 （3）大小：两个物体间滑动摩擦力的大小F与正压力F成正比，即F=μFN。 若将木块放在其它物体上（如玻璃）做相同的实验，上式仍成立，只是比例系数μ不同。 说明：① μ叫做动摩擦因数，它只与接触面的材料、粗糙程度有关μ没有单位。动摩擦因数的大小与物体的运动速度无关，与接触面的大小也无关。② 公式F=μFN中的FN是两个物体表面间的压力，称为正压力（垂直于接触面的力），性质上属于弹力，它不是物体的重力，许多情况下需结合物体的平衡条件等加以确定。 （4）方向：滑动摩擦力的方向总跟它们的接触面相切，并且跟它们相对运动的方向相反。 注意：① 不要把“物体的相对运动方向”与“物体的运动方向”等同起来，在上例中，物体A的运动方向向右，但相对接触物B的运动方向向左。② 概念中的“相对”两字要准确理解，“相对”指的是研究对象相对与其接触的物体而言；③ 滑动摩擦力的方向可能跟物体的运动方向相反，也可能跟运动方向相同。在上例中，A物体所受摩擦力与运动方向相反，B物体所受地面的摩擦力与运动方向相反。 3. 滚动摩擦 滚动摩擦是一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦，注意：压力相同时，滚动摩擦比滑动摩擦小很多。 4. 用假设法判断摩擦力 判断静摩擦力是否存在，要看是否具备静摩擦力产生的条件，但在通常情况下，其它条件是具备的，关键看物体是否有相对运动趋势。要判断是否有相对运动趋势，可用假设法判断，假设法有两种，一种是假设接触面光滑，不存在摩擦力，看是否改变原来的运动状态。另一种是假设摩擦力存在，看是否改变原来的运动状态。 第一种假设往往用来判断做变速运动的物体的静摩擦力和有其它外力存在但物体处于平衡状态时的静摩擦力。第二种假设往往用来判断物体不受其它外力，物体处于平衡状态时的静摩擦力。 假设法只是判断摩擦力的一种方法，有时还可以根据力的作用效果判断，已知物体A做匀加速运动，说明物体A的运动状态发生了改变，因此，物体A一定受到静摩擦力作用， 5. 摩擦力方向的判断 （1）滑动摩擦力方向的判断 “滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反”是判断滑动摩擦力方向的依据。这里要特别注意“相对运动”的含义，它是指研究对象相对于被接触物体进行的运动，判断滑动摩擦力方向的具体操作程序是：① 选研究对象（受滑动摩擦力作用的物体）。② 选跟研究对象接触的物体为参考系。③ 找出研究对象相对参考系的速度方向。④滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反。 （2）静摩擦力