【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.知道滑動摩擦產(chǎn)生的條件,會正確判斷滑動摩擦力的方向
2.會用公式計算滑動摩擦力的大小,知道影響動摩擦因數(shù)的大小因素
3.知道靜摩擦力的產(chǎn)生條件,能判斷靜摩擦力的有無以及大小和方向
4.理解最大靜摩擦力.能根據(jù)二力平衡條件確定靜摩擦力的大小
【要點(diǎn)梳理】
要點(diǎn)一、摩擦力
要點(diǎn)詮釋:
1.定義:當(dāng)相互接觸且相互擠壓的物體之間有相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢時,接觸面間產(chǎn)生的阻礙相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢的力,稱為摩擦力.固體、液體、氣體的接觸面上都會有摩擦作用.
2.分類:分為滾動摩擦、滑動摩擦力和靜摩擦力
要點(diǎn)二、滑動摩擦力
要點(diǎn)詮釋:
1.產(chǎn)生:一個物體在另一個物體表面上相對于另一個物體發(fā)生相對滑動時,另一個物體阻礙它相對滑動的力稱為滑動摩擦力.
2.產(chǎn)生條件:①相互接觸且相互擠壓;②有相對運(yùn)動;③接觸面粗糙.
說明:
1)兩個物體直接接觸、相互擠壓有彈力產(chǎn)生.
摩擦力與彈力一樣屬接觸作用力,但兩個物體直接接觸并不擠壓就不會出現(xiàn)摩擦力.擠壓的效果是有壓力產(chǎn)生.壓力就是一個物體對另一個物體表面的垂直作用力,也叫正壓力,壓力屬彈力,可依上一節(jié)有關(guān)彈力的知識判斷有無壓力產(chǎn)生.
2)接觸面粗糙.當(dāng)一個物體沿另一物體表面滑動時,接觸面粗糙,各凹凸不平的部分互相嚙合,形成阻礙相對運(yùn)動的力,即為摩擦力.凡題中寫明“接觸面光滑”、“光滑小球”等,統(tǒng)統(tǒng)不考慮摩擦力(“光滑”是一個理想化模型).
3)接觸面上發(fā)生相對運(yùn)動.
特別注意:“相對運(yùn)動”與“物體運(yùn)動”不是同一概念.“相對運(yùn)動”是指受力物體相對于施力物體(以施力物體為參照物)的位置發(fā)生了改變;而“物體的運(yùn)動”一般指物體相對地面的位置發(fā)生了改變.
3.方向:總與接觸面相切,且與相對運(yùn)動方向相反.
這里的“相對”是指相互接觸發(fā)生摩擦的物體,而不是相對別的物體.滑動摩擦力的方向跟物體的相對運(yùn)動的方向相反,但并非一定與物體的運(yùn)動方向相反.
4.大?。夯瑒幽Σ亮Υ笮∨c壓力成正比,即:
說明:
①壓力FN與重力G是兩種不同性質(zhì)的力,它們在大小上可以相等,也可以不等,也可以毫無關(guān)系,用力將物塊壓在豎直墻上且讓物塊沿墻面下滑,物塊與墻面間的壓力就與物塊重力無關(guān),不要一提到壓力,就聯(lián)想到放在水平地面上的物體,認(rèn)為物體對支承面的壓力的大小一定等于物體的重力.
②μ是比例常數(shù),稱為動摩擦因數(shù),沒有單位,只有大小,數(shù)值與相互接觸的材料、接觸面的粗糙程度有關(guān).在通常情況下,.
③計算公式表明:滑動摩擦力F的大小只由μ和FN共同決定,跟物體的運(yùn)動情況、接觸面的大小等無關(guān).
要點(diǎn)三、靜摩擦力
要點(diǎn)詮釋:
1.產(chǎn)生:兩個物體滿足產(chǎn)生摩擦力的條件,有相對運(yùn)動趨勢時,物體間所產(chǎn)生的阻礙相對運(yùn)動趨勢的力叫靜摩擦力.
2.產(chǎn)生條件:
①兩物體直接接觸、相互擠壓有彈力產(chǎn)生;
②接觸面粗糙;
③兩物體保持相對靜止但有相對運(yùn)動趨勢.
所謂“相對運(yùn)動趨勢”,就是說假設(shè)沒有靜摩擦力的存在,物體間就會發(fā)生相對運(yùn)動.比如物體靜止在斜面上就是由于有靜摩擦力存在;如果接觸面光滑.沒有靜摩擦力,則由于重力的作用,物體會沿斜面下滑.
3.大?。簝晌矬w間實(shí)際發(fā)生的靜摩擦力f在零和最大靜摩擦力之間
實(shí)際大小可根據(jù)二力平衡條件或牛頓定律判斷.
4.方向:總跟接觸面相切,與相對運(yùn)動趨勢相反
說明:
①所謂“相對運(yùn)動趨勢的方向”,是指假設(shè)接觸面光滑時,物體將要發(fā)生的相對運(yùn)動的方向.比如物體靜止在粗糙斜面上,假設(shè)沒有摩擦,物體將沿斜面下滑,即物體靜止時相對(斜面)運(yùn)動趨勢的方向是沿斜面向下,則物體所受靜摩擦力的方向沿斜面向上,與物體相對運(yùn)動趨勢的方向相反.
②判斷靜摩擦力的方向可用假設(shè)法.其操作程序是:
A.選研究對象:受靜摩擦力作用的物體;
B.選參照物體:與研究對象直接接觸且施加靜摩擦力的物體;
C.假設(shè)接觸面光滑,找出研究對象相對參照物體的運(yùn)動方向即相對運(yùn)動趨勢的方向
D.確定靜摩擦力的方向:與相對運(yùn)動趨勢的方向相反
③靜摩擦力的方向與物體相對運(yùn)動趨勢的方向相反,但并非一定與物體的運(yùn)動方向相反.
要點(diǎn)四、最大靜摩擦力
要點(diǎn)詮釋:
如圖所示,水平面上放一靜止的物體,當(dāng)人用水平力F推時,此物體靜止不動,這說明靜摩擦力的大小等于F;當(dāng)人用水平力2F推時,物體仍靜止不動,此時靜摩擦力的大小等于2F.可見,靜摩擦力的大小隨推力的增大而增大,所以說靜摩擦力的大小由外部因素決定.當(dāng)人的水平推力增大到某一值fmax時,物體就要滑動,此時靜摩擦力達(dá)到最大值,我們把叫做最大靜摩擦力.故靜摩擦力的取值范圍是:.
要點(diǎn)詮釋:
①靜摩擦力大小與正壓力無關(guān),但一般情形下,最大靜摩擦力的大小與正壓力成正比.
②靜摩擦力可以是阻力,也可以充當(dāng)動力,如人跑步時地面給人的靜摩擦力就是動力,傳送帶上物體隨傳送帶一起加速,靜摩擦力也是動力.
③最大靜摩擦力一般比滑動摩擦力稍大些,但通常認(rèn)為二者是相等的.
要點(diǎn)五、 用假設(shè)法判斷摩擦力
要點(diǎn)詮釋:
判斷靜摩擦力是否存在,要看是否具備靜摩擦力產(chǎn)生的條件,但在通常情況下,其它條件是具備的,關(guān)鍵看物體是否有相對運(yùn)動趨勢.要判斷是否有相對運(yùn)動趨勢,可用假設(shè)法判斷,假設(shè)法有兩種,一種是假設(shè)接觸面光滑,不存在摩擦力,看是否改變原來的運(yùn)動狀態(tài).另一種是假設(shè)摩擦力存在,看是否改變原來的運(yùn)動狀態(tài).
第一種假設(shè)往往用來判斷做變速運(yùn)動的物體的靜摩擦力和有其它外力存在但物體處于平衡狀態(tài)時的靜摩擦力.第二種假設(shè)往往用來判斷物體不受其它外力,物體處于平衡狀態(tài)時的靜摩擦力.
假設(shè)法只是判斷摩擦力的一種方法,有時還可以根據(jù)力的作用效果判斷,已知物體A做勻加速運(yùn)動,說明物體A的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了改變,因此,物體A一定受到靜摩擦力作用。