20二力平衡摩擦力讲解
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摩擦力(基础)【学习目标】1.知道滑动摩擦力是如何产生的;2.理解利用二力平衡的知识测量滑动摩擦力;3.知道影响滑动摩擦力的大小的因素;4.知道摩擦力的利用和防止;5.能用平衡的观点解决有关摩擦力的问题。
【要点梳理】要点一、摩擦力1.定义:两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫做滑动摩擦力。
2.方向:与相对运动的方向相反。
3.测量:利用弹簧测力计可以粗略测量滑动摩擦力的大小。
要点诠释:1.摩擦力的实际作用点是在两个物体的接触面上。
2.滑动摩擦力产生的条件:(1)接触面粗糙;(2)接触并挤压;(3)相对运动。
3.测量滑动摩擦力时,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动。
根据二力平衡的知识,可知弹簧测力计对木块的拉力(即弹簧测力计的示数)与木块受到的滑动摩擦力大小相等。
4.滑动摩擦与滚动摩擦的区别:一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦叫做滑动摩擦。
一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦叫做滚动摩擦。
在相同条件下,滚动摩擦往往比滑动摩擦小得多。
要点二、研究影响滑动摩擦力大小的因素1.实验方法:控制变量法。
在本实验中,影响滑动摩擦力的因素有多个,所以实验探究过程中我们要用控制变量法,在研究滑动摩擦力与压力之间的关系时,要保持接触面的粗糙程度等因素不变,而在研究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系时,要保持压力等因素不变。
2.提出猜想:影响滑动摩擦力的因素可能有,接触面所受的压力、接触面的粗糙程度。
3.实验器材:木块、弹簧测力计、表面粗糙程度不同的长木板两块、砝码。
4.实验步骤:(1)用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿水平长木板滑动,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。
(2)在木块上面放一个砝码,改变木块对长木板的压力,测出此种情况下的摩擦力。
(3)换用材料相同,但表面粗糙的长木板,保持木块上的砝码不变,测出此种情况下的摩擦力。
5.实验结论:滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
第九课力运动和力第2节二力平衡摩擦力基础知识过关一、二力平衡1.平衡状态:物体受到几个力的作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力相互平衡,使物体处于平衡状态。
2.二力平衡的条件:作用在同一物体上,大小相等,方向相反,并且作用在同一条直线上。
3.平衡力与相互作用力1.滑动摩擦力(1)定义:两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫滑动摩擦力。
(2)方向:与物体的相对运动方向。
(3)影响因素:①接触面的粗糙程度:压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;②压力的大小:接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。
2.增大或减小摩擦力的方法(1)增大摩擦力:增大压力、增大接触面的粗糙程度、变滚动为滑动(2)减小摩擦力:减小压力、减小接触面的粗糙程度、变滑动为滚动、使接触面分离高频考点过关考点一:二力平衡与相互作用力1.(2022•巴中)一本书放在水平桌面上,书上放一支钢笔,都保持静止,下列说法正确的是()A.钢笔受到的重力和书对钢笔的支持力是一对平衡力B.钢笔对书的压力和书对钢笔的支持力是一对平衡力C.书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力D.书受到的重力和桌面对书的支持力是一对平衡力【答案】A【解答】解:A、钢笔受到的重力和书对钢笔的支持力,这两个力符合二力平衡条件,是一对平衡力,故A正确;B、钢笔对书的压力和书对钢笔的支持力,这两个力没有作用在同一个物体上,不是一对平衡力,故B错误;C、书对桌面的压力和桌面对书的支持力,这两个力没用作用在同一物体上,它们不是一对平衡力,故C错误;D、桌面对书的支持力的大小等于书与钢笔重力的和,要大于书的重力,所以书受到的重力和桌面对书的支持力不是一对平衡力,故D错误。
故选:A。
2.(2022•梧州)小玲在做家务时,用平行于水平地面的力推沙发,但没有推动。
下列说法正确的是()A.人对沙发的推力小于地面对沙发的摩擦力B.人对沙发的推力与沙发对人的作用力是一对平衡力C.沙发受到的重力与地面对沙发的支持力是一对平衡力D.沙发对地面的压力与地面对人的支持力是一对相互作用力【答案】C【解答】解:A、用平行于水平地面的力推沙发,但沙发没有被推动,沙发处于静止状态,受到的推力和静摩擦力是一对平衡力,大小相等,故A错误;B、人对沙发的推力和沙发对人的推力,是两个物体之间的相互作用力,不是平衡力,故B错误;C、沙发受到的重力与地面对沙发的支持力是作用在同一个物体上的两个力,并且大小相等,方向相反,作用在一条直线上,是一对平衡力,故C正确;D、沙发对地面的压力与地面对人的支持力涉及到三个物体且这两个力大小不相等,所以不是一对相互作用力,故D错误。
第2节摩擦力1.静摩擦力(1)定义:两个物体之间只有相对运动趋势,而没有相对运动时的摩擦力。
(2)产生条件:接触面粗糙;接触处有弹力;两物体间有相对运动趋势。
①物体受静摩擦力作用时不一定处于静止状态。
②实际最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。
(3)方向:沿两物体的接触面,与相对运动趋势的方向相反。
(4)大小:0<F≤ Fmax 。
2.滑动摩擦力(1)定义:一个物体在另一个物体表面滑动时,受到另一物体阻碍它们相对滑动的力。
(2)产生条件:接触面粗糙;接触处有弹力;两物体间有相对运动。
(3)方向:沿两物体的接触面,与相对运动的方向相反。
(4)大小:F=μF N,μ为动摩擦因数,其值与两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关。
①F N的大小不一定等于物体的重力,等于重力是特殊情况。
②μ的大小与物体间接触面积的大小、相对运动速度的大小都无关。
[深化理解]1.区分物体间存在静摩擦力还是滑动摩擦力,要看物体间是有相对运动趋势还是有相对运动。
2.滑动摩擦力的大小可由公式F=μF N计算,而静摩擦力的大小一般不能用F=μF N计算。
[基础自测]一、判断题(1)摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势。
(×)(2)受静摩擦力作用的物体一定处于静止状态。
(×)(3)受滑动摩擦力作用的物体,可能处于静止状态。
(√)(4)接触处有摩擦力作用时一定有弹力作用。
(√)(5)接触处的摩擦力一定与弹力方向垂直。
(√)(6)两物体接触处的弹力越大,滑动摩擦力越大。
(×)(7)两物体接触处的弹力增大时,接触面间的静摩擦力大小可能不变。
(√)二、选择题1.[粤教版必修1 P74 T9](多选)关于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )A.滑动摩擦力与物体的重力成正比B.滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反C.滑动摩擦力总是阻碍着物体间的相对运动D.滑动摩擦力可能是动力解析:选CD 滑动摩擦力与接触面间的压力成正比,A错误;滑动摩擦力总是与物体间的相对运动方向相反,阻碍着物体间的相对运动,但滑动摩擦力可能是动力,与物体的运动方向相同,故B错误,C、D正确。
考点7 二力平衡摩擦力知识解析一、二力平衡1.物体的平衡状态:在两个或几个力作用下,物体保持静止或匀速直线运动状态,物理学中就称该物体处于平衡状态。
2.二力平衡:在两个力的作用下,保持静止或匀速直线运动状态,我们说这两个力是平衡的,或者叫做二力平衡。
作用在同一物体上的二个力相互平衡的条件是:二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
概括地说,二力平衡的条件是:同体、等大、反向、共线。
由力的合成知识可知,物体受平衡力也就是作用在物体上的合力为零。
二、摩擦力1.摩擦力的种类:静摩擦、滑动摩擦、滚动摩擦。
2.决定滑动摩擦力大小的因素:①两物体间的压力;②接触面的粗糙程度。
滑动摩擦力的大小:压力越大,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
注意:滑动摩擦力的大小与接触面大小、运动速度大小等因素无关。
在相同条件下,滚动摩擦比滑动摩擦小的多。
3.减小摩擦的方法:减小压力、使接触面光滑、分离、用滚动代替滑动。
4.增大摩擦的方法:增大压力、使接触面粗糙。
实验指导【实验目的】“探究二力平衡的条件”[实验目的]探究当物体在水平方向上只受两个力的作用而处于平衡状态时,这两个力的关系。
[实验器材] 弹簧测力计(2个),木板,白纸、重物、细线[实验步骤] 施加两力时分别使得重物处于静止和匀速直线状态。
[实验结论] 当一个物体受两力处于匀速直线运动状态,这两个力大小相等,方向相反,在同一直线上。
经典例题例1、如图所示,小李同学提着溜溜球静止不动,下列说法中正确的是()A.手对绳子的拉力与溜溜球所受的重力是一对平衡力。
B.绳子对溜溜球的拉力与溜溜球对绳子的拉力是一对平衡力。
C.绳子对溜溜球的拉力与溜溜球所受的重力是一对平衡力。
D.溜溜球对绳子的拉力与溜溜球所受的重力是一对平衡力。
例2、用弹簧测力计沿竖直方向两次拉动重为G的物体,两次运动的s﹣t图像如图所示,对应的测力计示数和速度分别为F1、v1和F2、v2,则()A.v1<v2,F1<F2B.v1<v2,F1=F2C.v1>v2,F1>F2D.v1>v2,F1=F2例3、一位女同学用水平力推讲台,但没有推动,则此时()A. 女同学的推力和讲台的重力是一对平衡力。
摩擦力的计算方法滑动摩擦力和静摩擦力的求解方法是不一样的,在求解摩擦力大小时,一定要分清是静摩擦力,还是滑动摩擦力.一、滑动摩擦力大小的计算1.公式法:根据F=μF N计算.(l)根据物体的受力情况,求出对物体的正压力F N.(2)由公式F=μFN求出滑动摩擦力,其中户为动摩擦因数.2.二力平衡法:物体处于平衡状态(匀速、静正),根据二力平衡条件求解.二、静摩擦力的计算1.平衡条件法求解静摩擦力.如图3-3-19所示,水平面上放一静止的物体,当人用水平推力推物体时,此物体静止不动,据二力平衡条件,说明静摩擦力的大小等于推力的大小,2.静摩擦力是一种被动力,它随外力的变化而变化,静摩擦力的取值范围:O<F≤Fmax,与物体间的正压力无关,因此不能用公式F=μFN求解.3.最大静摩擦力Fmax。
:大小等于物体刚刚滑动时沿接触面方向的外力,是静摩擦力的最大值,大于滑动摩擦力,一般情况认为二者相等,最大静摩擦力Fmax。
与正压力有关,公式为Fmax=μ静FN,μ静为物体间的静摩擦因数,比动摩擦因数μ略大.例质量为2 kg的物体静止在水平地面上,如图3-3-20所示,物体与地面间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等,给物体一水平推力.(g取10 N/kg)(l)当推力大小为5N时,地面对物体的摩擦力是多大?(2)当推力大小为12 N时,地面对物体的摩擦力是多大?点评:在进行摩擦力计算时,首先应分析物体所处的状态,判断所求摩擦力是滑动摩擦力还是静摩擦力,静摩擦力是被动力,在取值范围内,静摩擦力是根据物体的“需要”取值,所以静摩擦力与正压力无关,但两物体之间的最大静摩擦力与正压力大小有关.(求解静摩擦力的大小时,不能套用公式F f =F N,这是计算滑动摩擦力的公式,静摩擦力的大小一般根据物体的运动一点就通状态来求解.)一即学即练1.如图3-3-21所示,若用外力F=100 N的水平力压在重24 N的物体上时,物体恰好静止,物体与墙之间的摩擦力大小为_____N;当外力增加到120 N时,物体与墙之间的摩擦力大小为_____N.2.(单选)运动员双手握住竖直的竹竿匀速上攀和匀速下滑时,他所受的摩擦力分别是F上和F下,那么它们的关系是( )A. F上向上,F下向下,F上.=F下B.F上向上,F下向上,F上>F下C.F上向上,F下向上,F上=F下D.F上向上,F下向下,F上>F下答案:沿斜面向上点评:摩擦力是一种阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力,因此摩擦力的方向与物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反.摩擦力的方向与物体运动方向无关.误区三正压力越大,摩擦力也越大摩擦力分为静摩擦力和滑动摩擦力,静摩擦力的大小取决于使物体产生运动趋势的外力的大小,其取值范围为O<F≤F_。
摩擦力【学习目标】1.知道滑动摩擦产生的条件,会正确判断滑动摩擦力的方向2.会用公式f N μ=计算滑动摩擦力的大小,知道影响动摩擦因数的大小因素3.知道静摩擦力的产生条件,能判断静摩擦力的有无以及大小和方向4.理解最大静摩擦力.能根据二力平衡条件确定静摩擦力的大小【要点梳理】要点一、摩擦力要点诠释:1.定义:当相互接触且相互挤压的物体之间有相对运动或相对运动趋势时,接触面间产生的阻碍相对运动或相对运动趋势的力,称为摩擦力.固体、液体、气体的接触面上都会有摩擦作用.2.分类:分为滚动摩擦(初中已经学习过)、滑动摩擦力和静摩擦力要点二、滑动摩擦力要点诠释:1.产生:一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体发生相对滑动时,另一个物体阻碍它相对滑动的力称为滑动摩擦力.2.产生条件:①相互接触且相互挤压;②有相对运动;③接触面粗糙.说明:1)两个物体直接接触、相互挤压有弹力产生.摩擦力与弹力一样属接触作用力,但两个物体直接接触并不挤压就不会出现摩擦力.挤压的效果是有压力产生.压力就是一个物体对另一个物体表面的垂直作用力,也叫正压力,压力属弹力,可依上一节有关弹力的知识判断有无压力产生.2)接触面粗糙.当一个物体沿另一物体表面滑动时,接触面粗糙,各凹凸不平的部分互相啮合,形成阻碍相对运动的力,即为摩擦力.凡题中写明“接触面光滑”、“光滑小球”等,统统不考虑摩擦力(“光滑”是一个理想化模型).3)接触面上发生相对运动.特别注意:“相对运动”与“物体运动”不是同一概念.“相对运动”是指受力物体相对于施力物体(以施力物体为参照物)的位置发生了改变;而“物体的运动”一般指物体相对地面的位置发生了改变.3.方向:总与接触面相切,且与相对运动....方向相反.这里的“相对”是指相互接触发生摩擦的物体,而不是相对别的物体.滑动摩擦力的方向跟物体的相对运动的方向相反,但并非一定与物体的运动方向相反.4.大小:滑动摩擦力大小与压力成正比,即:f Nμ=说明:①压力F N 与重力G 是两种不同性质的力,它们在大小上可以相等,也可以不等,也可以毫无关系,用力将物块压在竖直墙上且让物块沿墙面下滑,物块与墙面间的压力就与物块重力无关,不要一提到压力,就联想到放在水平地面上的物体,认为物体对支承面的压力的大小一定等于物体的重力.②μ是比例常数,称为动摩擦因数,没有单位,只有大小,数值与相互接触的材料、接触面的粗糙程度有关.在通常情况下,1μ<.③计算公式表明:滑动摩擦力F 的大小只由μ和F N 共同决定,跟物体的运动情况、接触面的大小等无关.要点三、静摩擦力要点诠释:1.产生:两个物体满足产生摩擦力的条件,有相对运动趋势时,物体间所产生的阻碍相对运动趋势的力叫静摩擦力.2.产生条件:①两物体直接接触、相互挤压有弹力产生;②接触面粗糙;③两物体保持相对静止但有相对运动趋势.所谓“相对运动趋势”,就是说假设没有静摩擦力的存在,物体间就会发生相对运动.比如物体静止在斜面上就是由于有静摩擦力存在;如果接触面光滑.没有静摩擦力,则由于重力的作用,物体会沿斜面下滑.3.大小:两物体间实际发生的静摩擦力f 在零和最大静摩擦力max f 之间max0f f ≤≤实际大小可根据二力平衡条件或牛顿定律判断.4.方向:总跟接触面相切,与相对运动趋势相反说明:①所谓“相对运动趋势的方向”,是指假设接触面光滑时,物体将要发生的相对运动的方向.比如物体静止在粗糙斜面上,假设没有摩擦,物体将沿斜面下滑,即物体静止时相对(斜面)运动趋势的方向是沿斜面向下,则物体所受静摩擦力的方向沿斜面向上,与物体相对运动趋势的方向相反.②判断静摩擦力的方向可用假设法.其操作程序是:A.选研究对象:受静摩擦力作用的物体;B.选参照物体:与研究对象直接接触且施加静摩擦力的物体;C.假设接触面光滑,找出研究对象相对参照物体的运动方向即相对运动趋势的方向D.确定静摩擦力的方向:与相对运动趋势的方向相反③静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反,但并非一定与物体的运动方向相反.要点四、最大静摩擦力要点诠释:如图所示,水平面上放一静止的物体,当人用水平力F 推时,此物体静止不动,这说明静摩擦力的大小等于F;当人用水平力2F 推时,物体仍静止不动,此时静摩擦力的大小等于2F.可见,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fmax 时,物体就要滑动,此时静摩擦力达到最大值,我们把max f 叫做最大静摩擦力.故静摩擦力的取值范围是:max 0f f ≤≤.要点诠释:①静摩擦力大小与正压力无关,但一般情形下,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,如人跑步时地面给人的静摩擦力就是动力,传送带上物体随传送带一起加速,静摩擦力也是动力.③最大静摩擦力一般比滑动摩擦力稍大些,但通常认为二者是相等的.要点五、用假设法判断摩擦力要点诠释: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。
二力平衡、摩擦力主讲人张敬[基础知识]条件力的平衡二力平衡应用力静摩擦力大小摩擦力滑动摩擦力方向滚动摩擦力增减方法1.力的平衡:(1)平衡力:物体受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,就说这几个力是相互平衡的。
(2)二力平衡:一个物体在两力作用下,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,就说这两个力是平衡的,简称二力平衡。
(3)二力平衡的条件:①二力作用在同一物体上;②二力大小相等;③二力方向相反,并且作用在同一直线上;④二力平衡时,合力必为零。
2.摩擦力:(1)静摩擦力:两相互接触物体,在外力作用下有相对运动趋势......而又保持相对静止....时,接触面之间产生的摩擦力叫静摩擦力。
静摩擦力大小与外力大小相等,方向相反,彼此平衡。
静摩擦力方向总是和物体相对..运动趋势....的方向相反。
(2)滑动摩擦力:两个互相接触的物体,当发生相对滑动....时,将产生阻碍这种相对滑动的摩擦力叫滑动摩擦力。
滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面粗糙程度有关。
压力越大,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
滑动摩擦力的方向总是和物体相对运动....的方向相反。
(3)滚动摩擦力:当一个物体在另一个物体上滚动时产生的摩擦力叫滚动摩擦力。
在压力相同情况下,滚动摩擦力比滑动摩擦力小很多。
因而减小摩擦的一种重要方法就是滚动摩擦代替滑动摩擦。
[学习指导]1.物体受平衡力时,也能保持静止或匀速直线运动,这是否与“牛一律”中· V F 浮 F 阻 G所说“物体不受一切外力时,总保持静止或匀速直线运动”相矛盾?根据二力平衡条件和一条直线二力合成知识可知,彼此平衡两力合力一定为零。
这与物体不受外力是等效的,物体运动状态都不会改变。
推广到物体受多个力平衡时,其合外力也为零物体将保持原运动状态不变。
因此牛顿第一定律应补充完整为:“当物体不受外力或合外力为零(即受平衡力作用)时,总保持静止状态或匀速直线运动。
”由此,我们可以根据物体运动状态,推知物体受力情况。
滑动(静)摩擦力1、二力平衡法物体处于平衡状态(匀速、静止),根据二力平衡条件求解@二力平衡特点:大小相等;方向相反;作用于同一对象。
@相互作用力:大小相等;方向相反;作用于不同物体。
2、平衡条件法求解静摩擦力,水平面上放一静止的物体,当人用水平推力推物体时,此物体静止不动,据二力平衡条件,说明静摩擦力的大小等于推力的大小。
3、方向:摩擦力是一种阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力,因此摩擦力的方向与物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反.4、方向判定方法:滑动摩擦力的方向总跟接触面相切,并且跟物体的相对运动方向相反.不难看出,判断滑动摩擦力方向的关键是判断“相对运动的方向”,要做到这一点不是很难,因为物体的运劫是比较直观的,但千万不要认为“相对运动的方向”是物体相对于地面的运动方向.所谓的“相对运动方向”是指“受力物体”相对于“施力物体”的运动方向.滑动摩擦力沿接触面与受力物体相对运动的方向相反误区:@摩擦力的方向与物体运动方向无关@压力越大,摩擦力也越大@滑动摩擦力的大小与物体间接触面积的大小有关@—切摩擦力都是运动物体的阻力@运动的物体一定受摩擦力作用二力平衡1.力的平衡(1)平衡状态:物体受到两个力(或多个力)作用时,如果能保持静止或匀速直线运动状态,我们就说物体于平衡状态.(2)平衡力:使物体处于平衡状态的两个力(或多个力)叫做平衡力.(3)二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡.二力平衡的条件可以简单记为:等大.反向.共线.同体.物体受到两个力的作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,则这两个力平杠杆平衡杠杆原理(2)杠杆平衡的条件1. 杠杆在动力和阻力的作用下处于静止或匀速转动,便说明杠杆处于平衡状态探究:杠杆的平衡条件1. 猜想:平衡的条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1×L1=F2×L2)2. 器材:匀质杠杆、小砝码(如图1——1)3. 操作步骤:①将匀质杠杆放在水平台面上②调节两侧平衡螺母,直至杠杆在水平位置平衡③在杠杆左右分别挂上数量不等的砝码,调节砝码的位置,直到杠杆再次平衡④重复实验并记录数据4.得出结论:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1×L1=F2×L2)杠杆动态变化问题的解题方法第一类是支点在杠杆中间,由力矩的变化量研究杠杆失去平衡发生倾斜的问题1、赋值法。
巧用二力平衡突破静摩擦力摩擦力是力学的重点,也是一个难点,力学又是物理学的基础,因此学好摩擦力对学好物理是非常重要的。
但人教版八年级物理《摩擦力》一节的教学内容中着重介绍了滑动摩擦力以及影响滑动摩擦力的因素,静摩擦力并没有提到,只在摩擦的利用与防止部分提到人跑步时要利用鞋底与地面间的摩擦,这种摩擦就是静摩擦力,八年级学生抽象思维并不发达,从概念上来理解静摩擦力确实存在困难,著书者可能出于这种考虑没有涉及到静摩擦力。
但静摩擦力在生活中非常常见,在中考中也经常涉及到,所以我们的实际教学中就不可避免的要讲到静摩擦力,它又是学生学习的一个难点,怎样让学生很好的理解静摩擦力,为此,笔者就此问题的解决方法与各位同行交流分享。
用实例引入静摩擦力既然是难点,我们就要先从概念的理解上降低难度。
学生在学习了滑动摩擦力后对摩擦力产生的条件有了基本的了解,这时候举一些生活中的实例,如:我推讲桌没有推动,讲桌在水平方向上受到什么力呢?手拿着黑板擦板擦没有滑下来,受到什么力?学生能较为轻松的知道讲桌在受到推力,如果桌面光滑讲桌将向前运动,而讲桌没有动,是因为讲桌收到一个阻碍它运动的力,这个力就是静摩擦力,同样,黑板擦受到重力,如果手是光滑的,板擦也将向下运动,它之所以没有动是因为受到手对它的静摩擦力。
对于静摩擦力的讲解不必要提到阻碍物体的相对运动趋势,初中学生理解运动趋势这个概念太难了。
通过实例讲解,我们可以和学生一起讨论人走路时脚受到的是滑动摩擦力还是静摩擦了力,这是很多学生没有弄懂的问题,因为学生觉得走路是运动对应的当然是滑动摩擦力,其实不然,恰恰是因为学生没有理解相对运动这个概念。
我们可以通过教师演示学生亲自感受的方式来辨别静摩擦力和滑动摩擦力,如果是滑动摩擦力,我们的脚应该和地面有相对滑动,(做原地滑的动作)我们只能在地面上原地滑而不能向前走动。
因此走路时脚受到的是静摩擦力。
2. 用二力平衡判断静摩擦力的大小和方向著书者把二力平衡安排在摩擦力前面不仅对研究滑动摩擦力大小得到直观体现,对研究静摩擦力也提供了很大便利。
专题20 平衡力与相互作用力二力平衡与相互作用是力学中重要的概念,也是各省市中考中常见的考点。
同学们在学习过程常常把二者混淆,不能正确判断是不是平衡力、是不是相互作用力,以致在考试中丢分。
考试中常常结合一定的情景,考查相互作用力和平衡力的辨别,或者是判断两个力是不是平衡力。
题型多以选择、填空、作图为主,分值在2—3分。
一、相互作用力的含义与特点:1、由于力的作用是相互的,一个物体对另一个物体施加力的同时,另一个物体反过来也会对这个物体施加一个力的作用,我们说这两个力叫相互作用力。
相互作用力可以表示为:2、相互作用力的特点:大小相等,方向相反,作用在两个物体上,作用在一条直线上。
例题1 (2021黑龙江牡丹江)在航空领域,常发生小鸟撞毁飞机事件,下列关于小鸟和飞机相撞时的说法正确的是()A.小鸟受到的力大B.飞机受到的力大C.小鸟和飞机的受力一样大D.主动撞击的一方产生的力大【答案】C。
【解析】小鸟撞击飞机时,小鸟给飞机一个力,因为物体间力的作用是相互的,同时飞机给小鸟一个大小相等,方向相反的一个力,故小鸟和飞机的受力一样大。
故选C。
【点拨】相互作用的两个力是同时产生、同时消失的,没有先后顺序。
对点练:(2022全国八年级课时练习)小明和弟弟掰手腕,小明获胜。
小明对弟弟的力记为F1,弟弟对小明的力记为F2,则()A.F1大于F2B.F1和F2大小相等C.F1先于F2产生D.F2先于F1产生【答案】B。
【解析】小明和弟弟掰手腕,他们之间的相互作用是一对作用力与反作用力,总是大小相等,方向相反,同时产生,同时消失。
故选B。
考点透视迷津点拨与点对点讲练相互作用的两个力也可以叫作用力与反作用力,甲对乙施加力叫作用力的话,乙对甲施加的力就叫反作用力就叫反作用力。
二、平衡力的含义与特点:1、平衡状态:物体处于静止状态或匀速直线运动状态,我们说物体处于平衡状态。
即平衡状态是指静止状态或匀速直线运动状态。
2、平衡力:一个物体在几个力的作用下处于静止状态或匀速直线运动状态,我们说这几个力平衡,或者说这几个力是一组平衡力。
初一 一对一科学辅导讲义一、二力平衡1、二力平衡的概念:一个物体受到两个力作用时,如果能够保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说,这两个力互相平衡或二力平衡2、物体受到几个力的作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力相互平衡注:当物体处于平衡状态时即物体处于静止状态或匀速直线运动状态是,存在两种可能:(1)物体可能不受力的作用(2)物体可能受平衡力的作用3、二力平衡的条件(1)两个力必须作用在同一物体上(2)大小相等(3)方向相反(4)作用在同一直线上判断:2 一个静止或匀速直线运动的物体可以受多对平衡力的作用3 二力平衡的应用⑴根据二力平衡的条件来判断物体所受的两个力是否为平衡力⑵应用二力平衡,判断物体的运动状态⑶分析物体的受力情况,知道相互平衡的两个力中一个力的大小和方向,可求出另一个力的大小和方向注:二力平衡和相互作用力的区别物体之间的相互作用力与二力平衡的异同点1、关于平衡力,下列说法中正确的是( )A .物体在平衡力的作用下一定保持静止状态B .作用在物体上的两个力三要素完全相同,则两个力一定是平衡力C .物体受到重力和拉力的作用,这两个力方向相反,它们一定是平衡力D .运动物体在平衡力的作用下一定保持匀速直线运动状态2、如图所示,物体在水平拉力F的作用下沿水平桌面匀速向右运动,下列说法中正确的是A .物体所受拉力和重力是一对平衡力B .物体所受重力和桌面对物体的支持力是一对平衡力C.桌面对物体的支持力和物体对桌面的压力是一对平衡力D.桌面对物体的支持力和物体受到的摩擦力是一对平衡力3、如图所示,下列各图中,所画的两个力彼此平衡的是()A B C D4、如图所示,人沿水平方向拉牛,但没有拉动.其中说法正确的是()A.绳拉牛的力小于牛拉绳的力B.绳拉牛的力小于地面对牛的摩擦力C.绳拉牛的力与牛拉绳的力是一对平衡力D.绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力5、如图所示,放手后纸片不能保持静止,这样的操作是为了探究物体在平衡状态下所受的两个力()A.大小是否相等 B.是否作用在同一直线上C.是否作用在同一物体上 D.方向是否相反6、如图甲所示,纸带穿过打点计时器(每隔一定时间在纸带上打下一个点)与一木块左端相连,木块在弹簧测力计作用下沿水平桌面(纸面)向右运动时,就能在纸带上打出一系列的点。
二力平衡摩擦力一、知识概述1、理解二力平衡的条件与特点;2、理解平衡力与相互作用力的异同点3、理解摩擦力产生的原因4、掌握摩擦力跟什么因素有关5、掌握怎么增大或者减小摩擦力二、重难点知识归纳与讲解(一)二力平衡1、几个力的平衡:物体受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们说这几个力平衡。
2、二力平衡:(1)作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡。
(2)彼此平衡的两个力的合力一定为零。
3、二力平衡和相互作用力的比较:(1)是否作用在同一物体上;(2)是否同时产生、同时消失、同时增大或减小;(3)是否是同一种性质的力。
4、二力平衡的应用:(1)由物体的运动状态判断二力的三要素;(2)根据物体的受力情况判断物体的运动状态。
(二)摩擦力的基本概念1、两个相互接触的物体,当它们要发生相对运动或者已经发生相对运动时,在接触面上产生阻碍物体相对运动的力叫摩擦力。
2、摩擦力产生的条件(1)相互接触的物体之间有压力;(2)物体要发生相对运动或已经发生相对运动。
3、摩擦力的作用效果:阻碍物体间的相对运动或相对运动的趋势,但不一定是阻碍物体运动,有时摩擦力有利于物体运动,起动力作用。
但要注意分析阻碍的是哪种相对运动。
如人走路时,脚用力向后蹬地,脚有向后运动的趋势,摩擦力阻碍了脚向后运动,但有利于脚向前运动。
4、两个物体间的摩擦力是相互的。
5、摩擦力的施力物体:是相互接触的物体,其作用点在接触面上。
初步讨论时,可把作用点画在物体的重心上。
6、摩擦力的方向:与物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
7、摩擦力的分类:(1)静摩擦力:两物体相互接触有摩擦力产生,但是它们之间保持相对静止,只有相对运动的趋势。
(2)滑动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上滑动时在接触面上产生的摩擦力。
(3)滚动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力。
(三)增大有益摩擦和减小有害摩擦的方法1、增大有益摩擦:(1)增大压力(2)使接触面更粗糙2、减小有害摩擦:(1)减小压力(2)使接触面更光滑(3)变滑动摩擦为滚动摩擦注意:物体在光滑面上运动时不受摩擦力的作用。
1、判断物体是否受摩擦力判断物体是否受摩擦力的关键是看物体之间是否做了相对运动或有相对运动的趋势,如坐在汽车里的人与汽车一起向前匀速直线运动,这时汽车与人之间没有做相对运动,也没有相对运动的趋势,就不存在摩擦力,而当汽车刹车时,即使人仍然坐在汽车里相对汽车静止,而他们之间却有了相对运动的趋势也就产生了摩擦力。
2、摩擦力的方向摩擦力的方向总是阻碍物体的相对运动,但不一定与物体的运动方向相反,如:人在走路时,脚向后蹬地面,所受摩擦力方向与脚相对地面的运动方向相反,而与人运动的方向相同。
正是这个摩擦力的作用,人才能向前进。
3、静摩擦力大小的判断静摩擦力是可变的力,因此判断大小时易错。
如:我们推桌子时,桌子未动,这时桌子受的摩擦力与推力是一对平衡力,其大小相等,不能理解为摩擦力大于推力。
例1、下列关于二力平衡的说法中,正确的是()A.大小相等、方向相反、同时作用在一个物体上的两个力一定平衡B.若两个力的三要素相同,这两个力一定平衡C.若两个力的合力为零,这两个力一定平衡D.用一水平力推水平放置的木箱,但没推动,其原因是推力小于摩擦力E.用绳子匀速提起水桶时,绳子对水桶的拉力与水桶对绳子的拉力是一对平衡力分析:二力平衡时两个力要在同一条直线上,所以A不对;当两个力的三要素相同时,它们的方向相同,不是平衡力,也就是说二力平衡时力的三要素一定不相同,所以B不对;在选项D中,当木箱处于平衡状态时,合力为零,推力等于摩擦力,所以D也不对;用绳子提水桶时,绳子对水桶的拉力与水桶对绳子的拉力是一对相互作用力,而不是平衡力。
解答:选项C正确。
说明:判断二力平衡的方法有两种:(1)根据二力平衡的条件:二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上,四个条件缺一不可;(2)根据物体运动的状态判断:若物体处于静止或匀速直线运动状态,则物体受到的一定是平衡力。
例2、平直公路上行驶着的一辆汽车在竖直方向上受到的一对平衡力是()A.汽车受到的牵引力和路面对汽车的摩擦阻力B.汽车受到的牵引力和路面对汽车的支持力C.汽车受到的重力和路面对汽车的支持力D.汽车受到的重力和汽车对路面的压力精析:二力平衡条件:①大小相等;②方向相反;③作用在同一直线上;④作用在同一物体上;这四个条件是判断两个力是否是平衡力的依据,且四个条件缺一不可,缺少一个就不是两个相互平衡的力.平直公路上的汽车在竖直方向上受到重力和地面支持力的作用,这两个力符合二力平衡条件,属于平衡力,故本题正确选项为C.选项A中提到的两个力是汽车在水平方向上受到的;选项B中提到的两个力,一个是水平方向,另一个是竖直方向,很明显不符合二力平衡条件,选项D中,重力是汽车受到的,汽车对路面的压力是路面受到的,且这两个力都是方向向下的;故选项A、B、D都错.答案:C例3、关于摩擦力的以下几种说法,正确的是()A.摩擦力不可能是动力B.摩擦力总是和物体的运动方向相反C.摩擦力总是阻碍着物体间的相对运动D.摩擦力跟物体的重力成正比分析:摩擦力不一定总是充当阻力,比如人走路时,摩擦力就是动力,所以A不对;摩擦力的方向是和物体的相对运动方向或相对运动趋势方向相反,所以B不对,C正确;滑动摩擦力的大小与压力成正比,而物体的重力大小不一定等于压力的大小,所以D也不正确。
解答:选项C正确。
说明:本题考查摩擦力的一些基本概念,特别是一些细微之处,如:摩擦力不总是充当重力,它阻碍的是“相对运动”而不是“运动”等。
在学习摩擦力知识时,要特别注意这些方面,把概念的掌握更深入一些。
例4、如图所示,一质量为0.5Kg的圆环沿竖直杆匀速下降,圆环受到的滑动摩擦力大小为_______N,方向_______。
(g取9.8N/Kg)分析:由圆环沿竖直杆匀速下滑的条件不难判断圆环处于平衡状态,所受合力为零。
再对圆环进行受力分析得到,它只受重力和摩擦力两个力,则它们必然大小相等、方向相反,因此可通过重力求出摩擦力的大小和方向。
题目中已知了圆环的质量,可用重力公式G= mg算出重力的大小。
解答:f=G= mg=0.5Kg×9.8N/Kg= 4.9N。
滑动摩擦力的大小为4.9N,方向竖直向上。
说明:解答这类问题,一般需运用二力平衡的条件解答。
当物体做匀速直线运动时,物体所受摩擦力跟拉力(或重力)是一对平衡力,二力的大小相等、方向相反,故摩擦力的大小等于拉力(或重力)的大小。
例5、下列各种措施,为了减小摩擦的是( ),属于增大摩擦的是( ).A. 用台钳紧工件.B. 搬运笨重的机械,常在它的下面垫入圆木.C. 自行车的脚蹬子和把套上刻有凹凸不平的花纹.D. 给自行车车轴处加润滑油.分析:在本题的四个事例中,A是为了防止工件脱落,影响工作。
C是为了防止手、脚与把套、脚蹬子打滑。
这两个实例中的摩擦是有益的,所以采取了上述措施增大有益摩擦,而B是利用了滚动摩擦比滑动摩擦小得多的道理减小有害摩擦。
D 是通过加润滑油,使摩擦面不直接接触,让活动部件在油膜上滑动,从而减小有害摩擦。
例6、在粗糙的水平地面上叠放着物体A和B,A和B之间的接触面也是粗糙的,如图所示,如果用力F拉B,而B仍保持静止,则此时()A. B和地面间的静摩擦力为F,B和A间的静摩擦力也是FB. B和地面间的静摩擦力为F,B和A间的静摩擦力为零C. B和地面间的静摩擦力为零,B和A间的静摩擦力也为零D. B和地面间的静摩擦力为零,B和A间的静摩擦力为F解析:因为A和B同为静止状态,若B和A之间有摩擦力,A物体不可能静止,故A不受B的摩擦力,B也不受A的摩擦力,所以A、D是错误的;因为B受水平拉力为F,且B静止,B又不受A的摩擦力,所以地面对B的摩擦力一定是F,所以C是错的。
答案:正确选项为B。
说明:本题也可以运用“整体法”来分析。
即:把A、B看作一个整体,在水平方向受拉力F,而且处于静止的平衡状态,从而分析出B与地面的摩擦力为F,B与A之间不受摩擦力作用。
例7、一个载重的气球在空中受到1000N的浮力时可以匀速竖直上升,若在所载重物中再加入10Kg的物体时,这气球可以匀速下降,设气球在上升和下降时受到的浮力和空气摩擦阻力大小不变,g取10N/Kg。
求:(1)气球受到的重力;(2)气球受到的空气摩擦阻力。
分析:气球上升时受三个力作用,即:向上的浮力、向下的重力和阻力,因为气球是匀速上升,这三个力是平衡力,可得一合力为零的方程;同理,气球匀速下降时也受三个力:向下的重力、向上的浮力和阻力,这三个力也是平衡力,因此又可得一合力为零方程。
联立这两个方程便可解出题目中所求的两个物理量。
解答:上升时:G+f阻=F浮 G+f阻=1000N _______(1)下降时:G+mg=F浮+f阻 G+10×10=1000N+f阻_______(2)解方程(1)、(2)可以得出:G=950N,f阻=50N答:(1)气球受到的重力为950N。
(2)气球受到的空气摩擦阻力为50N。
说明:本题是一道受力分析、力的平衡的综合题,解这类题的基本步骤是:(1)分清题目涉及哪几个状态,画出草图;(2)对每个状态进行受力分析,并用力的示意图表示在图上;(3)列出力的平衡方程;(4)解方程。
在线测试一、选择题1、如图所示的图中,其中属于平衡力的是()A.B.C.D.2、关于二力平衡说法正确的是()A.一个物体受两个力作用,若处于匀速直线运动状态,这两个力一定是平衡力B.做匀速直线运动的物体,一定只受到一对平衡力的作用C.只要两个力大小相等,方向相反且作用在一条直线上,这两个力一定是平衡力D.只要两个力的合力为零,这两个力一定是平衡力3、一物体以0.1m/s的速度在水平桌面上做匀速直线运动时,受到的摩擦力为10N;若速度增加到0.5m/s后,仍在水平桌面上做匀速直线运动,则它受到的摩擦力大小(不计空气阻力)()A.等于10N B.大于10NC.小于10N D.条件不足,无法判断4、如图所示,一个重为100N的物体放在水平面上,当物体在水平方向上受向右的拉力F1、向左的拉力F2及摩擦力F的作用时,物体处于静止状态;若F1=10N,F2=4N,则()A.F=6N,方向向左B.F1与F合力的大小是4N,方向向右C.F2与F合力的大小是2N,方向向左D.在物体上叠放一个重100N的物体,拉力不变,物体仍静止时,F将增大5、生产和生活中许多地方需要增大或减小摩擦,以下方法有利于减小摩擦的是()A.轮胎上有凹凸不平的花纹B.瓶盖四周刻有竖直条纹C.在自行车链条上加润滑油D.木桩的头削成尖尖的6、关于摩擦力,下列说法中错误的是()A.滑动摩擦力的大小跟物体间的压力和接触面的粗糙程度有关B.滚动摩擦比滑动摩擦小C.在任何情况下摩擦力总是有害的D.轮胎上做有凸凹不平的花纹,是为了增大摩擦7、体育课有爬绳和爬杆两种运动,某同学先后以相同的姿势顺着绳和杆匀速向上爬,以下说法正确的是()A.爬绳时受到的摩擦力较大,因为绳子粗糙B.爬杆时受到的摩擦力较大,因为爬杆时手握杆的力要大些C.爬绳和爬杆受到的摩擦力一样大D.若爬绳和爬杆的速度不一样,则速度大的摩擦力大8. 关于摩擦,下列说法中错误的是()A.汽车在结冰的公路上行驶,在轮胎上缠铁链是为了增大摩擦B.机器运转部位上涂润滑油是为了减小摩擦而造成的磨损C.生活中离不开摩擦,所以摩擦越大越好D.用滚动代替滑动可以减小摩擦9. 我国的书法艺术历史悠久,在用毛笔书法时,下列说法中错误的是()A.书法利用了摩擦B.笔画要粗时得用较大的力,这时增大了摩擦C.笔画要细时得用力轻,这时减小了摩擦D.书法中没有用到摩擦10、小强同学某次锻炼身体时,沿竖直杆滑下,若他滑下过程中的某一段可以看作是匀速运动,则在这段过程中()A.杆对他的摩擦力和他的重力是一对平衡力B.他对杆的压力和他的重力是一对平衡力C.杆对他的摩擦力和他的重力的合力方向竖直向下D.杆对他的摩擦力和他的重力的合力方向竖直向上B 卷二、填空题11、人走路时,地对鞋底的摩擦是_______的(填“有益”或“有害”),摩擦力的方向是向_______的(以人画对的方向为“前”,身后的方向为“后”)。