公开课(斜面受地面摩擦力的判断)
斜面问题受力分析专题总结
2推力F沿水平向右 则F的范围
F
3
二 固定光滑斜面问题 光滑斜面 AB质量分别为mM斜面倾角为
1 在物体A上面放置一个物体BAB之间动摩擦因数为 AB之间是否有摩擦力如图一 图二
图一
2 在物体A上方放置一个物体B如图三 则AB之间是否有弹力多大
图二 图三
4
3AB中间夹着一根弹簧从静止释放 进度系数K 求弹簧形变量图四
加速度如何变化
3初始A以加速a匀减速下滑则放入c后 加速度如何变化
C
A B
4如果在A上竖直向下施加一个力F F=mg则以上三个问题又如何
F
A B
7
5 如图所示物体B叠放在物体A上A、B的质 量均为m且上、下表面均与斜面平行它们 以共同速度沿倾角为的固定斜面C匀速下滑 则如图一 图二 两种情况 A. A、B间没有静摩擦力 B. A受到B的静摩擦力方向沿斜面向上 C. A受到斜面的滑动摩擦力大小为mg sin D. A与斜面间的动摩擦因数 =tan
BC
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0 2 斜面地面光滑m放在斜面上要想保持m与M 保持相对静止夹角求:推力多大
拓展一 如果斜面与M之间不光滑动摩擦因数为物体质量m 夹角物体与斜面间没有摩擦力是推力多大
拓展二:要保持m与M相对静止F的最大值多大
11练习 如图所示质量为M、倾角为θ的斜面放在水平面上 在水平恒力F的作用下斜面和质量为m的物体一起以加 速度a向左做匀加速运动设此过程中斜面对物体的作用 力的方向与竖直方向的夹角为α则
受到方向向左还是向右
拓展1 :在滑块匀速下滑过程中对其施加一竖直向下F斜面 是否受到地面摩擦力
F
拓展2:在滑块匀速下滑过程中对其施加 一任意方向的力F 斜面是否受到地面摩擦力
物体的受力分析专题练习(含答案解析)
物体的受力分析专题练习一、单选题1.如图所示,物体B的上表面水平,当A、B相对静止沿斜面匀速下滑时,斜面保持静止不动,则下列判断正确的是()A.物体B的上表面一定是粗糙的B.物体B, C都只受4个力作用C.物体C受水平面的摩擦力方向一定水平向右D.水平面对物体C的支持力小于三物体的重力大小之和1 .【答案】B【解析】【解答】物体A做匀速直线运动,所以合力为零,即A受重力和支持力,不受摩擦力(若有摩擦力,则不能做匀速直线运动),所以B的上表面是否粗糙不能判定,A不符合题意;对AB整体受力分析,受重力、支持力和滑动摩擦力,三个力的合力为零,整体受到的摩擦力作用于B上.所以B受到重力、A对B的压力、C对B的支持力和摩擦力.对C分析可知,C受重力、地面对它的支持力、B对C的压力和摩擦力4个力作用,B符合题意;选取ABC的整体为研究的对象,AB匀速运动,C静止,加速度为零,故合力为零;所以C不受的地面的摩擦力(若有摩擦力,则不平衡),C不符合题意;选ABC的整体为研究的对象,AB匀速运动,C静止,合力为零;竖直方向受重力和支持力,所以水平面对物体C的支持力等于三物体的重力大小之和,D不符合题意.故答案为:B【分析】分别对A、B两个物体进行受力分析,都处在平衡状态,合力为零,结合选项逐一分析即可。
2 .如图所示,物体沿粗糙斜面下滑,物体受到的作用力有()A.重力、斜面的支持力和下滑力B.重力、斜面的支持力和摩擦力C.重力、摩擦力和下滑力物体的受力分析专题练习一、单选题1.如图所示,物体B的上表面水平,当A、B相对静止沿斜面匀速下滑时,斜面保持静止不动,则下列判断正确的是()A.物体B的上表面一定是粗糙的B.物体B, C都只受4个力作用C.物体C受水平面的摩擦力方向一定水平向右D.水平面对物体C的支持力小于三物体的重力大小之和1 .【答案】B【解析】【解答】物体A做匀速直线运动,所以合力为零,即A受重力和支持力,不受摩擦力(若有摩擦力,则不能做匀速直线运动),所以B的上表面是否粗糙不能判定,A不符合题意;对AB整体受力分析,受重力、支持力和滑动摩擦力,三个力的合力为零,整体受到的摩擦力作用于B上.所以B受到重力、A对B的压力、C对B的支持力和摩擦力.对C分析可知,C受重力、地面对它的支持力、B对C的压力和摩擦力4个力作用,B符合题意;选取ABC的整体为研究的对象,AB匀速运动,C静止,加速度为零,故合力为零;所以C不受的地面的摩擦力(若有摩擦力,则不平衡),C不符合题意;选ABC的整体为研究的对象,AB匀速运动,C静止,合力为零;竖直方向受重力和支持力,所以水平面对物体C的支持力等于三物体的重力大小之和,D不符合题意.故答案为:B【分析】分别对A、B两个物体进行受力分析,都处在平衡状态,合力为零,结合选项逐一分析即可。
高中物理摩擦力教案 新课标 人教版 必修1
高中物理摩擦力教案新课标人教版必修1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=μF N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。
学习重点:1、滑动摩擦力产生的条件及规律,并会用F摩=μF N解决具体问题。
2、静摩擦力产生的条件及规律,正确理解最大静摩擦力的概念。
学习难点:1、正压力F N的确定。
2、静摩擦力的有无、大小的判定。
主要内容:一、摩擦力一个物体在另一个物体上滑动时,或者在另一个物体上有滑动的趋势时我们会感到它们之间有相互阻碍的作用,这就是摩擦,这种情况下产生力我们就称为摩擦力。
固体、液体、气体的接触面上都会有摩擦作用。
二、滑动摩擦力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:相互接触、相互挤压、相对运动、表面粗糙。
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。
斜面问题受力分析专题总结
2011年高考安徽 一质量为m的物块恰好静止在倾角为的斜面上。现对物块施加 一个竖直向下的恒力F,如图所示。则物块 A.仍处于静止状态 B.沿斜面加速下滑 C.受到的摩擦力不便 D.受到的合外力增大
16
2010年海南 如右图,水平地面上有一楔形物块,其斜面上有一小物 块b,b与平行于斜面的细绳的一端相连,细绳的另一端 固定在斜面上.a与b之间光滑,a和b以共同速度在地面 轨道的光滑段向左运动.当它们刚运行至轨道的粗糙段
止不动,斜面体受地面的摩擦力为Ff2;若用平行于斜面 向上的力F推动物块,使物块减速下滑,斜面体仍静止不
动,斜面体受地面的摩擦力为Ff3.则(
)
A.Ff2>Ff3>Ff1 C.Ff2>Ff1>Ff3
B.Ff3>Ff2>Ff1
D.Ff1=Ff2=Ff3
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变式训练4.如图所示,一细线的一端固定于倾
角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处,细线
6 已知A,B质量为m,M,他们和斜面动摩擦系数为A,B,求满足下列 情况AB物体之间的弹力大小
(1)tan< A,B
(2)A=B=tan 一起下滑
(3)tan> A,B 且A>B 下滑
(4)tan> A,B 且A<B 下滑
7
四 把斜面和滑块一起做为研究对象
1 如图所示,在水平地面上静止着一质量为M倾角为θ 的斜面,自由释放的滑块能在斜面上匀速下滑。求 (1)斜面对滑块的作用力大小与方向。 (2)斜面是否受到地面摩擦力,如果
的另一端拴一质量为m的小球。当滑块至少以
加速度a= g 向左运动时,小球对滑块的压
力等于零。当滑块以a=2g的加速度向左运动
斜面问题归类定稿..
专题练习:斜面问题归类分析1、斜面问题中注意μ与tanθ的关系,要注意下滑力与滑动摩擦力的关系(最大静摩擦力的关系),从而判断摩擦力的方向。
2、要注意比较物体的加速度与下滑力提供的加速度之间的关系,从而判断摩擦力的方向。
3、牛顿第二定律的分量式表达,即对系统整体用牛顿第二定律。
若系统内有几个物体,这几个物体的质量分别为…,加速度分别…,这个系统受到合外力为,则这个系统应用牛顿第二定律的表示式为其正交表示式为:4、用摩擦角速解斜面问题:摩擦角及其特点:当物体在粗糙的平面上运动时,物体受到的支持力总是和滑动摩擦力垂直,如图,滑动摩擦力与支持力的合力称为平面对物体的全反力,全反力与支持力间的夹角称为摩擦角,其大小为:tanθ=f/N=μ摩擦角有两特点:一是摩擦角的大小只与动摩擦因数μ有关,当μ一定时,摩擦角为定值;二是当支持力和滑动摩擦力大小变化时,全反力大小也随之变化,但全反力的方向保持不变。
(注意:摩擦角要与斜面的倾角区别开来)如12题归纳:斜面上的问题可有三种思路1、隔离法2、对系统用牛顿第二定律3、摩擦角法4.(2013合肥第二次联考)如图所示,物体m静止在粗糙斜面上,现用水平推力F 作用在物体上,且物体仍保持静止状态,则现在( B )A.物体的合力一定增大B.物体对斜面的压力一定增大C.物体所受的摩擦力一定增大D.物体一定受4个力的作用解析:由于物体静止不动,所以物体所受的合力一定等于零,选项A错误;物体至少受到三个力:重力、支持力和推力.对物体受力分析如图所示.如果重力、支持力和推力合力为零则没有静摩擦力;如果合力不为零并且物体有沿着斜面向上运动的趋势,则物体受到沿斜面向下的静摩擦力;如果合力不为零并且物体有沿着斜面向下运动的趋势,则物体受到沿斜面向上的静摩擦力,所以选项C、D错误;推力作用在物体上有一个垂直于斜面向下压的效果,所以物体对斜面的压力一定变大了,选项B正确.1、(09年北京卷)如图所示,将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上。
专题05 牛顿运动定律中的斜面和板块模型(解析版)-高考物理计算题专项突破
专题05 牛顿运动定律中的斜面和板块模型一、牛顿第二定律:ma F =合;x ma F x =合;y ma F y =合。
二、牛顿第三定律:'F F -=,(F 与'F -等大、反向、共线)在解牛顿定律中的斜面模型时,首先要选取研究对象和研究过程,建构相应的物理模型,然后以加速度为纽带对研究对象进行受力分析和运动分析,最后根据运动学公式、牛顿运动定律、能量守恒定律、动能定理等知识,列出方程求解即可。
在解决牛顿定律中的板块模型时,首先构建滑块-木板模型,采用隔离法对滑块、木板进行受力分析,运用牛顿第二定律运动学公式进行计算,判断是否存在速度相等的临界点;若无临界速度,则滑块与木板分离,只要确定相同时间内的位移关系,列出方程求解即可;若有临界速度,则滑块与木板没有分离,此时假设速度相等后加速度相等,根据整体法求整体加速度,由隔离法求滑块与木板间的摩擦力f 以及最大静摩擦力m f 。
如果m f f ≤,假设成立,整体列式,求解即可;如果m f f >,假设不成立,需要分别列式求解。
一、在斜面上物块所受摩擦力方向的判断以及大小的计算1.物块(质量为m )静止在粗糙斜面上:(1)摩擦力方向的分析:对物块受力分析,因为物块重力有沿斜面向下的分力,故物块有沿斜面向下的运动趋势,则物块所受摩擦力沿斜面向上。
(2)摩擦力大小的计算:物块处于平衡状态,沿斜面方向受力平衡,即0=合F ,则有θsin mg F f =。
2.物块(质量为m )在粗糙的斜面上匀速下滑:(1)摩擦力方向的分析:物块沿斜面向下运动,可以根据摩擦力的方向与相对运动的方向相反来判断物块受到的摩擦力的方向沿斜面向上。
(2)摩擦力大小的计算:①物块处于平衡状态,沿斜面方向受力平衡,即0=合F ,则有θsin mg F f =,N F f μ=。
②物块沿斜面向下做匀加速运动,滑动摩擦力为N F f μ=,由牛顿第二定律有ma F mg f =-θsin 。
(最新)名师整理人教版物理8年级下册第8章第3节《摩擦力》市公开课一等奖课件
12.如图所示,叠放在一起的物体 A 和 B,在 F=15 N 的水平拉力作用下沿水平方向做匀速直线运动,则下列结论 中正确的是( C )
15.如图所示,A、B 两物体叠放在水平桌面上 受到两个水平拉力而保持静止,这两个力一个为 5 N,一个为 3 N,那么物体 B 受物体 A 和水平桌面的 摩擦力大小应分别为( B )
A.5 N、3 N C.2 N、3 N
B.5 N、2 N D.3 N、2 N
16.某兴趣小组在探究“影响滑动摩擦力大小 的因素”时,用如图所示的装置进行实验.
表一
实验次数 压力大小 木块放置情况 弹簧测力计示数/N
1
木块的重
平放
1.0
2
木块的重
侧放
1.0
பைடு நூலகம்
3
木块的重
竖放
1.0
表二
实验次数
压力大小
木块放 弹簧测力 置情况 计示数/N
1
木块的重
平放
1.0
2
木块和一个砝码的总重 平放
1.5
3
木块和两个砝码的总重 平放
2.0
(1)实验一的第 3 次实验时,若拉力 F=5 N,则 木块受到的滑动摩擦力为_1_._0_N,方向是_水__平__向__左__, 木板受到地面对它的摩擦力的大小为____4____N.
10.(1)(2018·广西桂林)请画出图甲中放在斜面 上静止的物体所受作用力的示意图.
如图所示
(2)(2018·内蒙古通辽)一个木块从斜面上滑下, 并在水平面上继续滑动,请在图乙中画出木块在水 平面上继续滑动时的受力示意图.
3.3摩擦力 教案(人教版必修一)
示范教案3 摩擦力整体设计教材分析高中物理力学的一个难点在于对物体的受力分析,在三种性质力的学习中,摩擦力的概念的建立和方向的判断是难点,教材中分别介绍了静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力.以探究静摩擦力为主线,安排了学生猜想、实验探究、分析结论并与生活经验的差别进行“对比”,让学生在“冲突”中激发灵感、接受知识,充分体现学生在学习环境中的主体作用.同时,这节教材的内容与学生的生活实际及生产实际联系十分密切,教材的编写突出了这一点.在教材的“说一说”部分加入了传送带和轮胎的插图.虽然滚动摩擦不作为重点内容,但在“做一做”部分设计了一个拆卸自行车轴承的实验,加深了滚动摩擦小于滑动摩擦这一理论,同时很好地体现了新课程“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念.设计思想1.利用学生的已有的知识引入摩擦力的概念,重点分析摩擦力的产生原因.2.对于静摩擦力和最大静摩擦力的大小和方向的判断结合二力平衡条件进行讲解.研究滑动摩擦力时注意压力在什么情况下等于重力的大小.三维目标1.知识与技能(1)知道静摩擦力的产生原因和方向,知道它大小变化的范围.(2)知道最大静摩擦力的概念,并且知道静摩擦力存在最大值.(3)知道滑动摩擦力和接触面的粗糙程度、接触面之间压力大小的关系.(4)知道增大和减小摩擦的方法,并能在日常生活中应用这些方法.2.过程与方法(1)通过演示实验,培养学生的观察、概括能力.(2)通过课堂小折纸实验对静摩擦力与滑动摩擦力的对比,培养学生在日常生活中应用这些知识的能力.(3)进一步熟悉弹簧测力计的使用,培养学生的综合分析能力.3.情感、态度与价值观(1)培养学生实事求是地进行实验的科学态度和科学精神.(2)利用实验和生活具体事例激发学生学习的兴趣.教学准备弹簧测力计、砝码(2~3个)、木板、木块、白纸、玻璃、毛巾、轴承得出结论:最大静摩擦力大于滑动摩擦力.表明:物体受到了摩擦力的作用.学生分析得到结论.实验:学生探究滑动摩擦力的大小.一组同学研究压力与滑动摩擦力的关系:压力F N滑动摩擦力F另一组研究接触面与滑动摩擦力的关系:材料白纸玻璃毛巾滑动摩擦力F做实验通过读数确实可以看到压力越大,接触面越粗糙,摩擦力就越大.(看表:几种材料间的动摩擦因数)阅读教材的分析与解答在激烈的都灵冬奥会冰上比赛当中,运动员滑倒的现象很多.对很多人来说,冰面上非常“滑”是常识,但冰面为什么那么滑呢?传统的解释是,压力或者摩擦力让冰面表层产生一层水,这层水起到润滑作用;但最新的解释是,当温度在-22 ℃以上时,冰的表面上始终有薄薄的一层永远不会凝固的水,这是冰的特性,与外力无关.当温度降到-22 ℃以下时,冰面的平滑性能开始大大下降.这是因为:在这样的温度条件下,具有润滑功能的薄水层几乎消失,冰面的平滑性也就显著降低,其平滑性和其他固体没有什么不同了.冰面最上层有永久的薄水层,这是冰的特性,即使摩擦力没有做功产生热量,冰面也依旧是滑的.雨天行车对轮胎的要求也要提高.虽然一般情况下胎纹的报废深度是1.6毫米,但雨季用胎,绝不能少于2至3毫米,最好在4毫米以上.有人认为把胎压降低一些,能使轮胎和地面间的摩擦面积增大,进而增大附着力.其实这样做往往适得其反.汽车在雨中刹车时,最重要的是要有足够大的力量把轮胎与路面间的雨水排开,汽车才能平稳停住.轮胎里的气体少了,与地面接触面积虽然增加了,动摩擦因数也跟着有所增大,但这种增加十分有限.而轮胎的触地面积大了,对地面单位面积的压强减小,刹车时力量减弱,不能很快将轮胎与地面间的雨水排干净,致使剩下的点滴雨水像润滑剂一样,促使汽车滑行更长的距离.胎压过低是会加剧打滑程度的.反而增加胎压,制动会好一点,故在雨天保持较高的胎压才比较安全.习题详解1.解答:手压着桌面向前移动时,手受到桌面的滑动摩擦力作用.滑动摩擦力的方向与手指移动的方向相反,阻碍手指的运动.手对桌面的压力越大,手指受到的滑动摩擦力越大,对手指相对桌面运动的阻碍作用越明显.2.解答:(1)不受.因为瓶子与桌面之间没有相对运动的趋势.(2)受静摩擦力作用,静摩擦力的方向沿桌面斜向下.(3)受静摩擦力作用,静摩擦力的方向竖直向上(瓶子处于竖直状态).(4)受滑动摩擦力作用,摩擦力的方向沿纸条相对瓶子的运动方向.3.答案:35 N 30 N 0.3 20 N设计点评本节重点是理解动摩擦因数的意义和滑动摩擦力大小的计算和方向的判定.难点是对静摩擦力的理解,尤其是静摩擦力方向和大小的确定.教学中通过大量的实例,并借助受力分析等方法来突破.静摩擦力是由于物体间具有相对运动趋势而产生的,其方向与相对运动趋势相反.如何判定静摩擦力的方向?通过假设物体间不存在摩擦力,那么在其他力的作用下物体将往什么方向运动去思考确定.教学时特别注意了对于静摩擦力大小与所受外力及所处运动状态的关系.设计中基本遵循问题—理论—问题的模式进行.备课资料一、摩擦力知识点精析1.摩擦力一定是阻力吗?摩擦力既可以是阻力,也可以是动力.摩擦力总是与物体的相对运动或相对运动的趋势相反,其作用效果总是阻碍物体的相对运动,因此有的同学会以为摩擦力只能是阻碍物体运动的力,不可能成为物体运动状态改变的动力.其实不是这样,如人向前行走,脚有向后趴地的动作,所以脚所受的摩擦力是向前的,与人的运动方向一致,这是推动人体向前移动的动力;又如图,A、B两物块分别以此v1、v2的速度向右运动,当v1<v2时,则A物块受到的摩擦力是与其运动向右的方向一致,是动力,若当v1>v2时,则B物块受到的摩擦力与其向右的运动方向一致,摩擦力对B是动力.2.静摩擦力的大小与正压力成正比吗?可以用图所示的情况来研究静摩擦力的大小.假定图中水平力F由零逐渐增大到10 N 时,物体才开始发生运动,显然,当F=0、1 N、2 N……8 N、9 N时,物体受到的静摩擦力的大小始终与F的大小对应相等,可见静摩擦力的大小有如下特征:(1)静摩擦力的大小总与迫使物体发生相对运动的外力(或沿着接触面的分力)大小相等,且静摩擦力随此外力(或沿着接触面的分力)的增大而增大;(2)静摩擦力有一个最大值,即最大静摩擦力.应注意不能机械地套用f=μN来求静摩擦力,例如上述例子的物块对水平面的正压力并没有变化,而静摩擦力却有多个可能值.二、小议摩擦力在人类生存繁衍的自然界,无处不存在着摩擦.那么,在我们的身边究竟有哪些常见的摩擦呢?当太阳重又点亮一个新的黎明,你睁开双眼,此刻你的眼球和眼皮之间已经完成了今天的第一次摩擦而你却全然不知.接着,你撩开被子伸手去抓衣服,衣服被抓过来靠的是它与手之间的静摩擦.如果这力消失了,即使你勉强将衣服揽在怀里,但鬼才知道你如何才能将它穿到身上,因为你根本抓不住衣襟,纽扣一个都甭想扣上,姑娘的裙带是永远系不住的.穿好衣服蹬上鞋子,你迈步走向洗漱间.这时,鞋子与地面及鞋子与脚之间都产生了较大的摩擦力,使你稳步前进.接下来牙刷又利用它与牙齿之间的滑动摩擦帮你除去牙垢.我们口腔中的牙齿根据功能可分成切牙、磨牙、尖牙等不同种类.其中磨牙(口腔里侧偏乎的牙)的作用是磨碎食物,有人认为食物是被压碎的,这纯属错误,不信你可以做一个咀嚼动作体会一下.这使我们马上意识到一个正常的人用餐是离不开磨牙的,而磨牙的工作是离不开摩擦力的.完成上述事情之后,你可能去上学或去上班.当你登上自行车时,你可曾知道,它的后轮是主动轮,所受地面的摩擦力是向前的,起动力作用;而其前轮则是从动轮,所受地面的摩擦力是向后的,起阻力作用.当你拐弯时千万要减速慢行,因为拐弯所需的向心力是由地面与车轮之间的摩擦力提供的.因为这种摩擦力是有限的(最大值叫最大静摩擦力)故车速也是有限的.如果地面上有冰雪,更要注意,因为这时摩擦力是很小的,弄不好会人仰车翻造成交通事故.如果你想刹车,千万不要误认为只有轧皮与车轮之间才有摩擦力.车轮与地面之间摩擦力也起制动作用.如果你在机关、学校工作或学习;那么写字和画图时常用铅笔和圆珠笔.用铅笔时,“铅”是靠纸将其磨掉而在纸上留下径迹的;圆珠笔笔端的“圆珠”只有受到纸的摩擦力才会转动,从而把油墨引出来,留下印迹.在特别光滑的纸面如油纸上是无法使用铅笔或圆珠笔的.如果你在工厂、仓库或码头上工作,那么传送带该是一件常用的工具了.正是传送带给了物体一个静摩擦力,才使物体随其所动,达到传送的目的,如果失去此力,就会只是皮带走,不见物体动,即原地打滑.你知道砂轮、砂纸、砂布都是做什么的?它们都是专门制造摩擦的.如果你做的是金属器件的抛光工作或油漆工作,你肯定离不开它们.如果你是车工,会发现车刀工作一段时间就变热了.这是因为车刀与工件之间产生了摩擦力,木工也会发现锯子或钻头工作一段时间变热的现象,这也是它们与木料之间产生了摩擦所致.劳累了一天,你可能打算痛痛快快地洗一个热水澡.当拿起搓澡巾时,你会想到为什么它的表面非常粗糙吗?它也是为了和你的皮肤产生一点不可忽视的摩擦啊!当你上床脱去毛衣时,会听到“霹、啪”的轻响,有时还刺疼了你的皮肤.这是因为毛线之间摩擦产生了静电的原因.接着,你将合上双眼酣然入梦,这样你的眼球与眼皮就完成了一天的最后一次摩擦.如此看来,摩擦无时不有,无所不在,它渗透在我们的衣、食、住、行工作当中,离不开,甩不掉.它有时十分可爱,有时又相当讨厌.我们应当经常观察它、研究它、扬其所长、避其所短,很好地驾驭它.。
摩擦力--高中物理模块典型题归纳(含详细答案)
摩擦力--高中物理模块典型题归纳(含详细答案)一、单选题1.如图所示,用力F把铁块压在竖直墙上不动,那么,当F增大时,关于铁块对墙的压力N,铁块受墙的摩擦力f,下列判断正确的是()A.N增大,f不变B.N增大,f增大C.N变小,f不变D.N不变,f不变2.下列关于静摩擦力的说法中正确的是()A.只有静止的物体才受静摩擦力B.静摩擦力与压力成正比C.静摩擦力方向可能与物体运动方向垂直D.静摩擦力方向与物体运动方向一定相反3.如图甲所示,小孩用80N的水平力推木箱不动,木箱此时受到水平地面的摩擦力大小为F1;如图乙所示,小孩把木箱推动了,此时木箱与水平地面间摩擦力大小为F2.若木箱对水平地面的压力大小为200N,木箱与水平地面间的动摩擦因数为0.45,则F1、F2的大小分别为()A.90 N、80 NB.80 N、45 NC.80 N、90 ND.90 N、90 N4.滑块能沿静止的传送带匀速滑下,如图.若在下滑时突然开动传送带向上传动.此时滑块的运动将()A.维持原来匀速下滑B.减速下滑C.向上运动D.可能相对地面不动.5.关于摩擦力,下列说法中正确的是( )A.摩擦力的大小跟支持力的大小成正比B.受静摩擦力作用的物体一定是静止的C.静摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反D.静摩擦力可能是阻力,也可能是动力6.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.物体受到的摩擦力方向与其运动方向相反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.若匀速向下传送货物,物体所受的摩擦力沿皮带向下7.如图所示,物体M放在水平面上受到两个水平力的作用,F1=4 N,F2=8 N,物体处于静止状态。
如果将水平力F1增大到10 N,则()A.物体M仍处于静止B.物体M受到的合力方向向左C.物体M受到的合力方向向右D.物体M受到的摩擦力方向向右8.关于动摩擦因数μ,下列说法正确的是()A.由公式μ= 可知,μ与摩擦力F f成正比,与正压力F N成反比B.μ只跟相互接触的两个物体的材料有关C.μ只跟两接触面粗糙程度有关D.μ既跟相互接触的两物体的材料有关,又跟接触面粗糙有关9.如图所示,小车向右运动的过程中,某段时间内车中悬挂的小球A和车水平底板上的物块B都相对车厢静止,悬挂小球A的悬线与竖直线有一定夹角.这段时间内关于物块B受到的摩擦力,下列判断中正确的是()A.物块B不受摩擦力作用B.物块B受摩擦力作用,大小恒定,方向向右C.物块B受摩擦力作用,大小恒定,方向向左D.因小车的运动性质不能确定,故B受到的摩擦力情况无法判断二、多选题10.用水平力F拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动,从t=0时刻起水平力F的大小随时间均匀减小,到t1时刻F减小为零.则物体所受的摩擦力F f随时间t变化图象可能是下列图中()A. B. C. D.11.如图所示,一质量为m的木块靠在竖直粗糙的墙壁上,且受到水平力F的作用,下列说法正确的是()A.若木块静止,木块受到的静摩擦力大小等于mg,方向是竖直向上B.若木块静止,当F增大时,木块受到的静摩擦力随之增大C.若木块沿墙壁向下运动,则墙壁对木块的摩擦力大小为μFD.若开始时木块静止,当撤去F,木块沿墙壁下滑时,木块不受滑动摩擦力作用12.如图,水平的皮带传送装置中,O1为主动轮,O2为从动轮,皮带做匀速传动且不打滑.此时把一重10N的物体由静止放在皮带上的A点,若物体和皮带间的动摩擦因数μ=0.4.则下列说法正确的是()A.刚放上时,物体受到向左的滑动摩擦力4NB.达到相对静止后,物体在A点右侧,受到的是静摩擦力C.皮带上M点受到向下的静摩擦力D.皮带上N点受到向下的静摩擦力13.关于摩擦力,下列说法正确的是()A.滑动摩擦力的方向一定与速度反向B.物体在另一个物体表面滑动,但不一定受到摩擦力C.摩擦力总是阻碍物体的运动D.静止的物体也可能受动摩擦力,运动的物体也可能受静摩擦力14.关于静摩擦力,下列说法正确的是()A.只有静止的物体才可能受静摩擦力B.有相对运动趋势的相互接触的物体间有可能产生静摩擦力C.产生静摩擦力的两个物体间一定相对静止D.两个相对静止的物体间一定有静摩擦力产生15.A、B两木块重分别为90N和30N,用细线绕过滑轮连结在一起并叠放在水平桌面上,A 与B、B与桌面C之间的动摩擦因数均为0.3,当对滑轮施一水平力F=30N时,则()A.A对B的摩擦力为15NB.A对B的摩擦力为9NC.B对C的摩擦力为30ND.细线的张力为15N16.下列说法中,不正确的是()A.相互压紧并发生相对运动的物体间一定有摩擦力的作用B.摩擦力的方向总是与物体运动方向相反C.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动D.滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动三、实验探究题17.某学生用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面的动摩擦因数.已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,物块下滑过程中所得到的只带的一部分如图(b)所示,图中标出了5个连续点之间的距离.(1)物块下滑是的加速度a=________m/s2打点C点时物块的速度v=________m/s;(2)已知重力加速度大小为g,为求出动摩擦因数,还需测量的物理量是(填正确答案标号)A.物块的质量B.斜面的高度C.斜面的倾角.18.某实验小组使用力的传感器代替弹簧测力计研究摩擦力,在计算机屏幕上直接得到摩擦力随时间变化的关系图,装置如图所示:(1)保持接触面的压力、面积等因素不变,只研究接触面粗糙程度对摩擦力的影响,这种研究方法称为________。
摩擦力方向的判断方法
摩擦力方向的判断方法作者:满忠孔来源:《中学课程辅导·教师教育(中)》2017年第09期【摘要】本文讨论了区分静摩擦力和滑动摩擦力的方法,并总结了几种不同情形下摩擦力方向的判断方法,并在此基础上归纳了口诀,以便在解题中快速准确地判断摩擦力的方向。
【关键词】摩擦力方向判断方法【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711(2017)09-087-01在普通高中课程标准实验教科书《物理(必修1)》第3章第3节中有如下表述:两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力叫做摩擦力。
对于学生来说,什么是相对运动?什么是相对运动趋势?相对运动的方向是什么?相对运动趋势的方向又是什么?很难区分,导致摩擦力的方向往往不能准确地判断,为了解决这些问题,本文从以下几个方面进行整理:1. 摩擦力产生的条件如果两个物体不接触,或者即使接触了接触面又光滑,是不可能产生摩擦力的,两个物体之间要想产生摩擦力首要的条件就是要接触且接触面要粗糙,其次两个物体必须要挤压并发生形变,从微观来看,当有挤压时,两物体的分子才会相互嵌入,相对运动时才有摩擦,如果没有挤压,分子相离,就没有较大力的作用,如图1所示。
最后两物体间要有相对运动或相对运动趋势,如果没有,则两物体间只会存在弹力。
从摩擦力的产生条件可以看出,摩擦力属于接触力。
例1如图2所示,一个人用手将一个物块压在粗糙墙面上静止,问物块与墙面之间(填“有”或“没有”)摩擦力,如果人松手物体沿墙面下滑,问物块与墙面之间(填“有”或“没有”)摩擦力。
解析:物块静止在墙面上时,接触,粗糙面,手挤压,有向下运动的趋势,产生摩擦力的条件都具备,因此有摩擦力,松手后,虽然物块与墙面,接触,粗糙面,有向下的运动,但手不挤压墙面,少了一个条件,就不存在摩擦力了。
2. 静摩擦力方向的判断方法在两个物体接触、粗糙、挤压的情况下,如果相对静止(一起静止或一起共速运动)就有可能出现静摩擦力,究竟能否产生静摩擦力,我们可以:(1)假设接触面光滑,两物体仍然能够共速,就没有静摩擦力,两物体不再共速,就有静摩擦力。
斜面上物体的力和运动问题(教)
学生姓名:年级:科目:上课日期:第讲教师:斜面类力和运动问题复习精要:高考物理中的斜面问题是千变万化,既可能光滑,也可以粗糙;既可能固定,也可以运动,即使运动,也可能匀速或变速;既可能是一个斜面,也可能是多个斜面。
以斜面为载体,可以编制出五花八门的各种题目:有静力学问题、动力学问题、能量问题、振动问题、电磁感应问题等。
求解斜面问题,能否做好斜面上物体的受力分析,尤其是斜面对物体的作用力(包括支持力和摩擦力)是解决问题的关键.按研究对象分类,斜面问题可分为单个质点、连接体、等;按斜面本身分类,可分为单斜面、双斜面及多个斜面体;按运动性质分类,可分为平衡、加速等等.一、斜面上力的平衡问题例1.如右图所示,小木块放在倾角为α的斜面上,它受到一个水平向右的力F(F≠0)的作用下处于静止状态,以竖直向上为y轴的正方向,则小木块受到斜面的支持力摩擦力的合力的方向可能是( C D )A.沿y轴正方向B.向右上方,与y轴夹角小于αC.向左上方,与y轴夹角小于αD.向左上方,与y轴夹角大于α例2.如图示,物体B叠放在物体A上,A、B的质量均为m,且上下表面均与斜面平行,它们以共同的速度沿倾角为θ的固定斜面C匀速下滑。
则:( B D )A、A、B间没有摩擦力B、A受到B的静摩擦力方向沿斜面向下C、A受到斜面的滑动摩擦力大小为mgsinθD、A与斜面间的动摩擦因数μ=tanθ练习1、如图所示,恒力F垂直作用在倾角为α,质量为m的三角滑块上,滑块没被推动,则滑块受到地面的静摩擦力大小为( A )2、如图所示,一车载导航仪放在底边水平的三角形支架上,处于静止状态,稍微减小支架的倾斜角度,以下说法正确的是( )A、导航仪所受弹力变小B、导航仪所受摩擦力变小C、支架施加给导航仪的作用力变小D、支架施加给导航仪的作用力不变解:对导航仪受力分析,如图所示:根据平衡条件,有:AB、稍微减小支架的倾斜角度,导航仪所受弹力N变大,所受摩擦力变小,故A错误,B正确,CD、稍微减小支架的倾斜角度,支架施加给导航仪的作用力(支持力和静摩擦力的合力)不变,依然等于mg,故C错误,D正确;所以BD选项是正确的二、斜面上物体的运动问题例3.如图,竖直放置的圆环O为圆心,A为最高点,将物体从A点释放经t1落到B点,沿光滑斜面物体从C点由静止释放经t2落到B点,沿光滑斜面将物体从D点由静止释放经t3落到B 点,关于t1、t2、t3的大小,以下说法中正确的是:(B )A、t1>t2>t3B、t1=t2=t3C、t1>t2=t3D、以上答案均不正确练习:在竖直平面内有若干倾角不同的光滑轨道,质量不等的物体同时从最高点A沿不同的轨道由静止下滑,到某一时刻,各物体所在的位置一定在同一圆周上。
高中力学中的斜面问题如何应用摩擦力公式
高中力学中的斜面问题如何应用摩擦力公式在高中力学的学习中,斜面问题是一个常见且重要的知识点,而摩擦力公式的应用更是解决这类问题的关键。
掌握斜面问题中摩擦力公式的应用,对于我们理解物体在斜面上的运动规律、受力分析以及能量转化等方面都具有重要意义。
首先,我们来回顾一下摩擦力的相关知识。
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物体的受力情况,其取值范围在零到最大静摩擦力之间;而滑动摩擦力的大小可以通过公式$f =\mu N$ 来计算,其中$f$ 表示滑动摩擦力,$\mu$ 称为动摩擦因数,$N$ 则是接触面间的正压力。
在斜面上,物体所受的摩擦力情况较为复杂。
当物体在斜面上静止时,可能受到静摩擦力的作用;当物体在斜面上滑动时,则受到滑动摩擦力。
我们先来看物体在斜面上静止的情况。
假设一个物体静止在斜面上,斜面的倾角为$\theta$,物体的重力为$G$。
将重力分解为沿斜面方向和垂直斜面方向的两个分力,分别为$G_1 = G\sin\theta$ 和$G_2 = G\cos\theta$。
如果物体保持静止,那么沿斜面方向的力应该平衡,此时静摩擦力$f_s$ 的大小就等于$G_1$,方向沿斜面向上。
需要注意的是,这里的静摩擦力的大小是根据物体的平衡条件计算得出的,其最大值不能超过最大静摩擦力。
接下来,考虑物体在斜面上滑动的情况。
同样将重力分解为沿斜面方向和垂直斜面方向的分力。
此时,物体所受的滑动摩擦力$f =\mu N$ 。
而垂直斜面方向的力平衡,即$N = G\cos\theta$ 。
所以滑动摩擦力的大小为$f =\mu G\cos\theta$ ,方向沿斜面向上。
在实际解题中,我们需要根据具体情况判断物体是静止还是滑动。
例如,如果已知物体与斜面间的动摩擦因数$\mu$ 以及斜面的倾角$\theta$ ,并且给出了物体的初速度和受力情况,我们就可以通过比较重力沿斜面方向的分力$G\sin\theta$ 和最大静摩擦力(通常认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,即$\mu G\cos\theta$ )来判断物体的运动状态。
2024届江西省赣州市文清外国语学校高考物理必刷试卷含解析
2024届江西省赣州市文清外国语学校高考物理必刷试卷注意事项1.考生要认真填写考场号和座位序号。
2.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。
第一部分必须用2B 铅笔作答;第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。
3.考试结束后,考生须将试卷和答题卡放在桌面上,待监考员收回。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、 “蹦极”运动中,长弹性绳的一端固定,另一端绑在人身上,人从几十米高处跳下。
将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。
从绳恰好伸直,到人第一次下降至最低点的过程中,若不计空气阻力,下列分析正确的是( ) A .绳对人的冲量始终向上,人的动量一直减小B .绳对人的拉力始终做负功,人的动能一直减小C .绳恰好伸直时,人的动能最大D .人的动量最大时,绳对人的拉力等于人所受的重力2、如图所示为四分之一圆柱体OAB 的竖直截面,半径为R ,在B 点上方的C 点水平抛出一个小球,小球轨迹恰好在D 点与圆柱体相切,OD 与OB 的夹角为60°,则C 点到B 点的距离为( )A .RB .2RC .34RD .4R 3、轻绳一端系在质量为m 的物体A 上,另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN 的圆环上。
现用水平力F 拉住绳子上一点O ,使物体A 从图中实线位置缓慢下降到虚线位置,但圆环仍保持在原来位置不动。
则在这一过程中,环对杆的摩擦力F 1和环对杆的压力F 2的变化情况是( )A .F 1保持不变,F 2逐渐增大B .F 1逐渐增大,F 2保持不变C .F 1逐渐减小,F 2保持不变D .F 1保持不变,F 2逐渐减小4、如图所示,顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平地面上,三条细绳结于0点,一条绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块P ,一条绳连接小球Q ,P 、Q 两物体处于静止状态,另一条绳OA 在外力F 的作用下处于水平状态。
(利用假设法)判断【静摩擦力】有无 PPT
PROCESS
1.如图所示,物体A静止在墙一侧,则物体A受到几个力( ) A.1 B.2 C.3 D.4 答案:D 解析:地球上的物体都受到重力;物体A受到向右的压力,墙面发生形 变,故物体A受到向左的支持力;假设墙面光滑,即物体A不受静摩擦力, 由于受到重力,则物体A将向下滑动,即与墙面发生相对滑动,故物体A 受到静摩擦力。物体A受到4个力。
8CESS
考考你
2.如图所示,水平面上叠放着两个物体A、B,若用力F拉物体B,使A、B一起 加速运动,A、B相对静止,则关于物体A的受力,说法正确的是( ) A.重力、物体B对它的支持力 B.重力、物体B对它的支持力、物体B对它的静摩擦力 C.重力、物体B对它的静摩擦力 D.物体B对它的支持力、物体B对它的静摩擦力 答案:B 解析:假设A、B之间无摩擦力,即A、B接触面光滑,则物体受到重力与物体B对 它的支持力而处于静止状态,物体A与B将发生相对滑动,故物体A受到物体B对它 的静摩擦力。选B。
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教学过程
假设法归纳:
1.假设两个物体间静摩擦力不存在,即接触面光滑。 2.分析两个物体间摩擦力不存在时,所研究的物体与接触的物体是否发生相 对滑动或相对运动趋势。 3.若不发生相对滑动或无相对运动趋势,则此处无静摩擦力,若发生相对滑动或有相 对运动趋势,则此处一定存在摩擦力。
教学过程
达标测评
考考你
人教版物理必修1第三章 相互作用 3摩擦力
掌握利用假设法判断【静摩擦力】有无
教学过程
问题情境: 物体A静止于斜面上,物体是否受到斜面的静摩擦力?
教学过程
1.进行假设: 假设不存在静摩擦力,即假设接触面光滑。
归纳1: 假设两个物体间静摩擦力不存在,即接触面光滑。
教学过程
斜面模型(解析版)-2024届新课标高中物理模型与方法
2024版新课标高中物理模型与方法斜面模型目录【模型一】斜面上物体静摩擦力突变模型【模型二】斜面体静摩擦力有无模型【模型三】物体在斜面上自由运动的性质【模型四】斜面模型的衍生模型----“等时圆”模型1.“光滑斜面”模型常用结论2.“等时圆”模型及其等时性的证明【模型五】功能关系中的斜面模型1.物体在斜面上摩擦力做功的特点2.动能变化量与机械能变化量的区别【模型一】斜面上物体静摩擦力突变模型【模型构建】1.如图所示,一个质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上。
1.试分析m受摩擦力的大小和方向【解析】:假设斜面光滑,那么物体将在重力和斜面支持力的作用下沿斜面下滑。
说明物体有沿斜面向下运动的趋势,物体一定受到沿斜面向上的静摩擦力作用。
由平衡条件易得:f=mg sinθ2.若斜面上放置的物体沿着斜面匀速下滑时,判断地面对静止斜面有无摩擦力。
【解析】:因地面对斜面的摩擦力只可能在水平方向,只需考查斜面体水平方向合力是否为零即可。
斜面所受各力中在水平方向有分量的只有物体A对斜面的压力N和摩擦力f。
若设物体A的质量为m,则N 和f的水平分量分别为N x=mg cosθsinθ,方向向右,f x=mg sinθcosθ,方向向左。
可见斜面在水平方向所受合力为零。
无左右运动的趋势,地面对斜面无摩擦力作用。
3.如图,在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用,F平行于斜面向上。
若要物块在斜面上保持静止,F的取值应有一定的范围,已知其最大值和最小值分别为F1和F2(F2>0)。
设斜面倾角为θ,斜面对物块的静摩擦力为f。
(1).当F=mg sinθ时斜面对物块无静摩擦力(2).当F>mg sinθ时物块有相对于斜面向上运动的趋势静摩擦力方向向下平衡方程为:F=f+mg sinθ随着F的增大静摩擦力增大,当静摩擦力达到最大值时外力F取最大值F1时,由平衡条件可得:F1=f+ mg sinθ---------------(1);(3).当F<mg sinθ时物块有相对于斜面向下运动的趋势静摩擦力方向向上平衡方程为:F+f=mg sinθ随着F的增大静摩擦力减小当静摩擦力减小为0时突变为(2)中的情形,随着F的减小静摩擦力增大,当静摩擦力达到最大值时外力F取最小值F2时,由平衡条件可得:f+F2=mg sinθ-------(2);联立(1)(2)解得物块与斜面的最大静摩擦力f=(F2-F1)/2.1(2019·高考全国卷Ⅰ)如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮.一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块N.另一端与斜面上的物块M相连,系统处于静止状态.现用水平向左的拉力缓慢拉动N,直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°.已知M始终保持静止,则在此过程中()A.水平拉力的大小可能保持不变B.M所受细绳的拉力大小一定一直增加C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D.M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加【答案】BD【解析】 对N进行受力分析如图所示因为N的重力与水平拉力F的合力和细绳的拉力T是一对平衡力,从图中可以看出水平拉力的大小逐渐增大,细绳的拉力也一直增大,A错误,B正确;M的质量与N的质量的大小关系不确定,设斜面倾角为θ,若m N g≥m M g sinθ,则M所受斜面的摩擦力大小会一直增大,若m N g<m M g sinθ,则M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增大,D正确,C错误.2(2023·河北沧州·沧县中学校考模拟预测)如图甲所示,倾角为θ的斜面体C置于水平地面上,物块B置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与物块A连接,连接B的一段细绳与斜面平行,整个装置处于静止状态。
人教版高中物理必修1第三章3.3-摩擦力(共41张PPT)
N=mgcosa+kvsina
联立得:
mg(sin a cos a)
6 0.25*8
k=
=
v( sin a cos a) 5*(0.25*0.6 0.8)
=0.84kg/s
课堂练习
1. 关于摩擦力产生的条件,下列说法中正确 的是( )
A. 相互挤压的粗糙物体间一定产生摩擦力。 B. 只有静止的物体才可能受到静摩擦力,只 有运动的物体才可能受到滑动摩擦力。 C. 发生相对运动的接触面间一定产生摩擦力。 D. 一个物体在另一个物体表面相对滑动时, 有可能受到摩擦力。
教学重难点
教学重点
滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断。 静摩擦力有无的判断以及静摩擦力方向的判断。 静摩擦力产生的条件及规律,正确理解最大静摩 擦力的概念。
教学难点
正压力FN的确定及滑动摩擦力方向的判断。 静摩擦力有无的判断。 静摩擦力方向的判断 。 静摩擦力大小的简单计算。
本节导航
(1)静摩擦力 (2)滑动摩擦力
静摩擦力的方向:
静摩擦力的方向总是跟接触面相切,跟 物体相对运动趋势的方向相反。 静摩擦力的大小:
静摩擦力随着推力的增大而增大,它的 极限值就是最大静摩擦力Fmax。静摩擦力 的变化范围为:
0<F≤Fmax
实际上相对运动趋势的方向就是假设静摩 擦力不存在时的相对运动方向,这样处理可 以化“静”为“动”。静摩擦力方向与物体 的运动方向之间无必然联系。静摩擦力既可 为动力,也可为阻力。 作用效果:
令而行;其身不正,虽令不从。身心端正,方可知行合一。子曰:“知者不惑,仁者不忧,勇者不惧。”真正努力精进者,不会把时间耗费在负性情绪上。好学
仁,知耻近乎勇。力行善事,有羞耻之心,方可成君子。操千曲尔后晓声,观千剑尔后识器做学问和学技术,都需要无数次的练习。第一个青春是上帝给的;
斜面滑块模型支持力与摩擦力的分析
斜面滑块模型支持力与摩擦力的分析作者:李新良来源:《中学教学参考·理科版》2011年第08期一、摩擦角与全反力图1如图1,物块m与地面之间的动摩擦因数为μ,令,这个φ角就称为摩擦角。
认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,那么地面对物体的支持力N与摩擦力f的合力F与接触面法线的夹角α≤φ。
当物块不能滑动α≤φ时,当物块发生滑动α=φ时,无论何种情况下α都不会超过φ。
物块对地面的压力与摩擦力的合力F′与F等大反向,叫做力F的全反力。
二、斜面静止而滑块滑动斜面和滑块都保持静止的情况较为简单,无论滑块有无受到外界作用的推力,只要根据平衡条件采用整体法、隔离法,结合正交分解法就可以解决。
图2如图2,接触面均粗糙,现讨论滑块m以一定的初速度沿倾角为θ的斜面体M向下滑动而斜面体保持静止的各种情况。
无论m是否受到外界的推力,只要两者之间有挤压,m对M 都会有沿斜面法线向下的压力和沿斜面切线向下的滑动摩擦力,这两个力的合力就是全反力F′。
F′的方向有图2中①②③三种可能,图2中虚线为斜面的法线。
因为斜面体M受到的重力、地面的支持力都沿竖直方向,所以通过F′的水平分量就能根据平衡条件判断出地面对静止斜面体的摩擦力方向。
若全反力F′竖直向下,则地面对M的摩擦力为0,如图2-①所示,此时φ=θ。
若F′斜向左下,则地面对Μ的摩擦力水平向右,如图2-②所示,此时φ<θ。
若F′斜向右下,则地面对Μ的摩擦力水平向左,如图-③所示,此时φ>θ。
只要两者之间有挤压,以上结论与m所受外界推力的有无、大小、方向均无关。
如图2,滑块m向下滑动时,a、b、c、d、e、f对应的外界推力六种不同的方向会影响斜面对滑块的支持力大小。
设外界推力为,当沿平行于斜面的方向时,斜面对滑块的支持力大小为,如a、d;当沿c、f方向时,斜面对滑块的支持力小于;当沿b、e方向时,斜面对滑块的支持力大于。
斜面对滑块相应的滑动摩擦力大小也跟着变化。
所以,滑块m向下滑动时外界推力的大小和方向不影响全反力F′的方向,但影响全反力F′的大小,进而影响地面对静止的斜面体M的支持力和静摩擦力的大小。
16 受力分析 —斜面与地面间的弹力、摩擦
【多体a不同求外力】1、如图所示,在压力传感器的托盘上固定一个倾角为30°的光滑斜面,现将一个重4N的物块放在斜面上,让它自由滑下,则下列说法正确的是()A.测力计的示数和没放物块时相比增大NB.测力计的示数和没放物块时相比增大2NC.测力计的示数和没放物块时相比增大3ND.测力计的示数和没放物块时相比增大4N【来源】福建省连城县第一中学2019-2020学年高三上学期月考物理试题【答案】C【解析】将物块的重力沿平行于斜面向下和垂直于斜面向下进行分解,如图1所示:则垂直于斜面向下的分力:F2=G cos30°再将F2进行分解,如图2,分力F3等于测力计的示数增加的量F3=F2cso30°=G cos230°=4×N=3N所以测力计的示数和没放物块时相比增大3N。
A.测力计的示数和没放物块时相比增大N,与分析不一致,故A错误;B.测力计的示数和没放物块时相比增大2N,与分析比一致,故B错误;C.测力计的示数和没放物块时相比增大3N,与分析相一致,故C正确;D.测力计的示数和没放物块时相比增大4N,与分析不一致,故D错误。
2、质量为m的滑块沿放在水平地面上质量也为m的倾角为θ的固定光滑斜面下滑时(如图所示),斜面对地面的压力大小为F1;当滑块和固定斜面接触面间有摩擦且滑块沿斜面匀速下滑时,斜面对地面的压力大小为F2。
则F1︰F2等于A.(1+cos2θ)︰2B.(1+sin2θ) ︰2C.1︰1D.(1+sin2θ) ︰2【答案】A【解析】当滑块沿光滑的固定斜面加速下滑时,对其受力分析,如图所示根据牛顿第二定律得:,解得;对整体受力分析,如图所示:对整体,由牛顿第二定律得:,解得:;当滑块和固定斜面接触面间有摩擦且滑块沿斜面匀速下滑时,对整体受力分析,如图根据平衡条件得:;故,故由牛顿第三定律可知,两种情况下斜面对地面的压力大小之比为,故选A。
3、以下情境中的斜面M足够长且始终静止于水平地面上.①物体m静止在斜面上;②物体m沿斜面匀速下滑;③在②的基础上再对物体施加一平行于斜面向下的拉力F,使物体沿斜面匀加速下滑;④物体m沿斜面匀加速下滑;⑤物体m沿斜面匀减速下滑;⑥物体m沿斜面匀减速上滑;上面的情境中,斜面M对地面的压力小于(M+m)g的有()A.③B.④C.⑤D.⑥【答案】BD【解析】【详解】①②整体平衡,既不超重也不失重,所以斜面M对地面的压力等于(M+m)g。
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规律总结: 1、动摩擦因数不变,则滑动摩擦力与支持力 的合力方向就不变
2、斜面体对物体的滑动摩擦力和支持关系
拓展六:如图示,物体A原本在静止的斜 面体上匀速下滑,现对A物体施加一与斜 面成θ角的向下的推力F,地面对静止的斜 面体有摩擦力吗?
拓展七:如图所示,物体A原本在静止的斜面 体上匀速下滑,现对A物体施加一平行于斜面 向上的推力F,在物体A速度减为零之前,地 面对静止的斜面体有摩擦力吗?
规律总结:在解决斜面上放一物体后地面对斜 面的摩擦力方向判断的问题时, 1、物体处于平衡态时用整体法, 2、物体处于非平衡状态时要用隔离法,但 是要把斜面对物体的支持力和摩擦力合成来 处理 (看μ和tanθ的大小关系)
拓展二:若A物体在静止的斜面上在平行于 斜面向下的推力F作用下匀速下滑,地面对 斜面体有摩擦力吗?
隔离法: A对B的摩擦力的水平分力=? A对B的压力的水平分力=?
规律总结: 1、用隔离法验证了整体法的正确性 2、当斜面上的物体处于平衡状态时,可以用整 体法快速判断地面对斜面体的摩擦力和支持力
3、从隔离法的角度看,斜面是否受地面 的摩擦力及大小和方向关键看物体对斜面 的摩擦力和压力的水平分力
3、在涉及地面对斜面的摩擦力和支持力大小 定量计算时,就要用隔离法对斜面进行受力 分析,列方程求解
作业: 加练半小时:17页第5题
20页第3题
21页第9题
25页第2题
第10题
第6题
28页第5题
学案:平衡中的临界极值问题:例1 第3题 第 4题
谢谢!!!
规律总结: 当物体在斜面上自由下滑时,判断地 面对斜面的摩擦力的有无及方向,可 看物体所受斜面的支持力和滑动摩擦 力的合力方向 1、物体匀速下滑,合力方向为竖直方向 2、物体加速下滑,合力方向偏离竖直方向向斜 面底端一侧 3、物体减速下滑,合力方向偏离竖直方向向斜 面顶端一侧
拓展四:物体A原本在静止的斜面体上匀速 下滑,现对A物体施加一平行于斜面向下的 推力F,地面对斜面体有摩擦力吗?
4、从隔离法的角度看,地面对斜面的支持力 大小就看物体对斜面的摩擦力和压力的竖直分 力的大小
拓展三:若A物体在静止的斜面上加速下滑, 地面对静止的斜面体有摩擦力吗?
隔离法: A对B的摩擦力的水平分力=?
A对B的压力的水平分力=?
显然,隔离法也能解决此情景下地面对斜面的摩 擦力和支持力问题。但当题目只要求判断斜面是 否受摩擦力及只需判断摩擦力的方向时,隔离法 又显得过于复杂了。有没有更简单、快速的方法? 想一想:斜面体为什么会受到地面的静摩擦力 的作用,其实质是什么? 斜面体和地面间有相对运动趋势 产生相对运动趋势的原因?
对斜面体受力分析发现,斜面受到的重力和地 面对斜面的支持力是竖直方向的,不会使斜面 有左右的运动趋势的,可能是斜面有左右的运 动趋势来源于斜面上物体对斜面的压力和滑动 摩擦力,而这两个力的反作用力正是斜面对物 体的支持力和滑动摩擦力,我们可以把这两个 力合成一个力.该力的方向决定斜面是否受地面 的摩擦力及方向。 如何确定斜面对物体的摩擦力和支持力的合 力方向?
学习目标:
1、理解处理地面对斜面体的摩擦力的几 种方法 2、学会根据斜面上的物体的不同状态选 择合适的方法
【例题精讲】问题:如图所示,一粗糙斜面体 B在水平地面上静止,物块A也静止于斜面上, 试分析地面对斜面体B的静摩擦力的情况。
隔离法: A对B的摩擦力的水平分力=? A对B的压力的水平分力=? 拓展一:若A物体在静止的斜面上匀速下 滑,地面对静止的斜面体有摩擦力吗?
地面与静止斜面体间 摩擦力的专题探讨
在历年的高考和模拟考试中,连接体问题都是考 试的一个热点,尤其以静止的斜面上放一个静止 或运动的物体的模型居多,而涉及到这个模型的 问题中有一类问题是判断地面对斜面体的摩擦力 方向,解决这个问题往往需要用到整体法和隔离 法,但是由于题目的变化特点很多,例如:斜面 上的物体可以静止,匀速或加速,运动方向可以 向上或向下,可以不受推力或受到推力,在受到 推力时推力的方向可以是任意的……..处理起来一 头雾水,感觉似曾相识,一做就错。 其实判断地面对斜面的摩擦力问题虽然变化很多, 但还是有一定规律可循的,所以我们可以将这些 看似一样的题目归类,把握问题的处理方法。
拓展五:物体A原本在斜面体上匀速下滑,现 对A物体施加一垂直于斜面向下的推力F,地 面对斜面体有摩擦力吗?
a 的正切值=动摩擦因数(a为合力与支持力的夹 角) 我们也可以用a的值来表示斜面对物体的支持力 和滑动摩擦力的合力方向
a 的正切值=动摩擦因数 当物体在斜面上自由下滑时,
1、物体匀速下滑时,a的值等于斜面的夹角(μ =tanθ ),则合力方向为竖直方向,斜面不受地 面的静摩擦力。 2、物体加速下滑时,a的值小于斜面的夹角 (μ<tanθ ) ,则合力方向偏离竖直方向向斜面底端, 斜面受地面的静摩擦力