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  • 摩擦力——合肥辅导班例题选讲

  • 来源:成都书之香 日期:2015-06-07
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    【方法展示,探究规律】

    分析物体受力的步骤

    力学范畴内物体所受力可分为三大类:重力、弹力(包括推、拉、挤压、支持力等)摩擦力。分析物体受力时可按以下步骤进行:(1)一个物体受一个重力,作用于重心,方向竖直向下;(2)研究对象与几个物体接触并与之有拉、挤、压时就受几个弹力方向垂直于接触表面(或沿着拉线方向);(3)研究对象与几个物体接触并有相对运动(或相对运动趋势),就受几个摩擦力方向与相对运动(或相对运动趋势)方向相反。

    注意:(1)当物体质量非常小(或题中有“轻小物体”)字样时可视为重力忽略不计;(2)若接触面 “光滑”可认为无摩擦。

    在初中物理范畴内,当物体静止或匀速直线运动时,物体必受平衡力作用竖直方向上二力平衡,水平方向运动时前后方向的力必相等。

    例题1 如图13.3-2所示,水平面上叠放着a、b两物体,水平方向力和的作用下以共同的速度一起向右匀速运动已知=5n,=3n,那么物体b上下表面所受摩擦力的大小分别为( )

    书之香:摩擦力——合肥辅导班例题选讲

    a.5n 2n b.3n 0n c.0n 2n d.5n 8n

    【解析】以a为研究对象,a在水平向右的力的作用下匀速向右运动,由力的平衡条件可知,它受到b上表面对它水平向左摩擦力作用,其大小为5n,因为力的作用相互的,故b的上表面受到摩擦力为5n方向向右。再把a、b看成一个整体它水平方向上受三个力的作用即水平向右力,水平向左的力和桌面对整体向左的摩擦力这三个力相互平衡则有:=-=2n。该题答案为a。

    【点评】对于求解力的大小问题,通常采用的方法先进行物体的受力分析再利用力的合成知识和二力平衡条件进行解答。

    例2 下列关于摩擦力的说法正确( )

    a.相互接触物体之间已发生相对运动时就一定会产生摩擦力

    b.摩擦力总阻碍物体运动

    c.摩擦力方向总和物体运动方向相反

    d.摩擦力一定阻碍物体相对运动的力

    【解析】 相互接触的物体之间发生相对运动但如果不互相挤压或者接触面光滑的,物体之间就不会产生摩擦力。a的说法错误。摩擦力不一定阻碍物体运动的力它也可能动力。如果动力时,它的方向就和物体运动方向相同。例如人走路时,人脚向后蹬地脚相对于地面有向后运动的趋势,脚受到地面向前摩擦力人就前进。所以bc的说法错误的。根据摩擦力的定义两个相互接触物体当它们要发生或已发生相对运动时,就会在接触面上产生阻碍相对运动摩擦力。所以d的说法正确的。该题答案为d。

    【剖析】 正确理解摩擦力概念弄清摩擦力三要素解决本题的关键。

    【拓展】关于摩擦力,下列说法正确的( )

    a.摩擦力无益总有害的

    b.摩擦力的方向有时与物体运动方向相同

    c.两个物体互相接触时,它们之间才可能有摩擦力

    d.车轮与地面之间的摩擦有害的轮胎和地面都越光滑越好

    (答案选b、c)

    例3 下列做法中为了减小摩擦的( )

    a.鞋底和轮胎制成有凹凸不平花纹)

    b.自行车刹车时刹车皮紧压在钢圈上

    c.在机器的转动部分安装滚动轴承并加润滑油

    d.为了防止传动皮带打滑,需要把到带张紧些

    【解析】a、b、d项中都为了增大有益摩擦题中a项采用使接触面粗糙来增大有益摩擦;bd项都采用增大压力的方法来增大有益摩擦。只有c项中给机器的转动部分安装滚动轴承并加润滑油为了减小有害摩擦。该题答案为c。

    【剖析】 正确理解影响摩擦力大小的因素解决增大减小摩擦力的基本方法。

    【拓展】将一张凳子放地面上推动,如图13.3-3所示,两种推法,凳子所受摩擦力的大小为( )

    a.两种推法摩擦力一样大 b.甲推法摩擦力小 c.乙推法摩擦力小 d.无法比较

    (答案:选a)

    例4 滑动摩擦力在研究相关物体运动情况时起着重要作用.通过实验探究已经知道滑动摩擦力与接触面的粗糙程度有关,也与接触面之间的压力有关.有些同学猜想滑动摩擦力可能还与接触面大小有关.请你从以下器材中选出某部分器材设计一个实验对此猜想进行检验.

    器材:.斜面.带钩正方体木块.带钩的长方体木块.表面平整的长木板.几条毛巾.直尺.弹簧测力计.硬纸板

    (l)你所需要实验器材(用器材前面的字母表示)

    (2)简述主要的实验步骤.

    【解析】 我们已经知道滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和物体间压力有关要研究滑动摩擦力否与接触面的大小有关,必须采用控制变量法,即实验时,要保证物体间接触面的粗糙程度和压力不变改变物体间的接触面积让物体做匀速直线运动,通过弹簧测力计的读数求出每次实验时物体受到的摩擦力,比较摩擦力大小从而得出结论因此所需器材为长方体木块、长木板弹簧测力计.

    答案:(1)cdg (2)实验步骤:①将长方体木块平放长木板上,用弹簧测力计拉着它匀速前进观察并记录此时弹簧测力计示数;②将长方体木块侧放长木板上,用弹簧测力计拉着它匀速前进,观察并记录这时弹簧测力计的示数;③比较两次弹簧测力计示数,即可初步检验上述猜想;④重复几次上述3个步骤.

    【点评】此题一道实验探究题,主要考查设计实验进行探究能力.在设计实验时,需特别注意一定要用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动,因为只有这样摩擦力与拉力才一对平衡力,摩擦力的大小与拉力的大小才相等弹簧测力计的示数才能表示出摩擦力的大小.

    【拓展】在奥运会上,“体操王子”——李宁在上单杠之前总要在手上抹些镁粉,而在杠上做回环动作时手握杠又不能太紧。他这样做的目( )

    a.前者增大摩擦,后者减小摩擦 b.前者减小摩擦,后者增大摩擦

    c.两者都增大摩擦 d.两者都减小摩擦

    (答案:a)

    例5 小明在学习摩擦力一节时,为了探究滑动摩擦力跟压力的关系设计了如图13.3-4(甲)实验装置,实验器材有:木块、长木板、砂和砂桶测力计20g砝码若干个细线等。

    (1)实验方法:将木块用测力计水平拉住测力计另一端固定桌上的一侧,细线一端和砂桶连接,另一端跨过定滑轮和长木板相连实验时砂桶中加砂,使长木板运动当木块达到稳定时测力计示数等于和长木块之间摩擦力大小;请问木板运动否一定要做匀速直线运动_____(填“一定”或“不一定”)

    (2)在木块上加上砝码就可以改变木块对长木板压力,改变砂桶中砂质量,使长木板运动读出测力计的读数小明做了四次实验,得到下表四组数据其中第3次实验时测力计如图13.3-4(乙)所示,请你帮小明读出测力计的读数,并填入表内相应的位置。

    (3)对上表格中压力大小和测力计读数分析你能得出结论___________

    【解析】 当木块达到稳定时,测力计给木块的拉力(即测力计示数)与木板给木块的摩擦力一对平衡力而当木块受到正压力大小为一定时,不管木板作什么样的运动,摩擦力的大小一定故木板不一定作匀速直线运动。从表中所给信息可以发现,滑动摩擦力与正压力成正比,即由此可得,当正压力=4.70n时,摩擦力。答案:(1)不一定(2)1.90或1.9(3)正压力越大,滑动摩擦力越大或滑动摩擦力与正压力成正比

    【剖析】 会对实验数据进行简单处理初中物理必须达到的水平。通常需要运用数学中学到的归纳法和解析法进行解决。

    拓展 如图13.3-5所示有两本完全相同的书a、b,书重均为5n,若将两本书等分成若干份后,交叉地叠放在一起置于光滑桌面上并将书a固定不动,用水平向右的力把书b抽出现测得一组数据如下:

    根据以上数据,试求:

    ①若将书分成32份,力应为多大?

    ②该书的页数;

    ③如果我们把纸与纸接触面间滑动摩擦力和压力的比值叫做动摩擦因数即=n且两本书任意两张纸之间动摩擦因数相等,则为多少?

    (答案:①94.5 ②64 ③=0.3)

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