高中物理人教版 (2019)必修 第一册摩擦力导学案

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授课日期： 年 月 日
上课时间： 时 分 ～ 时 分
合计： 小时
教学课题
力 重力 摩擦力 弹力
教学简案
教学简案：
知识点一 力
知识点二 重力
知识点三 摩擦力
知识点四 弹力
【知识梳理】+【精例讲解】
一、知识梳理
知识点1：力的概念
1．力的定义：力是物体对物体的作用。
2．力的物质性是指：力不能脱离物体而独立存在。
3．力的相互性：力的作用是相互的 ，施力物体必然是受力物体，力总是成对的。
4．力的矢量性是指：力是矢量，既有大小，又有方向 ，形象描述力用力的图示或力的示意图。
5．力的作用效果是：使物体发生形变或改变物体的运动状态。
6．力可以按其性质和效果进行分类。
知识点2：重力
1．概念：由于地球的吸引而使物体受到的力。
2．产生条件：地球对物体的吸引。
3．大小：G=mg，其中g为重力加速度，它的数值在地球上的两极最大，赤道最小；在同一地理位置，离地面越高，g值越小。一般情况下，在地球表面附近我们认为重力是恒力。
4．方向：总是竖直向下。
5．作用点——重心：质量均匀分布、有规则形状的物体重心在物体的几何中心，物体的重心不一定在物体上。质量分布不均或形状不规则的薄板形物体的重心可采用悬挂法粗略确定。
知识点3：弹力
1．概念：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体产生的力。
2．产生条件：（1）两个物体直接接触 ；（2）发生弹性形变。
3．大小：（1）与形变有关，一般用平衡条件或动力学规律求出。
（2）弹簧弹力大小计算——胡克定律：F=kx
式中的k被称为劲度系数，它的单位是N/m，它由弹簧本身决定；式中的x是弹簧的形变大小。
4．方向：与形变方向相反。
（1）轻绳只能产生拉力，方向沿绳子且指向绳收缩的方向；
（2）坚硬物体的面与面，点与面接触时，弹力方向垂直接触面（若是曲面则是指其切面），且指向被压或被支持的物体。
（3）球面与球面之间的弹力沿半径方向，且指向受力物体。
知识点4：摩擦力
1．产生条件：（1）两物体接触面粗糙；两物体间存在挤压；（2）接触物体间有相对运动（滑动摩擦力）或相对运动趋势（静摩擦力）。
2．方向：（1）滑动摩擦力的方向沿接触面和相对运动相反。
（2）静摩擦力方向沿接触面与物体的相对运动趋势方向相反。可以根据平衡条件或牛顿运动定律判断。
大小：
（1）滑动摩擦力的大小：f=μFN 式中的FN是指正压力，不一定等于物体的重力；
式中的μ被称为动摩擦因数，它的数值由接触面的性质决定。
（2）静摩擦力的大小：0< f静< fm 除最大静摩擦力以外的静摩擦力大小与正压力无关，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，与正压力成正比；静摩擦力的大小应根据平衡条件或牛顿运动定律来进行计算。
二、典例分析
题型1：对力的理解
例1 下列说法正确的是（ ）
A．甲用力把乙推倒而自己不倒，说明只是甲对乙有力的作用，乙对甲没有力的作用
B．只有有生命或有动力的物体才会施力，无生命或无动力的物体只会受到力，不会施力
C．只有运动的物体才会受到力的作用
D．找不到施力物体的力是不存在的
例2 以下说法正确的有（ ）
A．不相互接触的物体之间也会产生力的作用，可见力是可以离开物体而独立存在的
B．只要确定了力的大小和方向，那么这个力就完全确定了
C．画某力的图示时，选定的标度不同，那么表示这个力的线段的长度也不同，但箭头的指向是相同的
D．在实验室，人们常用天平来测量力的大小
题型2：对弹力的认识
例1 请在图中画出杆及球所受的弹力。

例2 如图所示，弹簧秤和细线的重力及一切摩擦不计，物重G=1N，则弹簧秤A和B的示数分别为（ ）
A．1N，0
B．0，1N
C．2N，1N
D．1N，1N
例3 某缓冲装置可抽象成图所示的简单模型。图中为原长相等，劲度系数不同的轻质弹簧。下列表述正确的是（ ）
A．缓冲效果与弹簧的劲度系数无关
B．垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小不相等
C．垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等
D．垫片向右移动时，两弹簧的弹性势能发生改变
题型3：摩擦力
例1 关于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A．物体在支持面上的滑动速度越大，滑动摩擦力越大；
B．接触面的动摩擦因数越大，滑动摩擦力越大；
C．滑动摩擦力的方向与物体运动方向相反。
D．滑动摩擦力的方向一定与物体相对支持面的滑动方向相反
例2 如图所示，位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下处于静止状态，则斜面作用于物块的静摩擦力的（ ）
A．方向可能沿斜面向上
B．方向可能沿斜面向下
C．大小不可能等于零
D．大小可能等于F
例3 如图所示，放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B，.A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧。A、B均处于静止状态，下列说法中正确的是（ ）
A．B受到向左的摩擦力
B．B对A的摩擦力向右
C．地面对A的摩擦力向右
D．地面对A没有摩擦力
三、知识检测
检测题1 有关力的概念，下列说法正确的是（ ）
A．力不可能离开物体而独立存在 B．受力物体不一定是施力物体
C．一个力的发生必定涉及到两个物体 D．重力的大小和方向与物体的运动状态无关
检测题2 用弹簧秤竖直悬挂一个静止的小球，下面说法正确的是（ ）
A．小球对弹簧秤的拉力就是小球的重力 B．小球对弹簧秤的拉力大小等于小球重力的大小
C．小球重力的施力物体是弹簧秤 D．小球重力的施力物体是地球
检测题3 如图所示，竖直放置的弹簧下端固定在地面上，有一物体在弹簧的正上方落下，和弹簧接触后在向下运动过程中受到的弹力（ ）
A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．先增大后减小 D．先减小后增大
检测题4 在μ＝0.1的水平面上向右运动的物体，质量为20kg，在运动过程中，还受到一个水平向左的大小为10N的拉力作用，则物体受到的滑动摩擦力为（g＝10N/kg）（ ）
A．10N，向右 B．10N，向左 C．20N，向右 D．20N，向左
检测题5 用手握住一个油瓶（瓶始终处于竖直方向）,下列说法正确的是（ ）
A．瓶中油越多，手必须握得越紧
B．手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大
C．不管手握得有多紧，油瓶受到的摩擦力总是一定的
D．以上说法都正确
检测题6 如图所示，质量为m的木块置于水平面上的木板上向左滑行，滑行时木板静止，木板质量M=3m，且已知木块与木板间，木板与水平面间的动摩擦因数均为μmg，则在木块滑行过程中水平面对木板的摩擦力大小为（ ）
A．4μmg B．3μmg C．2μmg D．μmg
检测题7 重为400 N的木箱放在水平地面上，动摩擦因数为0.25，如果分别用70 N和150 N的水平力推木箱，木箱受到的摩擦力分别为多大?（设最大静摩擦力和滑动摩擦力相等）
检测题8 如图所示，物体A重GA＝40 N，物体B重GB＝20 N，A与B、B与地面之间的动摩擦因数相同。用水平绳将物体A系在竖直墙壁上，水平力F向右拉物体B，当F＝30 N时，才能将B匀速拉出。则接触面间的动摩擦因数多大？

四、专题精讲
例1 如图所示，物体A、B在力F作用下一起以相同速度沿F方向匀速运动，关于物体A所受的摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相同
B．甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相反
C．甲、乙两图中A物体均不受摩擦力
D．甲图中A不受摩擦力，乙图中A受摩擦力，方向和F相同
例2 如图所示，小球放在两块固定的光滑夹板之间，板1倾斜，板2恰好水平，球静止，试分析小球的受力情况。
例3 如图示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态。现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧。在这过程中下面木块移动的距离为（ ）
A．m1g/k1 B．m2g/k2
C．m1g/k2 D．m2g/k2
例4 如图所示，轻质弹簧上面固定一块质量不计的薄板，在薄板上放重物，用手将重物向下压缩到一定程度后，突然将手撤去，重物将被弹簧弹射出去，则在弹射过程中（重物与弹簧脱离之前）重物的运动情况是 （ ）
A．一直加速运动
B．匀加速运动
C．先加速运动后减速运动
D．先减速运动后加速运动
例5 如图所示，一个圆球放在两个等高的支持面M和N上，圆球半径为R，M和N的距离为1.6R，圆球的重心不在球心O而在球心正下方的P处，OP等于0.2R。试画出支持物M、N对圆球支持力的示意图，并计算支持力与水平面的夹角。
例6 如图所示，原来静止、质量为m的物块被水平作用力F轻轻压在竖直墙壁上，墙壁足够高。当F的大小从零均匀连续增大时，图中关于物块和墙间的摩擦力f与外力F的关系图象中，正确的是（ ）

例7 如图所示，甲、乙两物体叠放在水平面上，用水平力F拉物体乙，它们仍保持静止状态，甲、乙间接触面也为水平，则乙物体受力的个数为（ ）
A．3个 B．4个
C．5个 D．6个
例8 如图所示，水平桌面上叠放着A、B两物体，B物体受力F作用，A、B一起相对地面向右做匀减速直线运动，则B物体的受力个数为（ ）
A．4个 B．5个
C．6个 D．7个
例9 如图所示，球A在斜面上，被竖直挡板挡住而处于静止状态，关于球A所受的弹力，以下说法正确（ ）
A. A物体仅受一个弹力作用，弹力的方向垂直斜面向上
B. A物体受两个弹力作用，一个水平向左，一个垂直斜面向下
C. A物体受两个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上
D. A物体受三个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上，一个竖直向下
例10 人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，如图所示。以下说法正确的是（ ）
A．人受到重力和支持力的作用
B．人受到重力、支持力和摩擦力的作用
C．人受到的合力不为零
D．人受到的合力方向与速度方向相同
例11 一物体从某一高度自由落下落在竖立于地面的轻弹簧上，如图所示，在A点物体开始与轻弹簧接触，到B点时，物体速度为零，然后被弹簧弹回，下列说法正确的是（ ）
A．物体从A下降到B的过程中动能不断变小
B．物体从B上升到A的过程中动能不断变大
C．物体从A下降到B以及从B上升到A的过程中速率都是先增大后减小
D．物体在B点时所受合力为零
例12 如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图（乙）所示，则（ ）
A. t1时刻小球动能最大
B. t2时刻小球动能最大
C. t2 ~ t3这段时间内，小球的动能先增加后减少
D. t2 ~ t3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能
例13 如图所示，传送皮带的水平部分AB是绷紧的。当皮带不动时，滑块从斜面顶端静止开始下滑，通过AB所用的时间为t1，从B端飞出时速度为v1。皮带逆时针方向转动时，滑块同样从斜面顶端由静止开始下滑，通过AB所用的时间为t2，从B端飞出时的速度为v2，则t1和t2、v1和v2相比较，可能的情况是（ ）
A．t1=t2
B．t1>t2
C．v1=v2
D．v1>v2
例14 如图所示，小球用细线悬于天花板上，同时小球还与光滑斜面接触，此时悬线处于竖直位置。试说明斜面对小球是否存在作用力，并说明理由。
课后练习
作业1. 如图所示，一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动，则下列说法正确的是（ ）
物体可能不受弹力作用
B．物体可能受三个力作用
C．物体可能不受摩擦力作用
D．物体一定受四个力作用
作业2. 如图所示，静止在水平地面上的木箱，受到一个方向不变的斜向上的拉力F作用。当这个力从零逐渐增大，在木箱离开地面前，它受到的摩擦力将（ ）
A．逐渐增大
B．逐渐减小
C．先逐渐增大，后又减小
D．先逐渐减小，后又增大
作业3. 传送带与水平面夹角θ＝37°，并以v=l0m/s的速度运行，在传送带的顶端A处轻轻地放一小物体，若已知传送带与物体之间的动摩擦因数μ=0.5，传送带A到B端的距离s=l6m，则小物体从A端运动到B端所需的时间可能是（ ）
A．1.8s B．2.0s C．2.ls D．4.0s
作业4. 如图所示，A、B两物体叠放在一起，用手托住，让它们静止靠在墙边，然后释放，使它们同时沿竖直墙面下滑，已知mA>mB，则物体B（ ）
A．只受一个重力 B．受到重力、摩擦力各一个
C．受到重力、弹力、摩擦力各一个 D．受到重力、摩擦力各一个，弹力两个
作业5.用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L。现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L。斜面倾角为30°，则物体所受摩擦力（ ）
A.等于0 B.大小为mg方向沿斜面向下
C.大小为mg，方向沿斜面向上 D.大小为mg，方向沿斜面向上
作业6. 一根轻质弹簧一端固定，用大小为F1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1；改用大小为F2的力拉弹簧，平衡时长度为l2，弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为（ ）
A. B. C. D.
作业7. 如图所示，一物块置于水平地面上．当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时，物块仍做匀速直线运动．若F1和F2的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为（ ）
eq \r(3)－1 B．2－eq \r(3)
C.eq \f(\r(3),2)－eq \f(1,2) D．1－eq \f(\r(3),2)
作业8. 如图所示，质量为m的小物块静止地放在半径为R的半球体上，小物块与半球体间的动摩擦因数为μ，小物块与球心连线与水平地面的夹角为θ，则下列说法正确的是（ ）
A．小物块所受摩擦力大小为μmgsinθ
B．小物块对半球体的压力大小为mgcsθ
C．小物块所受摩擦力大小为mgsinθ
D．小物块所受摩擦力大小为mgcsθ
作业9. 如图所示，物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑时，传送带突然启动，方向如图中箭头所示，若传送带的速度大小也为v，则传送带启动后（ ）
A．M静止在传送带上 B．M可能沿斜面向上运动
C．M受到的摩擦力不变 D．M下滑的速度不变
作业10.如图，将两相同的六边形木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，b的右端用橡皮筋与墙壁相连。开始时a、b均静止，弹簧处于压缩状态，橡皮筋有拉力。现将橡皮筋剪断，则剪断瞬间（ ）
A．a所受的摩擦力大小不变
B．a所受的摩擦力方向向右
C．b所受摩擦力为零
D．b所受摩擦力方向向左
作业11. 某同学用传感器来探究摩擦力，他将P传感器接入数据采集器，再连接到计算机上；将一质量m=3.75kg的木块置于s水平桌面上，用细绳将木块和传感器连接起来进行数据采集，然后沿水平方向缓慢地拉动传感器，至木块运动一段时间后停止拉动，获得的数据在计算机上显示出如图所示的图象。下列有关这个实验的几个说法，其中正确的是（ ）
A．0～6s内木块一直受到静摩擦力的作用
B．最大静摩擦力比滑动摩擦力大
C．木块与桌面间的动摩擦因数约为0.08
D．木块与桌面间的动摩擦因数约为0.11
作业12. 如图所示，重80 N的物体A放在倾角为30°的粗糙斜面上，有一根原长为10 cm、劲度系数为1000 N/m的弹簧，其一端固定在斜面底端，另一端放置物体A后，弹簧长度缩短为8 cm，现用一测力计沿斜面向上拉物体，若物体与斜面间最大静摩擦力为25 N，当弹簧的长度仍为8 cm时，测力计读数不可能为（ ）
A．10 N B．20 N
C．40 N D. 60 N
作业13. 如图所示，物体B的上表面水平，A、B相对于斜面C静止，当斜面C受到水平力F向左匀速运动的过程中（ ）
物体A可能受到3个力的作用
B．物体B一定受到4个力的作用
C．物体C对物体B的作用力竖直向上
D．物体C和物体B之间可能没有摩擦力
作业14. 如图，物体随水平放置的传送带一起运动，且保持相对静止则（ ）
A．传送带匀速运动时，物体不受摩擦力；
B．传送带匀速运动时，物体所受摩擦力方向水平向右；
C．当传送带速度逐渐变大时，物体所受摩擦力方向水平向右；
D．当传送带速度逐渐减小时，物体所受摩擦力方向水平向左。
作业15. 如图所示，质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为θ的斜面上，P、Q之间的动摩擦因数为μ1，Q与斜面间的动摩擦因数为μ2(μ1>μ2)．当它们从静止开始沿斜面滑下时，两物体始终保持相对静止，则物体P受到的摩擦力大小为多少？
作业16. 传送带与水平面的夹角θ＝37°，它以4m/s的速度向上匀速运动，在传送带的底端A处无初速度地放一个质量为0.5kg的物体，它与传送带间的摩擦因数μ=0.8，AB间（B为顶端）长度为25m，求物体从A到B的时间为多少？(g=10m/s2)