高中物理人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用——力2 摩擦力学案

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用——力2 摩擦力学案，共11页。



1．滑动摩擦力


(1)定义：两个相互接触的物体，当它们eq \(□,\s\up4(01))相对滑动时，在接触面上产生的一种阻碍eq \(□,\s\up4(02))相对运动的力。


(2)方向：总是eq \(□,\s\up4(03))沿着接触面，并且跟物体eq \(□,\s\up4(04))相对运动的方向相反。


(3)大小：Ff＝μF压，F压表示eq \(□,\s\up4(05))压力的大小，μ是eq \(□,\s\up4(06))动摩擦因数，它的值跟接触面的eq \(□,\s\up4(07))材料和eq \(□,\s\up4(08))粗糙程度有关。


(4)作用效果：总是阻碍物体间的eq \(□,\s\up4(09))相对运动。


2．静摩擦力


(1)定义：相互接触的两个物体之间只有eq \(□,\s\up4(01))相对运动的趋势，而没有eq \(□,\s\up4(02))相对运动，这时的摩擦力叫作静摩擦力。


(2)方向：总是跟物体eq \(□,\s\up4(03))相对运动趋势的方向相反。


(3)大小：静摩擦力会随着外力的改变而改变。由二力平衡可知，静摩擦力的大小总等于使物体有相对运动趋势的外力。静摩擦力有一个最大限度，即最大静摩擦力Fmax，静摩擦力的大小范围是eq \(□,\s\up4(04))0F2


C．F1向上，F2向上，且F1＝F2


D．F1向上，F2向下，且F1＝F2


答案 C


解析 杂技演员向上、向下都做匀速运动，且只受重力和摩擦力作用，由二力平衡知，杂技演员所受的摩擦力方向总是竖直向上，大小等于其重力，C正确。


6．如图所示，放在水平桌面上的物块，处于静止状态，其中F1＝10 N，F2＝2 N。若撤去F1，则物块受到的摩擦力是( )





A．8 N，方向向右


B．8 N，方向向左


C．2 N，方向向右


D．2 N，方向向左


答案 C


解析 撤去F1前，木块在水平方向受三个力而平衡，有f＝F1－F2＝10 N－2 N＝8 N，物块处于静止状态，说明物块受到的最大静摩擦力大于或等于8 N；撤去F1后，外力为2 N，小于最大静摩擦力，故物块仍能处于静止状态，合力一定为零，则物块在水平方向上受到的摩擦力大小为2 N，方向向右，C正确，A、B、D错误。


7.如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上滑行，长木板与地面间的动摩擦因数为μ1，木块与长木板间的动摩擦因数为μ2，若长木板仍处于静止状态，则长木板受到地面的摩擦力大小一定为( )





A．μ2mg B．μ1(M＋m)g


C．μ1mg D．μ1mg＋μ2Mg


答案 A


解析 木块相对长木板向右滑动，受到向左的滑动摩擦力，大小为f1＝μ2N＝μ2mg；力的作用是相互的，故木块对长木板有向右的滑动摩擦力，长木板有向右滑动的趋势，受到地面对其向左的静摩擦力，根据平衡条件，有f2＝f1，因而f2＝μ2mg，A正确。


8.把一个重为G的物体，用一个水平力F＝kt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上，如图所示，从t＝0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是( )








答案 B


解析 由于物体受到的水平推力为F＝kt，由二力平衡得，墙与物体间的弹力FN＝kt。当F比较小时，物体所受的摩擦力Ff小于物体的重力G，物体沿墙壁下滑，此时物体与墙壁间的摩擦力为滑动摩擦力，由公式Ff＝μFN可得，滑动摩擦力大小Ff＝μkt。当摩擦力Ff大小等于重力G时，物体有速度，不能立即停止运动，物体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力；随着摩擦力的增大，摩擦力将大于重力，物体做减速运动直至静止，摩擦力将变为静摩擦力，静摩擦力与正压力无关，跟重力始终平衡。B正确，A、C、D错误。


9．把弹簧测力计的一端固定在墙上，用力F水平向左拉金属板，金属板向左运动，此时测力计的示数稳定，如图所示，则物块P与金属板间的滑动摩擦力的大小是________ N。若用弹簧测力计测得物块P重13 N，根据表中给出的动摩擦因数，可推算出物块P的材料为________。





答案 2.60 木头


解析 物块P在水平方向受到金属板给P的滑动摩擦力f，方向向左，受弹簧测力计向右的拉力F，由二力平衡可知，f＝F，测力计读数为2.60 N，所以f＝2.60 N；又根据f＝μG可得μ＝eq \f(f,G)＝0.2，从表中对比得知，物块P为木头。


10．如图所示，物体A的质量为5 kg，此时A与桌面间的最大静摩擦力为10 N，不计定滑轮与轻绳之间的摩擦。拉力F＝30 N时，系统处于静止状态，求物体B的质量M的取值范围。(g＝10 N/kg)





答案 2 kg≤M≤4 kg


解析 当物体B质量较大时，物体A有向右的运动趋势，桌面给物体A向左的静摩擦力，物体B的质量最大时有Mmaxg＝T，T＝F＋Fmax＝30 N＋10 N＝40 N，


所以物体B的最大质量为Mmax＝4 kg；


当物体B质量较小时，物体A有向左的运动趋势，桌面给物体A向右的静摩擦力，


物体B的质量最小时有


Mming＝T′，T′＝F－Fmax＝30 N－10 N＝20 N，


所以物体B的最小质量为Mmin＝2 kg，


则物体B质量的取值范围为2 kg≤M≤4 kg。


实验次数
小木块运动状态
弹簧秤读数(N)
1
静止
0.4
2
静止
0.6
3
加速
0.7
4
匀速
0.5
5
减速
0.3
材料
动摩擦因数
金属—金属
0.25
橡胶—金属
0.30
木头—金属
0.20
皮革—金属
0.28