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[!--downpath--]问:摩擦力是小学数学中最“奇怪”的力。 有无摩擦力、摩擦力的方向、摩擦力的大小等都是解决问题时需要考虑的问题。 那么,如何解决“诡异”的摩擦力呢? 明天我们就来说说中学数学中主要指出的最常见的摩擦力——滑动摩擦力。
分析:由于摩擦力形成的条件很多,摩擦力多种多样,而且判断不同摩擦力大小的方式也不同,所以摩擦力问题比较困难; 了解摩擦力的相关知识和典型情况是解决摩擦力问题的关键。
1、摩擦力形成的条件:
(1)两个物体相互接触,即摩擦力就是接触力。
(2)两个物体相互挤压,即物体之间必然存在压力。
(3)接触面应是粗糙的,即不能是光滑的表面。
(4)物体之间已存在相对运动或有相对运动的趋势,即形成摩擦力的两个物体正在相对运动或欲相对运动。
以上四个条件缺一不可! 中学数学中,大多考察的是(3)和(4)这两个条件。
2. 摩擦的类型
摩擦可分为滑动摩擦、滚动摩擦和清河摩擦三种。 明天我们主要讲滑动摩擦力。
(1) 什么是滑动摩擦力?
一个物体在另一个物体表面滑动时形成的限制物体相对运动的力; 如:擦黑板时,黑板擦与黑板的摩擦力; 滑冰时雪橇与雪的摩擦力等;
擦黑板时的摩擦力
(2) 滑动摩擦力的大小是多少?
滑动摩擦力的大小仅与物体间压力的大小和接触面的粗糙度有关; 压力越大,接触面越粗糙二力平衡的实验原理,滑动摩擦力越大。
滑动摩擦力影响实验
滑动摩擦力的大小与物体的速度、物体之间接触面积的大小等无关。
我们可以通过改变压力的大小或改变接触面的粗糙度来改变滑动摩擦的大小。
(3)如何检测水平运动物体的滑动摩擦力?
检测水平运动物体滑动摩擦力的原理是两个力的平衡。 具体方法如下:如图所示,当用弹簧测力计带动物体做匀速直线运动时,弹簧测力计的读数就是滑动摩擦力的大小。
3、典型例子:
(1)小明以10N的水平推力向右推动一个重50N的木架。 木架能在水平地面上以0.5m/s的速度做直线移动。
分析:本题考查两个力的平衡和滑动摩擦力大小的影响因素;
当木架在水平地面上做匀速直线运动时,从两个力的平衡可以看出,此时的推力和摩擦力是一对平衡力,因此摩擦力的方向与推力的方向相反,即水平向左,摩擦力的大小等于推力的大小,即10N。 当以8m/s的速度在水平地面上匀速直线运动时,木架上的摩擦力保持不变,仍为10N。
答案:水平向左; 10; 10; 10.
(2)如图所示,在粗糙度相同的水平面上,重量为10N的物体在F=5N的水平拉力作用下,沿水平面从A点匀速运动到B点。 此时,拉力撤去,物体继续向前运动,停在C点。下列关于这一过程的叙述哪一项是()
A、物体在AB截面上的摩擦力等于10NB。 AB段物体摩擦力大于5N
C、物体在BC段的摩擦力等于5ND。 物体在AB段的摩擦力小于BC段的摩擦力
分析:本题考查两个力的平衡和滑动摩擦力大小的影响因素;
物体在AB段内匀速运动。 从两个力的平衡可以看出,物体上的滑动摩擦力等于拉力,为5N,所以A、B都是错误的; 因为水平面的粗糙度相同,而物体对水平面的压力保持不变(两者都等于物体的重力),所以物体在BC截面上的滑动摩擦力等于AB截面上的摩擦力,均为5N,所以C是正确的,D是错误的。
答案:C;
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