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[!--downpath--]問(wèn):摩擦力是小學(xué)數(shù)學(xué)中最“奇怪”的力。 有無(wú)摩擦力、摩擦力的方向、摩擦力的大小等都是解決問(wèn)題時(shí)需要考慮的問(wèn)題。 那么,如何解決“詭異”的摩擦力呢? 明天我們就來(lái)說(shuō)說(shuō)中學(xué)數(shù)學(xué)中主要指出的最常見(jiàn)的摩擦力——滑動(dòng)摩擦力。
分析:由于摩擦力形成的條件很多,摩擦力多種多樣,而且判斷不同摩擦力大小的方式也不同,所以摩擦力問(wèn)題比較困難; 了解摩擦力的相關(guān)知識(shí)和典型情況是解決摩擦力問(wèn)題的關(guān)鍵。
1、摩擦力形成的條件:
(1)兩個(gè)物體相互接觸,即摩擦力就是接觸力。
(2)兩個(gè)物體相互擠壓,即物體之間必然存在壓力。
(3)接觸面應(yīng)是粗糙的,即不能是光滑的表面。
(4)物體之間已存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),即形成摩擦力的兩個(gè)物體正在相對(duì)運(yùn)動(dòng)或欲相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
以上四個(gè)條件缺一不可! 中學(xué)數(shù)學(xué)中,大多考察的是(3)和(4)這兩個(gè)條件。
2. 摩擦的類型
摩擦可分為滑動(dòng)摩擦、滾動(dòng)摩擦和清河摩擦三種。 明天我們主要講滑動(dòng)摩擦力。
(1) 什么是滑動(dòng)摩擦力?
一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面滑動(dòng)時(shí)形成的限制物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力; 如:擦黑板時(shí),黑板擦與黑板的摩擦力; 滑冰時(shí)雪橇與雪的摩擦力等;
擦黑板時(shí)的摩擦力
(2) 滑動(dòng)摩擦力的大小是多少?
滑動(dòng)摩擦力的大小僅與物體間壓力的大小和接觸面的粗糙度有關(guān); 壓力越大,接觸面越粗糙二力平衡的實(shí)驗(yàn)原理,滑動(dòng)摩擦力越大。
滑動(dòng)摩擦力影響實(shí)驗(yàn)
滑動(dòng)摩擦力的大小與物體的速度、物體之間接觸面積的大小等無(wú)關(guān)。
我們可以通過(guò)改變壓力的大小或改變接觸面的粗糙度來(lái)改變滑動(dòng)摩擦的大小。
(3)如何檢測(cè)水平運(yùn)動(dòng)物體的滑動(dòng)摩擦力?
檢測(cè)水平運(yùn)動(dòng)物體滑動(dòng)摩擦力的原理是兩個(gè)力的平衡。 具體方法如下:如圖所示,當(dāng)用彈簧測(cè)力計(jì)帶動(dòng)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)就是滑動(dòng)摩擦力的大小。
3、典型例子:
(1)小明以10N的水平推力向右推動(dòng)一個(gè)重50N的木架。 木架能在水平地面上以0.5m/s的速度做直線移動(dòng)。
分析:本題考查兩個(gè)力的平衡和滑動(dòng)摩擦力大小的影響因素;
當(dāng)木架在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),從兩個(gè)力的平衡可以看出,此時(shí)的推力和摩擦力是一對(duì)平衡力,因此摩擦力的方向與推力的方向相反,即水平向左,摩擦力的大小等于推力的大小,即10N。 當(dāng)以8m/s的速度在水平地面上勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),木架上的摩擦力保持不變,仍為10N。
答案:水平向左; 10; 10; 10.
(2)如圖所示,在粗糙度相同的水平面上,重量為10N的物體在F=5N的水平拉力作用下,沿水平面從A點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)。 此時(shí),拉力撤去,物體繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),停在C點(diǎn)。下列關(guān)于這一過(guò)程的敘述哪一項(xiàng)是()
A、物體在AB截面上的摩擦力等于10NB。 AB段物體摩擦力大于5N
C、物體在BC段的摩擦力等于5ND。 物體在AB段的摩擦力小于BC段的摩擦力
分析:本題考查兩個(gè)力的平衡和滑動(dòng)摩擦力大小的影響因素;
物體在AB段內(nèi)勻速運(yùn)動(dòng)。 從兩個(gè)力的平衡可以看出,物體上的滑動(dòng)摩擦力等于拉力,為5N,所以A、B都是錯(cuò)誤的; 因?yàn)樗矫娴拇植诙认嗤矬w對(duì)水平面的壓力保持不變(兩者都等于物體的重力),所以物體在BC截面上的滑動(dòng)摩擦力等于AB截面上的摩擦力,均為5N,所以C是正確的,D是錯(cuò)誤的。
答案:C;
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