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[!--downpath--]問:摩擦力是小學數學中最“奇怪”的力。 有無摩擦力、摩擦力的方向、摩擦力的大小等都是解決問題時需要考慮的問題。 那么,如何解決“詭異”的摩擦力呢? 明天我們就來說說中學數學中主要指出的最常見的摩擦力——滑動摩擦力。
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,所以摩擦力問題比較困難; 了解摩擦力的相關知識和典型情況是解決摩擦力問題的關鍵。
1、摩擦力形成的條件:
(1)兩個物體相互接觸,即摩擦力就是接觸力。
(2)兩個物體相互擠壓,即物體之間必然存在壓力。
(3)接觸面應是粗糙的,即不能是光滑的表面。
(4)物體之間已存在相對運動或有相對運動的趨勢,即形成摩擦力的兩個物體正在相對運動或欲相對運動。
以上四個條件缺一不可! 中學數學中,大多考察的是(3)和(4)這兩個條件。
2. 摩擦的類型
摩擦可分為滑動摩擦、滾動摩擦和清河摩擦三種。 明天我們主要講滑動摩擦力。
(1) 什么是滑動摩擦力?
一個物體在另一個物體表面滑動時形成的限制物體相對運動的力; 如:擦黑板時,黑板擦與黑板的摩擦力; 滑冰時雪橇與雪的摩擦力等;
擦黑板時的摩擦力
(2) 滑動摩擦力的大小是多少?
滑動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; 壓力越大,接觸面越粗糙二力平衡的實驗原理,滑動摩擦力越大。
滑動摩擦力影響實驗
滑動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關。
我們可以通過改變壓力的大小或改變接觸面的粗糙度來改變滑動摩擦的大小。
(3)如何檢測水平運動物體的滑動摩擦力?
檢測水平運動物體滑動摩擦力的原理是兩個力的平衡。 具體方法如下:如圖所示,當用彈簧測力計帶動物體做勻速直線運動時,彈簧測力計的讀數就是滑動摩擦力的大小。
3、典型例子:
(1)小明以10N的水平推力向右推動一個重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。
分析:本題考查兩個力的平衡和滑動摩擦力大小的影響因素;
當木架在水平地面上做勻速直線運動時,從兩個力的平衡可以看出,此時的推力和摩擦力是一對平衡力,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。 當以8m/s的速度在水平地面上勻速直線運動時,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點勻速運動到B點。 此時,拉力撤去,物體繼續向前運動,停在C點。下列關于這一過程的敘述哪一項是()
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:本題考查兩個力的平衡和滑動摩擦力大小的影響因素;
物體在AB段內勻速運動。 從兩個力的平衡可以看出,物體上的滑動摩擦力等于拉力,為5N,所以A、B都是錯誤的; 因為水平面的粗糙度相同,而物體對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是錯誤的。
答案:C;
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