_________,水平面对物体的静摩擦力的方向_______。
如果拉力F逐渐增大,但物体仍保持静止,物体受到的摩擦力___________(逐渐增大、不
变
、
逐
渐
减
小
)
。
为
什
么
?
__________________________________________________________。
静摩擦力不能无限度地增大,有一个最大值,当拉力超过这个最大值时,物体就要开始滑动,这个最大限度的静摩擦力叫做最大静摩擦力Fmax。两物体间实际发生的静摩擦力F的大小是在________
_____________________之间的某个值,即0<F≤Fmax。通常根据二力平衡的知识判断静摩擦力的大小。
当拉力增大到某一数值时,物体开始移动,此时弹簧秤的读数会突然_________(变大、变小),当物体开始在水平面上滑动后,水平面对物体的摩擦力变成滑动摩擦力。由此可知,在相同条件下,最大静摩擦力________(大于、等于、小于)滑动摩擦力。
4.当一个物体在另一个物体表面滑动时受到的摩擦力叫做_________摩擦力。滑动摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体的______________的方向相反。(注意:不是与物体的运动方向相反)
相对运动和运动有什么区别?请举例说明。 5.滑动摩擦力大小跟________成正比,公式为 。其中μ是比例常数,______(有、没有)单位,叫动摩擦因数。μ的大小与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关。μ与接触面的面积无关,与物体间是否发生相对运动,及相对运动速度都无关。
压力FN的值一定等于物体的重力吗?请举例说明。
注意:①不能用滑动摩擦力的公式计算静摩擦力的大。②当静摩擦力未达到最大值时,静摩擦力的大小与正压力无关,而最大静摩擦力的大小与正压力成正比。③运动的物体可以受静摩擦力;静止的物体可能受滑动摩擦力。④无论是静摩擦力还是滑动摩擦都既可以作动力也可以作阻力。
6.一物体在另一物体表面上滚动时产生的摩擦叫滚动摩擦。滚动摩擦远_______(大小、小于)滑动摩擦。____________就是根据这一点制成的。
7.判断物体间是否存在静摩擦力,常用如下两种方向:
⑴利用假设法。即假设接触面光滑,看物体间是否发生相对运动,若物体间能发生相对运动,说明原来存在相对运动趋势,即存在静摩擦力,否则不存在静摩擦力。
⑵根据物体运动状态,应用牛顿运动定律判断。这种方法留待学完牛顿运动定律后再讨论。
㈡课前自测题
1.关于摩擦力,下列说法正确的是( )A.摩擦力一定阻碍物体的运动,不可能做动力B.滑动摩擦力的方向与物体运动方向相反C.静摩擦力的大小与物体的正压力成正比
D.静摩擦力可以受到滑动摩擦力,运动的物体可以受到静摩擦力2.与滑动摩擦力的大小有关的是( )
A.物体间的压力大小 B.物体间的接触面积大小 C.接触面的材料、粗糙程度 D.物体间相对滑动的快慢 3.判断下列几种情况中,物体A是否受到摩擦力?如果受到摩擦力,摩擦力向什么方向? 物体随水平传送杆靠在光滑的瓶子被握在物体静止在粗物体静止在斜面上 将纸带快抽出 带向右匀速运动 竖直墙壁上 手中 糙的水平面上 41
4.如图所示,传送带以5m/s向右匀速运动,在某时刻木块以3m/s向右运动,试判断:⑴木块的运动方向:___________。⑵木块相对于传送带的运动方向:______________。⑶木块所受滑动摩擦力的方向:__________。
5.一质量为m=5kg的物体,与粗糙的水平面间的滑动摩擦因数为μ=0.2。
现用一个水平力拉着物体在该水平面上以1m/s的速度匀速运动时,拉力大小为________。用一个水平力拉着物体在该水平面上以5m/s的速度匀速运动时,拉力的大小为_______。用一水平力拉着物体在该水平面上加速度前进时,物体受到的滑动摩擦力为__________。
6.如图所示,木箱对地面的压力大小为200N,木箱与地面之间的动摩擦因数为μ=0.4。当用70N的水平力拉木箱,木箱不动,则木箱此时受到的静摩擦力大小为________N;至少用100N的水平力拉木箱,木箱才能被拉动,则木箱与地面间的最大静摩擦力大小为________N;若木箱被拉动后,用___________N的水平拉力就可以使木箱做匀速运动。
二、课堂学习
1.讨论有疑问的问题,向老师提出不理解之处。
2.如图所示,用水平推力F把重为G的黑板擦紧压在竖直的墙面上静止不动,不计手指与黑板擦之间的摩擦力,当把推力增加到2F时,黑板擦所受的摩擦力大小是原来的几倍?
3.如图所示,在水平面上向右运动的物体,质量为20kg,物体与水平面的??01.,在这个过程中,还受到一个水平向左的大小为10N的拉力的作用,则物体受到的滑动摩擦力为(g?10m/s2)( )
A.10N,向右 B.10N,向左 C.20N,向右 D.20N,向左
4.如图所示,当木块沿墙壁向下滑动时,物体所受摩擦力的大小和方向为( ) A.大小为μF,方向向上 B.大小为μF,方向向下 C.大小为G,方向向上 D.大小为G-μF,方向向下
5.如图所示,A、B、C三个物体,叠放在水平地面上,B和C各受5N的水平拉力F1和F2。这三个物体都保持静止,可以断定:A和B间的静摩擦力FAB=_____N,B和C间的静摩擦力FBC=_____N,C和地面间的静摩擦力FCD=_____N。
6.一块长L、质量为m的均匀木板,放在水平桌面上,木板与桌面间动摩擦因数为μ。当木板受到水平推力F向右运动伸出桌面L/3时,木板受到的摩擦力等于________。
7.对物体A进行受力分析
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8.分析在用力登自行车时,地面对自行车前后轮的摩擦力的方向。
9.质量为m的物体,放在粗糙的水平面上,现用一个水平推力F=kt(k为常数,t为时间)推物体。从t=0开始物体所受的摩擦力F随t的变化关系是( )
A.
B.
C.
D.
第4课时 力的合成
一、课前自主学习 ㈠课本导读
1.从等效替代关系理解合力与分力
⑴如图1所示,电阻R1=3Ω、R2=6Ω,R并=2Ω并联,甲电路中A、B之间的部分可用R并等效替代。用R并替代R1、R2前后,A、B两点之间的电压没变,A、B两点之间电路的总功率也没变。
⑵曹冲用一些石头等效替代一头大象,把一头大象化整为零,成功地称出了大象的质量(图2)。
大象和石头都使船下沉到同一位置。
⑶如图3所示,F1、F2两个力共同作用把橡皮筋的结点拉到O点,单独的一个力F也可以把橡皮筋的结点拉到O点。即
力F可以等效替代F1、F2。反之,也可以用F1、F2等效替代F。
在解决力学问题时,利用这种等效替代的思想,可以根据需要把不便于计算的力等效替代成便于计算的力,使问题简化。
⑷(课本P61)一个力,如果它产生的效果与几个力共同作用时产生效果相同,那么这个力就叫
做几个力的________,那几个力叫做________。求几个力的合力的过程叫做____________。
图3中力F、F1、F2三个力中是_______合力,_________是分力。 2.探究不在一条直线上的二力的合成方法(图3)
⑴本实验的基本思路:以相同的标度分别做出两分力F1、F2的图示,以及合力F的图示,找出合力与分力的关系。要作F1、F2、F
的图示需要哪些信息?
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_____________________________________。
⑵实验步骤:
①安装器材:在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;橡皮条的另一端拴两细绳套。
②用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O。这时要记录__________,________________,________________。(为做F1、F2的图示,该记录什么?)
在记录力的方向时,不要直接沿细绳的方向画直线,应在细绳正下方用铅笔画一点。如图4,在记录拉力F1的方向时选择在a点正下方打一点好,还是在b点正下方打一点好?____________,为什么?__________________________。
③用铅笔和三角板在白纸上从O点沿着两绳的方向画直线,按照一定的标度作出两个力F1和F2的图示。
在作力的图示时,不一定要使所作力的大小是标度的整数倍.例如,选以1cm长表示1N,则2.7N的力的箭头作2.7cm长,3.6N的力的箭头作__________cm长.并且要恰当选取标度,使所作力的图示稍大一些.为了把图作大一些,也可以以2cm长表示1N,这时以上各又该画多长?
④只用一只弹簧秤通过细绳拉橡皮筋,使其产生的效果与两个力同时拉橡皮筋的效果相同。记录:_____________、____________,按同一标度作出这个力F的图示。(为什么要用同一标度?)
一个力与两个力同时拉橡皮筋效果相同的标志是什么?_______________________________。
⑤探究这三个力的大小及方向的关系。
⑶在本实验过程中还有以下注意事项:
A.弹簧秤在使用前应将其水平放置,然后检查、校正零点.将两弹簧秤互相钩着水平拉伸,选择两只读数完全一致的弹簧秤使用。
B.在合力不超出量程及橡皮条弹性限度的前提下,拉力的数值尽量大些.用两只弹簧秤钩住绳套互成角度地拉像皮条时,夹角不宜太大也不宜太小,以60°-100°之间为宜。
C.在使用弹簧秤时要注意使拉力沿弹簧秤轴线方向,使弹簧秤与木板平行。
⑷结论:不在一条直线上的两个力合成时,以_______________________________________为邻边作__________________,这两个邻边之间的____________就代表合力的_________和_________。
注意:作图时虚线、实线要分清,表示分力和合力的两条邻边和对角线画实线,并加上箭头,平行四边形的另两条边画虚线。
3.观察图5,回答以下问题:
⑴当两分力的夹角减小时,合力_______(增大、减小、不变);当两分力的夹角增大时,合力________(增大、减小、不变),当两分力的夹角等于______时合力最小,当两分力的夹角等于_______时合力最大。
⑵设两分力大小分别是F1、F2,合力的最小值等于_________;合力的最大值等于________;随着它们之间的夹角变化,合力大小的范围是________________。
⑶合力一定大于每一个分力吗?_____________________。
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4.物体受几个力的作用,这几个力作用于一点上或__________________交于一点,这样的
一
组
力
就
叫
做
_____________,平行四边形定则只适用于____________。在图6
中是共点力的有:
5.用作图法求合力的步骤
⑴根据平行四边形定则,按同一标度作出两个分力F1、F2的图示。 ⑵用平行四边形定则作出合力F。
⑶量出对角线的长度,根据选定的标度求出合力大小。
⑷用量角器量出合力与某一个分力的夹角,表示合力的方向。 例1.两个力互成30°角,大小分别是90N和120N。用作图法求出合力的大小和方向。 解析:选定如图所示的标度,并按相同的标度作出F1、F2的图示,由平行边形定则作出合力F,用刻度尺测量知表示合力的对角线的长度大约有6.8个单位长度,所以合力的大小为:F=30N×6.8=204N
用量角器量得合力F与力F1的夹角为13°。
说明:⑴作图时分力、合力上都作上刻度。⑵由于作图误差,不同的人求得的结果可以有少量差距。
㈡课前自测题
1.关于两个力与它们的合力的说法正确的是( )
A.合力的作用效果跟原来那两个力共同作用的效果相同 B.合力与原来那两个力同时作用在物体上
C.合力的作用可以代替那两个力的作用 D.求两个力的合力遵从平行四边形定则
2.物体受两个共点力F1和F2作用,其大小分别是F1=6N,F2=10N,则无论这两个力之间的夹角为何值,它们的合力不可能是( )
A.5N B.10N C.16N D.18N
3.两个共点力F1、F2的大小一定,夹角θ是变化的,合力为F,在θ角从0°逐渐增大到180°的过程中,合力F的大小变化情况为( )
A.从最小逐渐增加到最大 B.从最大逐渐减小到零 C.从最大逐渐减小到最小 D.先增大后减小
4.关于合力与其两个分力的关系,正确的是( )
A.合力至少大于其中一个分力 B.合力的大小随分力夹角的增大而增大
C.合力一定大于任意一个分力 D.合力的可能大于每一个分力,也可能小于每一个分力
5.两个力互成45°角,大小分别是120N和80N。用作图法求出合力的大小和方向。 ______________。
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