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淺談摩擦力易混淆知識點

2014-05-29 17:12:51杜瑞
關(guān)鍵詞:桌面上扶梯粉筆

杜瑞

摩擦力在日常生活和生產(chǎn)實踐中有很多實例,學(xué)生也有比較豐富的感性認識,但是,這并不代表學(xué)生深刻領(lǐng)會了摩擦力的物理內(nèi)涵。筆者在這一節(jié)教學(xué)中,發(fā)現(xiàn)學(xué)生在幾個問題的理解上容易出現(xiàn)偏差,須特別注意,現(xiàn)總結(jié)如下:

一、摩擦力中的“相對運動”和“運動”

“相對運動”是指以與研究對象相接觸的物體(或施力物體)為參考系,而“運動”一般是指以地面或者相對地面靜止的物體為參考系。

1.摩擦力產(chǎn)生條件與“相對”

產(chǎn)生摩擦力的條件之一是物體之間有相對運動或相對運動趨勢,而不是物體有運動或運動趨勢,也就是說物體是否受到摩擦力與物體是否運動無關(guān),運動的物體可能不受摩擦力,靜止的物體可能受到摩擦力。

例如:a.兩本書疊放在一起,在推力作用下沿桌面以共同的速度運動,兩個物體相對地面都是運動的,但它們之間沒有相對運動,因而沒有摩擦力,

b.用手握住粉筆盒,使其靜止在空中,粉筆盒是靜止的,但是手與粉筆盒之間有靜摩擦力。

2.摩擦力的方向與“相對”

摩擦力的方向總是沿著接觸面,與相對運動或相對運動趨勢方向相反,而不是與運動方向相反。所以,摩擦力的方向與運動方向無關(guān),可以與運動方向成任意角。

例如:a.汽車制動,摩擦力方向與運動方向相反

b.將一小物塊輕放到水平傳送帶上,在剛開始的一小段時間內(nèi)有摩擦力并且方向與運動方向一致。如圖1所示。

c.自行車在平直路面轉(zhuǎn)彎,速度方向沿切線方向,而摩擦力卻沿半徑指向圓心,與速度方向垂直。

d.人在電梯上加速上升,速度方向斜向上,但摩擦力水平向右,二者夾角成一定角度。如圖2所示。

〖XC7.TIF〗

3.摩擦力的作用效果與“相對”

摩擦力阻礙的是物體間的相對運動或相對運動趨勢,而非運動,所以對于物體的運動而言,摩擦力可以是阻力也可以是動力。

例如:a.書在水平桌面上向前滑動,摩擦力與運動方向相反,是阻力。

b.人向前行走,腳和路面間的靜摩擦力也向前,是動力。

二、靜止的物體可能受到靜摩擦力,也可能受到滑動摩擦力;運動的物體可能受到滑動摩擦力,也可能受到靜摩擦力

例如:a.書放在桌面上,輕推書,書卻未動,桌面受到書施加的靜摩擦力;增大推力,書被推動,書與桌面產(chǎn)生相對運動,桌子未動,卻受到滑動摩擦力作用。

b.給放在水平桌面上的粉筆盒施加一個推力作用,使其運動,運動的粉筆盒受到滑動摩擦力;手握粉筆盒在空中運動,粉筆盒是運動的,但卻受到手施加的靜摩擦力。

三、求摩擦力的大小時,應(yīng)先分清是滑動摩擦力還是靜摩擦力

對于滑動摩擦力,可以利用公式f=μN求解,摩擦力的大小與正壓力成正比(注意正壓力是指垂直于接觸面的力),也可利用二力平衡來求解。

對于靜摩擦力,不與正壓力成正比,在達到最大靜摩擦力之前,隨著沿接觸面方向的外力增大而增大。

例如:a.物體放在粗糙水平面上,在水平拉力F作用下沿水平方向運動,滑動摩擦力f與物體的正壓力成正比。

b.在水平力F的作用下,物體靜止在粗糙的墻面上,隨著F的增大即正壓力的增大,靜摩擦力并不隨F的增大而增大,始終等于G.。如圖所示。

在重力、彈力、摩擦力這三個力中,摩擦力是難點又是〖TP8.TIF,6。1,PZ〗高考考查的一個熱點,因此,要熟練掌握摩擦力產(chǎn)生的條件、大小和方向,尤其是對易混淆知識點的掌握,應(yīng)更加重視。下面以幾道高考題為例做一簡單說明。

例1:如圖所示,為了節(jié)省能源,某商場安裝了智〖TP9.TIF,4。1,PZ〗能化的電動扶梯。無人乘行時,扶梯運轉(zhuǎn)的很慢;有人站上扶梯時,它會先慢慢加速,在勻速運轉(zhuǎn)。一顧客乘扶梯上樓,恰好經(jīng)歷了這兩個過程,如圖所示。那么說法正確的是()

A.顧客始終受到三個力的作用

B.顧客始終處于超重狀態(tài)

C.顧客對扶梯作用力的方向先指向左下方,再豎直向下

D.顧客對扶梯作用力的方向先指向右下方,再豎直向下

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