初二物理竞赛 第8讲 摩擦力 教师版

漫画释义8

摩擦力

种类静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力

定义两个相互接触的物体, 当它们要发生或已经发生相对运动时, 就会在接触面上产生阻碍相对运动趋势或相对运动的力, 这种力叫做摩擦力．

产生条件① 直接接触②有挤压（接触面的弹性形变）③接触面粗糙④有相对运动或者相对运动趋势

方向与相对运动或者相对运动趋势相反

微观上理解摩擦力1. 两表面交界时小毛刺和小毛刺的交错, 发生切向的宏观错移（滑动摩擦）或微

观错移（静摩擦）时导致的毛刺变形所产生的弹力即为摩擦力. 毛刺的变形量、毛刺之间交错的深度和广度都会影响到摩擦力的大小. 下图分别是A、B两物体间的摩擦力为零（甲）、最大静摩擦（乙）和滑动摩擦（丙）的情况.

2. 静摩擦力的大小由受力分析确定, 最大静摩擦力受毛刺的最大变形量决定,

如（乙图角1）所示, 毛刺的变形量已经很大了.

3. 一般认为滑动摩擦力和最大静摩擦力大小相同, 但实际上是小于最大静摩擦

力, （编者认为）由于发生了宏观移动, 如图丙所示, 微观上圈出的两毛刺亲密接触时间有限, 毛刺还没有达到最大变形量就分离了, 从而导致滑动摩擦中毛刺无法达到最大变形量（角2<角1, 编者把角2 这个角度叫做运动时的脱离变形量）. 所以滑动摩擦小于最大静摩擦.

摩擦力的大小

静摩擦力滑动摩擦力

大小与压力、粗糙程度无关, 利用

平衡状态物体合力为0N 来求解．

大小测定: 利用二力平衡

影响因素: 压力、接触面材料和粗糙程度知识导航

减小滑动

摩擦力的

方法

① 减小接触面压力②减小接触面的粗糙程度

③把滑动摩擦力变为滚动摩擦力④把两个接触面分开等等

探究实验（相关性及证伪实验）

实验特点在某条件下, 探究两个物理量B 与A 的相关性,采用两次实验法．

明确变量自变量、因变量、控制变量

实验设计方法两次实验: 改变自变量A, 得到两次因变量B

1

、B

2

分析与结论若B

1

=B

2

, 则B 与A 无关; 若B

1

B

2

, 则B 与A 有关

【例1】人用F=6N 的力水平拉动物块, 使物块向右作匀速直线运动, 请画出物块所受摩擦力的示意图, 并写出摩擦力的大小.

【答案】图略. 摩擦力大小为6N.

【例2】如图所示, 用水平向左、大小为5N 的力F 将重力为2N 的物块压在墙上静止, 请画出物块此时所受摩擦力的示意图, 并写出大小; 若将压力F 撤去, 物块将贴着墙面下滑, 下滑过程中是否还受到摩擦力的作用?

【答案】图略; 第一次摩擦力大小为2N; 第二次下滑时不受摩擦力作用, 因为压力为0N.

模块一：摩擦力的认知

【例3】自动化生产线上, 常用传送带传送工件．如图所示一个工件与皮带一起水平匀速向右运动, 不计空气阻力, 请画出工件此时受力的示意图．

【答案】

【例4】如图所示, 甲、乙两个物块叠放在水平面上. 小禹同学用水平向右的力 F 拉乙物块, 使甲、乙两个物体一起匀速向右运动, 请分析甲、乙两个物块各自所受摩擦力的情况, 并画出甲、乙的受力示意图.

【答案】图略. 甲不受摩擦力, 乙受到的摩擦力为地面对它的，方向为水平向左，大小为F.

【例5】如图所示, 用水平拉力F=6N 拉动铁块在支架上匀速向右运动, 则铁块对支架的摩擦力情况是( )

A. 大小为6N, 水平向右

B. 大小为6N, 水平向左

C. 方向水平向左, 大小不能确定

D. 方向水平向右, 大小不能确定

【答案】A 考查二力平衡及相互作用力

☆ 上题中可以引申提问: 此时地面对支架的摩擦力大小及方向

水平向左, 6N .

【例6】下列几种关于摩擦力利弊的说法中, 正确的是( )

A. B. C. D.

A. 机车起动时, 车轮与钢轨间的摩擦是有益的

B. 皮带传动中, 皮带与皮带轮间的摩擦是有害的

C. 骑自行车时, 自行车轮胎与地面间的摩擦是有害的, 毫无益处

D. 人走路时, 脚与地面间的摩擦是有害摩擦, 越小越好

【答案】A

【例7】在日常生活和生产活动中, 有时要增大摩擦力, 有时又要设法减小摩擦力, 下列四个实例中属于减小摩擦力的是( )

A. 拉二胡演奏

B. 皮带传动装置

C. 鞋底花纹

D. 滚轴代替平底鞋【答案】D

【例8】小明想测量正方体木块和平木板之间的滑动摩擦力, 他设计了以下两种实验装置图

图甲图乙

(1) 甲、乙两图都利用了知识, 测出物块和木板之间滑动摩擦力的大小.

(2) 利用图乙装置测量滑动摩擦力的优点是.

(3) 利用此装置图, 还可以设计研究关于滑动摩擦力的哪些实验? （至少写出一个）

.

【答案】(1) 二力平衡

(2) 易于控制, 减小实验误差．

分析: 即使平板小车不做匀速直线运动, 对实验也不会产生影响．因为木块是静止

的,它水平方向受到的弹簧测力计的拉力和受到的滑动摩擦力一定是平衡的．

(3) 滑动摩擦力与接触面受到的压力的关系; 滑动摩擦力与相对运动速度大小的关系;

滑动摩擦力与接触面大小的关系等．

分析: 保证接触面受到的压力和接触面的粗糙程度不变的情况下, 分别将木块平放

和侧放, 注意调节定滑轮的高度, 来探究滑动摩擦力与接触面大小的关系．

模块二：摩擦力大小的影响因素