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摩擦力问题的分类处置

 添加时间:2019-06-16   
 
 


文章摘要:  摘要:针对于初中物理教授理论中学员剖析”摩擦力”问题时涌现的罕见迷惑,从“摩擦力发生前提”、“摩擦力标的目的断定”以及“摩擦力大小断


  摘要:针对于初中物理教授理论中学员剖析”摩擦力”问题时涌现的罕见迷惑,从“摩擦力发生前提”、“摩擦力标的目的断定”以及“摩擦力大小断定”三个角度提出了相应的分类处置的思绪跟 法子,辅助学员切实进步剖析解决实际问题的才能.
  要害词:滑动摩擦力;静摩擦力;分类处置
  作者简介:赵会明,男,江苏邳州,大学本迷信历,中学高档老师,1991年加入工作,目前辞职于深圳市南山区第二本国语学校.长期担任结业班物理教授,2009年5月,被评定为深圳市南山区中学迷信学科中青年主干老师.摩擦力是初中物理力学局部的一个首要概念.从每年的教授理论来看,因为摩擦力在生涯实际中的表示跟 利用实例十分广泛,所以学员初学摩擦力时总体感觉是熟识的.但在剖析解决详细的摩擦力问题时,却频频涌现各种问题.概括起来,出要表示在:
  1、对于摩擦力发生的前提把握的没有全面、没有深刻,没有能精确断定在给定的情境下能否具有摩擦力;
  2、对于摩擦力的标的目的特色短缺深刻懂得,误认为摩擦力标的目的老是与物体活动的标的目的相反.实际上,摩擦力标的目的并没有老是与物体活动的标的目的相反,而老是与绝对活动标的目的或许绝对活动趋势的标的目的相反.
  3、对于摩擦力大小的断定跟 求解短缺明晰的思绪跟 法子,极易将抉择滑动摩擦力大小的两个要素套用到静摩擦力的大小断定上,从而涌现错解.
  造成学员涌现上述问题的本源,在于新人教版教材内容不明晰地将滑动摩擦力跟 静摩擦力区别开来加以论述,而是同一用摩擦力加以概述,假如老师在授课进程中,也是笼统处置,那么就必然招致学员在面对于各种情境下的摩擦力问题时无奈精确应答.所以咱们应该运用分类处置的方式来学习跟 意识摩擦力.
  1关于摩擦力发生的前提:
  滑动摩擦力跟 静摩擦力的发生前提十分相似,都必需同时知足三个前提.独一没有同的处所就是发生滑动摩擦力时,须要物体间产生绝对活动;而发生静摩擦力时,物体间仅具有绝对活动趋势,却不绝对活动.
  这三个前提分手是:
  A.两个物体接触,且互相有挤压(即产生弹性形变)
  B.两物体的接触面是毛糙的
  C.物体间具有绝对活动或绝对活动趋势
  上述三个前提中,最易涌现问题的是第三个前提中针对于静摩擦力的“绝对活动趋势”的断定.解决议略有两个:
  战略1:假定法
  即:假定此时研讨对于象跟 与之接触的物体间无摩擦(也就是润滑的),再看该研讨对于象绝对于接触物体的名义能否涌现滑动现象,若不,则阐明本来就不绝对活动趋势;若具有,则阐明本来就具有绝对活动趋势.
  例题1:如图1所示,一根平均的木棒斜靠在润滑的竖直墙面上,另一端搁置在程度地面上静止,请剖析木棒遭到哪些力的作用?
  剖析:木棒在竖直标的目的上受重力G跟 地面施加的支撑力N1作用;在程度标的目的上遭到墙壁施加的向右的支撑力N2作用.因为墙壁是润滑的,所以墙壁跟 木棒接触处不静摩擦力.如果地面也是润滑的,则木棒一定会向右下滑而倾倒,因而此时木棒下端具有着沿地面向右滑动的趋势,也就是说,此时木棒下端要遭到一个程度向左的静摩擦力f作用能力坚持静止.故木棒总共遭到四个力作用.
  战略2:类比法
  即:此法子十分合适于“在程度面上活动的两个上下叠放的绝对静止的物体间能否具有摩擦力”的问题断定.咱们晓得,在一辆行驶的公交车内,站破的乘客为了保险往往须要用手握住装置在车箱顶的横杆状扶手.这里会有三种休会:
  当车辆启动或加速时,因为惯性,乘客身材要向后倾斜,此时握住横杆的手掌将涌现分明的沿横杆向后滑动的趋势,所以手掌必定遭到一个障碍这种绝对活动趋势的向前的静摩擦力;
  同理,当车辆制动或减速时,因为惯性,乘客身材要向前倾斜,此时握住横杆的手掌将涌现分明的沿横杆向前滑动的趋势,所以此时手掌必定遭到一个障碍这种绝对活动趋势的向后的静摩擦力;
  当车辆匀速直线活动时,因为乘客受均衡力作用,所以此时握住横杆的手掌既没有会涌现沿横杆向前滑动的趋势,也没有会涌现沿横杆向后滑动的趋势,也就是说,此时手掌跟 横杆之间不静摩擦力;
  与上述三种情况类比,物体A跟 B叠放在一同坚持绝对静止,在拉力F作用下沿程度面向右活动(如图2所示).
  当A跟 B向右加速活动时,物体A将涌现沿物体B向左滑动的趋势,从而物体A会遭到一个向右的静摩擦力作用(此时物体B遭到的是滑动摩擦力,标的目的向左);
  当A跟 B向右减速活动时,物体A将涌现沿物体B向右滑动的趋势,从而物体A会遭到一个向左的静摩擦力作用(此时物体B遭到的仍是滑动摩擦力,标的目的向左);
  当A跟 B向右匀速直线活动时,物体A没有会涌现沿物体B向任何标的目的滑动的趋势,从而物体A跟 物体B 之间不静摩擦力作用(但此时物体B遭到的依然是地面的滑动摩擦力,标的目的向左);
  例题2:如图3所示,程度传递带上的物体正在随传递带一同向右活动,物体速度逐步变大,剖析物体遭到的力有 ()
  A.重力、传递带的支撑力
  B.重力、对于传递带的压力
  C.重力、传递带的支撑力、向右的摩擦力
  D.重力、傳送带的支撑力、对于传递带的压力
  剖析:因为程度传递带上的物体正在向右活动且速度逐步变大,运用类比法可知,物体存在向左绝对活动的趋势,故程度传递带上的物体受向右静摩擦力作用;此外物体在竖直标的目的上,遭到的重力跟 传递带的支撑力是一对于均衡力;即物体受重力、支撑力跟 向右的摩擦力作用,故选C.
  2关于摩擦力标的目的的断定:
  A.对于滑动摩擦力而言,因为标题中的研讨对于象通常都是绝对于地面或许绝对地面上静止的物体产生绝对活动,所以研讨对于象的绝对活动标的目的,也就是咱们习气上感知到的活动标的目的.因而只需明确了物体的活动标的目的,其反标的目的就是滑动摩擦力的标的目的;




































































































 B.对于静摩擦力而言,因为在标题的描写中咱们感知到的物体(即研讨对于象)活动标的目的往往是研讨对于象整体绝对于地面或绝对于地面上静止的物体而言的,但研讨对于象跟 与之相接触且发生静摩擦力的物体间并不产生绝对活动,而是坚持绝对静止.这样以来,研讨对于象绝对于接触物体的绝对活动趋势的标的目的跟 研讨对于象整体绝对于地面的活动标的目的有可能相反,也有可能雷同,因而毫不能以为静摩擦力标的目的与物体绝对于地面的活动标的目的必定相反.对于此必需明确:静摩擦力标的目的只是与研讨对于象绝对于接触物体的活动趋势的标的目的相反.
  例题3:人向东步行行进,人遭到的摩擦力标的目的向.
  剖析:本题中,咱们感知到的活动标的目的是人正在绝对于地面向东步行行进,但人虽然向东行进,摩擦力标的目的却并没有是向西的.因为人行走凭仗的是地面对于脚底部的静摩擦力,此时脚底部绝对于地面实际上有一个向后,也就是向西的滑动的趋势,所以人遭到的静摩擦力标的目的与这个绝对活动趋势标的目的相反,是向前的,即向东.能够看出,人走路时,遭到的静摩擦力标的目的与人行走的标的目的雷同,但与脚底部绝对地面的活动趋势标的目的相反.
  例题4:杂技活动员匀速往上爬竹竿跟 顺着竹竿匀速下滑这两种活动中,关于活动员所受摩擦力的标的目的,下列说法正确的是()
  A.都向上
  B.都向下
  C.爬竿时向下,下滑时向上
  D.爬竿时向上,下滑时向下
  剖析:杂技活动员匀速往上爬竹竿时,咱们感知到的信息是身材正在向上活动,但当真思索后,没有难发觉活动员身材的回升,凭仗的是手掌跟 竹竿之间的摩擦力,此时手掌牢牢地抓在竹竿上,并不绝对竹竿滑动,但手掌却具有沿竹竿下滑的趋势,所以爬竹竿时,手掌处遭到的是静摩擦力,没有是滑动摩擦力,且标的目的向上;而顺着竹竿匀速下滑时,手掌跟 人体绝对竹竿产生了滑动,所以遭到的是滑动摩擦力,且标的目的与滑动标的目的相反,也是向上的.
  3关于摩擦力大小的断定跟 求解:
  跟 摩擦力标的目的的判定一样,对于摩擦力大小的断定跟 求解,也必需区别看待,分类处置,不然极易涌现失误.
  A.对于滑动摩擦力而言,普通有两个思绪:
  (1)二力均衡法:假如物体在程度支撑面上做匀速直线活动,则滑动摩擦力f=程度拉力或推力F,只需明确F的大小,即可晓得f的大小;
  (2)抉择要素法:假如物体在活动进程中,对于支撑面的压力以及接触面的毛糙水平都不变化,则物体所遭到的滑动摩擦力就坚持没有变.此时物体不论是匀速活动,仍是变速活动都没有影响滑动摩擦力的大小.
  B.对于静摩擦力而言,因为物体还处于静止形态,所以就一个思绪,即二力均衡法.须要阐明的是,因为压力大小跟 接触面毛糙水平只会影响滑动摩擦力跟 最大静摩擦力的大小,而对于普通情形下的静摩擦力不影响,所以解题时切忌遭到压力要素跟 接触面毛糙水平要素的干扰!
  例题5:如图4所示,放在程度地面上的物体,遭到标的目的没有变的程度拉力F的作用,其F-t跟 V-t图象分手如图5、图6所示,由图象可知,当t=1s时,物体遭到的摩擦力是N,当t=3s时,物体遭到的摩擦力是N.
  剖析:物体在程度标的目的遭到程度拉力F跟 摩擦力f两个力的作用,但在没有同的光阴阶段,摩擦力的性质有所没有同.由图6可知,在0—2秒内,物体处于静止形态,所以在0—2秒内物体受静摩擦力作用;在2—6秒内,不论物体做加速活动(2—4秒内)仍是匀速活动(4—6秒内),物体都受滑动摩擦力作用.再由图5可知,在0--2秒内,物体遭到3N程度拉力而坚持静止,依据二力均衡,此阶段物体遭到的静摩擦力大小即是3N;在4—6秒内,物体遭到5N程度拉力而坚持匀速直线活动,依据二力均衡,此阶段物体遭到的滑动摩擦力大小也就即是5N;最后在2—4秒内,物体遭到7N程度拉力但做的是加速活动,此阶段没有能再运用二力均衡法求解,依据“抉择要素法”,此阶段跟 4—6秒阶段相比,因为压力大小跟 接触面毛糙水平均未变化,所以此阶段跟 4—6秒阶段,物体遭到的滑动摩擦力相等,都即是5N.故:谜底分手是3N跟 5N.
  例题6:如图所示,用程度力F将一物体压在竖直墙壁上静止没有动,设物体受墙的压力为N,摩擦力为f,当F增大时,下列说法正确的是()
  A.N增大,f增大
  B.N增大,f没有变
  C.N增大,f减小
  D.前提没有足,無法肯定
  剖析:本题中,容易得出墙面所受压力N将跟着F的增大而增大,要害在于摩擦力大小的断定.由题意可知,整个进程中物体遭到的是静摩擦力,其大小与压力N的大小变化无关,依据二力均衡可知,物体遭到的静摩擦力始终即是物体的重力,谜底选B.本题易错之处就在于局部学员将两类摩擦力一概而论,将抉择滑动摩擦力大小的两个要素套用到静摩擦力的大小断定上,从而涌现错解.
  参考文献:
  [1]王波.中学物理中静摩擦力标的目的断定及大小的计算.教育教授论坛,2010,(18).



 
 
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