高中物理知识点整理:摩擦力.docx





《高中物理知识点整理:摩擦力.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中物理知识点整理:摩擦力.docx(21页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、高中物理知识点整理:摩擦力中学物理学问点整理:动量定理 中学物理学问点整理:动量定理 动量定理是力对时间的积累效应,使物体的动量发生变更,适用的范围很广,它的探讨对象可以是单个物体,也可以是物体系;它不仅适用于恒力情形,而且也适用于变力情形,尤其在解决作用时间短、作用力大小随时间改变的打击、碰撞等问题时,动量定理要比牛顿定律便利得多,本文试从几个角度谈动量定理的应用。 一、用动量定理说明生活中的现象 例1直立放置的粉笔压在纸条的一端.要想把纸条从粉笔下抽出,又要保证粉笔不倒,应当缓缓、当心地将纸条抽出,还是快速将纸条抽出?说明理由。 解析纸条从粉笔下抽出,粉笔受到纸条对它的滑动摩擦力mg作用,
2、方向沿着纸条抽出的方向.不论纸条是快速抽出,还是缓缓抽出,粉笔在水平方向受到的摩擦力的大小不变.在纸条抽出过程中,粉笔受到摩擦力的作用时间用t表示,粉笔受到摩擦力的冲量为mgt,粉笔原来静止,初动量为零,粉笔的末动量用mv表示.依据动量定理有:mgt=mv。 假如缓慢抽出纸条,纸条对粉笔的作用时间比较长,粉笔受到纸条对它摩擦力的冲量就比较大,粉笔动量的变更也比较大,粉笔的底端就获得了肯定的速度.由于惯性,粉笔上端还没有来得及运动,粉笔就倒了。 假如在极短的时间内把纸条抽出,纸条对粉笔的摩擦力冲量微小,粉笔的动量几乎不变.粉笔的动量变更得微小,粉笔几乎不动,粉笔也不会倒下。 二、用动量定理解曲线
3、运动问题 例2以速度v0水平抛出一个质量为1kg的物体,若在抛出后5s未落地且未与其它物体相碰,求它在5s内的动量的改变.(g=10m/s2)。 解析此题若求出末动量,再求它与初动量的矢量差,则极为繁琐.由于平抛出去的物体只受重力且为恒力,故所求动量的改变等于重力的冲量.则 p=Ft=mgt=1105=50kgm/s。 点评运用p=mv-mv0求p时,初、末速度必需在同始终线上,若不在同始终线,需考虑运用矢量法则或动量定理p=Ft求解p.用I=Ft求冲量,F必需是恒力,若F是变力,需用动量定理I=p求解I。 三、用动量定理解决打击、碰撞问题 打击、碰撞过程中的相互作用力,一般不是恒力,用动量定
4、理可只探讨初、末状态的动量和作用力的冲量,不必探讨每一瞬时力的大小和加速度大小问题。 例3蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目.一个质量为60kg的运动员,从离水平网面3.2m高处自由落下,触网后沿竖直方向蹦回到离水平网面1.8m高处.已知运动员与网接触的时间为1.4s.试求网对运动员的平均冲击力.(取g=10m/s2) 解析将运动员看成质量为m的质点,从高h1处下落,刚接触网时速度方向向下,大小。 弹跳后到达的高度为h2,刚离网时速度方向向上,大小, 接触过程中运动员受到向下的重力mg和网对其向上的弹力F.选取竖直向上为正方向,由动量定理得:。 由以上三式解得
5、:, 代入数值得:F=1.2103N。 四、用动量定理解决连续流体的作用问题 在日常生活和生产中,常涉及流体的连续相互作用问题,用常规的分析方法很难奏效.若构建柱体微元模型应用动量定理分析求解,则曲径通幽,“柳暗花明又一村”。 例4有一宇宙飞船以v=10km/s在太空中飞行,突然进入一密度为=110-7kg/m3的微陨石尘区,假设微陨石尘与飞船碰撞后即附着在飞船上.欲使飞船保持原速度不变,试求飞船的助推器的助推力应增大为多少?(已知飞船的正横截面积S=2m2) 解析选在时间t内与飞船碰撞的微陨石尘为探讨对象,其质量应等于底面积为S,高为vt的直柱体内微陨石尘的质量,即m=Svt,初动量为0,末
6、动量为mv.设飞船对微陨石的作用力为F,由动量定理得 , 则。 依据牛顿第三定律可知,微陨石对飞船的撞击力大小也等于20N.因此,飞船要保持原速度匀速飞行,助推器的推力应增大20N。 五、动量定理的应用可扩展到全过程 物体在不同阶段受力状况不同,各力可以先后产生冲量,运用动量定理,就不用考虑运动的细微环节,可“一网打尽”,干净利索。 例5质量为m的物体静止放在足够大的水平桌面上,物体与桌面的动摩擦因数为,有一水平恒力F作用在物体上,使之加速前进,经t1s撤去力F后,物体减速前进直至静止,问:物体运动的总时间有多长? 解析本题若运用牛顿定律解决则过程较为繁琐,运用动量定理则可一挥而就,一目了然.
7、由于全过程初、末状态动量为零,对全过程运用动量定理,有 故。 点评本题同学们可以尝试运用牛顿定律来求解,以求驾驭一题多解的方法,同时比较不同方法各自的特点,这对今后的学习会有较大的帮助。 六、动量定理的应用可扩展到物体系 尽管系统内各物体的运动状况不同,但各物体所受冲量之和仍等于各物体总动量的改变量。 例6质量为M的金属块和质量为m的木块通过细线连在一起,从静止起先以加速度a在水中下沉,经时间t1,细线断裂,金属块和木块分别,再经过时间t2木块停止下沉,此时金属块的速度多大?(已知此时金属块还没有遇到底面.) 解析金属块和木块作为一个系统,整个过程系统受到重力和浮力的冲量作用,设金属块和木块的
8、浮力分别为F浮M和F浮m,木块停止时金属块的速度为vM,取竖直向下的方向为正方向,对全过程运用动量定理得 细线断裂前对系统分析受力有 , 联立得。 综上,动量定量的应用特别广泛.细致地理解动量定理的物理意义,潜心地探究它的典型应用,对于我们深化理解有关的学问、感悟方法,提高运用所学学问和方法分析解决实际问题的实力很有帮助. 摩擦力 摩擦力 【要点导学】1两个物体相互接触,当有相对滑动的趋势,但又保持相对静止状态时,在它们接触面上出现的阻碍相对滑动的静摩擦力。(1)产生条件:两物体必需接触且接触面粗糙;有正压力;有相对滑动趋势(2)静摩擦力方向:沿接触面且与相反。静摩擦力大小:随外力的改变而改变
9、。一般与迫使物体发生相对运动的外力(或沿着接触面的重量)大小相等。(3)静摩擦力有一个最大值,它是物体即将起先相对滑动时的静摩擦力,即最大静摩擦力。2两个相互接触且有相对滑动的物体,在它们的接触面上会产生阻碍相对运动的摩擦力,称为滑动摩擦力。(1)产生条件:;。(2)滑动摩擦力方向:沿接触面且与相反。(3)滑动摩擦力的大小:滑动摩擦力的大小与两物体间的压力成正比,即Ff=FN,其中为动摩擦因数,无单位,它与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关,而与物体间的相对速度的大小、接触面的大小、压力的大小无关。 【范例精析】例1关于摩擦力的说法,下列说法中正确的是()A.两个接触的相对静止的物体间肯定有摩
10、擦力B.受静摩擦作用的物体肯定是静止的C.滑动摩擦力方向肯定与运动方向相反D.物体间正压力肯定时,静摩擦力的大小可以改变,但有一个限度 解析:两个相对静止的物体间不肯定有静摩擦力,还要看它们间是否有相对滑动趋势。例如静止在水平地面上的汽车,它们之间就没有静摩擦力。受静摩擦力作用的物体不肯定是静止的,例如与倾斜的匀速运动的输送带相对静止的物体,物体与输送带之间有相对滑动的趋势,所以有静摩擦力存在,但物体并不是静止的。产生静摩擦力时只要与接触面相对静止就行了。上述的输送带如突然加速,物体就可能受到与运动方向一样的滑动摩擦力。所以A、B、C三个选项都是错的。在正压力肯定时,静摩擦力的大小可以因外力的
11、改变而改变,但不能超过最大静摩擦力,这就是一个限度。本题目正确的选项是D。 拓展:(1)不管静摩擦还是滑动摩擦力的方向,都要留意与接触面的“相对性”(2)值得留意的是,正压力改变时静摩擦力不肯定改变,但最大静摩擦力确定改变。 例2要使木块在水平木桌上滑动受到的摩擦力小些,下列措施中有效的是()A.将木块和木桌的接触面刨光滑些B.在木桌表面上垫一张平整的铁皮C.使木块的滑动速度增大D.减小木块与桌面的接触面积 解析:影响滑动摩擦力大小的因素有两个,一是正压力的大小,二是动摩擦因数。本题中正压力不变,只要考虑动摩擦因数的大小。动摩擦因数的大小与接触面的光滑程度和接触面的材料有关,A选项正确。依据教
12、材的表格,木与木之间的动摩擦因数是0.3,而木与金属之间的动摩擦因数为0.2,所以B选项正确。动摩擦因数与运动速度无关(汽车刹车时路面摩擦因数变更是因为温度改变)所以C选项错误。动摩擦因数与接触面积无关,D选项错误。本题目正确选项为AB。 拓展:正因为动摩擦因数与接触面积的大小无关,所以一块匀质长木板在水平桌面上滑动时,在它伸出桌面的长度小于总长度的1/2的状况下,木板所受滑动摩擦力不变。例3如图331所示,用50N的水平推力F将重24N的物块压在竖直墙面上,物块沿墙面下滑,物块与墙面间的动摩擦因数=0.4,求:墙面对物块的摩擦力大小。解析:由题意可知,物块与墙面间存在滑动摩擦力,物块与墙面间
13、存在相互作用力,即:墙面对物块的弹力和物块对墙面的压力,它们大小相等。而水平推力与墙面对物块的弹力相平衡,故物块对墙面的压力大小与水平推力大小相等,即:FN=50N,依据Ff=FN可得:Ff=0.450N=20N。 拓展:有同学误认为物块对墙面的压力大小FN与物体的重力大小相等,这完全是没有真正理解正压力的含义,而是死记住初中阶段学习摩擦力时,压力大小等于重力大小这类简洁问题。如图332所示,甲、乙、丙三个物体的质量相等,与地面的动摩擦因数相同,受到三个大小相同的作用力,当它们滑动时,受到的摩擦力大小的状况,下列说法正确的是:()A甲、乙、丙三个物体所受摩擦力大小相等B甲受到的摩擦力最大C乙受
14、到的摩擦力最大D丙受到的摩擦力最大由于FN乙FN丙FN甲故物块所受滑动摩擦力大小关系:Ff乙Ff丙Ff甲,选项C正确。【实力训练】1当一个物体在另一个物体的表面上_另一个物体_时,要受到另一个物体阻碍它_的力,这种力叫做滑动摩擦力,探讨滑动摩擦力时我们选择的参考系是相互滑动的两物体中我们认为_的那个物体,滑动摩擦力的方向总是与_方向相反.相对于,滑动,相对滑动,静止,相对滑动2.滑动摩擦力的大小可以用公式Ff=FN,其中FN叫做_,它属于_,方向与接触面_;叫做_,它与接触面的_及_有关.压力,弹力,垂直;动摩擦因数,材料,粗糙程度3.产生静摩擦力的条件是_、_、_.静摩擦力的方向总是与_相反
15、,静摩擦力的大小可以在_范围内改变.有弹力、并且有相对滑动的趋势,相对滑动趋势的方向,零到最大静摩擦力4如图333所示,用力F将质量为1kg的物体压在竖直墙上,F=50N方向垂直于墙,若物体匀速下滑,物体受到的摩擦力是_N,动摩擦因数是_,若物体静止不动,它受到的静摩擦力是_N,方向_若撤去力F,当铁块沿着墙壁自由下落时,铁块受到的滑动摩擦力(g10N/kg)10,0.2,10竖直向上,05.关于摩擦力,下列说法正确的是(A)A.物体受到摩擦力作用时,肯定受到弹力作用B.只有运动的物体才能受到滑动摩擦力作用C.具有相对运动的两物体间肯定存在滑动摩擦力作用D.摩擦力的方向与物体运动方向相反6下列
16、关于摩擦力的说法正确的是(D)A.摩擦力的方向总与物体的运动方向相反B摩擦力的大小与相应的正压力成正比C.运动着的物体不行能受静摩擦力作用,只能受滑动摩擦力作用D.静摩擦力的方向与接触物体相对运动的趋势方向相反7关于动摩擦因数,下列说法正确的是(D)A.两物体间没有摩擦力产生说明两物体间的动摩擦因数=0B.增大两物体的接触面积,则两物体间的动摩擦因数增大C.增大两物体间的正压力,则两物体间的动摩擦因数增大D.两物体的材料肯定,两物体间的动摩擦因数确定于两接触面的粗糙程度8物体与支持面间有滑动摩擦力时,下列说法中正确的是(D)A物体与支持面间的压力越大,滑动摩擦力就越大;B物体与支持面间的压力不
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高中物理 知识点 整理 摩擦力

限制150内