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摩擦力是初中力学中一个重要的基础知识,也是近年来各地中考考试的热点。虽然对摩擦现象学生有丰富的感性认识,但一旦碰到具体问题,却往往无从下手。现在把这些问题归纳如下:
1. 摩擦力的分类问题
通过多年的教学观察发现,学生对摩擦力的定义以及分类不清,处理问题时,眉毛胡子一把抓,这是不能正确解决摩擦力问题的主要原因。在初中我们把摩擦力分为:静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力。其中静摩擦力与滑动摩擦力的定义及其特点如下表所示:
分析方法(一):很多学生在解此题时,给出了图2所示的答案,认为人只有受到摩擦力时才能和车一起运动。事实上,这种认识是错误的。如果存在摩擦力,由摩擦力的定义可知,要么人相对于车已经发生了相对运动,要么人相对于车有相对运动的趋势,然而,这两种情况都没有,所以没有摩擦力。人之所以随车做匀速直线运动,原因是人有惯性,有保持和列车一起相前运动的性质,所以人能和车一起运动。
分析方法(二):人和车一起在水平方向做匀速直线运动,由力和运动的关系可知,人在水平方向要么不受力,要么所受力的合力为零。如果在水平方向只受到摩擦力,人将沿着摩擦力的方向做加速直线运动,不会保持匀速直线运动。
所以,正确答案只需把图2中的摩擦力去掉即可。
3. 摩擦力的方向判断问题
例2:生活中,工人用传送带输送货物,如图3所示,请在图中用力的示意图画出货物所受的摩擦力。
分析:物体从滑道上滑下后沿斜面向上滑,说明物体所受到的摩擦力是滑动摩擦力,滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,所以摩擦力的方向如图6所示。
4. 摩擦力的作用问题
例4:下列关于摩擦力的说法正确的是(?摇?摇)。
A. 摩擦力总是阻碍物体运动
B. 摩擦力的方向总是和物体运动的方向相反
C. 摩擦力在运动过程中总是有害的
D. 摩擦力和物体相对运动的方向或者相对运动的趋势的方向相反
分析:在生活中摩擦力并不一定总是阻碍物体运动,如:人爬杆向上运动,此时摩擦力促使人向上运动;人向前步行,如果没有摩擦力,人也不可能前进,所以摩擦力总是阻碍物体运动以及摩擦力总是有害的这种说法是错误的。人步行时,摩擦力的方向是向前的,和人运动的方向相同,又如例2中货物所受的摩擦力的方向和物体运动的方向相同,所以摩擦力的方向总是和物体运动的方向相反是错误的。在这里,我们所说的相对相对运动的方向以及相对运动趋势的方向都是相对于接触面而言的。因此,正确答案为D。
5. 摩擦力的大小问题
例5:用20牛的力握住盛满油的瓶子悬空静止不动,若此时将手的握力增加到30牛,手与油瓶之间的摩擦力的大小将________。(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
分析:手握住瓶子在空中静止不动,手与瓶子之间的摩擦力属于静摩擦力。静摩擦力的大小与压力的大小无关,只有滑动摩擦力的大小与压力有关,压力越大,滑动摩擦力越大,压力越小,滑动摩擦力越小。对于静摩擦力大小求解要抓住物体处于静止状态的特点来分析。瓶子在竖直方向处于静止状态,那么瓶子在竖直方向所受到的力合力为零,而在竖直方向瓶子只受到向下的重力和向上的摩擦力,所以摩擦力和重力应是平衡力,因而摩擦力的大小始终等于瓶子重力的大小。因此应该选填“不变”。
1. 摩擦力的分类问题
通过多年的教学观察发现,学生对摩擦力的定义以及分类不清,处理问题时,眉毛胡子一把抓,这是不能正确解决摩擦力问题的主要原因。在初中我们把摩擦力分为:静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力。其中静摩擦力与滑动摩擦力的定义及其特点如下表所示:
分析方法(一):很多学生在解此题时,给出了图2所示的答案,认为人只有受到摩擦力时才能和车一起运动。事实上,这种认识是错误的。如果存在摩擦力,由摩擦力的定义可知,要么人相对于车已经发生了相对运动,要么人相对于车有相对运动的趋势,然而,这两种情况都没有,所以没有摩擦力。人之所以随车做匀速直线运动,原因是人有惯性,有保持和列车一起相前运动的性质,所以人能和车一起运动。
分析方法(二):人和车一起在水平方向做匀速直线运动,由力和运动的关系可知,人在水平方向要么不受力,要么所受力的合力为零。如果在水平方向只受到摩擦力,人将沿着摩擦力的方向做加速直线运动,不会保持匀速直线运动。
所以,正确答案只需把图2中的摩擦力去掉即可。
3. 摩擦力的方向判断问题
例2:生活中,工人用传送带输送货物,如图3所示,请在图中用力的示意图画出货物所受的摩擦力。
分析:物体从滑道上滑下后沿斜面向上滑,说明物体所受到的摩擦力是滑动摩擦力,滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,所以摩擦力的方向如图6所示。
4. 摩擦力的作用问题
例4:下列关于摩擦力的说法正确的是(?摇?摇)。
A. 摩擦力总是阻碍物体运动
B. 摩擦力的方向总是和物体运动的方向相反
C. 摩擦力在运动过程中总是有害的
D. 摩擦力和物体相对运动的方向或者相对运动的趋势的方向相反
分析:在生活中摩擦力并不一定总是阻碍物体运动,如:人爬杆向上运动,此时摩擦力促使人向上运动;人向前步行,如果没有摩擦力,人也不可能前进,所以摩擦力总是阻碍物体运动以及摩擦力总是有害的这种说法是错误的。人步行时,摩擦力的方向是向前的,和人运动的方向相同,又如例2中货物所受的摩擦力的方向和物体运动的方向相同,所以摩擦力的方向总是和物体运动的方向相反是错误的。在这里,我们所说的相对相对运动的方向以及相对运动趋势的方向都是相对于接触面而言的。因此,正确答案为D。
5. 摩擦力的大小问题
例5:用20牛的力握住盛满油的瓶子悬空静止不动,若此时将手的握力增加到30牛,手与油瓶之间的摩擦力的大小将________。(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
分析:手握住瓶子在空中静止不动,手与瓶子之间的摩擦力属于静摩擦力。静摩擦力的大小与压力的大小无关,只有滑动摩擦力的大小与压力有关,压力越大,滑动摩擦力越大,压力越小,滑动摩擦力越小。对于静摩擦力大小求解要抓住物体处于静止状态的特点来分析。瓶子在竖直方向处于静止状态,那么瓶子在竖直方向所受到的力合力为零,而在竖直方向瓶子只受到向下的重力和向上的摩擦力,所以摩擦力和重力应是平衡力,因而摩擦力的大小始终等于瓶子重力的大小。因此应该选填“不变”。