第二讲 摩擦力

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1、第二讲摩擦力【益思对话】物理学未来的25大问题（一）理论物理学家、2004年诺贝尔物理学奖获得者、美国凯乌利理论物理研究所所长大卫·格罗斯教授，于日前在中国科学院理论物理研究所“前沿科学论坛”做了题为《物理学的将来》的演讲，讨论当前物理学面临的25个问题，及它们如何引导物理学未来25年的发展。格罗斯演讲的这25个问题包括：1.宇宙起源：宇宙学观测表明宇宙是膨胀着的。通过对微波背景辐射和宇宙大尺度结构等的观测，宇宙的历史可以追溯到极早期发生的大爆炸。我们所知的基本物理，比如广义相对论和粒子物理标准模型，在那里都不适用。为理解宇宙起源，需要了解大爆炸时期的基本物理。2.暗物质

2、的本质：现代宇宙学观测表明宇宙中存在暗物质和暗能量。但是它们的起源仍然是个谜。3.暗能量的本质。4.恒星、行星的形成：天体的形成是天体物理学中的重要问题。适合生物存在的行星，在银河系中出现的几率到底是多少？5.广义相对论：广义相对论在所有尺度上都是正确的吗？【益思互动】1.定义：如果两个粗糙物体的接触面间存在弹力，当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时，会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，叫摩擦力.2．静摩擦力：当一个物体在另一个物体表面上具有相对运动趋势时，会受到另一个物体________________________的力，称之为静摩擦力.(1)产生条件：

3、_________________；________________；___________________.(2)方向：沿接触面跟物体相对运动趋势方向_____，若接触面是曲面，则与接触面相切.(3)大小：在物体平衡时，随沿相对运动趋势方向的外力增大而增大，但有一个最大值，这个最大值叫最大静摩擦力（Fm），其大小等于物体刚要运动时，所需要的沿相对运动趋势方向的外力（一般根据受力平衡和牛顿运动定律来求）.实际静摩擦力F的范围是：0FFm.3．滑动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上有相对滑动时，会受到另一个物体阻碍它相对滑动的力，这种力叫滑动摩擦力.(1)产生条件：__

4、____________；_________________；__________________.(2)方向：沿接触面跟物体相对运动方向_______，若接触面是曲面，则与接触面相切.(3)大小：滑动摩擦力的大小跟压力成正比，也就是跟两个物体表面间的垂直作用力成正比.写成表达式是，其中为动摩擦因数，它的数值跟相互接触的两个物体的材料以及接触面的情况有关.注意：FN表示两物体表面间的压力，滑动摩擦力大小与相对运动的速度大小无关.深入理解“阻碍其相对运动”的含义.【益思精析】一、静摩擦力例1如图所示，在粗糙的水平面上叠放着物体A和B，A和B间的接触面也是粗糙的，如果用水平

5、拉力F拉A，但A、B仍保持静止，则下面的说法中正确的是（）A．物体A与地面间的静摩擦力的大小等于FB．物体A与地面间的静摩擦力的大小等于零C．物体A与B间的静摩擦力的大小等于FD．物体A与B间的静摩擦力的大小等于零优等生的乐园5实验班的摇篮变式1关于两物体之间的弹力和摩擦力，下列说法中正确的是()A．有摩擦力一定有弹力B．摩擦力的大小与弹力成正比C．有弹力一定有摩擦力D．弹力是动力，摩擦力是阻力二、滑动摩擦力例2要将重为300N的木箱在水平地面上推动，至少需要150N的水平推力，但在推动以后只需120N的水平推力就能使它匀速运动，试求：(1)木箱所受最大静摩擦力和滑动摩擦

6、力的大小？(2)在木箱静止时用100N的水平力推木箱和在滑动过程中用100N的水平力推木箱，两种情况下，木箱所受的摩擦力各为多大？变式2如图所示,有黑白两条毛巾交替折叠地放在地面上,白毛巾的中部用线与墙连接着,黑毛巾的中部用线拉住,设线均水平,欲将黑白毛巾分离开来,若每条毛巾的质量均为m,毛巾之间及其跟地面间的动摩擦因数均为μ,则将黑毛巾匀速拉出需加的水平拉力为（）A.2μmgB.4μmgC.5μmgD.5μmg/2三、实验探究例3科学探究活动通常包括以下几个环节：提出问题、猜想与假设、制订计划与设计实验、进行实验与搜集证据、分析与论证、评估、交流与合作等.一位同学在学习

7、了滑动摩擦力之后，认为滑动摩擦力的大小可能与两物体接触面积的大小有关，于是他通过实验探究这个问题.（1）这位同学认为滑动摩擦力的大小与两物体接触面积的大小成正比，这属于上述科学探究的环节．（2）为完成本实验，需要自己制作木块，他制作的木块应是下列选项中的（）A．各面粗糙程度相同的正方体B．各面粗糙程度不同的正方体C．各面粗糙程度相同，长宽高各不相同的长方体D．各面粗糙程度不相同，长宽高各不相同的长方体（3）本实验中，该同学设计了两种实验方案：方案一：木板水平固定，通过弹簧秤水平拉动木块，如图（a）所示.方案二：木块与弹簧秤相连