【創(chuàng)新設計】高中物理 2.4 摩擦力教學案 教科版必修1.docVIP

2.4摩擦力目標定位1.知道摩擦力的定義及分類.2.理解靜摩擦力和滑動摩擦力的產生條件.3.會判斷摩擦力的方向及計算摩擦力的大小.4. 知道最大靜摩擦力的概念及靜摩擦力的取值范圍一、摩擦力兩個相互接觸并發(fā)生擠壓的物體之間產生的阻礙相對運動的力二、滑動摩擦力1定義：兩個物體相互接觸并擠壓，當它們沿接觸面發(fā)生相對運動時，每個物體的接觸面上都會受到對方作用的阻礙相對運動的力2產生條件(1)兩物體接觸且擠壓，即存在彈力；(2)接觸面不光滑；(3)兩物體間存在相對運動3大小_實驗表明：兩個物體間的滑動摩擦力f的大小跟正壓力(兩物體接觸面間的垂直作用力)n成正比，即fn.叫做動摩擦因數(shù)，它的大小與兩個接觸面的材料和粗糙程度有關，它沒有單位4滑動摩擦力的方向總跟接觸面相切，并跟物體相對運動的方向相反想一想：若物體受到摩擦力作用，則一定受彈力作用嗎？答案一定產生摩擦力的條件是：兩個物體接觸且擠壓；發(fā)生相對運動或具有相對運動趨勢；接觸面粗糙所以受到摩擦力時一定受到彈力作用三、靜摩擦力1定義：兩個彼此接觸且相互擠壓的物體之間沒有發(fā)生相對滑動但它們之間存在相對運動的趨勢時，在它們的接觸面上會產生一種阻礙物體間發(fā)生相對運動趨勢的力，這種力叫做靜摩擦力2產生條件(1)兩物體接觸且擠壓，即存在彈力；(2)接觸面不光滑；(3)兩物體間有相對運動趨勢3方向：與接觸面相切，跟物體的相對運動趨勢方向相反4大?。河晌矬w的運動狀態(tài)和周圍物體對它施加的力的情況決定，但有一個最大值5最大靜摩擦力：靜摩擦力的最大值fm，其大小等于物體將要發(fā)生相對運動時的摩擦力兩物體間實際發(fā)生的靜摩擦力f在零和最大靜摩擦力f靜max之間，即0ff靜max.想一想1：受靜摩擦力作用的物體一定靜止嗎？答案不一定靜止可能靜止，可能勻速運動，可能加速運動，還可能減速運動想一想2：如圖241所示，跑步時，腳受到的摩擦力是靜摩擦力還是滑動摩擦力？方向如何？圖241答案跑步時，腳和地面接觸的時間內，腳并沒有和地面發(fā)生相對運動，因此腳受到的摩擦力為靜摩擦力，方向和人的運動方向相同.一、對滑動摩擦力的理解1滑動摩擦力的產生條件：(1)兩物體間有彈力；(2)接觸面不光滑；(3)兩物體發(fā)生了相對運動(滑動)2大?。?1)兩個物體間滑動摩擦力的大小f與正壓力n成正比，即fn.(2)對公式fn的理解與應用公式中的是比例常數(shù)叫做動摩擦因數(shù)，反映接觸面本身的特性，與接觸面的材料、粗糙程度有關，與接觸面積大小、物體的運動狀態(tài)、物體的受力情況均無關，沒有單位公式中的n是兩個物體接觸面間的壓力，俗稱“正壓力”(垂直于接觸面的力)，壓力的大小在許多情況下需結合物體的平衡條件加以確定滑動摩擦力f大小與n成正比，與物體的運動狀態(tài)無關3方向：滑動摩擦力的方向總是跟兩物體的接觸面相切并且跟它們相對運動的方向相反注意：(1)與“相對運動的方向相反”并不是與“運動方向”相反(2)滑動摩擦力的作用總是阻礙物體的相對運動，而不是阻礙物體的運動例如：如圖242所示，物體a、b都向右運動，速度分別為va1 m/s，vb2 m/s. 則a受到b向右的滑動摩擦力f1，是動力；b受到a向左的滑動摩擦力f2，是阻力圖242例1(20132014吉林高一月考)有關滑動摩擦力，下列說法中正確的是()a有壓力一定有滑動摩擦力b有滑動摩擦力一定有壓力c滑動摩擦力總是與接觸面上的壓力垂直d只有運動物體才受滑動摩擦力解析產生滑動摩擦力的條件有三個：正壓力(相互接觸且擠壓)、接觸面粗糙、發(fā)生相對滑動，缺一不可由產生條件可知，a錯、b正確滑動摩擦力方向與接觸面相切，而壓力垂直于接觸面，所以滑動摩擦力方向跟接觸面所受壓力垂直，c正確如擦黑板時，黑板是靜止的，但相對黑板擦是運動的，也受滑動摩擦力，所以關鍵是“相對運動”，故d錯誤答案bc例2(2013樂山期中)如圖243所示，當水平拉力為f40 n時，質量為m10 kg的木板可以在水平面上勻速前進若在木板上再放一個質量為m的鐵塊，為使它們勻速前進，需加的水平拉力為60 n，求鐵塊的質量m.(取g10 n/kg)圖243解析當拉力f40 n時，滑動摩擦力f40 n，木板對水平面的壓力nmg100 n，由fn得，動摩擦因數(shù)0.4.當拉力f60 n時，木板對水平面的壓力n(10 kgm)g摩擦力f60 n，再由fn得60 n0.4(10 kgm)g，解得m5 kg.答案5 kg二、對靜摩擦力理解1產生的條件：(1)接觸面是粗糙的；(2)兩物體有相對運動的趨勢；(3)兩物體在接觸面上有正壓力(彈力)2大?。?1)靜摩擦力具有被動性，即其大小總隨迫使物體發(fā)生相對運動的外力的變化而變化，與正壓力大小無關(2)靜摩擦力有一個最大值，即最大靜摩擦力f靜max，靜摩擦力的范圍是0ff靜max.最大靜摩擦力與正壓力成正比(3)靜摩擦力的大小一般根據平衡條件法求解如圖244中水平力f1 n、2 n、3 n時物塊沒有運動，靜摩擦力大小分別為1 n、2 n、3 n.圖2443方向：靜摩擦力的方向必定和接觸面相切，總與相對運動趨勢的方向相反注意：(1)與“相對運動趨勢的方向相反”，并不是與“運動方向”相反，靜摩擦力的效果是阻礙物體間的相對運動，并不是阻礙物體的運動例如：如圖245所示，貨物被傳送帶由低處傳送到高處的過程中(傳送帶勻速轉動，貨物和傳送帶相對靜止)，此時，物體受到靜摩擦力的方向沿斜面向上，與運動方向相同，是動力圖245例3(2013浙江高一期末)關于靜摩擦力的說法，正確的是()a兩個相對靜止的物體間一定有靜摩擦力的作用b受靜摩擦作用的物體一定是靜止的c在物體間壓力一定時，靜摩擦力的大小可以變化，但有一個限度d靜摩擦力一定是阻力解析當兩個物體有相對運動趨勢時才有可能產生靜摩擦力，a錯；受靜摩擦作用的物體有可能是運動的，比如人走路時，受到的就是靜摩擦力，b錯；在物體間壓力一定時，靜摩擦力的大小可以變化，但有一個限度，這個限度就是最大靜摩擦力，c對；靜摩擦力可能是阻力也可能是動力，d錯答案c借題發(fā)揮通常情況下，靜摩擦力的方向可能和物體運動的方向相反，此時靜摩擦力是阻力；但靜摩擦力的方向也可能和物體運動方向相同，此時靜摩擦力作為動力不管靜摩擦力的方向與運動方向是相同還是相反，其方向一定是與物體間相對運動趨勢的方向相反不管靜摩擦力是動力還是阻力，其一定是阻礙物體間的相對運動趨勢例4如圖246所示，一質量為m的木塊靠在豎直粗糙的墻壁上，且受到水平力f的作用，下列說法正確的是 ()圖246a若木塊靜止，則木塊受到的靜摩擦力大小等于mg，方向豎直向上b若木塊靜止，當f增大時，木塊受到的靜摩擦力隨之增大c若木塊沿墻壁向下運動，則墻壁對木塊的摩擦力大小為fd若開始時木塊靜止，當撤去f，木塊沿墻壁下滑時，木塊不受滑動摩擦力作用解析若木塊靜止，則木塊受到的靜摩擦力與mg平衡，大小為mg，方向豎直向上，故a正確，b錯誤；木塊沿墻壁向下運動，墻對木塊的摩擦力大小為fnf，故c正確；當撤去f時，墻與木塊間無彈力，則木塊不受摩擦力作用，故d正確答案acd例5質量為2 kg的物體靜止在水平地面上，如圖247所示，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.5，最大靜摩擦力與滑動摩擦力視為相等，給物體一水平推力f.(取g10 n/kg)圖247(1)當推力大小為5 n時，地面對物體的摩擦力是多大？(2)當推力大小為12 n時，地面對物體的摩擦力是多大？(3)物體運動過程中突然把推力去掉，此時地面對物體的摩擦力是多大？解析在地面上，fnmg，則滑動摩擦力(即最大靜摩擦力fmax)大小為fmaxfnmg0.5210 n10 n(1)當推力f5 n時，ffmax，物體滑動則地面對物體的滑動摩擦力的大小f滑fnmg10 n(3)運動過程中把推力去掉，地面對物體的摩擦力為滑動摩擦力，其大小f滑10 n.答案(1)5 n(2)10 n(3)10 n借題發(fā)揮求解物體受到的摩擦力大小時，要先判斷物體是受到的靜摩擦還是滑動摩擦.對滑動摩擦力的理解1(2013四川高一期末)以下關于滑動摩擦力的說法正確的是()a滑動摩擦力總是與物體相對運動方向相反b滑動摩擦力總是阻礙物體的運動c靜止的物體不可能受到滑動摩擦力的作用d運動的物體一定受到的是滑動摩擦力解析滑動摩擦力的方向總是阻礙物體間的相對運動，故與相對運動的方向相反，a正確；滑動摩擦力可以是阻力也可以是動力，b錯誤；靜止的物體可能受到滑動摩擦力的作用，例如：木塊在地上滑動，地面靜止，但受滑動摩擦力作用，c錯誤；發(fā)生相對運動的物體才可能受到滑動摩擦力作用，運動的物體可能受到靜摩擦力也可能受到滑動摩擦力作用，還有可能不受摩擦力作用，d錯誤、故選a.答案a2(20132014河北高一月考)裝修工人在搬運材料時施加一個水平拉力將其從水平臺面上拖出，如圖248所示，則在勻速拖出的過程中()圖248a材料與平臺之間的接觸面積逐漸減小，摩擦力逐漸減小b材料與平臺之間的接觸面積逐漸減小，拉力逐漸減小c平臺對材料的支持力逐漸減小，摩擦力逐漸減小d材料與平臺之間的動摩擦因數(shù)不變，支持力也不變，因而工人拉力也不變解析勻速拉動的過程只能持續(xù)到重心離開臺面的瞬間，物體的重心在臺面上，故物體對臺面的壓力不變，故物體受到的支持力不變，故c錯誤；而在拉動過程中動摩擦因數(shù)不變，由ffn可知摩擦力是不變的，故a、b錯誤；因為摩擦力不變，物體做勻速直線運動，摩擦力不變，所以工人的拉力是不變的，故d正確、故選d.答案d對靜摩擦力的理解3關于靜摩擦力的有關說法正確的是()a只有靜止的物體才可能受靜摩擦力b有相對運動趨勢的相互接觸的物體間有可能產生靜摩擦力c產生靜摩擦力的兩個物體一定相對靜止d靜摩擦力可以是動力解析靜摩擦力產生在具有相對運動趨勢的、相互接觸且接觸面粗糙的物體之間，物體可能靜止，也可能運動，方向可能與運動方向相同(充當動力)，也可能與運動方向相反(充當阻力)，故選b、c、d.答案bcd4如圖249所示，有一重力不計的方形容器，被水平力f壓在豎直的墻面上處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)緩慢地向容器內注水，直到將容器剛好盛滿為止，在此過程中容器始終保持靜止，則下列說法中正確的是()圖249a容器受到的摩擦力不變b容器受到的摩擦力逐漸增大c水平力f可能不變d水平力f必須逐漸增大解析由題知物體處于靜止狀態(tài)，受力平衡，摩擦力等于容器和水的總重力，所以隨著水的增多，容器受到的摩擦力逐漸增大，故a錯誤，b正確；水平方向受力平衡，力f可能不變，故c正確，d錯誤故選b、c.答案bc摩擦力問題的的綜合分析5用20 n的水平力在水平地面上拉重60 n的物體時，物體恰能被拉動；物體運動后只需18 n的拉力即可使物體做勻速直線運動該物體靜止在水平地面上，若用15 n的水平力拉該物體，物體受到的摩擦力大小為_；若用30 n的水平力拉該物體，