高中物理 第3章 第3節(jié) 摩擦力課件 滬科版必修1.ppt

3 3摩擦力 目標導航1 知道滑動摩擦力產(chǎn)生的條件 會判斷滑動摩擦力的方向 重點 2 知道滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關 知道滑動摩擦力跟正壓力成正比 重點 3 知道靜摩擦力產(chǎn)生的條件 會判斷靜摩擦力的方向 知道最大靜摩擦力的概念 難點 一 滑動摩擦力1 定義 當一個物體跟另一個物體有相對滑動時 在它們的接觸面上產(chǎn)生的摩擦力 叫做滑動摩擦力 2 大小 f 其中 為動摩擦因數(shù) 沒有單位 的大小跟相互接觸的兩物體的材料性質(zhì) 表面狀況有關 n是指接觸面間的壓力大小 3 方向 與接觸面相切 與物體 運動的方向相反 n 相對 想一想1 滑動摩擦力的方向和物體運動方向相反嗎 滑動摩擦力總是阻力嗎 提示 滑動摩擦力的方向與相對運動方向相反 不一定和物體的運動方向相反 滑動摩擦力可以是動力也可以是阻力 二 靜摩擦力1 定義 物理學中 把這種物體間有 時產(chǎn)生的摩擦力叫做靜摩擦力 2 方向 跟物體 的方向相反 3 大小 大小隨外力的變化而變化 由外部因素決定 靜摩擦力所達到的最大值fmax叫做 故靜摩擦力大小的取值范圍是 相對滑動趨勢 相對滑動趨勢 最大靜摩擦力 0 f fm 想一想2 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 提示 跑步時 腳和地面接觸的時間內(nèi) 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 要點一對摩擦力及產(chǎn)生條件的理解 學案導引1 滑動摩擦力與靜摩擦力產(chǎn)生條件有何不同 2 受靜摩擦力的物體一定靜止嗎 靜摩擦力一定是阻力嗎 特別提醒 1 靜止的物體可能受到滑動摩擦力 運動的物體可能受到靜摩擦力 2 摩擦力的方向可以與物體的運動方向相同 也可以與物體的運動方向相反 3 摩擦力可以是阻力也可以是動力 關于摩擦力 下列說法正確的是 a 只要兩個物體接觸且有相對運動 這兩個物體之間就一定有摩擦力b 摩擦力的方向一定與物體運動的方向相反c 靜止的物體一定受到靜摩擦力 運動的物體一定受到滑動摩擦力d 摩擦力一定阻礙物體的相對運動或相對運動趨勢 思路點撥 根據(jù)產(chǎn)生摩擦力的三個條件 和摩擦力的方向及作用效果進行判定 精講精析 產(chǎn)生摩擦力的條件是 兩物體相互接觸且有彈力 接觸面粗糙 有相對運動或相對運動趨勢 三者缺一不可 a錯誤 摩擦力的方向與物體相對運動 或相對運動趨勢 的方向相反 故摩擦力一定阻礙物體的相對運動或相對運動趨勢 b錯誤 d正確 靜止的物體只要和相互接觸的物體間存在相對運動 可能受滑動摩擦力作用 運動的物體只要和相互接觸的物體間存在相對運動的趨勢 也可能受到靜摩擦力作用 c錯誤 答案 d 規(guī)律總結 不能習慣認為靜止物體受到靜摩擦力 運動物體受到滑動摩擦力 摩擦力產(chǎn)生于相對運動或相對運動趨勢的物體之間 故靜止的物體可能受滑動摩擦力 運動的物體也可能受靜摩擦力 變式訓練1 關于摩擦力 下列說法正確的是 a 兩個物體之間的靜摩擦力總是一個定值b 摩擦力的方向可能與物體的運動方向相同或相反c 靜摩擦力可以是動力 也可以是阻力 滑動摩擦力一定是阻力d 運動的物體可以受靜摩擦力作用 靜止的物體也可以受滑動摩擦力作用 解析 選bd 物體之間的靜摩擦力隨著外力的變化而變化 并不是一個定值 選項a錯誤 滑動摩擦力可以與運動方向同向 也可以反向 比如 子彈打進放在光滑地面上的木塊的過程中 木塊受到的摩擦力與木塊的運動方向相同 而子彈受到的摩擦力與子彈的運動方向相反 靜摩擦力也是如此 比如傳送帶將物體勻速運到高處 物體受到的靜 摩擦力的方向與運動方向相同 而皮帶受到的靜摩擦力方向與運動方向相反 選項b正確 當摩擦力方向與運動方向相同時 摩擦力就充當動力 當摩擦力方向與運動方向相反時 摩擦力就充當阻力 選項c錯誤 運動的物體可以受靜摩擦力的作用 如傳送帶向上運送物體 物體與傳送帶間的摩擦力為靜摩擦力 靜止的物體也可以受滑動摩擦力作用 如物體在桌面上滑動時 桌面受的摩擦力就是滑動摩擦力 故選項d正確 要點二靜摩擦力有無及方向的判定 學案導引1 相對靜止的物體可能受靜摩擦力嗎 2 靜摩擦力的方向一定和物體的運動方向相反嗎 1 靜摩擦力有無的判斷 1 條件判斷法 接觸面之間有壓力 粗糙且有相對運動趨勢 2 假設法 假設兩物體間無靜摩擦力 看物體是否相對滑動 如果物體改變原來的運動狀態(tài) 則兩物體之間存在靜摩擦力 如果物體的運動狀態(tài)不變 則兩物體之間不存在靜摩擦力 2 靜摩擦力方向的判定 如圖所示 用力f去拉疊放在一起的兩物體a b 但沒有拉動 兩物體仍然保持靜止狀態(tài) 則 a b物體受到a物體的靜摩擦力的作用 方向與f方向相同b b物體受到a物體的靜摩擦力的作用 方向與f方向相反c a物體受到地面的靜摩擦力作用 方向與f方向相同d a物體受到地面的靜摩擦力作用 方向與f方向相反 思路點撥 解此題關鍵有兩點 1 兩物體之間是否有靜摩擦力產(chǎn)生 關鍵是看兩個接觸的物體之間是否同時有擠壓和相對運動趨勢 2 要確定靜摩擦力的方向 必須明確兩物體間相對運動趨勢的方向 精講精析 1 以b為研究對象 分析a對b的靜摩擦力 2 以a為研究對象 分析地面對a的靜摩擦力 答案 d 規(guī)律方法 假設法是判斷物體間有無靜摩擦力的有效方法 在假設物體間接觸面光滑的情況下 若物體間不發(fā)生相對運動 則無相對運動趨勢 也就不存在靜摩擦力 若發(fā)生相對運動 則有相對運動趨勢 也就說明存在靜摩擦力 互動探究若上題中力f作用在b上且兩物塊仍靜止 試分析a b受摩擦力情況 解析 對于b物塊 假設a b之間接觸面光滑 在力f作用下 不可能保持靜止狀態(tài) 將會向左運動 故b相對a有向左運動的趨勢 所以物塊b受到物塊a對它向右的靜摩擦力作用 對于a物塊 由于a給b一個向右的靜摩 擦力作用 根據(jù)力的相互性 b物塊將給a物塊一個向左的靜摩擦力作用 假設a與地面間光滑 a物塊將在此靜摩擦力作用下向左運動而不可能處于靜止狀態(tài) 因此a物塊受到地面對它向右的靜摩擦力作用 綜上分析 b物塊受到a物塊對它向右的靜摩擦力作用 a物塊受到b物塊和地面對它的兩個靜摩擦力作用 答案 見解析 特別提醒 1 計算摩擦力時 應先判斷是靜摩擦力還是滑動摩擦力 2 靜摩擦力用平衡條件計算 其大小只與平行于接觸面方向的力有關 與垂直接觸面方向的力無關 3 滑動摩擦力用f n計算或用平衡條件計算 其大小只與垂直接觸面方向的力有關 與沿接觸面方向的力無關 用20n的水平力在水平地面上拉重60n的物體時 物體恰能被拉動 物體運動后只需18n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15n的水平力拉該物體 物體受到的摩擦力大小為 若用30n的水平力拉該物體 物體受到的摩擦力大小為 物體與地面間的動摩擦因數(shù)為 思路點撥 解答本題時按以下思路分析 精講精析 水平力為20n時恰能拉動 說明最大靜摩擦力fmax 20n 若用f1 15n的力拉物體 由于f1fmax 物體受 答案 15n18n0 3 變式訓練2 重100n的物體放在水平地面上 它與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0 25 最大靜摩擦力為30n 今用一水平拉力f作用于木塊 當f的大小由8n增大到28n的時刻 地面對物體的摩擦力大小為 當f大小由35n減小到28n的時刻 地面對物體的摩擦力大小為 解析 當f的大小由8n增大到28n時 拉力大小還小于最大靜摩擦力 故物體仍靜止不動 摩擦力為靜摩擦力 由二力平衡可知 此時的靜摩擦力大小為28n 當f大小為35n時 拉力大于最大靜摩擦力 故物體做加速運動 當f減小到28n時 物體仍是運動的 此時物體受得摩擦力為滑動摩擦力 由f n g可知f 0 25 100n 25n 答案 28n25n 動摩擦因數(shù)的測量 經(jīng)典案例 10分 測量物體間動摩擦因數(shù)的方法很多 現(xiàn)提供長木板 滑塊 彈簧測力計等器材 供選用的裝置如圖甲 乙所示 1 請分析說明最好選用哪個圖示裝置進行實驗 并根據(jù)選用的圖示裝置寫出簡單的實驗步驟和動摩擦因數(shù)的表達式 2 若要測量紙與木板之間的動摩擦因數(shù) 應如何改進 審題指導 實驗的設計和操作都要把握住 彈簧彈力 的大小等于a b間摩擦力的前提 以后利用f n計算 解題樣板 1 選圖甲所示實驗裝置進行實驗較好 原因是 如果用圖乙所示裝置進行實驗 必須勻速拉