2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修1 第3章相互作用-力第2節(jié)摩擦力(3)課件

第2課時摩擦力在日常生活中,摩擦現(xiàn)象隨處可見．擦黑板的時候,你感覺到摩擦力的存在了嗎？行走的時候你體會到摩擦力的作用了嗎？在柏油路上行走與在冰面上行走的感覺是不是大不相同？在體育運動中我們靠摩擦控制乒乓球、排球等球類的旋轉和運動,滑冰時也會受到摩擦力,其實,皇家馬德里的當家球星克里斯蒂亞諾·羅納爾多的任意球絕技也是巧妙的利用了摩擦呢！知識清單靜摩擦力1．當一個物體相對另一個物體有________而又保持相對________時,在接觸面間產(chǎn)生的摩擦叫靜摩擦,這種阻礙著相對運動發(fā)生的力叫做靜摩擦力．2．靜摩擦力是由物體所受的其他外力決定的,它的增大有一個限度,它的大小在________和________之間,即0<F≤Fmax.1．相對運動的趨勢靜止2.零最大靜摩擦力3．最大靜摩擦力：當物體介于________和________之間的臨界狀態(tài)時受到的摩擦力即為最大靜摩擦力．它是靜摩擦力的最大值,略大于滑動摩擦力,一般情況下可把二者視為相等．4．靜摩擦力的方向：總是沿著________,并且跟________________相反．3．相對靜止相對運動4.接觸面物體相對運動趨勢的方向綜合拓展1．靜摩擦力的判斷方法靜摩擦力總是跟物體的相對運動趨勢方向相反,他跟物體運動的方向無關．因此,判斷靜摩擦力方向關鍵是弄清“相對運動趨勢方向”,具體操作時采用化“靜”為“動”的思路：假設研究對象與被接觸物體之間光滑,若他們之間發(fā)生相對滑動,則其相對滑動方向便是原先的相對運動趨勢方向；若它們之間不發(fā)生相對滑動,則說明它們之間原先并無相對運動趨勢．2．靜摩擦力大小的計算方法正壓力是靜摩擦力產(chǎn)生的條件之一,但靜摩擦力的大小與正壓力無關(最大靜摩擦力除外)．當物體處于平衡狀態(tài)時,靜摩擦力大小由平衡條件F合＝0來求,而物體處于非平衡狀態(tài)的某些靜摩擦力的大小應由牛頓第二定律(后續(xù)學習)來求．特別提示：靜摩擦力是被動力,其方向和大小都是根據(jù)物體的“需要”來確立的．嘗試應用1．右圖中貨物被傳送帶送到高處,請判斷物體是否受到摩擦力？若有,摩擦力的方向如何？答案：有,沿皮帶斜向上2．用一個水平推力推放在水平地面上的木箱,沒有推動,下列說法正確的是(

)A．木箱運動趨勢的方向與水平推力方向相同B．水平推力小于木箱受到的摩擦力C．水平推力等于木箱受到的摩擦力D．水平推力大于木箱受到的摩擦力AC知識清單滑動摩擦力1．定義：當一個物體在另一個物體表面________的時候,會受到另一個物體________它滑動的力．這種力叫做滑動摩擦力．2．產(chǎn)生條件：①兩物體相________且________；②兩物體發(fā)生________；③接觸面________．1．滑動阻礙2.接觸擠壓相對滑動不光滑3．大?。簩嶒灡砻骰瑒幽Σ亮Φ拇笮「鷂_______成正比,也就是跟兩個物體表面間的垂直作用力成正比．如果用F表示滑動摩擦力的大小,用FN表示壓力的大小,則有公式________,其中μ是比例常數(shù)(它是兩個力的比值,沒有單位),叫做________,它的數(shù)值跟相互接觸的兩個物體的________有關．材料不同,兩物體間的動摩擦因數(shù)也不同．動摩擦因數(shù)還跟接觸面的________(如________)有關．4．方向：滑動摩擦力的方向總是沿著________,并且跟物體的________相反．3．壓力F＝μFN動摩擦因數(shù)材料情況粗糙程度4．接觸面相對運動的方向綜合拓展1．認識運動、靜止與相對運動、相對靜止的關系,區(qū)分兩類摩擦力通常情況下,我們一談到運動、靜止,潛意識中是以地球或地面上靜止的物體為參考系．而恰恰如此,使我們對“相對運動、相對靜止”同“運動和靜止”的概念混淆在一起,不能正確地判斷出摩擦力的方向．談到這里,我們應當強調(diào)“相對運動或相對靜止”是針對與研究對象接觸的物體而言的．2．滑動摩擦力大小和方向(1)滑動摩擦力方向的判斷滑動摩擦力的方向總是與物體“相對運動”的方向相反,所謂相對運動方向是把與研究對象相接觸的面作為參照物,研究對象相對于接觸面運動的方向．(2)弄清滑動摩擦力大小的有關因素①當物體間存在摩擦力時,其大小即可由公式F＝μFN計算,由此可看出它只與接觸面的動摩擦因數(shù)μ及正壓力FN有關,而與相對運動速度大小、接觸面積大小無關．②物體間有幾個接觸面,就可能有幾個摩擦力,注意分析接觸面的個數(shù)．3．不同摩擦力與壓力的關系名稱大小與壓力關系滑動摩擦力F＝μFN成正比靜摩擦力0<F≤Fmax無關最大靜摩擦力通常認為Fmax＝μFN壓力越大,最大靜摩擦力越大特別提示：1.研究摩擦力時要研究相對運動、相對靜止,它們都是以相互作用的另一物體為參考系．2．滑動摩擦力的大小與物體間相對運動的速度大小無關．只要出現(xiàn)相對滑動,滑動摩擦力恒為F＝μFN.滑動摩擦力的方向可能跟物體的運動方向相反,也可能跟運動方向相同,還可能跟運動方向成某一個角度．1．我國內(nèi)蒙古地區(qū)遭受特大暴風雪,汽車無法行駛,為此很多汽車的輪胎上都裝上了防滑鏈,這樣做的目的主要是為了(

)A．增加彈性B．增大壓力C．減小阻力D．增大摩擦因數(shù)D2．靜止在水平地面上質(zhì)量為50kg的物體,與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.2,當作用在該物體上的水平拉力為30N時,它所受的是_____摩擦力,其大小為___N．當作用力增大到110N時,物體剛要開始滑動,則物體與地面間的最大靜摩擦力是______N.物體滑動后欲使物體做水平勻速運動,則應對它施加_______N的水平拉力．(g取10N/kg)答案：靜30

110

100摩擦力產(chǎn)生條件

下述情況中,兩物體不存在摩擦力的是(

)A．汽車在公路上剎車時車胎與路面間B．A物體疊放在B物體上共同沿光滑冰面勻速滑行時A、B物體間C．皮帶傳動裝置運行不打滑時皮帶與輪緣間D．壓道機壓道時壓道輪與路面間解析：汽車剎車,車胎與路面有擠壓且相對運動,產(chǎn)生滑動摩擦力；皮帶傳動時,皮帶與輪緣間有擠壓和相對運動趨勢,且不打滑,故產(chǎn)生靜摩擦力；壓道機輪在路面上擠壓、滾動,可產(chǎn)生滾動摩擦力．所以A、C、D情況均產(chǎn)生摩擦．B中冰面光滑則無摩擦力,且A、B兩物體共同勻速運動,其間無相對運動趨勢(假設A、B間接觸面光滑,兩物體間不會發(fā)生相對運動),故不產(chǎn)生摩擦力．答案：B名師點睛：依據(jù)接觸面不光滑、有擠壓和相對運動(或相對運動趨勢)這一摩擦力產(chǎn)生條件進行判斷是基本的分析方法．變式訓練1．如圖所示,物體A、B疊放在物體C上,水平力F作用于A,使A、B、C一起共同勻速運動,各接觸面間的摩擦力的情況是(

)A．A對C有向左的摩擦力B．C對B有向左的摩擦力C．物體C受到三個摩擦力作用D．C對地有向右的摩擦力A摩擦力有無及方向的判定

卡車上裝著一只始終與它相對靜止的集裝箱,不計空氣阻力,下列說法正確的是(

)①當卡車開始運動時,卡車對集裝箱的靜摩擦力使集裝箱隨卡車一起運動②當卡車勻速運動時,卡車對集裝箱的靜摩擦力使集裝箱隨卡車一起運動③當卡車勻速運動時,卡車對集裝箱的靜摩擦力等于零④當卡車制動時,卡車對集裝箱的靜摩擦力等于零A．①②B．只有③C．只有④D．①③解析：集裝箱隨汽車一起由靜止加速運動時,假設二者的接觸面是光滑的,則汽車加速時,集裝箱由于慣性要保持原有靜止狀態(tài)．因此它將相對于汽車向后滑動,而實際集裝箱沒有滑動,說明只有相對汽車向后滑的趨勢,所以集裝箱受到向前的靜摩擦力．故①對．集裝箱隨汽車一起勻速運動時,二者無相對滑動,假設集裝箱受水平向右的摩擦力,跟木箱接觸的物體只有汽車,汽車最多對它施加兩個力支持力和摩擦力,由二力平衡條件知：支持力與重力抵消,但沒有力與摩擦力抵消,力是改變物體運動狀態(tài)的原因,木箱在摩擦力的作用下,速度將發(fā)生變化,不能做勻速直線運動,這與題意矛盾,故②錯③對．汽車剎車時,速度減小,假設木箱與汽車的接觸面是光滑的,則集裝箱相對汽車向前滑動,而實際沒動,說明集裝箱受到向后的摩擦力．故④錯．答案：D名師點睛：1.判斷靜摩擦力的方向時,可用“假設法”判定,方便快捷．2．摩擦力的方向可以與物體運動的方向相同,也可以與物體運動的方向相反,即摩擦力可以是動力也可以是阻力．3．摩擦力總是阻礙物體間的相對運動,但不一定阻礙物體的運動．由二力平衡判斷靜摩擦力的大小、方向

如右圖所示,A、B兩物體疊放在水平面上,水平力F作用在A上,使兩者一起向右做勻速直線運動,下列判斷正確的是(

)A．由于A、B一起做勻速直線運動,故A、B間無摩擦力B．B對A的靜摩擦力大小為F,方向向左C．地面對B的滑動摩擦力的大小為F,方向向左D．B物體受到了向右的靜摩擦力和向左的滑動摩擦力解析：以A為研究對象,它和B一起做勻速直線運動,也就是說它們之間沒有相對運動,它受到了一個向右的水平拉力,它一定還要受到一個向左的水平力與拉力F平衡,而A只與B有接觸,故B給A一個水平向左的靜摩擦力與F平衡．力是物體間的相互作用,A受到B對它向左的靜摩擦力,A一定要對B施加一個向右的靜摩擦力,B做勻速直線運動,它在水平方向上一定要受到一個向左的力來與A對B的靜摩擦力平衡,B是在水平面上運動,顯然,地面對B一個向左的滑動摩擦力．綜上所述,B、C、D三選項均正確．答案：BCD名師點睛：在此題的分析過程中,分別選取了A物體及B物體為研究對象,以單個物體為研究對象的方法叫“隔離法”．若以A,B組成的整體為研究對象的方法叫整體法．在分析過程中,充分應用了二力平衡條件,這是解決靜摩擦力常用的方法,隨著學習的深入,我們會體會到,根據(jù)物體的運動狀態(tài),運用力和運動的關系進行分析,是一種常見的重要方法．變式訓練3．用水平推力F把重為G的黑板擦緊壓在豎直的墻面上靜止不動,不計手與黑板擦之間的摩擦力,當把推力增加到2F時,黑板擦所受的摩擦力大小是原來的幾倍？(如右圖)答案：一倍摩擦力大小的計算

在研究摩擦力的實驗中,每次用彈簧秤水平拉一放在水平桌面上的木塊,木塊運動狀態(tài)及彈簧秤的讀數(shù)如下表所示(每次木塊與桌面的接觸面相同)則由表可知：(

)實驗次數(shù)小木塊運動狀態(tài)彈簧秤讀數(shù)(N)1靜止0.42靜止0.63加速0.74勻速0.55減速0.3A.木塊受到的靜摩擦力為0.4NB．木塊受到的最大靜摩擦力可能為0.6NC．在這五次實驗中,木塊受到的摩擦力大小有三次是相同的D．在這五次實驗中,木塊受到的摩擦力大小各不相同解析：由平衡條件可知,第一次實驗中靜摩擦力等于0.4N,A正確．從表中數(shù)據(jù)可以看出,最大靜摩擦力應該介于0.6～0.7N之間,故選項B正確；在第3、4、5次實驗中,無論木塊是加速、勻速、減速運動,只要木塊運動,它所受的摩擦力就是滑動摩擦力,滑動摩擦力的大小是相同的,均為0.5N,故C正確．答案：ABC名師點睛：滑動摩擦力、靜摩擦力的大小的計算方法完全不同,在一個物理過程中,可能前后段的摩擦力已經(jīng)變化,相應的計算方法也必須改變．4