【同步導(dǎo)學(xué)】高中物理課件 3.3摩擦力課件 滬科必修1

3．3摩擦力1．摩擦力定義：兩個(gè)______的物體，當(dāng)它們發(fā)生______

______________________，就會(huì)在接觸面上產(chǎn)

生______相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力，這種

力叫做摩擦力．接觸相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)阻礙2．滑動(dòng)摩擦力(1)定義：當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滑動(dòng)的

時(shí)候，會(huì)受到另一個(gè)物體阻礙它滑動(dòng)的力，這種

力叫做滑動(dòng)摩擦力．(2)產(chǎn)生條件：兩個(gè)物體_____、________、____

__________、_____________．(3)方向：滑動(dòng)摩擦力的方向總是____________，

并且跟物體的__________的方向相反．(4)大小：滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力成正比，即f＝

μN(yùn)，其中μ是比例常數(shù)，叫做動(dòng)摩擦因數(shù)，它的

數(shù)值與相互接觸的兩個(gè)物體的_____、__________

__________有關(guān)．接觸有彈力有相對(duì)運(yùn)動(dòng)接觸面粗糙平行接觸面相對(duì)運(yùn)動(dòng)材料接觸面的粗糙程度3．靜摩擦力(1)定義：相互接觸的兩個(gè)物體間由于存在______

__________而產(chǎn)生的摩擦力叫做靜摩擦力．(2)產(chǎn)生條件：兩個(gè)物體______、________、____

______________、_____________．(3)方向：總是跟___________，與______________

的方向相反．(4)靜摩擦力的大?。红o摩擦力的大小是個(gè)變量，

總是隨接觸面切線方向上的外力的變化而變化，

但靜摩擦力有一個(gè)最大限度，叫_____________，

所以靜摩擦力的大小范圍為0<f≤fmax.相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)接觸有彈力有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)接觸面粗糙接觸面平行相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)最大靜摩擦力一、滑動(dòng)摩擦力●重點(diǎn)解讀(1)滑動(dòng)摩擦力的定義兩個(gè)互相接觸擠壓且發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體，在它們的接觸面上產(chǎn)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，這個(gè)力叫滑動(dòng)摩擦力．(2)滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力的條件有四個(gè)：①兩物體接觸；②接觸的兩物體必須相互擠壓發(fā)生形變，即有彈力；③兩物體間要相對(duì)滑動(dòng)；④兩物體接觸面不光滑．這四個(gè)條件缺一不可，必須同時(shí)具備，判斷時(shí)應(yīng)根據(jù)條件依次判斷．(3)滑動(dòng)摩擦力的大?。俑行哉J(rèn)識(shí)：同一物體在不同面上的摩擦程度不同．不同物體在同一面上摩擦力也不同(拖動(dòng)一把椅子與拖動(dòng)一張餐桌用力不同)．方法：在木塊上放砝碼，用力拉動(dòng)木塊，使木塊勻速運(yùn)動(dòng)，從彈簧秤上讀出拉力的大小，從而知道滑動(dòng)摩擦力f的大小，記下f及N的大小并填入表格中．改變砝碼的重力，重做幾次，得到幾組f、N的數(shù)據(jù)．結(jié)論：兩個(gè)物體間滑動(dòng)摩擦力的大小f與正壓力N成正比，即f＝μN(yùn)，若將木塊放在玻璃上做相同的實(shí)驗(yàn)，f＝μN(yùn)仍成立．【說(shuō)明】

①μ叫做動(dòng)摩擦因數(shù)，它與接觸面的材料、粗糙程度有關(guān)，μ沒(méi)有單位．②滑動(dòng)摩擦力f的大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)，與接觸面的大小也無(wú)關(guān)．③公式f＝μN(yùn)中的N是兩個(gè)物體表面間的壓力，稱為正壓力(垂直于接觸面的力)，性質(zhì)上屬于彈力，它不是物體的重力，許多情況下需結(jié)合物體的平衡條件等加以確定．●難點(diǎn)突破滑動(dòng)摩擦力的的方向．滑塊在水平面面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，，滑塊所受滑滑動(dòng)摩擦力的的方向與滑塊塊的相對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)方向相反．．二、靜摩擦力力●重點(diǎn)解讀(1)與靜摩擦力有有關(guān)的一些現(xiàn)現(xiàn)象①一輛大卡車停停在路上，你你用力推，但但推不動(dòng)，據(jù)據(jù)二力平衡原原理知，一定定有一個(gè)力作作用在車上抵抵消了推力的的作用，這個(gè)個(gè)力就是靜摩摩擦力．●疑點(diǎn)辨析靜摩擦力的有有無(wú)及方向的的判斷方法(1)假設(shè)法．假設(shè)法有兩種種，一種是假假設(shè)接觸面光光滑，不存在在摩擦力，看看是否改變?cè)瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)狀狀態(tài)．另一種種是假設(shè)摩擦擦力存在，看看是否改變?cè)瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)狀狀態(tài)．第一種假設(shè)往往往用來(lái)判斷斷做變速運(yùn)動(dòng)動(dòng)的物體的靜靜摩擦力和有有其他外力存存在，物體處處于平衡狀態(tài)態(tài)時(shí)的靜摩擦擦力．第二種種假設(shè)往往用用來(lái)判斷物體體不受其他外外力和物體處處于平衡狀態(tài)態(tài)時(shí)的靜摩擦擦力．(2)狀態(tài)法：根據(jù)據(jù)二力平衡條條件、牛頓第第二定律(以后學(xué)習(xí))或牛頓第三定定律，可以判判斷靜摩擦力力的方向．假假如用一水平平力推桌子，，若桌子在水水平地面上靜靜止不動(dòng)，這這時(shí)地面會(huì)對(duì)對(duì)桌子施一靜靜摩擦力．根根據(jù)二力平衡衡條件可知，，該靜摩擦力力的方向與推推力的方向相相反．加速狀狀態(tài)時(shí)物體所所受的靜摩擦擦力可由牛頓頓第二定律確確定．(3)利用牛頓第三三定律(即作用力與反反作用力的關(guān)關(guān)系)來(lái)判斷．此法法關(guān)鍵是抓住住“力是成對(duì)出現(xiàn)現(xiàn)的”，先確定受力力較少的物體體受到的靜摩摩擦力的方向向，再根據(jù)“反向”確定另一物體體受到的靜摩摩擦力的方向向．【說(shuō)明】要正確理解摩摩擦力產(chǎn)生條條件中“相對(duì)”的含義：“相對(duì)”既不是對(duì)“地”，也不是對(duì)“觀察者”，“相對(duì)”的是跟它接觸觸的物體，即即把其中一個(gè)個(gè)物體作參考考系，分析另另一個(gè)物體相相對(duì)于參考系系的運(yùn)動(dòng)．①靜摩擦力大小小與正壓力無(wú)無(wú)關(guān)，但最大大靜摩擦力的的大小與正壓壓力成正比．．②靜摩擦力可以以是阻力，也也可以是動(dòng)力力，如人跑步步時(shí)地面給人人的靜摩擦力力就是動(dòng)力，，傳送帶上的的物體隨傳送送帶一起運(yùn)動(dòng)動(dòng)，靜摩擦力力也是動(dòng)力．．【說(shuō)明】靜摩擦力的大大小由外部因因素決定，在在上圖中，只只要人未推動(dòng)動(dòng)物體，則靜靜摩擦力的大大小總與人的的推力相等．．(2)摩擦力規(guī)律小小結(jié)①相對(duì)靜止的物物體只能受到到靜摩擦力，，相對(duì)運(yùn)動(dòng)的的物體只能受受到滑動(dòng)摩擦擦力．摩擦力發(fā)生在在相互接觸的的兩個(gè)物體之之間，如果這這兩個(gè)物體產(chǎn)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，則為滑動(dòng)動(dòng)摩擦力；如如果這兩個(gè)物物體保持相對(duì)對(duì)靜止，并存存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)的趨勢(shì)，則則為靜摩擦力力．在這里，，相對(duì)運(yùn)動(dòng)是是指以相互作作用的一個(gè)物物體為參照物物，另一個(gè)物物體相對(duì)這個(gè)個(gè)物體位置發(fā)發(fā)生變化；運(yùn)運(yùn)動(dòng)是指以地地面為參照物物，物體相對(duì)對(duì)地面位置發(fā)發(fā)生變化．因因此，靜止物物體不只能受受到靜摩擦力力，也可以受受到滑動(dòng)摩擦擦力，運(yùn)動(dòng)物物體不只能受受到滑動(dòng)摩擦擦力，也可以以受到靜摩擦擦力．②滑動(dòng)摩擦力的的方向總是與與物體的相對(duì)對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相相反．滑動(dòng)摩擦力的的方向與相對(duì)對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向向相反，靜摩摩擦力方向與與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨趨勢(shì)的方向相相反．“運(yùn)動(dòng)”與“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”是兩個(gè)不同的的概念．與相相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)勢(shì)方向相反，，并不一定就就與運(yùn)動(dòng)方向向相反．③摩擦力的方向向不一定與物物體的運(yùn)動(dòng)方方向在同一條條直線上．摩擦力方向與與兩個(gè)物體的的接觸面相切切，與相對(duì)運(yùn)運(yùn)動(dòng)的方向或或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨趨勢(shì)的方向相相反，但不一一定與物體的的運(yùn)動(dòng)方向在在同一條直線線上，即摩擦擦力的方向不不一定與物體體的運(yùn)動(dòng)方向向相同或相反反．④摩擦力總是阻阻礙物體的相相對(duì)運(yùn)動(dòng)．摩擦力的作用用效果是阻礙礙物體之間的的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(滑動(dòng)摩擦力)或阻礙物體之之間的相對(duì)運(yùn)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)(靜摩擦力)、但不一定阻阻礙物體的運(yùn)運(yùn)動(dòng)．摩擦力力既可以是阻阻力，也可以以是動(dòng)力．由f＝μN(yùn)可知，滑動(dòng)摩摩擦力與壓力力成正比，壓壓力越大，滑滑動(dòng)摩擦力越越大；最大靜靜摩擦力也與與壓力成正比比，壓力越大大，最大靜摩摩擦力也越大大．而靜摩擦擦力的大小應(yīng)應(yīng)根據(jù)物體的的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，，利用平衡條條件或牛頓運(yùn)運(yùn)動(dòng)定律求解解．⑤接觸面積增大大，滑動(dòng)摩擦擦力不變．根據(jù)f＝μN(yùn)，滑動(dòng)摩擦力力的大小只由由μ、N決定，與物體體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)態(tài)、受力情況況以及接觸面面積的大小無(wú)無(wú)關(guān)．滑動(dòng)摩摩擦力的大小小與接觸面積積無(wú)關(guān)，是因因?yàn)榻佑|面積積增大雖然增增大了阻礙物物體之間的相相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作作用，但是另另一方面，接接觸面積增大大又減小了單單位面積上物物體受到的壓壓力，因而減減小了阻礙物物體之間的相相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作作用．(1)(a)圖中的A、B兩個(gè)物體在在拉力F作用下共同同向右勻速速運(yùn)動(dòng)．(2)用力F將一張紙從從(b)圖中的A物體下抽出出的過(guò)程．．(3)(c)圖中的A物體沿著粗粗糙的墻壁壁下滑．【解析】在問(wèn)題(1)中，雖然物物體A隨物體B向右勻速運(yùn)運(yùn)動(dòng)，但由由于A、B兩物體間沒(méi)沒(méi)有相對(duì)運(yùn)運(yùn)動(dòng)，所以以兩物體間間沒(méi)有滑動(dòng)動(dòng)摩擦力．．在問(wèn)題(2)中，A對(duì)紙面有壓壓力，接觸觸面粗糙，，且有相對(duì)對(duì)運(yùn)動(dòng)，所所以A受到滑動(dòng)摩摩擦力作用用，在紙向向右抽出的的過(guò)程中，，A相對(duì)紙向左左運(yùn)動(dòng)，因因此所受摩摩擦力的方方向向右．．在問(wèn)題(3)中，A相對(duì)墻有滑滑動(dòng)，接觸觸面也是粗粗糙的，但但由于A與墻之間沒(méi)沒(méi)有壓力，，因此，沒(méi)沒(méi)有滑動(dòng)摩摩擦力．【答案】(1)無(wú)(2)有，方向向向右(3)無(wú)【方法總結(jié)】判斷滑動(dòng)摩摩擦力方向向的基本思思路：①選研究對(duì)象象(受滑動(dòng)摩擦擦力作用的的物體)．②選跟研究對(duì)對(duì)象接觸的的物體為參參考系．③找出研究對(duì)對(duì)象相對(duì)參參考系的運(yùn)運(yùn)動(dòng)方向．．④滑動(dòng)摩擦力力的方向與與相對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)的方向相相反．【解析】要判斷貨物物A所受摩擦力力方向，以以傳送帶為為參照物．．在第(1)種情況中，，貨物A相對(duì)于傳送送帶水平向向右運(yùn)動(dòng)；；在第(2)種情況中，，貨物A相對(duì)于傳送送帶水平向向左運(yùn)動(dòng)．．【答案】(1)貨物A所受摩擦力力水平向左左(2)貨物A所受摩擦力力水平向右右A．第2張牌到第53張牌之間可可能發(fā)生相相對(duì)滑動(dòng)B．第2張牌到第53張牌之間不不可能發(fā)生生相對(duì)滑動(dòng)動(dòng)C．第1張牌受到手手指的摩擦擦力向左D．第54張牌受到水水平桌面的的摩擦力向向左【解析】由題意知手手指相對(duì)第第1張牌向右運(yùn)運(yùn)動(dòng)，則第第1張牌受到手手指的摩擦擦力方向向向右，C項(xiàng)錯(cuò)．如果果第2張牌到第53張牌之間發(fā)發(fā)生了相對(duì)對(duì)滑動(dòng)，則則其中的某某一張牌受受到的來(lái)自自于其上方方的牌的摩摩擦力f上必大大于于其其所所受受來(lái)來(lái)自自下下方方牌牌的的摩摩擦擦力力f下，牌牌之之間間的的摩摩擦擦因因數(shù)數(shù)均均為為μ2，令令每每張張牌牌的的重重力力為為mg，令令f上＝μ2fN，則則f下＝μ2(mg＋fN)，總總有有f下＞f上，即即從從第第2張牌牌到到第第53張牌牌之之間間不不可可能能有有相相對(duì)對(duì)滑滑動(dòng)動(dòng)發(fā)發(fā)生生．．將將第第2張牌牌到到第第53張牌牌視視為為一一個(gè)個(gè)整整體體，，該該整整體體受受第第1張牌牌的的摩摩擦擦力力向向右右，，由由牛牛頓頓第第三三定定律律知知第第53張牌牌對(duì)對(duì)第第54張牌牌的的摩摩擦擦力力向向右右，，則則桌桌面面對(duì)對(duì)第第54張牌牌的的摩摩擦擦力力必必向向左左．．【答案案】BD【答案案】(1)B不受受摩摩擦擦力力作作用用；；A受到到地地面面向向左左的的靜靜擦擦力力(2)B不受受摩摩擦擦力力作作用用；；A受到到地地面面向向左左的的滑滑動(dòng)動(dòng)摩摩擦擦力力【解析析】由于于最最大大靜靜摩摩擦擦力力f′max＝120N，當(dāng)當(dāng)推推動(dòng)動(dòng)F1＝70N時(shí)，，木木箱箱未未動(dòng)動(dòng)，，此此時(shí)時(shí)的的摩摩擦擦力力為為靜靜摩摩擦擦力力；；當(dāng)當(dāng)推推力力為為150N時(shí)，，木木箱箱運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，，則則摩摩擦擦力力是是滑滑動(dòng)動(dòng)摩摩擦擦力力．．用70N水平平力力推推木木箱箱，，木木箱箱不不動(dòng)動(dòng)，，由由二二力力平平衡衡知知木木箱箱受受到到70N的靜靜摩摩擦擦力力．．用150N水平平力力推推木木箱箱時(shí)時(shí)，，木木箱箱運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，，由由f＝μN(yùn)知滑滑動(dòng)動(dòng)摩摩擦擦力力f＝μN(yùn)＝μmg＝0.25×400N＝100N.【答案案】70N100N【方法法總總結(jié)結(jié)】計(jì)算算摩摩擦擦力力大大小小的的基基本本思思路路：：(1)必須須首首先先分分析析物物體體的的運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)情情況況，，判判明明是是滑滑動(dòng)動(dòng)摩摩擦擦力力還還是是靜靜摩摩擦擦力力．．(2)滑動(dòng)動(dòng)摩摩擦擦力力大大小小的的計(jì)計(jì)算算直直接接由由摩摩擦擦定定律律f＝μN(yùn).求解解的的關(guān)關(guān)鍵鍵是是根根據(jù)據(jù)平平衡衡方方程程或或動(dòng)動(dòng)力力學(xué)學(xué)方方程程(后面面將將學(xué)學(xué)習(xí)習(xí))計(jì)算算正正壓壓力力N的大大小?。o摩摩擦擦力力大大小小的的計(jì)計(jì)算算一一般般應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)物物體體的的運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)情情況況(靜止止、、勻勻速速運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)或或加加速速運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng))，利利用用平平衡衡方方程程或或動(dòng)動(dòng)力力學(xué)學(xué)方方程程(后面面將將學(xué)學(xué)習(xí)習(xí))求解解．．【解析析】木箱箱對(duì)對(duì)水水平平地地面面的的壓壓力力N＝G＝200N，當(dāng)當(dāng)水水平平推推力力逐逐漸漸增增大大到到45N時(shí)，，木木箱箱剛剛開開始始運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，，說(shuō)說(shuō)明明木木箱箱與與地地面面間間最最大大靜靜摩摩擦擦力力fmax＝45N.用40N的水平推力推推木箱時(shí)，木木箱仍靜止，，由二力平衡衡知識(shí)，木箱箱所受的靜摩摩擦力f1＝40N．當(dāng)用80N的水平推力推推靜止的木箱箱，木箱將沿沿地面滑動(dòng)，，木箱受到的的是滑動(dòng)摩擦擦力，f2＝μN(yùn)＝0.2×200N＝40N.木箱運(yùn)動(dòng)過(guò)程程中水平推力力由80N突然減至40N，由于木箱仍仍在運(yùn)動(dòng)，木木箱受到的仍仍為滑動(dòng)摩擦擦力，f3＝μN(yùn)＝40N.【答案】40N40N40N【指點(diǎn)迷津】(錯(cuò)解分析)由于A相對(duì)平板小車車向左運(yùn)動(dòng)了了一段距離，，故A受到的摩擦力力向左，因?yàn)闉槭悄Σ亮?，，故為阻力．?正確分析)對(duì)于物體A、A沿運(yùn)動(dòng)方向產(chǎn)產(chǎn)生了位移，，但相對(duì)車(與其相接觸的的物體)卻是向左運(yùn)動(dòng)動(dòng)，由定義可可知，A受向右的滑動(dòng)動(dòng)摩擦力作用用．該摩擦力力是動(dòng)力．【答案】向右，動(dòng)力．．【指點(diǎn)迷津】所謂靜摩擦力力是指兩個(gè)相相對(duì)靜止的物物體之間產(chǎn)生生的摩擦力，，這兩個(gè)物體體可以都處于于靜止?fàn)顟B(tài)，，也可能一起起運(yùn)動(dòng)(速度時(shí)刻相同同，即相對(duì)靜靜止)，而滑動(dòng)摩擦擦力發(fā)生在兩兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)的物體之間間，這兩個(gè)物物體可能一個(gè)個(gè)處于靜止?fàn)顮顟B(tài)，而另一一個(gè)處于運(yùn)動(dòng)動(dòng)狀態(tài)，也有有可能兩者都都是運(yùn)動(dòng)的，，但運(yùn)動(dòng)速度度不同即兩物物體間有相對(duì)對(duì)運(yùn)動(dòng)，而不不是說(shuō)靜止的的物體受到的的摩擦力是靜靜摩擦力，運(yùn)運(yùn)動(dòng)的物體受受到的就是滑滑動(dòng)摩擦力．．【答案】BC摩擦力問(wèn)題中中參考系的確確定對(duì)于相接觸的的兩個(gè)物體，，其接觸面上上的一對(duì)摩擦擦力方向的判判斷，應(yīng)以對(duì)對(duì)方(不一定是地面面)為參考系，即即假設(shè)對(duì)方靜靜止不動(dòng)，首首先判斷相對(duì)對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向向，進(jìn)而應(yīng)用用摩擦力方向向的規(guī)律判斷斷出最終結(jié)果果．應(yīng)用摩擦擦力產(chǎn)生的條條件時(shí)，對(duì)于于同一個(gè)物體體的兩個(gè)接觸觸面可能均受受摩擦力的作作用且正壓力力也可能不同同．故只有A正確．本