物理第三章第二節(jié)

第二節(jié)研究摩擦力第三章研究物體間的相互作用學(xué)習(xí)目標(biāo)1．知道滑動摩擦力、靜摩擦力的含義，明確產(chǎn)生條件，會判斷摩擦力的方向．2．了解滑動摩擦力的計算公式f＝μFN的應(yīng)用．3．知道最大靜摩擦力的概念．新知初探自主學(xué)習(xí)一、滑動摩擦力[自研教材]1．概念：兩個相互接觸的物體有相對滑動時，物體之間存在的摩擦叫做_________．在滑動摩擦中，物體間產(chǎn)生的______物體_____滑動的作用力，叫做滑動摩擦力．2．方向：滑動摩擦力的方向總是跟接觸面_______，并且跟物體__________的方向相反．滑動摩擦阻礙相對相切相對滑動3．大小公式：f＝μFN.FN是垂直接觸面的_______，μ是_____________．μ的大小與相互接觸的物體的_______、接觸面的____________有關(guān)．正壓力動摩擦因數(shù)材料粗糙程度[成功體驗]滑動摩擦力的大小與物體間相對運動的速度大小有關(guān)系嗎？提示：無關(guān)．二、研究靜摩擦力[自主探究]根據(jù)教材實驗探究1．木塊運動前，逐漸增大彈簧秤的拉力，靜摩擦力f的大小如何變化？并與拉力有何大小關(guān)系？提示：增大；大小相等2．靜摩擦力的大小是一個固定的值嗎？它與壓力有關(guān)嗎？如何確定其大??？提示：不是；無關(guān)；根據(jù)二力平衡3．不用外力去拉木塊，它受摩擦力作用嗎？用力拉它但沒拉動，它受摩擦力作用嗎？如果有，其大小和方向如何？拉動木塊后，它還受摩擦力作用嗎？如果有，其大小和方向如何？提示：不受；受靜摩擦力，大小等于拉力，方向與相對運動趨勢方向相反；受滑動摩擦力，大小f＝μFN，方向與木塊相對運動方向相反．4．靜摩擦力的大小有限度嗎？提示：0<f≤fmax[成功發(fā)現(xiàn)]1．概念：當(dāng)物體具有相對滑動趨勢時，物體間產(chǎn)生的摩擦叫做靜摩擦，這時產(chǎn)生的摩擦力叫做靜摩擦力．2．方向：跟接觸面_____，且跟物體_____________的方向相反．3．大?。河貌淮蟮乃搅瓡?，書柜沒有運動，書柜與地面間的靜摩擦力大小隨拉力的增大而_____，所以說靜摩擦力的大小由外部因素決定．4．最大靜摩擦力：物體所受到的靜摩擦力有一個最大限度，這個最大值叫做最大靜摩擦力．最大靜摩擦力比_____________略大，為計算簡便，有時可以認(rèn)為最大靜摩擦力近似地等于______________．相切相對運動趨勢增大滑動摩擦力滑動摩擦力要點探究講練互動要點一對摩擦力及產(chǎn)生條件的理解靜摩擦力滑動摩擦力產(chǎn)生條件①兩物體之間有彈力②接觸面粗糙③有相對運動趨勢①兩物體之間有彈力②接觸面粗糙③有相對運動作用效果阻礙物體間的相對運動趨勢阻礙物體間的相對運動方向跟接觸面相切并與物體相對運動趨勢的方向相反，與物體的運動方向無關(guān)跟接觸面相切并與物體相對運動的方向相反，與物體的運動方向不一定相反特別提醒：摩擦力產(chǎn)生的條件之一是物體之間有相對運動或相對運動的趨勢，而不是物體有運動或運動趨勢，運動的物體可能不受摩擦力的作用，靜止的物體則可能受到摩擦力的作用，物體是否受摩擦力與物體是否運動無關(guān)．(單選)下列關(guān)于摩擦力的說法，正確的是(

)A．相互接觸的兩物體間一定存在摩擦力B．摩擦力總是阻礙物體的運動C．相對靜止的物體間，也可能存在摩擦力作用D．只有靜止的物體才受靜摩擦力作用，運動的物體不會受靜摩擦力作用【審題指導(dǎo)】

摩擦力阻礙的是接觸物體之間的相對運動或相對運動的趨勢，而不是阻礙物體的運動．例1【精講精析】相互接觸擠壓，接觸面粗糙，有相對運動或相對運動的趨勢，是摩擦力產(chǎn)生的三個條件，三個條件必須同時滿足，才產(chǎn)生摩擦力，A錯誤；摩擦力的效果總是阻礙物體間的相對運動而不是運動，B錯誤；相對靜止的物體間，也可能存在摩擦力，比如，推地面上的桌子但沒推動時，桌子仍受到地面的靜摩擦力，C正確；靜止的物體和運動的物體都可能受到靜摩擦力的作用，比如，被傳送帶送到高處的物體，受到傳送帶的靜摩擦力作用，D錯誤．【答案】

C【規(guī)律方法】有關(guān)摩擦力的幾個注意問題：(1)不論物體是靜止還是運動，都可能受靜摩擦力或滑動摩擦力．(2)摩擦力并不總是阻礙物體的運動，它既可作動力，又可作阻力．(3)摩擦力的方向可以與物體的運動方向相反，也可以與運動方向相同．跟蹤訓(xùn)練1(雙選)(2012·高考海南卷)下列關(guān)于摩擦力的說法，正確的是(

)A．作用在物體上的滑動摩擦力只能使物體減速，不可能使物體加速B．作用在物體上的靜摩擦力只能使物體加速，不可能使物體減速C．作用在物體上的滑動摩擦力既可能使物體減速，也可能使物體加速D．作用在物體上的靜摩擦力既可能使物體加速，也可能使物體減速解析：選CD.摩擦力總是阻礙物體的相對運動(或相對運動趨勢)，而物體間的相對運動與物體的實際運動無關(guān)．當(dāng)摩擦力的方向與物體的運動方向一致時，摩擦力是動力，方向相反為阻力，故C、D項正確．要點二靜摩擦力的有無及方向判斷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(shè)法：假設(shè)兩物體間無靜摩擦力，看物體是否相對滑動．①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．②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．靜摩擦力的方向判斷(1)靜摩擦力的方向與物體相對運動的趨勢方向相反．(2)若物體處于平衡狀態(tài)，根據(jù)二力平衡條件判斷靜摩擦力的大小及方向．特別提醒：判斷摩擦力的方向時，關(guān)鍵是判斷物體間相對運動或相對運動趨勢的方向．(單選)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?fàn)顟B(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【關(guān)鍵提醒】

解答本題應(yīng)把握以下兩點：(1)兩物體之間是否有靜摩擦力產(chǎn)生，關(guān)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．例2【答案】

D【借題發(fā)揮】

在判斷A所受的靜摩擦力方向時也可用整體法，即將A、B看做一個整體，同樣可分析出D項正確，同學(xué)們可嘗試一下．跟蹤訓(xùn)練2(單選)如圖所示，物體A、B、C疊放在水平桌面上．力F作用在物體C上后，各物體仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，那么以下說法正確的是(

)A．C不受摩擦力的作用B．B不受摩擦力的作用C．A受的各個摩擦力不是平衡的D．A、B、C三個物體組成的整體所受摩擦力為零解析：選B.以B為對象，B在水平方向上不受其他外力，處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以B不受摩擦力，B正確；以C為對象，力F作用在物體C上，C處于靜止?fàn)顟B(tài)．C一定受A的摩擦力，A錯；A處于靜止?fàn)顟B(tài)，C對A的摩擦力與地面對A的摩擦力是平衡的，C錯；以A、B、C三個物體組成的整體為對象，受水平向右的拉力，所以整體受地面向左的摩擦力，D錯．要點三摩擦力大小的計算1．滑動摩擦力的大小(1)公式法：根據(jù)公式f＝μFN計算．①正壓力FN是物體與接觸面間的壓力，不一定等于物體的重力，F(xiàn)N的大小根據(jù)受力情況確定．②動摩擦因數(shù)μ與材料和接觸面的粗糙程度有關(guān)，而與物體間的壓力、接觸面的大小無關(guān)．(2)二力平衡法：物體處于平衡狀態(tài)(勻速運動、靜止)時，根據(jù)二力平衡條件求解．2．靜摩擦力的大小(1)大?。?<f≤Fmax.(2)計算：根據(jù)受力情況和二力平衡條件確定，大小總等于使物體發(fā)生相對運動趨勢的外力．(3)最大靜摩擦力fmax＝μ0FN.μ0為最大靜摩擦因數(shù)，最大靜摩擦力fmax略大于滑動摩擦力，一般情況下，為分析問題方便，可認(rèn)為二者相等．特別提醒：(1)計算摩擦力時，應(yīng)先判斷是靜摩擦力還是滑動摩擦力．(2)滑動摩擦力F的大小與物體運動的速度大小無關(guān)，與接觸面的面積無關(guān)．(3)靜摩擦力可在0～fmax之間變化，不能用公式f＝μFN計算，且靜摩擦力與正壓力無關(guān)．質(zhì)量為2kg的物體靜止在水平地面上，如圖所示，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．(取g＝10N/kg)(1)當(dāng)推力大小為5N時，地面對物體的摩擦力是多大？(2)當(dāng)推力大小為12N時，地面對物體的摩擦力是多大？【審題指導(dǎo)】計算摩擦力的大小，首先要判斷摩擦力的種類，然后再選用計算依據(jù)．例3【精講精析】在地面上，F(xiàn)N＝mg，則滑動摩擦力(最大靜摩擦力fmax)大小為fmax＝μFN＝μmg＝0.5×2×10N＝10N.(1)當(dāng)拉力F＝5N時，F(xiàn)<fmax，物體靜止，則由二力平衡知f靜＝F＝5N.(2)當(dāng)拉力F＝12N時，F(xiàn)>fmax，物體滑動，則f滑＝μFN＝μmg＝10N.【答案】

(1)5N

(2)10N跟蹤訓(xùn)練3(單選)如圖所示，重力為20N的物體與木板間的動摩擦因數(shù)為0.1，物體向左運動．同時物體受到大小為10N，方向向右的水平力F的作用，則物體所受摩擦力的大小和方向是(

)A．2N，向左

B．2N，向右C．10N，向左

D．12N，向右解析：選B.物體重力為20N，在水平面上運動，所以正壓力大小FN＝20N，由f＝μFN知，f＝0.1×20N＝2N．滑動摩擦力方向與物體相對運動方向相反，所以向右．尋規(guī)探法思維啟迪摩擦力與胡克定律的綜合【范例】

(10分)用勁度系數(shù)k＝490N/m的彈簧沿水平方向拉一木板，使其在水平桌面上做勻速直線運動，彈簧的長度為12cm.若在木板上放一質(zhì)量為5kg的物體，仍用原彈簧沿水平方向勻速拉動木板，彈簧的長度變?yōu)?4cm.試求木板與水平桌面間的動摩擦因數(shù)μ