高中物理必修《摩擦力》教學(xué)課件4

驚險刺激是攀巖動作的最根本的特點，其能充分滿足人們回歸自然，尋求刺激并從中挑戰(zhàn)自然，挑戰(zhàn)自我的欲望。參與攀巖，會讓你在與懸崖峭壁的抗衡中學(xué)會堅強，在與大山的擁抱中感受寬容，在征服攀巖路線后享受成功與勝利喜悅，由于攀登者在攀壁上穩(wěn)如庇護，矯似雄鷹，攀登的動作極具美觀感和觀賞性。攀巖者主要是靠手腳與巖壁之間的摩擦力來保持平衡的。一、摩擦力：摩擦力：兩個相互接觸的物體，當(dāng)它們發(fā)生相對運動或具有相對運動的趨勢時，就會在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對運動或相對運動趨勢的力，這種力叫做摩擦力。靜摩擦力：兩個接觸的物體，當(dāng)一個物體相對另一個物體有相對運動趨勢時，產(chǎn)生的摩擦叫靜摩擦。二、靜摩擦力①兩個物體必須相互接觸②接觸面粗糙③接觸并擠壓④具有相對運動趨勢1.產(chǎn)生的條件：例：（1）如圖所示，各接觸面光滑，墻壁對小球無靜摩擦力。（2）如圖所示，人用力推木箱，但沒有推動。地面對木箱有摩擦力。3.靜摩擦力的方向總是跟接觸面相切，且跟物體的相對運動的方向相反。說明：如果接觸面是平面，摩擦力的方向就沿著接觸面。如果是平面與曲面接觸，則方向為該曲面的切面。如果接觸面都是曲面，則摩擦力的方向為兩個曲面的公共切面。靜摩擦力的方向一定與彈力的方向是垂直的。2.靜摩擦力的作用點作用于接觸面上。（1）假設(shè)法：即假設(shè)接觸面是光滑的，物體會向什么方向運動，即與此運動方向相反。（2）二力平衡：假設(shè)沒有靜摩擦力，看物體所受的其它外力是否平衡來判斷靜摩擦力的有、無和方向。靜摩擦力方向的判斷：（1）靜摩擦力的大小總是等于迫使物體產(chǎn)生相對運動趨勢的外力的大?。ɑ蜓亟佑|面的分量）。（2）最大靜摩擦力的大小使物體剛要運動時所需要的最小作用力。4.靜摩擦力的大小（4）靜摩擦隨著正壓力的增大而增大。說明：①靜摩擦力可以充當(dāng)阻力，也可以充當(dāng)動力。例如：走路時靜摩擦力充當(dāng)動力。推箱子推不動時，摩擦力充當(dāng)阻力。②運動的物體也可以受到靜摩擦力的作用。（3）靜摩擦力的取值范圍：。最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力。如圖所示：B隨A

一塊運動，B受到靜摩擦力的作用。三、滑動摩擦力滑動摩擦力：當(dāng)一個物體在另一個物體上滑動時，會受到另一個物體阻礙它滑動的力，這種力叫做滑動摩擦力。2.滑動摩擦力的作用點：作用于接觸面上。3.滑動摩擦力的方向：與物體相對運動的方向相反?；瑒幽Σ亮?.產(chǎn)生的條件：①兩個物體必須相互接觸②接觸面粗糙③接觸并擠壓④有相對運動物體的相對運動的方向，所研究的物體現(xiàn)對于其接觸的物體而言的。物體運動的方向，一般以地面為參照系而言的。說明：4.滑動摩擦力的大小滑動摩擦力的大小跟正壓力成正比。表示式為，表示壓力的大小，為動摩擦因數(shù)。說明：為兩個物體表面間的垂直作用力。跟相互接觸的物體的材料和接觸面的情況有關(guān)系。（2）滑動摩擦力可以是動力，但它產(chǎn)生的效果一定是阻礙物體間的相對運動。說明：（1）靜止的物體也可以受到滑動摩擦力的作用。如圖所示B靜止，但B受到滑動摩擦力的作用。滾動摩擦力：滾動摩擦是一個物體在另一個物體表面上滾動時產(chǎn)生的摩擦力。說明：滾動摩擦力比滑動摩擦力小的多。滾動摩擦力在生活中的應(yīng)用。四、滾動摩擦力靜摩擦力的方向：總是跟接觸面相切，且跟物體的相對運動的方向相反。1.靜摩擦力（1）兩個物體必須相互接觸（2）接觸面粗糙（3）接觸并擠壓（4）有相對運動趨勢靜摩擦力的作用點：作用于接觸面上。靜摩擦力的大小總是等與迫使物體產(chǎn)生相對運動趨勢的外力的大小。產(chǎn)生的條件：（2）滑動摩擦力的作用點：作用于接觸面上。（3）滑動摩擦力的方向：與物體相對運動的方向相反。2.滑動摩擦力①兩個物體必須相互接觸②接觸面粗糙③接觸并擠壓④有相對運動（4）滑動摩擦力的大小：表示式為。（1）產(chǎn)生的條件：（2）物體放上傳送帶后，在初始的一段時間內(nèi)，物體的速度尚未達(dá)到皮帶的速度，物體相對皮帶向后滑動，所以物體受到皮帶給它向前的滑動摩擦力作用，這一摩擦力幫助著物體向前運動。當(dāng)物體的速度達(dá)到皮帶的速度后，物體與皮帶間無相對運動，亦無相對運動的趨勢，而是保持著水平方向的勻速直線運動狀態(tài)，所以不再受摩擦力的作用。1.試判斷下列兩種情況下物體所受的摩擦力方向：（1）沿水平地面向右滑動的木箱；（2）放在勻速運動的水平傳送帶上的物體。答案：（1）因為木箱相對水平面向右運動，所以它受到地面給它向左的滑動摩擦力作用，這一摩擦力阻礙著木塊向右運動。2.如圖所示，一質(zhì)量為1kg的長木板放在水平桌面上，木板與桌面間的最大靜摩擦力為3.0N，動摩擦因數(shù)為0.3。如果分別用F=2.8N和F=3.2N的水平力推木板，木板受到的摩擦力分別為多大？在木板被水平力推動的過程中，當(dāng)木板伸出桌邊三分之一時，木板受到的摩擦力又為多大？（g取9.8m/s2）F當(dāng)木板在被推動過程中伸出桌邊三分之一時，木板所受滑動摩擦力大小未改變，即

F2′=F2≈2.9N計算摩擦力時應(yīng)先判斷是靜摩擦力還是滑動摩擦力，如果是靜摩擦力，一般不能用公式F=μFN計算。對于木板在被推動過程中伸出桌邊三分之一時的摩擦力，有些同學(xué)以為木板只有三分之二壓在桌面上，會出現(xiàn)F2′=μ·mg=μmg的錯誤，其實木板對桌面的壓力大小仍等于mg，仍是F2′=μmg。3.如圖所示，A、B、C三塊磚頭疊放在水平地面上，現(xiàn)用兩個大小相等、方向相反的水平力F同時推A和C，但未能推動，則A對B、B對C、C對地面的摩擦力分別為多大？ABCFF答案：對A磚，由于受向左的水平推力F，根據(jù)二力平衡條件，要保持靜止?fàn)顟B(tài)，必定還會受到B磚對它向右的靜摩擦力FBA=F。由于物體間的作用是相互的，B磚對A磚有向右的靜摩擦力，則A磚對B磚有向左的靜摩擦力：

FAB=FBA=F同理，由B磚的平衡可得C磚對它必有向右的靜摩擦力FCB=FAB=F,由物體間的相互作用可得B磚對C磚必有向左的靜摩擦力FBC=FCB=F。由于C磚受F和FBC的作用能平衡，故地面對C磚無摩擦力作用，從而C磚對地面亦無摩擦力的作用。三塊磚頭沿水平方向的受力情況分析可知，A對B、B對C、C對地面的摩擦力大小分別為F、F、0。

處理疊放體之間的相互作用問題常常將它們隔離開來研究，這種方法稱為“隔離法”。在具體分析時，還需注意一定的順序，如本題的分析就是從上到下，先從受力較為簡單的A磚分析起。當(dāng)然，本題也可先采用“整體法”，即將三塊磚頭整體作為研究對象，確定地面對C磚無摩擦力作用，再將A磚、C磚隔離開來，分別研究B對A、B對C的摩擦力。

你看，在我們的周圍，有各種各樣的摩擦現(xiàn)象，這種現(xiàn)象有時非常出人意料。有時甚至連我們想不到的地方，也會出現(xiàn)極重要的摩擦現(xiàn)象。假如摩擦在世界上突然消滅了的話，許多普通現(xiàn)象都會完全按照另一種方式進(jìn)行。法國物理學(xué)家希洛姆對于摩擦現(xiàn)象曾經(jīng)有過生動的描寫：我們有時候走上了結(jié)著冰的路。為了使身體不至跌倒，我們得用多少力氣；為了站穩(wěn)，又得做多少可笑的動作！這就不得不使我們承認(rèn)，我們平時所走的路面有多么寶貴的性

假如沒有了摩擦質(zhì)，由于這種性質(zhì)，我們才不必特別用力，就能保持平衡。當(dāng)我們騎著自行車在很滑的路上滑倒的時候，或是馬在柏油路上滑倒的時候，我們也會產(chǎn)生同樣的思想。研究了類似的現(xiàn)象以后，我們就可以看出摩擦帶給我們的后果了。工程師竭力在設(shè)法除掉機器上的摩擦，并且得到了很好的成績。在應(yīng)用力學(xué)里，常常把摩擦說成是最不好的現(xiàn)象。這當(dāng)然是對的，可是也只有在幾個狹窄的領(lǐng)域里才能算是對的。至于在別的情況下，我們還應(yīng)當(dāng)感謝摩擦：它使我們能夠毫不提心吊膽地走路、坐定和工作；使書和墨水瓶不會跌落在地板上；使桌子不會自己滑向墻角；使鋼筆不會從手里滑掉。摩擦是一種非常普遍的現(xiàn)象。除了很少幾種特別情況以外，我們用不著去找它，它自己就會來幫我們的忙。摩擦能夠促進(jìn)穩(wěn)定。木工刨平地板，目的是使桌子和椅子放在哪里就留在哪里。只要不是在正在搖晃的輪船里，放在桌子上的杯盤，用不著我們特別照顧，就會不動地留在桌子上。如果我們設(shè)想已經(jīng)完全沒有摩擦了，這時候任何物體，不論是大石塊或是小沙粒，就再也不能相互支持了。所有的東西都要滑著，滾著，直到鋪成一個平面為止。如果沒有摩擦，地球就像流體一樣，變成了一個一點高低都沒有的圓球了。我們還可以補充說，沒有了摩擦，鐵釘和螺釘會從墻上滑出來，我們的手也不能拿東西，任何建筑物都不可能建造起來，起了旋風(fēng)就永遠(yuǎn)不會平息。我們會不斷地聽到發(fā)出的聲音的回聲，因為它從墻壁上反射回來，一點也沒有被削弱。

每一次地面上的凍冰，都使我們清楚地看出摩擦的重要性。遇到街上結(jié)冰的時候，我們會弄得毫無辦法，并且隨時都有滑倒的危險。下面是從報上摘下來的幾段消息（1927年12月）：“倫敦21日消息，由于地面結(jié)了冰，倫敦的街車和電車行動都