物理必修一3-3摩擦力.ppt

3.3摩擦力 课堂小测 画出物体P所受重力及弹力的示意图 P P P P 学习目标: 知道静摩擦力的产生条件，能判断静摩擦 力的有无以及大小和方向。 理解最大静摩擦力。能根据二力平衡条件 确定静摩擦力的大小。 知道滑动摩擦产生的条件，会正确判断滑 动摩擦力的方向。 会用公式F=FN计算滑动摩擦力的大小， 知道影响动摩擦因数的大小因素。 演 示 实 验 说明物体之间存在摩擦力 用水平力推讲台桌,讲台桌为何不动 ? 用手握住水杯,水杯为何不会掉落? 物体为何可以静止在斜面上？ 一 摩 擦 力 1.定义 : 两个相互接触的物体,当它们发生相对 运动或具有相对运动的趋势时,就会在 接触面上产生阻碍相对运动或相对运 动趋势的力. 2.分类: （1）静摩擦力 （2）滑动摩擦力 小孩推箱，据二力平衡的知识，这时一 定有一个力与推力平衡，阻碍相对运动发 生的力。 推力 静摩 擦力 1、定义： 两相互接触并挤压的物间， 存在相对运动趋势而又没有相对运动时, 在接触面上产生的一种阻碍相对运动趋 势的力 称 静摩擦力。 二力平衡 二 静 摩 擦 力 2. 产 生 条 件： （1）、接触 （2）、接触面粗糙 （4）、两物体间有相对运动趋势 （3）、接触面有挤压（形变 ） 3、静摩擦力方向如何？ 二 静 摩 擦 力 3.方向： 沿着接触面，并且跟物体相对运 动的趋势的方向相反 G F F推 F F G G F支 F支 二 静 摩 擦 力 静摩擦力的大小随着推力的增大而增大, 可以说静摩擦力的大小由外部因素决定. 当人的水平推力增加到某一值Fm时,物体 就要滑动,此时静摩擦力达到最大值,我们 把Fm叫做最大静摩擦力 F F推 2F 2F推 二 静 摩 擦 力 4.大小:摩擦力的大小随着推力的增大而增 大, 取值范围0FFm 说明: (1)静摩擦力的大小与正压力无关,但最大静 摩擦力的大小与正压力成正比. (2)静摩擦力可以是阻力,也可以是动力. 例1、下列图中的物体都处于静 止状态，有静摩擦力的是( ) A D F C F B BCD 物块受静摩擦力方向如何？ 思 考 静摩擦力能不能发生在运 动的物体之间? 可以的! “静”指的是相对静止! 问题：有的同学说静摩擦力一 定是阻力，对吗？ 三 滑 动 摩 擦 力 水平地面上,一个重为G=100N的木箱A受到 水平推力F1的作用.当F1=5N时,木箱未被推 动,此时木箱受摩擦力Ff=_.当 F1=10N时,木箱仍未被推动,此时木箱受摩 擦力Ff=_.当F1=25N时,木箱A刚好 被推动,此后木箱A做匀速运动,那么木箱是 否受摩擦力,那又是怎样呢? 5N 10N 三 滑 动 摩 擦 力 1.定义 : 两个互相接触挤压且发生相对运动的物体, 在它们的接触面上会产生阻碍相对运动的 力. 2.产生条件： （1）、接触 （4）、两物体间有相对运动 （3）、接触面有挤压（形变） （2）、接触面粗糙 滑 动 摩 擦 力 的 大 小 用表格的形式记录下在 不同压力下物体做匀速 运动的拉力大小,而在 水平面上运动时,物体 对地面的压力大小等于 物体的重力.所以我要 测量木块及砝码的重力 从而得到木块对地面的 压力. 木块要匀速或缓慢地移动 ,因为只有这样才可以保 持拉力等于滑动摩擦力 砝码 木块 实验实验 次数 1234 压压力F/N 5101520 拉力F/N 1.534.56 摩擦力F/N 1.5 3 4.5 6 滑 动 摩 擦 力 的 大 小 滑动摩擦力的大小跟压力成正比,也 就是跟物体间的垂直作用力成正比 F=FN 是动摩擦因数,它的数值个别相互接触的两个物体 的材料有关,材料不同,动摩擦因数也不同. 3.大小： 滑 动 摩 擦 力 方 向 4.方向: 总跟接触面相切,并且跟它们相对 运动的方向相反. 注意: 1.不要把”物体的相对运动方向”与” 物体的运动方向”等同. 2.滑动摩擦力的方向可能跟物体的运 动方向相反,也可能跟运动方向相同 3.最大静摩擦力一般比滑动摩擦力大一些. 课 堂 训 练 如图,在水平桌面上放一个重GA=20N的物体 A,A与桌面间的摩擦因数=0.5,使这个物体沿 桌面做匀速运动的水平拉力F为多少? 如果在物体A上再加一个重GB=10N的物体B,B 与A之间的动摩擦因数=0.2,那么当A、B两物 体以相同的速度沿桌面匀速滑动时,对物体A的 水平拉力应为多少?此时物体B受到物体A的摩 擦力是多少? F A B 练一练 B 静止 F B V V B 判断物体B受到的摩擦力及方向 静止 B 静止 静静 摩摩 擦擦 力力 的的 方方 向向 V V 课 堂 训 练 一个重为20N的物体，放在水平面上，物体与水平面 的动摩擦因数=0.1，试计算该物体在下列几种情况下 受到的摩擦力。 （1）物体开始时静止，用F=5N的水平向右的力拉物 体。 （2）物体开始时静止，用F=30N的水平向右的力拉物 体。 （3）物体开始以v=15m/s的初速度向左运动，用 F=15N的水平向右的力拉物体。 二、滑动摩擦力 1.产生：一个物体在另一个物体表面上相对于另一 个物体发生相对滑动时，另一个物体阻碍它相对 滑 动的力称为滑动摩擦力。 产生条件：相互接触、相互挤压、相对运动、表相互接触、相互挤压、相对运动、表 面面 粗糙。粗糙。 两个物体直接接触、相互挤压有弹力产生。 摩擦力与弹力一样属接触作用力，但两个物体直 接 接触并不挤压就不会出现摩 擦力。挤压的效果是 有 压力产生。压力就是一个物体对另一个物体表面 的 垂直作用力，也叫正压力，压力属弹力，可依上 一 节有关弹力的知识判断有无压力产生。 接触面粗糙。当一个物体沿另一物体表面滑动 时，接触面粗糙，各凹凸不平的部分互相啮合， 形 成阻碍相对运动的力，即为摩擦力。凡题中写明“ 接 触面光滑”、“光滑小球”等，统统不考虑摩擦力(“光 滑”是一个理想化模型)。 接触面上发生相对运动。 特别注意：“相对运动”与“物体运动”不是同一概念 ， “相对运动”是指受力物体相对于施力物体(以施力 物 体为参照物)的位置发生了改变；而“物体的运动” 一 般指物体相对地面的位置发生了改变。 3方向：总与接触面相切，且与相对运动 方 向相反。 这里的“相对”是指相互接触发生摩擦的物体 ， 而不是相对别的物体。滑动摩擦力的方向跟 物体的相对运动的方向相反，但并非一定与 物体的运动方向相反。 【例一】如图，某时刻木块正在以3m/s的 速度在以5m/s速度向右传送的传送带上 向右运动，试判断： 1. 木块的运动方向。 2.木块相对于传送带的运动方向。 3.木块所受滑动摩擦力的方向。 4大小： 与压力成正比 FFN 压力FN与重力G是两种不同性质的力，它 们在大小上可以相等，也可以不等，也可以 毫无关系，用力将物块压在竖直墙上且让物 块沿墙面下滑，物块与墙面间的压力就与物 块重力无关，不要一提到压力，就联想到放 在水平地面上的物体，认为物体对支承面的 压力的大小一定等于物体的重力。 是比例常数，称为动摩擦因数，没有单 位，只有大小，数值与相互接触的_ 、 接触面的_程度有关。在通常情况下 ， 1。 计算公式表明：滑动摩擦力F的大小只由 和共同决定，跟物体的运动情况、接触面的 大小等无关。 5滑动摩擦力的作用点：在两个物体的接 触 面上的受力物体上。 【例二】在东北的林场中，冬季常用马拉的 雪橇运木材，雪橇有两个与冰面接触的钢制 滑板如果冰面是水平的，雪橇和所装的木 材的总质量是5.0t（吨），滑板与冰面间的 动 摩擦因数是0.027，马要在水平方向上用多 大 的力才能拉着雪橇在冰道上匀速前进？ 问题： 1. 相对运动和运动有什么区别？ 请举例说明。 2压力FN的值一定等于物体的重力吗？ 请举例说明。 3滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积有 关吗？ 4滑动摩擦力的大小跟物体间相对运动的速 度有关吗？ 三、静摩擦力 两个物体满足产生摩擦力的条件，有相对 运动趋势时，物体间所产生的阻碍相对 运 动趋势的力叫静摩擦力。 2.产生条件： 两物体直接接触、相互挤压有弹力产生； 接触面粗糙； 两物体保持相对静止但有相对运动趋势。 所谓“相对运动趋势”，就是说假设没有静摩 擦 力的存在，物体间就会发生相对运动。比如 物体静止在斜面上就是由于有静摩擦力存 在；如果接触面光滑没有静摩擦力，则由 于重力的作用，物体会沿斜面下滑。 跟滑动摩擦力条件的区别是：是相对运动还 是相对运动趋势 3.大小：两物体间实际发生的静摩擦力F在零和最 大 静摩擦力Fmax之间,即0FFmax 实际大小可根据二力平衡条件判断。 4.方向：总跟接触面相切，与相对运动趋势相反 所谓“相对运动趋势的方向”，是指假设接触面光 滑时，物体将要发生的相对运动的方向。比如物 体 静止在粗糙斜面上，假没没有摩擦，物体将沿斜 面 下滑，即物体静止时相对(斜面)运动趋势的方向是 沿斜面向下，则物体所受静摩擦力的方向沿斜面 向 上，与物体相对运动趋势的方向相反。 判断静摩擦力的方向可用假设法。其操作程序 是： A选研究对象-受静摩擦力作用的物体； B选参照物体-与研究对象直接接触且施加静 摩 擦力的物体； C假设接触面光滑，找出研究对象相对参照物体 的运动方向即相对运动趋势的方向 D确定静摩擦力的方向一一与相对运动趋势的方 向相反 静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相 反，但并非一定与物体的运动方向相反。 5静摩擦力的作用点：在两物体的接触面受力物 体 上。 【例三】下述关于静摩擦力的说法正确的（ ） A. 静摩擦力的方向总是与物体运动方向相反； B静摩擦力的大小与物体的正压力成正比； C静摩擦力只能在物体静止时产生； D静摩擦力的方向与接触物体相对运动的趋势相 反 【例四】用水平推力F把重为G的黑板擦紧压在竖 直 的墙面上静止不动，不计手指与黑板擦之间的摩 擦 力，当把推力增加到2F时，黑板擦所受的摩擦力 大 小是原来的几倍？ 四、滑动摩擦力和静摩擦力的比较 滑动摩擦力 静摩擦力 符号及单位 产生原因 表面粗糙有 挤压作用的 物体间发生 相对运动 时 表面粗糙有 挤压作用的 物体间具有 相对运动 趋势时 摩擦力用f 表示 单位：牛顿 简称：牛 符号：N 大 小 f=N 始终与外力 沿着接触面 的分量相等 方 向 与相对运动 方向相反 与相对运动 趋势相反 问题： 摩擦力一定是阻力吗？ 静摩擦力的大小与正压力成正比吗？ 最大静摩擦力等于滑动摩擦力吗？ 课堂训练: 1关于滑动摩擦力，下列说法正确的是：（ ） A、物体在支持面上的滑动速度越大，滑动摩擦 力 也一定越大； B、滑动摩擦力的方向一定与物体相对支持面的滑 动方向相反； C、接触面的滑动摩擦系数越大，滑动摩擦力也越 大； D、滑动摩擦力的方向与物体运动方向相反。 2用100N的力在水平方向匀速推动重500N的箱 子，那么接触面的滑动摩擦力是多大?值为多大 ? 3重100N的物体，静止在粗糙水平面上，物体与水平面 间 的动摩擦因数为0.2，当物体受到一个大小为 10N，方向水 平向右的力作用时，水平面对物体的摩擦力大小和方向是 ：（ ） A10N，水平向左； B 10N，水平向右； C20N，水平向左； D20N，水平向右 4如图，木块放在水平桌面上，在水平方向其受到三个力 即F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中 F1=10N，F2=2N。此时水平桌面对木块的静摩擦力为多 少？方向如何？若撤去力F1，木块将怎样运动，桌面对木 块 的摩擦力将如何变化 ？ 阅读材料: 从经典力学到相对论的发展 在以牛顿运动定律为基础的经典力学中，空间间 隔 (长度)S、时间t和质量m这三个物理量都与物体的 运 动速度无关。一根尺静止时这样长，当它运动时 还 是这样长；一只钟不论处于静止状态还是处于运 动 状态，其快慢保持不变；一个物体静止时的质量 与 它运动时的质量一样。这就是经典力学的绝对时 空 观。到了十九世纪末，面对高速运动的微观粒子 发 生的现象，经典力学遇到了困难。 在新事物面前，爱因斯坦打破了传统的绝对时空 观，于1905年发表了题为论运动物体的电动力 学的论文，提出了狭义相对性原理和光速不变 原 理，创建了狭