新高中物理 3.4摩擦力课件 新人教版必修1.ppt

第三章 相互作用 学案4摩擦力 目标定位 1 知道摩擦力的定义及分类 2 理解静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件 3 会判断摩擦力的方向及计算摩擦力的大小 4 了解最大静摩擦力的概念 知识探究 自我检测 一 静摩擦力 问题设计 1 把木块放在水平桌面上 用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块 如图1所示 知识探究 图1 当测力计的示数为1n时 木块没有动 逐渐增大拉力到2n时 木块仍静止 继续增大拉力到4n时 木块开始移动 此时拉力突然变小到3 8n 此后木块匀速运动 拉力保持3 8n不变 1 木块受到拉力1n时 有相对桌面运动的趋势但没有运动 说明什么呢 答案说明桌面对木块施加一个与拉力方向相反的 大小也为1n的力 这个力就是桌面对木块的静摩擦力 2 随着外力的增大 静摩擦力有什么变化 答案静摩擦力的大小随着外力的增大而增大 但有一个最大值 3 静摩擦力在哪里产生 沿什么方向 答案静摩擦力产生在相对静止但有相对运动趋势的物体之间 静摩擦力的方向与接触面相切 与物体相对运动趋势的方向相反 2 在矿山 码头 工厂中多用传送带将货物由低处传送到高处 如图2所示 传送带匀速转动 货物和传送带相对静止 1 传送带靠什么力把货物送到高处 此力方向如何 图2 答案静摩擦力 静摩擦力的方向沿斜面向上 与物体运动方向相同 2 只有静止的物体才受静摩擦力吗 静摩擦力总是阻碍物体的运动吗 答案不是 静摩擦力发生在两个相对静止的物体之间 物体本身可以运动 静摩擦力阻碍的是相对运动趋势 并不总是阻碍物体的运动 静摩擦力也可以是动力 要点提炼 1 定义 两个物体之间只有 而没有时产生的摩擦力叫做静摩擦力 2 静摩擦力产生的条件 1 物体相互接触且相互挤压 2 接触面 3 两物体间相对静止但有 注意两物体是 相对静止 并不是静止 相对运动的趋势 相对运动 粗糙 相对运动趋势 3 静摩擦力的方向总是沿着 并且跟物体间的方向相反 注意 1 与 相对运动趋势的方向相反 并不是与 运动方向 相反 2 静摩擦力的效果是阻碍物体间的相对运动趋势 并不是阻碍物体的运动 接触面 相对运动趋势 4 静摩擦力的大小 1 静摩擦力的大小总随迫使物体发生相对运动的外力的变化而变化 与正压力大小 填 有关 或 无关 2 静摩擦力有一个最大值 即最大静摩擦力fmax 静摩擦力的范围是 3 静摩擦力的大小一般根据平衡条件求解 如图3中水平力f 1n 2n 3n时物块没有运动 静摩擦力大小分别为n n n 图3 无关 0 f fmax 1 2 3 延伸思考 产生静摩擦力的条件之一是 两物体之间有相对运动趋势 那么 何为 相对运动趋势 如何判断 相对运动趋势 的方向 答案 相对运动趋势 是指一个物体相对于与它接触的另一个物体有运动的可能 但还处于相对静止状态 例如用力推木箱 木箱未动 但木箱有相对地面向前的运动趋势 相对运动趋势的方向 是指假设接触面光滑时 物体将要发生相对运动的方向 如图 物体静止在粗糙斜面上 假设斜面光滑时 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 二 滑动摩擦力 问题设计 1 用力将黑板擦 毛较长 在黑板上滑动 观察毛刷的弯曲方向 如图4所示 毛刷为什么向后弯曲 图4 答案因为毛刷所受滑动摩擦力的方向沿板面 与板擦运动方向相反 2 把手按在桌面上 用力向前滑动 手有什么感觉 增大手与桌面的压力 感觉有什么不同 这说明什么 阅读课本 写出滑动摩擦力的公式 答案手受到向后的阻力 滑动摩擦力 感觉手受到向后的阻力 滑动摩擦力 增大 滑动摩擦力大小随着压力的增大而增大 f fn 要点提炼 1 定义 当一个物体在另一个物体表面滑动时 会受到另一个物体的力 这种力叫做滑动摩擦力 2 滑动摩擦力产生的条件 1 两物体相互接触且 2 接触面 3 两物体间有 阻碍它滑动 相互挤压 粗糙 相对运动 3 滑动摩擦力的方向总是沿着 并且与的方向相反 注意 1 与 相对运动的方向相反 并不是与 运动方向 相反 2 滑动摩擦力的效果是阻碍物体间的相对运动 并不是阻碍物体的运动 接触面 相对运动 4 滑动摩擦力的大小滑动摩擦力的大小跟成正比 公式 f fn 为动摩擦因数 取决于相互接触的两物体的和接触面的粗糙程度 与接触面的面积 填 有关 或 无关 与物体间相对运动的速度大小 填 有关 或 无关 压力 材料 无关 无关 典例精析 一 对摩擦力概念的理解 例1关于摩擦力的产生 下列说法中正确的是 a 相互压紧的粗糙物体间一定有摩擦力b 有相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力c 相互压紧并运动的物体间一定有摩擦力作用d 只有相互压紧和发生相对运动 或有相对运动趋势 的物体间才可能有摩擦力的作用 解析要产生摩擦力 首先要有弹力 其次要接触面不光滑 还要有相对运动或有相对运动趋势 故只有d正确 答案d 二 静摩擦力例2如图5所示 有一重力不计的方形容器 被水平力f压在竖直的墙面上处于静止状态 现缓慢地向容器内注水 直到将容器刚好盛满为止 在此过程中容器始终保持静止 则下列说法中正确的是 a 容器受到的摩擦力不变b 容器受到的摩擦力逐渐增大c 水平力f可能不变d 水平力f必须逐渐增大 图5 解析容器处于平衡状态 在竖直方向上重力与摩擦力平衡 盛满水前墙面对容器的静摩擦力一直增大 如果一直没有达到正压力f作用下的最大静摩擦力 则水平力f可能不变 选项b c正确 答案bc 三 滑动摩擦力 例3装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出 如图6所示 则在匀速拖出的过程中 a 材料与平台之间的接触面积逐渐减小 摩擦力逐渐减小b 材料与平台之间的接触面积逐渐减小 拉力逐渐减小c 平台对材料的支持力逐渐减小 摩擦力逐渐减小d 材料与平台之间的动摩擦因数不变 支持力也不变 因而工人拉力也不变 图6 解析匀速拉动的过程只能持续到重心离开台面的瞬间 材料的重心在台面上 故材料对台面的压力不变 故材料受到的支持力不变 故c错误 而在拉动过程中动摩擦因数不变 由f fn可知摩擦力是不变的 故a b错误 因为材料做匀速直线运动 摩擦力不变 所以工人的拉力是不变的 故d正确 答案d 例4质量为2kg的物体静止在水平地面上 如图7所示 物体与地面间的动摩擦因数为0 5 最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等 给物体一水平推力f 取g 10n kg 1 当推力大小为5n时 地面对物体的摩擦力是多大 2 当推力大小为12n时 地面对物体的摩擦力是多大 3 物体运动过程中突然把推力去掉 此时地面对物体的摩擦力是多大 图7 解析在地面上 fn mg 则滑动摩擦力 即最大静摩擦力fmax 大小为fmax fn mg 0 5 2 10n 10n 1 当推力f 5n时 ffmax 物体滑动 则地面对物体的滑动摩擦力的大小f滑 fn mg 10n 3 物体运动过程中突然把推力去掉 地面对物体的摩擦力为滑动摩擦力 其大小f滑 10n 答案 1 5n 2 10n 3 10n 课堂要点小结 摩擦力的比较 1 2 3 4 1 静摩擦力 置于水平地面上的物体在沿水平方向的拉力作用下 仍处于静止 则物体所受静摩擦力的大小 a 与压力成正比b 等于水平拉力c 小于滑动摩擦力d 在物体上叠放另一物体 该物体受到的静摩擦力不变 自我检测 1 2 3 4 解析静摩擦力的产生取决于使物体产生相对运动趋势的外力的作用 也就是等于平行于接触面切线方向的外力的大小 与压力大小无关 故b d正确 答案bd 1 2 3 4 2 静摩擦力 用手握住瓶子 使瓶子在竖直方向悬空静止 如图8所示 关于瓶子所受的摩擦力 下列说法正确的是 a 握力越大 摩擦力越大b 只要瓶子不动 摩擦力的大小就与握力的大小无关c 如果握力加倍 则摩擦力的方向由向下变成向上d 手越干越粗糙 摩擦力越大 图8 1 2 3 4 解析只要瓶子静止 根据二力平衡的知识 瓶子在竖直方向上受到的静摩擦力与重力总是等大反向 与握力大小无关 b项正确 答案b 1 2 3 4 3 滑动摩擦力的理解 以下关于滑动摩擦力的说法中 正确的是 a 滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反b 滑动摩擦力总是阻碍物体的运动c 滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反d 两个相互接触的物体发生相对滑动时 它们都要受到滑动摩擦力的作用 1 2 3 4 解析滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反 但与物体的运动方向既可能相同 也可能相反 既可能促进物体的运动 也可能阻碍物体的运动 a b错误 c正确 摩擦力的产生必须具备三个条件 两个相互接触的物体发生相对滑动时 接触面间相互挤压和粗糙的条件不一定具备 此时物体间不一定有摩擦力 d错误 答案c 1 2 3 4 4 摩擦力大小的计算 用20n的水平力在水平地面上拉重60n的物体时 物体恰能被拉动 物体运动后只需18n的拉力即可使物体做