高中物理 第三章 研究物体间的相互作用 第二节 研究摩擦力课件 粤教版必修1.ppt

第二节 理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练 第三章 知识点一 知识点二 考向一 考向二 随堂基础巩固 课时跟踪训练 考向三 1 当两个物体彼此接触且相互挤压 并发生相对滑动时 在接触面上产生的阻碍物体相对滑动的作用力 叫做滑动摩擦力 2 当两个相互接触的物体之间只有相对运动的趋势 而没有相对运动时 一个物体受到的另一个物体对它的阻碍这种相对运动趋势的力 叫做静摩擦力 3 摩擦力产生的条件 接触面粗糙 两个物体之间有弹力 有相对运动或相对运动趋势 这三个条件缺一不可 必须同时满足才能产生摩擦力 4 滑动摩擦力的大小 f fn静摩擦力的大小范围 0 f fmax 自学教材 1 概念两个相互接触的物体有时 物体之间存在的摩擦叫做滑动摩擦 在滑动摩擦中 物体间产生的物体的作用力 叫做滑动摩擦力 2 方向滑动摩擦力的方向总是跟接触面 并且跟物体的方向相反 相对滑动 阻碍 相对滑动 相切 相对滑动 3 大小 1 公式 f fn fn是接触面间的 是 2 的大小与接触面的材料 粗糙程度有关 正压力 动摩擦因数 重点诠释 1 对 相对运动 的理解存在滑动摩擦力作用的两物体间有 相对 运动 但并不意味着这两个物体相对于其他物体都是运动的 所以受到滑动摩擦力作用的物体不一定运动 例如擦黑板时静止的黑板受到的是板擦对它的滑动摩擦力 2 滑动摩擦力产生的条件 1 接触面粗糙 2 两物体有相对运动 3 接触面上有压力 3 滑动摩擦力的方向 1 方向 滑动摩擦力的方向与接触面相切 并且与物体间相对滑动的方向相反 2 判断 要判断滑动摩擦力的方向 首先要判断物体的相对运动的方向 相对运动的方向 是指研究对象相对于与其接触的物体所发生的运动方向 要注意 相对运动方向 与 物体运动方向 的区别 物体的运动方向一般是相对地面而言的 4 滑动摩擦力的大小 1 公式 f fn 2 f的大小与fn成正比 与物体的运动状态无关 3 动摩擦因数 与接触面的粗糙程度和材料有关 与物体间的压力 相对运动的速度及接触面的大小均无关 4 公式f fn中的fn是物体与接触面间的正压力 不一定等于物体的重力 求fn要根据物体受力情况而定 1 物体与支持面间有滑动摩擦力时 下列说法正确的是 a 物体与支持面间的压力越大 滑动摩擦力越大b 物体与支持面间的压力不变 动摩擦因数一定 接触面积越大 滑动摩擦力越大c 物体与支持面间的压力不变 动摩擦因数一定 速度越大 滑动摩擦力越大d 动摩擦因数一定 物体与支持面间的压力越大 滑动摩擦力越大 解析 根据滑动摩擦力的表达式f fn 所以d项正确 a项中仅仅强调了物体间的压力 但忽略了物体间的动摩擦因数 所以a项错误 滑动摩擦力与物体间的接触面积和相对运动速度的大小均无关 所以b c项错误 答案 d 自学教材 1 概念当物体具有时 物体间产生的摩擦叫做静摩擦 这时产生的摩擦力叫做静摩擦力 2 方向跟接触面 且跟物体的的方向相反 相对滑动趋势 相对运动趋势 相切 3 大小静摩擦力的大小具有性和性 静摩擦力的大小随推力的增大而增大 所以说静摩擦力的大小由外部因素决定 4 最大静摩擦力物体所受到的静摩擦力有一个最大限度 这个最大值叫做最大静摩擦力 最大静摩擦力比滑动摩擦力 为计算简便 有时可以认为最大静摩擦力近似地滑动摩擦力 不确定 被动 略大 等于 重点诠释 1 对 相对 的理解有静摩擦力作用的两物体是 相对 静止的 即这两个物体互为参考系时是静止的 而以其他物体为参考系时并不一定静止 所以一个物体受到静摩擦力作用时并不一定静止 也有可能是运动的 2 静摩擦力产生的条件 1 接触面是粗糙的 2 两物体有相对运动的趋势 3 两物体在接触面上有正压力 弹力 3 判断静摩擦力有无的方法 1 假设法 在判断物体间是否存在静摩擦力时 先假设接触面是光滑的 看物体是否发生相对运动 如果物体仍保持相对静止 则物体不受静摩擦力 反之 则受静摩擦力 2 平衡条件法 根据二力平衡的条件判定 4 静摩擦力的方向 1 方向 静摩擦力的方向总是与接触面相切 并且跟物体相对运动趋势的方向相反 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 2 判断 判断物体间有无静摩擦力及其方向常用假设法 假设接触面光滑 看物体是否会发生相对运动 若发生相对运动 则说明物体原来的静止是有相对运动趋势的静止 物体是受静摩擦力的 且假设接触面光滑后物体发生相对运动的方向即为原来相对运动趋势的方向 从而可确定静摩擦力的方向 若不发生相对滑动 则无静摩擦力 5 静摩擦力的大小 1 大小 0 f fmax 2 与物体所受压力大小无关 3 可由受力情况及二力平衡条件来确定 总等于使物体发生相对运动趋势的外力 4 fmax为最大静摩擦力 大小等于物体刚要发生相对运动时所需要的沿相对运动趋势方向的最小外力 其值略大于滑动摩擦力 有时认为二者相等 2 关于静摩擦力 下列说法中正确的是 a 静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反b 静止物体所受的静摩擦力一定为零c 两个物体之间的静摩擦力总是一个定值d 运动的物体可能受静摩擦力的作用 解析 静摩擦力存在于相对静止但有相对运动趋势的物体之间 受静摩擦力作用的物体可能处于静止状态 也可能处于运动状态 故b错d对 静摩擦力的方向与物体的运动方向可能相同 也可能相反 a错 静摩擦力是被动力 随物体所受外力的变化而变化 c错 答案 d 例1 关于摩擦力 下列说法中正确的是 a 两个互相接触的相对静止的物体间一定有摩擦力b 受静摩擦力作用的物体一定是静止的 受滑动摩擦力的物体一定是运动的c 摩擦力的大小与物体间正压力的大小成正比d 物体间正压力一定时 静摩擦力的大小可以变化 但有一个限度 解析 两个相对静止的物体间不一定有静摩擦力 还要看它们之间是否有相对运动的趋势 a错 受静摩擦力的物体处于相对静止状态 而不一定处于静止状态 受滑动摩擦力的物体处于相对运动状态 而不一定处于运动状态 故b错 滑动摩擦力的大小与正压力成正比 但静摩擦力与压力无关 c错 在正压力一定时 静摩擦力的大小可以因外力的变化而变化 但不能超过最大静摩擦力 故d对 答案 d 1 静摩擦力产生于相对静止的物体之间 物体可以是运动的 也可以是静止的 2 滑动摩擦力产生于相对运动的物体之间 物体可以是运动的 也可以是静止的 3 摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动 或趋势 而不是阻碍物体的运动 故摩擦力与运动方向可以相同 也可以相反 借题发挥 图3 2 1 1 用手握住瓶子 使瓶子在竖直方向静止 如图3 2 1所示 如果握力加倍 则手对瓶子的摩擦力 a 握力越大 摩擦力越大b 只要瓶子不动 摩擦力大小与握力大小无关c 方向由向下变成向上d 手越干越粗糙 摩擦力越大 解析 只要瓶子处于静止状态 手对瓶子的静摩擦力与重力等大反向 与手对瓶子的握力大小无关 b正确 摩擦力的方向始终向上 c错误 握力越大 手越干越粗糙 手对瓶子的最大静摩擦力越大 瓶子越不易滑脱 但并没有改变此时瓶子所受的静摩擦力大小 故a d都错 答案 b 图3 2 2 例2 如图3 2 2所示 a b两物块竖直叠放在水平面上 今用水平力f拉b物块 两物块均静止 那么物块a和b是否受静摩擦力的作用 思路点拨 本题可采用假设法判断静摩擦力是否存在 既可用条件法判断 也可用力的作用效果法判断 解析 假设a受到静摩擦力作用 该摩擦力方向一定与接触面相切 即沿水平方向 根据力的作用效果知 a物块在静摩擦力的作用下不可能处于静止状态 所以假设不正确 即物块a不受静摩擦力的作用 假设b与水平面间是光滑的 则物块b在拉力f的作用下向右运动 即物块b有向右运动的趋势 故b受静摩擦力的作用 且静摩擦力方向水平向左 答案 a不受静摩擦力 b受水平向左的静摩擦力 1 假设法是判断相对运动趋势方向的有效方法 2 摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势 但不一定阻碍物体的运动 摩擦力的方向可以与物体运动的方向相同 也可以与物体运动的方向相反 即摩擦力可以是动力也可以是阻力 3 静摩擦力不仅仅存在于两静止的物体之间 两运动的物体之间也可以有静摩擦力 借题发挥 图3 2 3 上例中 若力f作用在a物块上 如图3 2 3所示 则物块a和b是否受静摩擦力的作用 方向如何 解析 对a物块分析可知 a受水平向右的力f作用 因为a静止可知 b对a产生水平向左的静摩擦力 又由力的作用是相互的可知 a对b产生水平向右的静摩擦力 再研究b物块可知 地面对b产生水平向左的静摩擦力作用 答案 b对a产生水平向左的静摩擦力 a对b产生水平向右的静摩擦力 地面对b产生水平向左的静摩擦力 图3 2 4 例3 如图3 2 4所示 一个m 2kg的物体放在 0 2的粗糙水平面上 用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一只m0 0 1kg的小桶相连 已知 m受到的最大静摩擦力fm 4 5n 滑轮上的摩擦不计 g 10m s2 求在以下情况下 m受到的摩擦力的大小 1 只挂m0 且处于静止状态时 2 只挂m0 但在m上再放一个m 3kg的物体时 3 只在小桶内加入m1 0 33kg的砂子时 4 只在小桶内加入m2 0 5kg的砂子时 思路点拨 计算摩擦力的大小 首先要分清是滑动摩擦力还是静摩擦力 静摩擦力用二力平衡来确定大小 方向 滑动摩擦力的大小由公式f fn计算 方向由相对运动的方向确定 其中关键是确定接触面间压力的大小 解析 1 因为m0g 1n fm m处于静止状态 受静摩擦力作用 由二力平衡得f1 m0g 1n 2 在m上再放一个m 3kg的物体 m仍静止 仍受静摩擦力f2 f1 m0g 1n 3 因为 m0 m1 g 4 3n fm 故m处于静止状态 所受静摩擦力 f3 m0 m1 g 4 3n 4 因为 m0 m2 g 6n fm 故物体运动 受到滑动摩擦力作用 由公式得f4 fn mg 4n 答案 1 1n 2 1n 3