高中物理 第3章 力与相互作用 3.3 摩擦力课件 沪科版必修1.ppt

3 3摩擦力 第3章力与相互作用 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 内容索引 知识探究新知探究点点落实 达标检测当堂检测巩固反馈 知识探究 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1所示 毛刷为什么向后弯曲 一 滑动摩擦力 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 答案 问题设计 图1 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 n 答案 1 定义 当一个物体跟另一个物体有时 在它们的接触面上产生的摩擦力 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 3 滑动摩擦力的方向总是沿着 并且与的方向相反 要点提炼 相对滑动 相互挤压 粗糙 相对运动 接触面 相对运动 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 4 滑动摩擦力的大小滑动摩擦力的大小跟成正比 公式 f n 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 跟物体间相对运动的速度大小 填 有关 或 无关 压力 无关 材料 无关 如图2所示 物体a叠放在置于光滑水平面的木板b上 两物体都沿着水平方向向右运动 某时刻的速度分别为va 1m s vb 2m s 请分别分析a b两物体受到的滑动摩擦力的方向 滑动摩擦力一定阻碍物体的运动吗 延伸思考 图2 答案 答案以b为参考系 a相对b向左运动 a受到b向右的滑动摩擦力f1 以a为参考系 b相对于a向右运动 所以b受到a向左的滑动摩擦力f2 b对a的摩擦力与a的运动方向相同 是动力 a对b的摩擦力与b的运动方向相反 是阻力 所以滑动摩擦力可以与物体运动方向相反 也可以与物体运动方向相同 可以是阻力 也可以是动力 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 木块受到的拉力为1n时 有相对桌面运动的趋势但没有运动 说明什么呢 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3所示 二 静摩擦力 答案 问题设计 图3 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 答案 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滑动趋势的物体之间 静摩擦力的方向与接触面相切 与物体相对滑动趋势的方向相反 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4所示 传送带匀速转动 货物和传送带相对静止 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 答案 图4 1 传送带靠什么力把货物送到高处 此力方向如何 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滑动趋势 并不总是阻碍物体的运动 静摩擦力也可以是动力 答案 1 定义 物理学中 把物体间有时产生的摩擦力 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 要点提炼 相对滑动趋势 粗糙 相对滑动趋势 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 相对滑动趋势的方向相反 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滑动趋势 并不是阻碍物体的运动 接触面 相对滑动趋势 4 静摩擦力的大小 1 静摩擦力具有被动性 即其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5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5 0 f fmax 无关 1 2 3 产生静摩擦力的条件之一是 两物体之间有相对滑动趋势 那么 何为 相对滑动趋势 如何判断 相对滑动趋势 的方向 答案 相对滑动趋势 是指一个物体相对于与它接触的另一个物体有滑动的可能 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滑动趋势 答案 延伸思考 相对滑动趋势的方向 是指假设接触面光滑时 物体将要发生相对滑动的方向 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 滑动趋势的方向是沿斜面向下 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 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 答案 解析 二 滑动摩擦力例2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 答案 解析 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 n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 b 若木块静止 当f增大时 木块受到的静摩擦力随之增大c 若木块静止 当f增大时 最大静摩擦力随之增大d 若开始时木块静止 当撤去f 木块沿墙壁下滑时 木块不受摩擦力作用 三 静摩擦力例3 多选 如图7所示 一质量为m的木块靠在粗糙的竖直墙壁上 且受到水平力f的作用 下列说法正确的是a 若木块静止 则木块受到的静摩擦力大小等于mg 方向竖直向上 答案 图7 解析 解析若木块静止 则木块受到的静摩擦力与mg平衡 大小为mg 方向竖直向上 故a正确 b错误 最大静摩擦力与正压力成正比 故c正确 当撤去f时 墙壁与木块间无弹力 则木块不受摩擦力作用 故d正确 四 摩擦力的计算例4质量为2kg的物体静止在水平地面上 如图8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 图8 解析在地面上 n mg 则滑动摩擦力 即最大静摩擦力fmax 大小为fmax n mg 0 5 2 10n 10n 当推力f 5n时 f fmax 物体静止 则由二力平衡知 地面对物体的静摩擦力的大小f静 f 5n 答案5n 答案 解析 2 当推力大小为12n时 地面对物体的摩擦力是多大 解析当推力f 12n时 f fmax 物体滑动 则地面对物体的滑动摩擦力的大小f滑 n mg 10n 答案10n 答案 解析 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 解析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10n 答案 解析 课堂要点小结 摩擦力的比较 达标检测 1 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 答案 1 2 3 解析 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 1 2 3 2 对静摩擦力的理解 关于静摩擦力 下列说法中正确的是a 受静摩擦力作用的物体一定是静止的b 静摩擦力总是阻力c 静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反d 两个物体之间的静摩擦力总是一个定值 答案 1 2 3 解析 解析静摩擦力产生在两个相对静止的物体之间 但物体可以是运动的 所以a错误 静摩擦力的作用是阻碍物体间的相对运动趋势 方向与物体间相对运动趋势的方向相反 但可能与运动方向相同 所以b错误 c正确 两物体间静摩擦力的大小由平行于接触面的外力决定 因此d错误 3 摩擦力大小的计算 如图9甲所示 用一拉力传感器 能感应力大小的装置 水平向右拉一水平面上的木块 a端的拉力均匀增加 0 t1时间木块静止 木块运动后改变拉力大小 使木块在t2时刻后处于匀速直线运动状