高中物理 第三章 第4节 力的合成课件 新人教版必修1.ppt

4摩擦力 第三章相互作用 学习目标 知识探究 典例精析 达标检测 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 一 静摩擦力 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 导学探究 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 答案 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 对静摩擦力的理解 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 产生条件 两物体直接接触且相互挤压有产生 接触面粗糙 两物体保持相对静止但有 3 方向 总跟接触面 与相对运动趋势的方向 4 大小 总是随迫使发生相对运动的外力的变化而变化 与正压力的大小 填 有关 或 无关 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 f 知识梳理 相对运动趋势 相对运动 弹力 相对运动趋势 相切 相反 无关 0 fmax 答案 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 只有相互压紧且发生相对运动 或有相对运动趋势 的物体间才可能有摩擦力的作用 即学即用 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 d 解析答案 二 滑动摩擦力 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2所示 毛刷为什么向后弯曲 导学探究 图2 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 答案 对滑动摩擦力的理解 1 定义 当一个物体在另一个物体表面滑动时 会受到另一个物体阻碍它滑动的力 这种力叫做滑动摩擦力 2 产生条件 两物体且相互挤压 接触面 两物体间有 知识梳理 相互接触 粗糙 相对运动 答案 3 方向总是沿着接触面 并且与相对运动的方向 但可能与运动方向 4 大小滑动摩擦力的大小跟压力成 公式 为动摩擦因数 取决于相互接触的两物体的材料和接触面的粗糙程度 与接触面的面积 填 有关 或 无关 相同 相反 正比 f fn 无关 答案 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3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 即学即用 图3 解析答案 返回 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 返回 例1如图4所示 为倾斜的皮带传送装置 关于传送带上的物体所受的摩擦力 下列说法正确的是 a 若传送带静止 物体也静止 则物体受到沿传送带向上的静摩擦力b 若传送带静止 物体也静止 则物体受到沿传送带向下的静摩擦力c 若传送带顺时针匀速转动 物体随传送带一起向上做匀速运动 则物体受到沿传送带向上的静摩擦力d 若传送带顺时针匀速转动 物体随传送带一起向上做匀速运动 则物体受到沿传送带向上的滑动摩擦力 一 静摩擦力有无及方向的判断 典例精析 解析答案 图4 解析物体静止在静止的传送带上时 或物体随传送带一起向上匀速运动的过程中 都具有沿传送带下滑的趋势 所以物体均受到沿传送带向上的静摩擦力作用 答案ac 例2如图5所示 物体a b在外力作用下共同做匀速运动 a是否受到摩擦力 技巧点拨 解析答案 图5 解析假设a受到摩擦力 显然 a的重力和支持力平衡 其所受合外力为摩擦力 因而a不可能处于平衡状态 与已知条件矛盾 故假设错误 即a不受摩擦力 技巧点拨 1 静摩擦力的方向总是与相对运动趋势的方向相反 假设接触面光滑 找出研究对象相对接触面的运动方向 即相对运动趋势的方向 2 静摩擦力有无及方向也可根据平衡条件来判断 3 静摩擦力的方向与物体运动方向无直接关系 可与运动方向同向 也可与运动方向反向或成某一夹角 例3质量为2kg的物体静止在水平地面上 如图6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 二 摩擦力大小的计算 图6 1 当推力大小为5n时 地面对物体的摩擦力是多大 解析答案 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 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 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 fn mg 10n 答案10n 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 总结提升 解析答案 返回 总结提升 计算摩擦力的大小之前 首先判断是滑动摩擦力还是静摩擦力 1 静摩擦力 1 大小的范围0 f fmax 2 计算 物体处于匀速或静止时 根据二力平衡条件求解 3 静摩擦力大小与压力无关 最大静摩擦力与压力成正比 2 滑动摩擦力f fn 也可以由二力平衡来求解 1 fn是两个相接触的物体间的压力 它不一定等于重力 fn的大小可以与重力g大小相等 也可以不等 总结提升 总结提升 2 动摩擦因数 的大小由接触面的材料和接触面的粗糙程度决定 与fn无关 3 滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关 与物体间相对运动速度的大小无关 3 最大静摩擦力和滑动摩擦力的关系 最大静摩擦力一般稍大于滑动摩擦力 但一般计算中可粗略地认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力 返回 1 多选 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 达标检测 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 bd 5 解析答案 2 一物体置于粗糙水平地面上 按图7所示不同的放法 在水平力f的作用下运动 设地面与物体各接触面的动摩擦因数相等 则物体受到的摩擦力的大小关系是 a ff甲 ff乙 ff丙b ff乙 ff甲 ff丙c ff丙 ff乙 ff甲d ff甲 ff乙 ff丙 1 2 3 4 图7 解析滑动摩擦力ff fn 滑动摩擦力与接触面的动摩擦因数和弹力有关 三种情况下 相同 fn也相等 故三种情况下的滑动摩擦力相等 d 5 解析答案 3 多选 如图8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 1 2 3 4 解析答案 图8 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 1 2 3 4 5 4 将质量为1 0kg的木块放在水平长木板上 用力沿水平方向拉木块 拉力从0开始逐渐增大 木块先静止后相对木板运动 用力传感器采集木块受到图9的拉力和摩擦力的大小 并用计算机绘制出摩擦力大小ff随拉力大小f变化的图象 如图9所示 木块与长木板间的动摩擦因数为 g 10m s2 1 2 3 4 图9 a 0 3b 0 5c 0 6d 1 0 a 5 解析答案 答案 5 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匀速直线运动 该物体静止在水平地面上 若用15n的水平力拉该物体 物体受到的摩擦力大小为 若用30n的水平力拉该物体 物体受到的摩擦力大小为 物体与地面间的动摩擦因数为 解析答案 返回 1 2 3 4 5 解析水平力为20n