河北省邢台市高中物理 第三章 相互作用 3.3 摩擦力1课件 新人教版必修1.pptVIP

3 3摩擦力 课前导航不 听话 的铅笔伸出两个食指 使两手指平行且位于同一水平面 把一根铅笔放在这两个指头上 这时候使两个指头慢慢地向中间靠拢 通过移动手指的办法来移动铅笔 会发现一个有趣的现象 铅笔总是先相对一指滑动一下 再相对另一指滑动一下 相对两指交替移动 有时动得多 有时动得少 到底哪个手指能够使铅笔移动 完全不受操纵者支配 铅笔似乎很不 听话 请你思考 1 是什么力使铅笔在手指上发生了移动 是不是摩擦力 2 为什么铅笔总是相对手指交替移动 关键在哪里 3 如果给一只手指戴上一只绒布手套 再做这个实验 跟以前相比 铅笔变得 听话 一些了吗 4 你猜到影响摩擦力大小的因素有哪些了吗 基础梳理 知识精析一 摩擦力及产生条件1 摩擦力产生的条件是 1 两物体相互压紧有弹力作用 2 接触面不光滑 3 有相对运动或相对运动趋势 这三个条件必须同时满足才有摩擦力产生 2 静摩擦力中的 静 和滑动摩擦力中的 动 都是相对的 指的是接触面之间的相对静止或相对运动 而不是物体对地的运动 因此 静止的物体也可能受到滑动摩擦力作用 而运动的物体也可能受到静摩擦力作用 3 摩擦力阻碍的是接触物体之间的相对运动或相对运动趋势 而不是阻碍物体对地的运动 因此 摩擦力可以是阻力 也可以是动力 4 摩擦力的方向与接触面相切 与相对运动或相对运动趋势方向相反 但可能与物体的运动方向同向 反向或有一定夹角 例如趴在匀速行驶的火车车厢后壁上的一只壁虎 受到的静摩擦力的方向竖直向上以阻止它的下滑 与运动方向夹角为90 二 静摩擦力的方向与大小1 判断静摩擦力是否存在 可用如下两种方法 1 条件判断法根据是否满足静摩擦力存在的条件判定 其中 看物体间有没有相对运动趋势 是关键也是难点 相对运动趋势 如果两物体间光滑 物体会发生相对运动 由于两物体间不光滑 有摩擦力 物体保持相对静止 这样的物体就有 相对运动趋势 2 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 看物体是否会发生相对运动 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 静摩擦力的方向一定沿接触面 与物体相对运动趋势方向相反 相对运动趋势方向可以采用假设法判断 假设接触面光滑 原来保持相对静止但有相对运动趋势的物体 就有了相对运动 物体的运动方向也就是原来的相对运动趋势方向 另外也可以用二力平衡条件判定 如图14 1所示 用手握住酒瓶静止不动时 由二力平衡知 手对酒瓶的静摩擦力一定竖直向上 与重力反向 图14 1 3 静摩擦力的大小没有固定的计算公式 这一点与滑动摩擦力是不同的 静摩擦力的大小随着相对运动趋势强弱变化而在0到最大静摩擦力fmax之间变化 跟接触面相互挤压的力无直接关系 求解大小时一般用平衡条件 当然 当我们学习了牛顿运动定律后 也可用牛顿运动定律求解 而最大静摩擦力略大于滑动摩擦力 无特殊说明时 可认为它们的数值相等 三 滑动摩擦力的大小计算1 公式法 根据公式f fn计算 说明 1 公式中的fn是两个物体表面间的压力 称为正压力 垂直于接触面的力 性质上属于弹力 它不是物体的重力 许多情况下需结合物体的平衡条件等加以确定 2 式中的 为动摩擦因数 与材料和接触面的粗糙程度有关 与接触面的大小无关 3 滑动摩擦力f的大小与物体的运动速度无关 与接触面的大小也无关 2 二力平衡法 物体处于平衡状态 匀速 静止 时 根据二力平衡条件求解 方法指导一 理解摩擦力例1下列说法正确的是 a 两个互相接触的物体之间一定有弹力作用b 一个物体静止在另一个物体的表面上 它们之间一定不存在摩擦力的作用c 两个物体之间如果有弹力的作用 就一定有摩擦力的作用d 两个物体之间如果有摩擦力的作用 就一定有弹力的作用 解析准确理解摩擦力的概念是解答此类问题的关键 具体分析如下 答案d 二 摩擦力的判定例2如图14 2所示 a b两物体竖直叠放在水平面上 今用水平力f拉b物体 两物体均静止 那么物体a是否受静摩擦力作用呢 图14 2解析由于力作用在物体b上 且a b均静止 故a相对b无运动趋势 所以物体a不受静摩擦力作用 该题还可以用假设法 假设a受到静摩擦力作用 该摩擦力方向一定与接触面平行 即沿水平方向 根据力的作用效果知 a物体在摩擦力作用下不可能处于平衡状态 与题意是矛盾的 故a物体不受静摩擦力作用 答案不受 变式训练1 1 在例2的已知条件下 若用水平力f作用于a物体 两物体均静止 那么a b两物体所受静摩擦力情况如何 2 在例2的已知条件下 若两大小相等的水平力f分别作用于物体a b上 如图14 3所示 两物体均静止 a b两物体所受静摩擦力的情况又如何 图14 3 解析 1 假设a b接触面光滑 a物体在力f作用下向右运动 由此可得 a相对于b有向右运动的趋势 a受静摩擦力方向向左 而b相对于a有向左运动的趋势 b受a的静摩擦力方向向右 将a b看做一个整体 易知b相对地面有向右运动的趋势 地面给b的静摩擦力方向向左 2 a物体在力f作用下相对于b有向左滑的趋势 所以b对a的静摩擦力方向向右 b相对于a有向右运动的趋势 所以a对b的静摩擦力方向向左 取a b为一整体 因两水平外力作用效果相抵消 b相对于地面无相对运动趋势 所以b与地面间无静摩擦力 答案 1 a受b的静摩擦力水平向左 b受a的静摩擦力水平向右 b受地面的静摩擦力水平向左 2 a受b的静摩擦力水平向右 b受a的静摩擦力水平向左 地面与b之间无静摩擦力 三 摩擦力大小的计算例3如图14 4所示 用水平力f将一个木块压在竖直墙壁上 已知木块重g 6n 木块与墙壁间的动摩擦因数 0 25 问 图14 4 1 当f 25n时 木块没有动 木块受到的摩擦力为多大 2 当f增大为30n时 木块仍静止 木块受到的摩擦力为多大 3 当f 10n时 木块沿墙面下滑 此时木块受到的摩擦力为多大 4 当f 6n时 木块受到的摩擦力又为多大 解析 1 对木块进行受力分析 木块没动 说明木块处于平衡状态 根据二力平衡条件知 木块受的静摩擦力一定和重力大小相等 方向相反 f1 6n 2 当f增大为30n时 木块与墙壁之间仍然是静摩擦力 这个力与重力相平衡 因此f2 6n 3 当f 10n时 木块沿墙面下滑 此时木块和墙面之间是滑动摩擦力 f3 fn 0 25 10n 2 5n 4 当f 6n时 木块与墙之间仍是滑动摩擦力 f4 fn 0 25 6n 1 5n 答案 1 6n 2 6n 3 2 5n 4 1 5n点评 1 求解静摩擦力的大小时 要先对物体进行受力分析 然后根据平衡条件求出大小 2 应用公式f fn求滑动摩擦力的大小时 关键是求解fn 一般情况下 只要在垂直于接触面方向上进行受力分析 再应用平衡条件即可求出 要特别注意 fn不一定等于mg 变式训练2如图14 5所示 质量为m的木块被水平推力压着 静止在竖直墙壁上 若将推力f的大小增加到2f 则 图14 5a 木块所受墙面的弹力增加到原来的2倍b 木块所受墙面的摩擦力增加到原来的2倍c 木块所受墙面的摩擦力方向向下d 木块所受墙面的摩擦力不变 解析应用二力平衡来判断物与墙的弹力和摩擦力情况 由于木块是静止的 因此木块与墙之间的摩擦力应为