高中物理 第3章 相互作用 3 摩擦力课件 新人教版必修1.ppt

第三章 3摩擦力 课前预习 1 定义 两个相互接触的物体 当它们发生 或具有 时 就会在接触面上产生阻碍 或 的力 这种力叫做摩擦力 2 分类 和滚动摩擦力 摩擦力 相对运动 相对运动的趋势 相对运动 相对运动趋势 静摩擦力 滑动摩擦力 静摩擦力与滑动摩擦力 相对运动趋势 相对运动 相对运动 弹力 不光滑 相对运动趋势 弹力 不光滑 相对运动 相切 相对运动趋势 相切 相对运动 0 f fmax 最大静摩擦力 fn 动摩擦因数 相对运动趋势 相对运动 1 定义 一个物体在另一个物体表面 时产生的摩擦 2 大小 当压力相同时 滚动摩擦比滑动摩擦 得多 3 应用 滚动轴承 滚动摩擦力 滚动 小 判一判 1 一个物体在另一个物体表面滑动时 一定产生摩擦力 2 摩擦力一定作用于两个相互接触的物体之间 3 静止的物体受到的摩擦力一定是静摩擦力 4 运动的物体受到的摩擦力一定是滑动摩擦力 5 摩擦力一定是阻力 c 解析 滑动摩擦力与正压力有关 在动摩擦因数不变的前提下 正压力越大 摩擦力越大 拖地时使劲向下压拖把 就是为了增加正压力从而达到增大拖把与地面之间的摩擦力的目的 选项c正确 a b d错误 故选c 答案 2 4n解析 根据f fn f 1 2n 因为纸的上下两面都要受到书对它的滑动摩擦力 所以要把纸从书中拉出 拉力至少应为2 4n 课内探究 绳结是靠什么性质的力使绳子连在一起或把物体绑在一起 为什么有的绳子不容易 死扣 提示 静摩擦力 动摩擦因数太小 或绳子光滑 探究一对摩擦力及产生条件的理解 1 产生条件 2 相对 的含义 相对 指的是研究对象相对于与其接触的物体而言 即指物体之间的相对静止或相对运动 都是以施力物体为参考系的 而不一定是物体相对地的运动 3 作用效果 1 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 不一定阻碍物体的运动 2 摩擦力可以是阻力也可以是动力 如匀速前进的自行车 后轮受到的摩擦力为动力 前轮受到的摩擦力为阻力 特别提醒 1 静止的物体可能受到滑动摩擦力 运动的物体可能受到静摩擦力 2 摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同 也可以与物体的运动方向相反 d 解题指导 正确理解摩擦力的产生条件是解题的关键 解析 相互挤压的粗糙物体间不一定产生摩擦力 只有相互挤压的粗糙物体间 存在相对运动或相对运动趋势时才有摩擦力 故a错误 只有相对静止的物体才可能受到静摩擦力 只有相对运动的物体才有可能受到滑动摩擦力 故b错误 一个物体在另一个物体表面滑动时 如果接触面粗糙 而又有弹力时才一定有摩擦力 故c错误 摩擦力可以是阻力也可以是动力 比如物体轻轻放在水平运动的传送带上受到的摩擦力就是动力 故d正确 b 解析 瓶子不动 处于静止状态 由物体的平衡条件可得手对瓶子的静摩擦力与瓶子的重力等大反向 与手对瓶子握力的大小无关 故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均错误 1 如图甲所示 用力向右拉a毛刷 毛刷仍静止不动 图中a的毛刷为什么会弯曲 b的毛刷为什么没弯曲 2 如图乙所示 用力拉b毛刷 图中a b毛刷为什么都发生了弯曲 提示 1 a毛刷与地面之间产生了摩擦力 a b毛刷之间没产生摩擦力 2 b与a之间和a与地面之间都产生了摩擦力 探究二摩擦力的有无及方向判定 3 力的作用效果判断法 如果相互接触的物体间存在摩擦力 则必有相应的作用效果 平衡其他作用力或改变受力物体的运动状态 可据此确定有无静摩擦力 4 相互作用判断法 若甲对乙有摩擦力 则乙对甲也有摩擦力 并且甲 乙所受摩擦力的方向相反 2 三步法 判断摩擦力的方向 1 找出摩擦力的施力物体 并选择此施力物体为参照物 2 判断受力物体的相对运动方向或相对运动趋势方向 3 根据 摩擦力与其相对运动方向或相对运动趋势方向相反 确定摩擦力的方向 解析 1 1 木箱随汽车一起由静止加速运动时 假设二者的接触面是光滑的 则汽车加速时 木箱由于惯性要保持原有静止状态 因此它将相对于汽车向后滑动 而实际木箱没有滑动 说明木箱有相对汽车向后滑动的趋势 所以 木箱受到向前的静摩擦力 2 汽车刹车时 速度减小 假设木箱与汽车的接触面是光滑的 则木箱将相对汽车向前滑动 而实际木箱没有滑动 说明木箱有相对汽车向前滑动的趋势 所以木箱受到向后的静摩擦力 3 木箱随汽车一起匀速运动时 二者无相对滑动 假设木箱受水平向右的摩擦力 跟木箱接触的物体只有汽车 汽车最多能对它施加两个力 支持力f1和摩擦力f2 由二力平衡条件知 f1与g抵消 但没有力与f2抵消 不能做匀速直线运动 这与题意矛盾 所以假设错误 即木箱不受摩擦力 4 汽车刹车 木箱相对于汽车向前滑动 易知木箱受到向后的滑动摩擦力 5 汽车在匀速过程中突然加速 木箱相对于汽车向后滑动 易知木箱受到向前的滑动摩擦力 点评 弄清摩擦力的方向的关键是 搞清物体相对运动 或趋势 的方向 摩擦力既可以是动力 也可以是阻力 解析 甲图所示情况 物体a处于静止状态 假设物体a受静摩擦力作用 根据二力平衡可知 物体a的平衡状态被破坏 因此假设是错误的 故在甲图情况下物体a不受摩擦力作用 乙图所示情况 物体a也处于平衡状态 由于物体a受向右的力f的作用 由二力平衡可知 物体a一定受向左的静摩擦力作用 丙图所示情况 用力f拉水平地面上的物体b 物体b及其上面的物体a保持相对静止做匀速直线运动 假设物体a受静摩擦力作用 根据二力平衡可知 物体a的平衡条件被破坏 因此假设是错误的 故在丙图情况下物体a不受摩擦力作用 丁图所示情况 由于物体a做匀速直线运动 说明物体a在水平方向上受力平衡 根据二力平衡可知 物体a在水平方向上一定受到静摩擦力的作用与f相平衡 静摩擦力的方向与运动方向相反 某学生在研究滑动摩擦力与哪些因素有关而设计了如图所示的实验 他用弹簧测力计水平拉动木块在水平面上做匀速直线运动 读出并记录弹簧测力计的读数 实验中改变被拉木块的数量 接触面的材料 接触面积的大小及木块速度的大小 并将若干次实验数据记录在下表中 试根据下表的实验数据 分析总结并回答下列问题 探究三摩擦力大小的计算 1 物体间的滑动摩擦力的大小与哪些因素有关 有什么关系 2 物体间的滑动摩擦力的大小与哪些因素无关 提示 1 滑动摩擦力与接触面上的正压力成正比 还与接触面的材料有关 接触面越粗糙 摩擦力越大 2 滑动摩擦力与接触面积的大小 物体间相对运动的速度大小无关 1 滑动摩擦力的大小 1 公式法 根据公式f fn计算 正压力fn是物体与接触面间的压力 不一定等于物体的重力 fn的大小根据受力情况确定 动摩擦因数 与材料和接触面的粗糙程度有关 而与物体间的压力 接触面的大小无关 2 二力平衡法 物体处于平衡状态 匀速运动 静止 时 根据二力平衡条件求解 2 静摩擦力的大小 1 大小范围 0 f fmax 2 计算 根据受力情况和二力平衡条件确定 大小总等于使物体发生相对运动趋势的外力 3 最大静摩擦力fmax 0fn 0为最大静摩擦力因数 特别提醒 1 滑动摩擦力f的大小与物体运动的速度大小无关 与接触面的大小无关 2 最大静摩擦力fmax略大于滑动摩擦力 一般情况下 为分析问题方便 可认为二者相等 3 静摩擦力可在0 fmax之间变化 不能用公式f fn计算 且静摩擦力与正压力无关 解题指导 求解摩擦力大小的方法 1 明确所求摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力 2 静摩擦力一般根据二力平衡来求 求解时应注意物体是否处于静止或匀速直线运动状态 若物体处于减速或加速运动状态 则二力平衡不成立 3 滑动摩擦力一般根据公式法计算 计算时注意滑动摩擦力的大小与物体的速度大小 物体是否匀速运动无关 只取决于动摩擦因数和正压力的大小 解析 当木块运动时受到的滑动摩擦力为f滑 fn g 0 2 40n 8n 故木块受到桌面的最大静摩擦力为8n 1 加上f1 f2后 f1和f2相当于一个方向向右的f f1 f2 7n的力 由于f小于最大静摩擦力 故木块处于静止状态 则木块受到桌面静摩擦力的作用 大小为7n 方向水平向左 2 将f1撤去后 由于f2小于最大静摩擦力 故木块仍然保持静止 由二力平衡知识知 木块受到的静摩擦力大小等于f2 即大小为6n 方向水平向右 3 撤掉f2后 由于f1大于最大静摩擦力 则木块受到的摩擦力为滑动摩擦力 大小为8n 方向水平向左 答案 1 7n水平向左 2 6n水平向右 3 8n水平向左 1 用50n的水平方向的力推物体 地面对物体的摩擦力是 n 2 至少要用 n的水平力 才能把物体推动 3 物体运动起来以后 若使其保持匀速直线运动 应在水平方向加 n的推力 50 80 76 4 物体在运动过程中 若把水平推力增大到80n 地面对物体的摩擦力为 n 5 此后 若把推力减少到50n 直到静止前 地面对物体的摩擦力为 n 6 若撤去外力 直到静止前 地面对物体的摩擦力为 n 解析 1 因为50n小于最大静摩擦力80n 物体静止 故摩擦力为50n 2 至少用80n的力 才能将物体推动 因为只有推力大于最大静摩擦力 物体才可以从静止开始运动 3 物体运动起来以后 受滑动摩擦力作用 根据f fn fn 200n 得f 0 38 200n 76n 故应加76n 76 76 76 4 物体运动后 摩擦力为滑动摩擦力与推力无关 则f 76n 5 推力减小后 物体减速运动 但物体仍受滑动摩擦力作用 故f fn 0 38 200n 76n 6 撤去外力后 物体仍向前运动 还是受滑动摩擦力作用 f fn 0 38 200n 76n 素养提升 误区一 误认为只有静止的物体才受静摩擦力作用 滑动摩擦力一定产生于运动的物体间静摩擦力产生于两个相对静止的物体间 它们可能都运动 滑动摩擦力产生于两个相对运动的物体间 它们中可能有一个物体静止 例如 汽车加速前进时 相对于车厢静止的箱子随汽车一起运动受到向前的静摩擦力 狗拉雪橇向前运动时 静止的地面受到滑动摩擦力 对摩擦力认识的几个误区 误区二 误认为摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反实际上摩擦力与