高中物理 3.3 摩擦力（探究导学课型）课件 鲁科版必修1.ppt

第3节摩擦力 1 知道滑动摩擦力概念及产生的条件 会判断滑动摩擦力的方向 2 知道滑动摩擦力的大小跟什么因素有关 能够计算滑动摩擦力的大小 3 知道静摩擦力概念及产生的条件 会判断静摩擦力的方向 知道最大静摩擦力的概念 4 了解滚动摩擦力 重点 1 摩擦力的产生条件 2 f 的理解和应用 难点 1 静摩擦力的方向及其应变性 2 理解摩擦力的产生条件 物体有相对运动或相对运动趋势 中 相对 的含义 一 滑动摩擦力1 定义当两个物体彼此 并发生 时 在接触面上产生的一种阻碍 的力 2 方向总与接触面 并且与物体 方向相反 3 大小 n为 是 值与接触面的 及 有关 接触和挤压 相对滑动 相对滑动 相切 相对运动 f n 正压力 动摩擦因数 材料 粗糙程度 二 静摩擦力1 定义当两个彼此 的物体之间没有发生相对滑动 但具有相对滑动的 时 接触面上会产生一种阻碍 的力 2 方向总与接触面 并且与物体 的方向相反 3 大小 fmax为最大静摩擦力 fmax与两物体间的压力成 并与接触面的性质有关 接触 挤压 趋势 相对滑动趋势 相切 相对滑动趋势 0 f fmax 正 比 三 摩擦力的调控1 可以增大摩擦力的方法 1 增大物体间的 2 增大接触面的 2 可以减小摩擦力的方法 1 减小 2 减小接触面的 压力 粗糙程度 压力 粗糙程度 判一判 1 两个物体相互接触并挤压就一定存在摩擦力 2 运动的物体也可能受到静摩擦力 3 静摩擦力和滑动摩擦力没什么区别 4 摩擦力是有害的 所以摩擦力越小越好 提示 1 两物体间虽然相互接触并挤压 但若没有相对运动或相对运动趋势 就不会产生摩擦力 故 1 错 2 静摩擦力的产生条件之一是两物体间有相对运动趋势 物体本身可以静止也可以运动 例如人走路时 人的鞋底受到的是静摩擦力 但人是运动的 故 2 对 3 静摩擦力发生在相对静止的物体间 滑动摩擦力发生在相对运动的物体间 遵循的规律不同 两者虽然都是摩擦力 但也是有区别的 故 3 错 4 在有些情况下要减小摩擦 例如机械的转动等 有些情况下要增大摩擦 例如鞋底与地面之间 所以摩擦力并不都有害 不是越小越好 故 4 错 探究滑动摩擦力1 探究滑动摩擦力的方向小明在广场上滑轮滑 他滑动一段时间后停止用力 过了一会儿 小明就停了下来 请你分析小明为什么会停下来 提示 小明停止用力后 过了一会儿就停了下来 是因为小明受到地面的滑动摩擦力 滑动摩擦力的方向与他的运动方向相反 阻碍了小明相对于地面的运动 2 探究影响滑动摩擦力大小的因素如图所示 先调节木板水平 用手匀速拉动木板 木块保持静止 弹簧测力计的示数为木块与木板相互作用的滑动摩擦力的大小 分别改变木块的质量 木板的粗糙程度 对照相应弹簧测力计的示数 从实验中得出有关滑动摩擦力与哪些因素有关 提示 滑动摩擦力f与压力n和动摩擦因数 这两个因素有关 当接触面粗糙程度不变时 滑动摩擦力的大小与压力成正比 当压力不变时 滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关 接触面越粗糙 滑动摩擦力越大 滑动摩擦力公式f n 其中动摩擦因数 跟相互接触的两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关 误区警示 探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关 也可以利用如图所示的实验来探究 虽然理论上一样 但操作时弹簧测力计的示数会不断变化 误差较大 知识点拨 对滑动摩擦力公式的进一步理解 1 动摩擦因数 与接触面的材料 表面的粗糙程度有关 无单位 2 公式f n中的n是两个物体接触面间的压力 称为正压力 垂直于接触面的力 性质上属于弹力 3 滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关 与接触面积的大小也无关 规律方法 滑动摩擦力的确定方法1 滑动摩擦力方向的判断 1 选取研究对象 受滑动摩擦力作用的物体 2 选跟研究对象接触的物体为参考系 3 找出研究对象相对于参考系的运动方向 4 滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反 2 计算滑动摩擦力大小的方法 1 公式法 根据公式f n计算 2 二力平衡法 物体处于匀速运动或静止状态时 根据二力平衡求解滑动摩擦力的大小 探究归纳 滑动摩擦力1 定义 两个相互接触 挤压并有相对运动的物体间的摩擦力 2 产生条件 1 接触 2 挤压 3 接触面粗糙 4 有相对运动 3 作用效果 阻碍物体间的相对运动 4 大小 f n 5 方向 与接触面相切 跟物体相对运动方向相反 典例1 如图所示 某时刻质量m 2kg的木块正以3m s的速度在以5m s的速度向右传送的传送带上水平向右运动 试判断 1 木块的运动方向 2 木块相对于传送带的运动方向 3 木块所受滑动摩擦力的方向 4 若已知木块与传送带间的动摩擦因数 0 2 求木块受到的滑动摩擦力的大小 取g 10n kg 解析 1 由题可知木块正以v 3m s的速度向右运动 2 由于传送带的速度v 5m s 方向向右 则以传送带为参考系 木块向左运动 3 因为滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反 所以木块所受的滑动摩擦力的方向向右 4 滑动摩擦力的大小为f n 其中n是木块受到的传送带的支持力 根据木块竖直方向上二力平衡得 n mg 则f 0 2 2 10n 4n 答案 1 向右 2 向左 3 向右 4 4n 规律方法 摩擦力记忆口诀摩擦力 有两种 三具备 才产生 接触 挤压和粗糙 相对运动和 想动 想动没动静摩擦 相对运动是 滑动 方向总跟相对反 常用假设来判定 静摩擦力是被动力 欲求大小用平衡 滑动摩擦有公式 压力和 来相乘 与面积没关系 压力并非恒物重 注 f n 变式训练 用20n的水平力将一个5kg的物体压在竖直墙壁上 物体沿墙壁下滑 已知物体与墙壁间的动摩擦因数为0 3 求物体受到的滑动摩擦力的大小和方向 解析 由于用20n的力将物体压在墙壁上 所以物体与墙壁间的正压力为20n 根据f n得f 0 3 20n 6n滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反 物体沿墙壁下滑 故滑动摩擦力的方向沿墙壁向上 答案 6n方向沿墙壁向上 探究静摩擦力1 探究相对运动趋势如图甲 乙所示 人轻推箱子和用力推箱子 箱子都没有动 箱子有没有运动的趋势 若有 箱子要向哪个方向运动 箱子没有运动起来的原因是什么 提示 箱子有运动的趋势 将要向推力的方向运动 没有运动起来的原因是地面的阻碍作用 即受到摩擦力 2 探究静摩擦力的方向 1 把手用力压在桌面上 沿水平桌面向前推但没有相对桌面滑动 感受静摩擦力的方向 2 把手用力压在课桌腿上 用力向下推但没有相对课桌腿滑动 感受静摩擦力的方向 试总结静摩擦力的方向 提示 静摩擦力的方向沿着接触面 与相对运动趋势的方向相反 3 探究静摩擦力的大小在水平桌面上放一长木板 上面放一质量较大的木块 开始时 在木板与木块接触的外侧面做两个对顶的三角形的记号 当用手沿图中箭头所示方向缓缓地拉木板时 可以看到木块随木板一起移动 弹簧测力计的示数逐渐增大 但两个三角形记号的相对位置却没有变化 直到弹簧测力计的示数增大到某一数值后 才看到两个三角形记号相对位置发生变化 试探究如下问题 1 此过程中木板对木块的静摩擦力方向如何 大小如何变化 2 当木块相对木板将要滑动时 弹簧测力计的示数有什么特点 点拨 为了读数更准确 拉动木板时一定要缓慢 匀速 提示 1 此过程中 木块相对于木板有向右运动的趋势 所以木板对木块有向左的静摩擦力 由于木板缓慢运动 根据二力平衡 静摩擦力的大小等于弹簧测力计的拉力 弹簧测力计的拉力逐渐增大 即静摩擦力逐渐增大 2 当木块相对木板将要滑动时 弹簧测力计的示数达到最大 此时木块与木板之间的静摩擦力达到最大 即最大静摩擦力fmax 知识点拨 1 正确理解相对运动趋势所谓 相对运动趋势 就是说假设没有静摩擦力的存在 物体就会发生相对运动 2 对静摩擦力的进一步理解 1 静摩擦力的作用效果静摩擦力阻碍的是接触物体之间的相对运动趋势 而不是阻碍物体的运动 静摩擦力可以是阻力也可以是动力 2 静摩擦力的方向静摩擦力的方向总是沿着接触面 如果接触面是曲面 静摩擦力的方向与接触面相切 并且与相对运动趋势的方向相反 3 静摩擦力的大小静摩擦力是被动力 大小和方向随物体的运动状态及作用在物体上的外力的变化而变化 其大小有一个取值范围 变化范围在0和最大值之间 即0 f fmax 探究归纳 静摩擦力1 定义 两个相对静止的相互接触的物体间 由于存在相对运动趋势而产生的摩擦力 2 产生条件 1 接触 2 挤压 3 接触面不光滑 4 有相对运动趋势 3 作用效果 阻碍物体间的相对运动趋势 4 大小 0 f fmax 5 方向 与接触面相切 跟物体相对运动趋势方向相反 典例2 如图所示 两个相同的物体a和b 叠放在水平桌面上 现以水平力f拉物体b 而两物体均保持静止 则下列结论正确的是 a a和b之间不存在摩擦力作用b a和b之间存在静摩擦力作用c b与桌面间存在静摩擦力作用d b与桌面之间不存在摩擦力 解析 1 以a为研究对象 分析b对a的摩擦力 2 以b为研究对象 分析桌面对b的摩擦力答案 a c 规律方法 静摩擦力的有无及方向的判断方法 1 假设法 假设接触面是光滑的 判断物体将向哪个方向运动 从而确定运动趋势的方向 进而判断出静摩擦力的方向 2 二力平衡法 根据物体的运动状态 应用二力平衡条件判断静摩擦力的有无和方向 变式训练 水平桌面上一重为200n的物体 与桌面间的动摩擦因数为0 2 当依次用15n 30n 80n的水平力拉此物体时 物体受到的摩擦力依次为 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 a 15n30n40nb 15n30n80nc 0040nd 40n40n40n 解析 选a 物体的最大静摩擦力fmax mg 40n故f1 15nfmax 物体受滑动摩擦力f3 fmax 40n 故a项正确 温馨提示 连接体问题是高中物理中的重要题型 研究对象多 受力分析复杂 可以使用整体法和隔离法解题 典例 如图所示 位于水平桌面上的物块p 由跨过定滑轮的轻绳与物块q相连 从滑轮到p和到q的两段绳都是水平的 已知q与p之间以及p与桌面之间的动摩擦因数都是 两物块的质量都是m 滑轮的质量 滑轮轴上的摩擦都不计 若用一水平向右的力f