广西宾阳中学高三物理阶段复习 3.3 摩擦力课件.ppt

3摩擦力 1 知道静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件 能在具体问题中判断它们的方向 2 能根据物体的运动状态 结合二力平衡条件判断静摩擦力的有无 大小和方向 3 知道最大静摩擦力 4 知道影响滑动摩擦力大小的因素 会应用公式f fn解决实际问题 重点 1 静摩擦力的有无和方向的判断 2 滑动摩擦力的方向判断及大小计算 难点 1 静摩擦力的有无及方向的判断 2 静摩擦力大小的简单计算 一 摩擦力两个相互接触并挤压的物体 当它们发生 或具有 时 在接触面上产生阻碍 或 的力 相对运动 相对运动的趋势 相对运动 相对运动趋势 二 静摩擦力1 定义有 而没有发生 的两个物体间的摩擦力 2 方向总是沿着接触面 跟物体 的方向相反 3 最大静摩擦力静摩擦力增大有一个限度 其最大值等于物体刚刚开始 时的拉力 4 大小两物体间实际产生的静摩擦力f在0与最大静摩擦力fmax之间 即 相对运动 相对运动趋势 相对运动趋势 运动 0 f fmax 三 滑动摩擦力1 定义相互接触 挤压并有 的两个物体之间的摩擦力 2 方向总是沿着接触面 并且跟物体的 运动的方向相反 3 大小公式 其中 为动摩擦因数 其大小与相互接触的两物体的 及接触面的 有关 相对运动 相对 f fn 材料 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 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 例如物体能静止在斜面上就是由于有静摩擦力的存在 如果接触面光滑 没有静摩擦力 则由于重力的作用 物体会沿斜面下滑 2 对静摩擦力进一步理解 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1 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 b a 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 思路点拨 解答本题应把握以下两点 1 产生摩擦力的条件 2 用假设法判断摩擦力是否存在 解析 解题流程如下 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 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 如图所示 一辆汽车在平直公路上 车上有一个木箱 试判断下列情况中 木箱所受到的静摩擦力的方向 木箱和车面无相对滑动 1 汽车由静止开始加速运动时 2 汽车刹车时 3 汽车匀速运动时 解析 1 木箱随汽车一起由静止开始加速运动时 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来的静止状态 因此它将相对于汽车向后滑动 而实际上木箱相对于汽车没有滑动 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 而实际上木箱相对于汽车没有滑动 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fn和摩擦力ff 由二力平衡条件知 fn与g平衡 但没有力与ff平衡 木箱不能做匀速直线运动 这与题意矛盾 所以假设不成立 即木箱不受静摩擦力 答案 1 向前的静摩擦力 2 向后的静摩擦力 3 不受静摩擦力 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fn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 fn 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 知识点拨 1 对接触面粗糙 光滑的理解 1 接触面粗糙指的是当一个物体沿另一个物体表面滑动时 凹凸不平的部分互相啮合 会产生阻碍相对运动的力 即为滑动摩擦力 2 接触面光滑是一种理想情况 在实际中并不存在 凡是题目中出现 接触面光滑 光滑小球 等 一律不考虑摩擦力 2 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 fn中的fn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 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 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 fn 5 方向 与接触面相切 跟物体相对运动方向相反 典例2 2012 长春高一检测 如图所示 重力为200n的物体在动摩擦因数为0 1的水平面上向右运动 在运动过程中受到水平向左 大小为10n的拉力作用 则物体所受摩擦力为 a 10n 向右b 10n 向左c 20n 向右d 20n 向左 解析 选d 滑动摩擦力大小为f fn 20n 方向与相对运动方向相反 即水平向左 故d正确 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 fn 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ff3 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