高中物理：3.3《摩擦力》课件.ppt

第三节摩擦力 人能在地上行走而不是一步一滑 是因为人与地面存在摩擦 行驶的自行车要停下来 需要刹车 也是因为闸皮与轮圈之间有摩擦 琴弓在琴弦上拉动 奏出美妙的音乐 也是因为摩擦 在自然界 摩擦无处不在 什么是摩擦力 两个相互接触的物体 当它们做相对运动 或具有相对运动的趋势 时 就会在接触面上产生阻碍相对运动的力 这种力就叫做摩擦力 摩擦力可分为 1 滑动摩擦力 有相对运动 2 静摩擦力 有相对运动趋势 3 滚动摩擦力 摩擦力产生条件 相互接触的两物体间有压力 正压力 有相对运动或相对运动的趋势 特别注意 相对运动 与 物体运动 不是同一概念 相对运动 是指受力物体相对于施力物体 以施力物体为参照物 的位置发生了改变 而 物体的运动 一般指物体相对地面的位置发生了改变 接触面粗糙 凡题中写明 接触面光滑 光滑小球 等 统统不考虑摩擦力 光滑 是一个理想化模型 这三个条件缺一不可 一 静摩擦力 定义 一个物体在另一个物体表面 相对于另一个物体静止 但存在相对运动的趋势时 所受到另一个物体阻碍其发生相对运动的力 产生条件 相互接触 且有弹力产生 接触面粗糙 不光滑 两物体保持相对静止 但有相对运动的趋势 1 静摩擦力的方向和作用点 作用点就在接触面 受力物体上 方向总是和接触面相切 并且跟物体相对运动趋势方向相反 什么是相对运动趋势方向呢 假如接触面光滑 物体将要发生相对运动的方向 也是以施力物体为参照物 如何判断静摩擦力的方向 A 选定研究对象 受静摩擦力作用的物体 B 选参照物体 与研究对象直接接触且施加摩擦力的物体 C 找出相对于参照物相对运动趋势方向 D 确定静摩擦力方向 与相对运动趋势方向相反 注意 静摩擦力方向与物体相对运动趋势相反 但并非一定与物体的运动方向相反 静摩擦力并非一定发生在静止的物体之间 静摩擦力可以是阻力 也可以是动力 如图所示 物体A叠放在小车B上 小车置于水平面上 分下列几种情况判断A受摩擦力的方向 1 A B一起以相同的速度向右匀速运动 2 A B两物体原来静止 当小车B突然向右启动时 A B仍相对静止 3 A B两物体原来一起向右匀速运动 当小车B突然刹车时 A B仍相对静止 解析 1 由于A匀速运动 如果受B对它向前的摩擦力的作用 则必有一个力去抵消这个摩擦力 但无论如何是找不到的 故A不受摩擦力作用 2 A受的摩擦力方向向右 采用 假设法 分析 当车向右启动时 如果A B接触面光滑 A将相对B向左运动 所以A有相对B向左运动的趋势 故受静摩擦力方向向右 3 A受的摩擦力方向向左 因为A相对车有向右运动的趋势 实验结论 1 木块静止时 静摩擦力随着弹簧测力计的拉力增大而增大 2 木块刚要运动时 静摩擦力达到最大值 叫做最大静摩擦力 3 木块运动以后 受滑动摩擦力作用 且滑动摩擦力比最大静摩擦力略小 4 静摩擦力的大小与木块对桌面的压力无关 2 静摩擦力的大小 实验探究 静摩擦力 说明 1 静摩擦力的大小 0 Ff Fmax2 为简便计算 可以认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力 3 静摩擦力的方向 与相对运动趋势方向相反 与接触面相切 3 静摩擦力的判断方法 1 假设法 即假设接触面是光滑的 物体会向什么方向运动 即与此运动方向相反 2 二力平衡法 假设没有静摩擦力 看物体所受的其它外力是否平衡来判断静摩擦力的有 无和方向 例1 下列图中的物体都处于静止状态 有静摩擦力的是 BCD 物块受静摩擦力方向如何 例2 用手握住一个油瓶 瓶始终处于竖直方向 如图 下列说法正确的是 A 瓶中油越多 手必须握得越紧B 手握得越紧 油瓶受到的摩擦力越大C 不管手握得有多紧 油瓶受到的摩擦力总是一定的D 以上说法都正确 AC 二 滑动摩擦力 一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体滑动 受到另一个物体阻碍它相对滑动的力 这种力叫滑动摩擦力 产生条件 相互接触 且有弹力产生 接触面粗糙 不光滑 在接触面上发生相对运动 滑动摩擦力的方向和作用点 作用点就在接触面 受力物体上 方向总跟接触面相切 并且跟物体的相对运动的方向相反 1 相对运动 指受力物体相对于施力物体 以施力物体为参照物 的位置发生了改变 注意 与 物体运动 不同 2 注意 滑动摩擦力可以是阻力 也可以是动力 滑动摩擦力的大小F FN 1 FN为正压力 与重力G不同 2 式中的 为动摩擦因数 没有单位 只有大小 3 式中可以看出 滑动摩擦力F 的大小只与摩擦系数 和正压力FN有关 牢记 一个力是不是滑动摩擦力 看产生这个摩擦力的两个物体间是不是相对滑动的 注意问题 1 摩擦力的效果是阻碍物体间的相对运动 并不能说阻碍物体的运动的作用 2 不能绝对地说静止物体受到的摩擦力必是静摩擦力 运动的物体受到的必是滑动摩擦力 例题 关于滑动摩擦力 下列说法正确的是 A 物体在支持面上的滑动速度越大 滑动摩擦力也一定越大 B 滑动摩擦力的方向一定与物体相对支持面的滑动方向相反 C 接触面的滑动摩擦系数越大 滑动摩擦力也越大 D 滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反 B 练习1 在图中 A物体受到摩擦力的是 A A沿粗糙的竖直墙面滑下 B A沿光滑的斜面向上运动 C A随B一起向右匀速运动 D A在斜面上静止不动 D 练习2 一根质量为M 长为L的均匀长木板 放在水平桌面上 其中有三分之一的木板伸出桌面 如图 木板与桌面的动摩擦系数为 现用一水平力F把木板推出桌面 问木块受到的摩擦力大小等多少 Ff FN Mg 如图所示 A为长木板 在水平面上以速度v1向右运动 物体B在木板A的上面以速度v2向右运动 下列判断正确的是 A 若是v1 v2 A B之间无滑动摩擦力B 若是v1 v2 A受到了B所施加的向右的滑动摩擦力C 若是v1 v2 B受到了A所施加的向右的滑动摩擦力D 若是v1 v2 B受到了A所施加的向左的滑动摩擦力 A 例3 如图所示 一木块放在水平面上 在水平方向共受到三个力的作用即F1 10N F2 2N和摩擦力的作用 木块处于静止状态 若撤去F1 则木块在水平方向受到的摩擦力为 A 0B 6N 方向向右C 10N 方向向左D 2N 方向向右 D 例4 如图3 3 2所示 在水平桌面上放一个重GA 20N的物体A A与桌面间的动摩擦因数 A 0 5 使这个物体沿桌面做匀速运动的水平拉为F为多少 如果在物体A上再加一个重GB 10N的物体B B与A之间的动摩擦因数 B 0 2 那么当A B两物体以相同的速度沿桌面匀速滑动时 对物体A的水平拉力应为多大 此时物体B受到物体A的摩擦力是多大 解析 未放上物体B时 物体A对桌面的压力FN1 GA 桌面对A的摩擦力大小为 f1 AFN1 AGA 0 5 20N 10N所以水平拉力大小为F Ff1 10N加上物体B后 FN2 GA GB 桌面对A的摩擦力大小为 f2 AFN2 A GA GB 0 5 30N 15N所以水平拉力是 F Ff2 15N由于A B两物体间无相对滑动 且均做匀速运动 所以A B两物体间不产生摩擦力 故B受到物体A的摩擦力等于0 一个重为200N的物体 放在水平面上 物体与水平面的动摩擦因数 0 1 试计算该物体在下列几种情况下受到的摩擦力 1 物体开始时静止 用F 5N的水平向右的力拉物体 2 物体开始时静止 用F 30N的水平向右的力拉物体 3 物体开始以v 15m s的初速度向左运动 用F 15N的水平向右的力拉物体 解析 因为F FN 0 1 200N 20N 可认为最大静摩擦力Fm 20N 所以静摩擦力的取值范围是0 F 20N 1 由于F 5N Fm 物体仍静止 所受静摩擦力F静 5N 方向水平向左 2 由于F 30N Fm 所以物体相对平面向右运动 这时物体所受滑动摩擦力大小为F FN 20N 方向水平向左 3 由于物体向左运动 所受滑动