人教版高中物理必修1第三章 相互作用3 摩擦力 课件.ppt

第三节摩擦力 二 静摩擦力 为什么体操运动员上器械前常常要在手上擦一些白粉 见下图 定义 两个相互接触的物体当它们发生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或相对运动趋势的力 这种力就叫摩擦力 一 摩擦力 在相对静止的物体间 是否也有摩擦力的存在呢 二力平衡 静摩擦力 两个物体之间只有相对运动趋势 而没有相对运动 这时的摩擦力就叫做静摩擦力 1 定义当一个物体在另一个物体表面上有相对运动的趋势 但两者又保持相对静止状态时 物体受到的另一个物体对它的阻碍这种相对运动趋势的力 叫做静摩擦力 2 产生的条件 1 两物体接触 2 两物体接触面粗糙 3 两物体有相对运动的趋势 4 两物体在接触面上有正压力 弹力 一 静摩擦力 1 静摩擦力的方向总跟接触面相切 并且跟物体的相对运动趋势方向相反 木块都保持静止 沿接触面与相对运动趋势方向相反 二 静摩擦力的方向 2 如何判断静摩擦力的方向 静摩擦力的方向总跟接触面相切 并且跟物体相对运动趋势的方向相反 思考 何为相对运动趋势 如何判断这种趋势 运用假设法 假设接触面光滑 物体如果发生相对运动 则说明具有相对运动趋势 且相对运动方向为相对运动趋势方向 规律方法 静摩擦力方向的判断 1 假设法可以假设接触面是光滑的 判断物体将向哪个方向滑动 从而确定相对运动趋势的方向及静摩擦力的方向 2 根据物体的运动状态判断物体受到的力和物体的运动状态有密切关系 例如 叠放在一起的物体A B 如图所示 在作用于物体A上的拉力F作用下 一起在水平面上做匀速直线运动 对物体A来说 由于处于平衡状态 它必然受到物体B对它向左的静摩擦力 3 根据力相互作用的特点判断当物体所受的摩擦力方向不易判断时 可根据与之相互作用的另一物体所受摩擦力的情况判断 然后依据相互作用的二力等大 反向的特点进行判定 1 静摩擦力的大小随推力的增大而增大F静 F 3 最大静摩擦力当人的水平推力增大到某一值Fmax时候 物体就要滑动 此时静摩擦力达到最大值 我们把Fmax叫最大静摩擦力 2 静摩擦力的大小由外部因素决定 两物体间的静摩擦力F静在0与最大静摩擦力Fmax之间 即0 F静 Fmax 三 静摩擦力的大小 课堂思考 1 静摩擦力的大小如何 2 怎样测量静摩擦力的大小 实验探究 静摩擦力的大小变化规律实验结论 当木块与木板相对静止时 木块所受静摩擦力与外力等值反向 且随着引起静摩擦力的外力的增大而增大 3 一个物体在各种不同情况下的最大静摩擦力都一样吗 4 最大静摩擦力会与哪些因素相关 5 滑动摩擦力与最大静摩擦力会有什么关系 实验探究 最大静摩擦力和哪些因素有关 4 关于最大静摩擦力的几个结论 1 对于同一种接触面 压力越大 最大静摩擦力越大 2 对于相同大小的压力 接触面不同 一般最大静摩擦力也不同 接触面比较粗糙 最大静摩擦力也比较大 3 对于不同接触面或不同的压力 最大静摩擦力都略大于滑动摩擦力 说明 静摩擦力的大小比较复杂 一般会随着外力的变化而变化 其具体数值必须结合运动状态 由实际情况来决定 静摩擦力的大小一般可以用以下方法来求 1 根据物体的平衡条件求解 2 根据作用力和反作用力的关系求解 3 根据牛顿第二定律求解 将在第四章 牛顿运动定律 中学到 思考 问题3 静摩擦力的方向跟运动方向有关系吗 问题1 静摩擦力的大小与正压力有关吗 问题4 静摩擦力一定是阻力吗 问题2 静止的物体一定有静摩擦力吗 运动的物体一定没有静摩擦力 静摩擦力大小与正压力无关 但最大静摩擦力的大小与正压力成正比 不一定 静摩擦力的方向跟运动方向没有直接关系 可以相同或相反 但一定和相对运动的趋势方向相反 静摩擦力可以是阻力 也可以是动力 但它产生的效果一定是阻碍物体间的相对运动趋势 思考 当物体相对地面运动时 还有静摩擦力吗 讨论 摩擦力的变化 图像描述 思考 图线各部分的物理意义是什么 四 摩擦力的应用1 分析人走路时的摩擦力思考 1 人走路时受什么摩擦力 2 方向如何 前后脚都受静摩擦力 后脚 动力脚 方向向前 前脚 受阻脚 方向向后 2 擂台挑战 单指夺棒挑战规则 两人同时单指托棒 保持木棒水平 向两侧拉 哪方脱棒哪方输在接触面相同的前提下 哪方压力大 哪方最大静摩擦力大 哪方就容易获胜 离木棒中心越近 压力越大 最大静摩擦力也越大 因此越不容易被拉动 拔河取胜之道 1 体重大 2 鞋子底要粗糙些现象思考 拔河比赛中为什么一旦被拉动后便很难反败为胜 滑动摩擦力小于最大静摩擦力 3 拔河比赛取胜的诀窍是什么 4 手握瓶子 增大握力 则瓶子的受力情况有何变化静摩擦力不变 始终等于重力 压力变大 最大静摩擦力变大 瓶子不容易掉落 5 火车启动先倒车在通常情况下 火车各节车厢之间的挂钩拉得很紧 牵引力必须克服整列火车与铁轨的最大静摩擦力才能启动 由于最大静摩擦力的大小与正压力成正比 当火车很重时 最大静摩擦力很大 启动困难 若先倒车 可使车厢之间的挂钩松弛 再往前开动时 车厢是逐节被启动的 当第一节车厢被启动时 只需克服第一节车厢的最大静摩擦力 当第二节车厢启动时 只需克服第二节车厢的最大静摩擦力和第一节车厢的滚动摩擦力 以此类推 当最后一节车厢被启动时 只需克服最后一节车厢的最大静摩擦力和前面车厢的滚动摩擦力 由于滚动摩擦力比最大静摩擦力小得多 因此这样容易使火车开出 例1下列说法中正确的是 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 答案 D解析 准确理解摩擦力的概念是解答此类问题的关键 训练1如右图所示 木棒靠在光滑的墙上 试判断地面对木棒的静摩擦力方向 解析 假设地面对木棒没有摩擦力 则木棒相对地面必然向右运动 说明木棒对地有向右运动的趋势 故地面对木棒有向左的静摩擦力 训练2 1 物体A静止于斜面上 试判断物体所受的摩擦力的方向 启发 应用假设法 B A 2 再叠加一物体B A和B仍静止不动 则B和A所受的摩擦力 例2 传送带正常运转时方向如图 关于主动轮上的A点 从动轮上的D点以及皮带上的B点 C点的摩擦力方向的描述 正确的是 A A点受到的摩擦力沿顺时针方向B B点受到的摩擦力沿顺时针方向C C点受到的摩擦力沿逆时针方向D D点受到的摩擦力沿逆时针方向 答案 AD 例3质量为2kg的物体 静止在水平地面上如右图所示 物体与地面间的动摩擦因数为0 5 最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等 给物体一水平拉力 1 当拉力大小为5N时 地面对物体的摩擦力是多大 2 当拉力大小为12N时 地面对物体的摩擦力是多大 3 此后若将拉力减小为5N 物体仍在滑动 地面对物体的摩擦力是多大 4 若撤去拉力 在物体继续滑动的过程中 地面对物体的摩擦力多大 答案 1 5N 2 10N 3 10N 4 10N解析 滑动摩擦力 最大静摩擦力Fmax 大小为 mg 0 5 2 10N 10N 1 当拉力F 5N时 FFmax 物体滑动 则F滑 FN mg 10N 3 当拉力减小为5N时 物体仍滑动 故F滑 10N 4 当拉力撤去后 由于物体继续滑动 故F滑 10N 规律总结 1 计算摩擦力时 应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力 2 静摩擦力用平衡条件计算 3 滑动摩擦力用F FN计算或用平衡条件计算 4 在没有告诉最大静摩擦力的情况下 常常利用最大静摩擦力跟滑动摩擦力近似相等来分析问题 训练3如右图所示 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 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 思考 若力F从0开逐渐增大 则物体所受的摩擦力如何变化 运动情况又如何 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 根据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 思考 1 如果