人教版必修一 摩擦力 课件 （共33张）.ppt

3摩擦力 自主阅读 自我检测 一 摩擦力1 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 在接触面上产生的阻碍相对运动或相对运动的趋势的力 2 分类 静摩擦力 滑动摩擦力和滚动摩擦力 二 静摩擦力1 定义 两个物体之间只有相对运动趋势 而没有相对运动时 物体间的摩擦力叫作静摩擦力 2 条件 1 物体相互接触且相互挤压 2 接触面粗糙 3 两物体间相对静止但有相对运动趋势 3 方向 总是沿着接触面 并且跟物体相对运动趋势的方向相反 4 大小 静摩擦力的增大有一个限度 物体间刚刚开始发生相对运动时的摩擦力是最大静摩擦力 物体间的静摩擦力介于0与最大静摩擦力之间 自主阅读 自我检测 三 滑动摩擦力1 定义 当一个物体在另一个物体表面滑动的时候 会受到另一个物体阻碍它滑动的力 这种力叫作滑动摩擦力 2 产生条件 1 物体相互接触且相互挤压 2 接触面粗糙 3 两物体间有相对运动 3 方向 总是沿着接触面 并且跟物体相对运动的方向相反 4 大小 f fn 即滑动摩擦力的大小跟压力成正比 也就是跟两个物体表面间的垂直作用力成正比 式中 为动摩擦因数 没有单位 它的数值跟相互接触的两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关 与物体的受力情况 运动状态 接触面积大小无关 通常情况下 小于1 但也有大于1的情况 自主阅读 自我检测 1 正误辨析 1 摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势 解析摩擦力总是阻碍物体发生相对运动或相对运动趋势 答案 2 静摩擦力方向一定与物体的运动方向相反 解析静摩擦力方向一定与物体相对运动趋势的方向相反 答案 3 滑动摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同 解析滑动摩擦力的方向与其相对运动方向相反 与它的运动方向可能相反 也有可能相同 答案 4 接触面间有摩擦力 一定存在弹力 解析接触面间有摩擦力时 两物体间一定相互挤压 即存在弹力 答案 自主阅读 自我检测 2 已知一些材料间的动摩擦因数如表所示 质量为1 5kg的物块放置于某材料制作的水平面上 现用弹簧测力计沿水平方向匀速拉此物块 读得弹簧测力计的示数为3n 则两接触面的材料可能是 g取10m s2 a 木 金属b 木 木c 钢 钢d 木 冰解析由ff fn得 0 2 所以接触面可能为木 金属 故选项a正确 答案a 探究一 探究二 静摩擦力情景导引把木块放在水平桌面上 用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块 如图所示 当测力计的示数为1n时 木块没有动 逐渐增大拉力到2n时 木块仍静止 继续增大拉力到4n时 木块开始移动 此时拉力突然变小到3 8n 此后木块匀速运动 拉力保持3 8n不变 1 木块受到拉力1n时 有相对桌面运动的趋势但没有运动 说明什么呢 2 随着外力的增大 静摩擦力有什么变化 3 静摩擦力在哪里产生 沿什么方向 探究一 探究二 要点提示 1 说明桌面对木块施加一个与拉力方向相反的 大小也为1n的力 这个力就是桌面对木块的静摩擦力 2 静摩擦力的大小随着外力的增大而增大 但有一个最大值 3 静摩擦力产生在相对静止但有相对运动趋势的物体之间 静摩擦力的方向与接触面相切 与物体相对运动趋势的方向相反 探究一 探究二 知识归纳1 静摩擦力产生的条件 说明 1 相对 是指相对互相接触的物体 而不是相对别的物体 2 相对静止 有两种情况 一是两个物体都静止 二是两个物体都做速度相同的直线运动 3 相对运动趋势 是指一个物体相对于它接触的另一个物体有运动的可能 但还处于相对静止状态 探究一 探究二 2 静摩擦力的方向 1 在接触面上 与接触面相切 且与物体相对运动趋势的方向相反 2 与物体运动的方向可能相同 也可能相反 探究一 探究二 静摩擦力方向与运动状态的关系 静摩擦力方向与物体相对运动趋势的方向相反人随传送带一起运动 静摩擦力方向与其运动方向相同 而传送带所受人的静摩擦力方向与其运动方向相反 静摩擦力的方向沿木板向上 与运动方向不在一条直线上 探究一 探究二 3 静摩擦力有无及方向的判断方法 1 平衡条件法 当相互接触的两物体处于静止状态或匀速直线运动状态时 可根据二力平衡条件判断静摩擦力的存在与否及其方向 2 假设法 利用假设法进行判断时 可按以下思路进行分析 探究一 探究二 4 静摩擦力的大小 1 大小的范围 0 f fmax 2 计算 物体处于平衡状态 匀速运动或静止 时 根据二力平衡条件求解 3 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 静摩擦力的受力物体和施力物体相对静止 并不是它们处于静止状态 探究一 探究二 典例剖析 例1 关于静摩擦力的说法 正确的是 a 两个相对静止的物体间一定有静摩擦力的作用b 受静摩擦力作用的物体一定是静止的c 在物体间压力一定时 静摩擦力的大小可以变化 但有一个限度d 静摩擦力一定是阻力解析当两个物体有相对运动趋势时才有可能产生静摩擦力 a错 受静摩擦力作用的物体有可能是运动的 比如人走路时 受到的就是静摩擦力 b错 在物体间压力一定时 静摩擦力的大小可以变化 但有一个限度 这个限度就是最大静摩擦力 c对 静摩擦力可能是阻力也可能是动力 d错 答案c 探究一 探究二 1 静摩擦力方向与 相对运动趋势的方向相反 并不是与 运动方向 相反 2 静摩擦力的效果是阻碍物体间的相对运动趋势 并不是阻碍物体的运动 如图所示 货物被传送带由低处传送到高处的过程中 传送带匀速转动 货物和传送带相对静止 货物受到静摩擦力的方向沿斜面向上 与运动方向相同 是动力 探究一 探究二 例2 如图所示 物体a和b叠放在一起并放在水平地面上 用f 5n的水平力作用在物体b上 a b两物体均处于静止状态 若各接触面与水平地面平行 则a与b之间摩擦力大小为n b与地面之间摩擦力大小为n 解析由图可知 假设物体a在水平方向上受到了静摩擦力作用 则物体a将发生运动 这与物体a处于静止状态相矛盾 故a b之间的静摩擦力为0 由于b受到了水平拉力f的作用 若使b处于静止状态 地面必定对b有静摩擦力的作用 由二力平衡可知静摩擦力ff f 5n 方向与外力f相反 答案05 探究一 探究二 求解静摩擦力大小的步骤 1 判断有无 2 判断方向 3 根据平衡法求大小 探究一 探究二 滑动摩擦力情景导引1 用力将黑板擦 毛较长 在黑板上滑动 观察毛刷的弯曲方向 如图所示 毛刷为什么向后弯曲 2 把手按在桌面上 用力向前滑动 手有什么感觉 增大手与桌面的压力 感觉有什么不同 这说明什么 阅读课本 写出滑动摩擦力的公式 要点提示1 因为毛刷所受滑动摩擦力的方向沿板面 与板擦运动方向相反 2 手受到向后的阻力 滑动摩擦力 感觉手受到向后的阻力 滑动摩擦力 增大 滑动摩擦力大小随着压力的增大而增大 f fn 探究一 探究二 知识归纳1 滑动摩擦力的产生条件 说明 1 相对 的含义是指相对跟它接触的物体 而不是相对别的物体 2 相对滑动 是指两个物体之间的相对位置在变化 可能的情况有 一个物体静止 另一个运动 两个物体同向运动 但速度不等 两个物体反向运动等 因此 静止的物体也可以受到滑动摩擦力作用 如擦黑板 黑板静止 但受滑动摩擦力 探究一 探究二 2 滑动摩擦力的方向 1 在接触面上 与接触面相切 且与物体相对运动的方向相反 2 与物体的运动方向可能相同 也可能相反 滑动摩擦力方向与运动状态的关系 物块跟随传送带向上运动 但当物块速度小于传送带速度时 滑动摩擦力与运动方向相同物块沿粗糙斜面下滑时 滑动摩擦力的方向与运动方向相反 探究一 探究二 3 滑动摩擦力的有无及方向的判断方法 1 产生条件法 根据滑动摩擦力产生的条件判断 接触且接触面粗糙 相互挤压 相互滑动 2 平衡条件法 当相互滑动的物体处于静止或匀速运动状态时 利用二力平衡条件判断 4 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的大小根据物体的受力情况确定 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 匀速运动或静止 时 根据二力平衡条件求解 探究一 探究二 滑动摩擦力的大小由正压力和摩擦因数决定 与物体的运动状态 接触面积无关 探究一 探究二 典例剖析 例3 下列有关滑动摩擦力的说法正确的是 a 有压力一定有滑动摩擦力b 滑动摩擦力方向一定与物体的运动方向相反c 滑动摩擦力总是与接触面上的压力垂直d 只有运动物体才受滑动摩擦力解析产生滑动摩擦力的条件有三个 正压力 相互接触且挤压 接触面粗糙 发生相对滑动 缺一不可 由产生条件可知 a错误 滑动摩擦力方向与接触面相切 且与相对运动方向相反而压力垂直于接触面 所以滑动摩擦力方向跟接触面所受压力垂直 b错误 c正确 擦黑板时 黑板是静止的 但相对黑板擦是运动的 也受滑动摩擦力 所以关键是 相对运动 故d错误 答案c 探究一 探究二 1 滑动摩擦力的方向与 相对运动的方向相反 并不是与 运动方向 相反 2 滑动摩擦力的作用总是阻碍物体的相对运动 而不是阻碍物体的运动 例如 如图所示 物体a b都向右运动 速度分别为va 1m s vb 2m s 则a相对b向左运动 a受到b向右的滑动摩擦力f1 是动力 b受到a向左的滑动摩擦力f2 是阻力 探究一 探究二 例4 如图所示 一重力为40n的木块原来静止在水平桌面上 某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力f1 f2的作用 其中f1 13n f2 6n 已知木块与桌面间的动摩擦因数为0 2 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 求 1 木块所受的摩擦力的大小和方向 2 当只将f1撤去后 木块受到的摩擦力的大小和方向 3 若撤去的力不是f1而是f2 求木块受到的摩擦力的大小和方向 探究一 探究二 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 撤去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 探究一 探究二 求解摩擦力大小的思路 1 2 3 4 1 多选 下列说法正确的是 a 相互接触并有相对运动的两物体间必有摩擦力b 两物体间有摩擦力 则其间必有弹力c 两物体间有弹力 则其间必有摩擦力d 两物体间无弹力 则其间必无摩擦力解析摩擦力产生的三个条件 接触面粗糙 物体之间有弹力 物体间有相对运动或相对运动趋势三个条件缺一不可 因为缺少接触面粗糙 有弹力这两个条件 选项a错误 两物体间仅有弹力 接触面是否粗糙未知 故选项c错误 有弹力是产生摩擦力的必要条件 所以有摩擦力必有弹力 无弹力必无摩擦力 故选项b d正确 答案bd 1 2 3 4 2 多选 如图所示 有一重力不计的方形容器 被水平力f压在竖直的墙面上处于静止状态 现缓慢地向容器内注水 直到将容器刚好盛满为止 在此过程中容器始终保持静止 则下列说法正确的是 a 容器受到的摩擦力不变b 容器受到的摩擦力逐渐增大c 水平力f可能不变d 水平力f必须逐渐增大解析容器处于平衡状态 在竖直方向上重力与摩擦力平衡 盛满水前墙面对容器的静摩擦力一直增大 如果一直没有达到正压力f作用下的最大静摩擦力 则水平力f可能不变 选项b c正确 答案bc 1 2 3 4 3 装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出 如图所示 则在匀速拖出的过程中 a 材料与平台之间的接触面积逐渐减小 摩擦力逐渐减小b 材料与平台之间的接触面积逐渐减小 拉力逐渐减小c 平台对材料的支持力逐渐减小 摩擦力逐渐减小d 材料与平台之间的动摩擦因数不变 支持力也不变 因而工人拉力也不变 1 2 3 4 解析匀速拉动的过程只能持续到重心离开台面的瞬间 材料的重心在台面上 故材料对台面的压力不变 故材料受到的支持力不变 故c错误 而在拉动过程中动摩擦因数不变 由f fn可知摩擦力是不变的 故a b错误 因为材料做匀速直线运动 摩擦力不变 所以工人的拉力是不变的 故d正确 答案d 1 2 3 4 4 重为400n的木箱放在水平地面上 木箱与地面间的动摩擦因数为0 25 如图所示 用水平力f推木箱 当f分别为60n 90n和150n时 木箱受到的摩擦力分别是多少 方向