第三章第三节.ppt

第三节摩擦力 学习目标 1 知道静摩擦力产生的条件 会判断静摩擦力的方向 知道最大静摩擦力的概念 2 知道滑动摩擦力产生的条件 会判断滑动摩擦力的方向 3 知道滑动摩擦力的大小跟什么有关 知道滑动摩擦力跟压力成正比 重点难点 1 摩擦力的有无及摩擦力方向的判断 2 静摩擦力方向和大小的确定 一 摩擦力1 产生条件 1 两个物体相互 且有 力作用 2 接触面 不光滑 3 发生 或具有相对运动 2 作用效果 阻碍相对运动或相对运动趋势 接触 弹 粗糙 相对运动 趋势 二 静摩擦力 自主探究 1 如图3 3 1所示 用水平力F1拉静止在水平地面上的木箱 木箱仍静止 静摩擦力F与拉力F1大小 方向 并在图中画出木箱所受F的示意图 图3 3 1 相等 相反 2 根据课本第57页演示实验探究 木块运动前 逐渐增大弹簧秤的拉力 由二力平衡知识可知 静摩擦力F的大小将随之 并与拉力保持大小 当拉力增大到某一值时木块刚好开始运动 静摩擦力达到最大值 最大静摩擦力Fmax大小等于物体刚刚开始运动时的拉力 物体间的实际静摩擦力 0 F Fmax 增大 相等 成功发现 1 概念 两个相互接触的物体之间只有相对 而没有相对运动 在它们的接触面上产生的摩擦力 2 方向 沿着 且跟相对运动趋势的方向相 3 大小 水平面上的物体受到的静摩擦力等于它受到的水平 运动趋势 接触面 反 拉力 三 滑动摩擦力1 滑动摩擦力 1 概念 当一物体在另一物体表面上滑动时 会受到另一物体阻碍它滑动的力 2 方向 沿着 且跟相对运动方向相 3 大小 跟压力成正比 即F 接触面 反 FN 2 动摩擦因数 没有单位 大小与接触面的 有关 还与接触面的 有关 材料 粗糙程度 要点1对摩擦力的进一步理解1 产生条件 1 接触面粗糙 2 两个物体之间有弹力 3 有相对运动或相对运动趋势 这三个条件缺一不可 必须同时满足才能产生摩擦力 2 相对 的含义 相对 指的是研究对象相对于与其接触的物体而言 即指物体之间的相对静止或相对运动 都是以施力物体为参考系的 而不一定是物体相对地的运动 3 作用效果 1 摩擦力阻碍的是接触物体之间的相对运动或相对运动趋势 不一定阻碍物体的运动 2 摩擦力可以是阻力也可以是动力 如匀速前进的自行车 后轮受到的摩擦力为动力 前轮受到的摩擦力为阻力 4 方向与物体相对运动的方向 或相对运动趋势的方向 相反 特别提醒 1 静止的物体可能受到滑动摩擦力 运动的物体可能受到静摩擦力 2 摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同 也可以与物体的运动方向相反 关于摩擦力 下列说法中正确的是 A 受静摩擦力作用的物体一定是静止的B 两个运动物体之间的摩擦力一定是滑动摩擦力C 摩擦力的方向一定与运动方向相反D 摩擦力可以是阻力 也可以是动力 精讲精析 两个物体一起运动 保持相对静止 它们之间就是静摩擦力 A B错 摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反 但与物体运动方向可能反向 可能同向 也可能成任一夹角 故C错D对 答案 D 规律方法 有关摩擦力的几个注意问题 1 不论物体是静止还是运动 都可能受静摩擦力或滑动摩擦力 2 摩擦力并不总是阻碍物体的运动 它既可作动力 又可作阻力 3 摩擦力的方向可以与物体的运动方向相反 也可以与运动方向相同 1 下列关于摩擦力的说法 正确的是 A 相互接触的两物体间一定存在摩擦力B 摩擦力总是阻碍物体的运动C 相对静止的物体间 也可能存在摩擦力作用D 只有静止的物体才受静摩擦力作用 运动的物体不会受静摩擦力作用 解析 选C 由摩擦力产生的三个条件知 A错误 摩擦力的效果总是阻碍物体间的相对运动而不是运动 B错误 相对静止的物体间 也可能存在摩擦力 比如 推地面上的桌子但没推动时 桌子仍受到地面的静摩擦力 C正确 静止的物体和运动的物体都可能受到静摩擦力的作用 比如 被传送带送到高处的物体 受到传送带的静摩擦力作用 D错误 要点2摩擦力的有无和方向的判断1 静摩擦力有无的判断 1 条件判断 接触面间有压力 粗糙且有相对运动趋势 2 假设法 假设接触面光滑 如物体改变原来的运动状态 则存在摩擦力 反之 不存在摩擦力 2 静摩擦力方向的判断方法 1 直接法 对于相对运动趋势比较明显的情况 可以根据 静摩擦力的方向沿着接触面与相对运动趋势的方向相反 直接判断 2 假设法 若物体的相对运动趋势不易判断 可假设接触面光滑 看物体会怎样相对运动 根据相对运动的方向判断物体间的相对运动趋势的方向从而判断静摩擦力的方向 3 运动状态法 看除要研究的摩擦力外 物体所受的其他作用力与物体的运动状态是否满足相应的受力特点 目前主要应用二力平衡的规律 4 力的作用效果法 如果相互接触的物体间存在摩擦力 则必有相应的作用效果 或平衡其他作用力或改变受力物体的运动状态 可利用作用效果确定摩擦力的方向 5 力的相互性法 若甲 乙两物体间有摩擦力 并且能判断出甲对乙的摩擦力的方向 则乙对甲的摩擦力的方向与甲对乙的摩擦力的方向相反 特别提醒 由于摩擦力也是成对出现的 判断摩擦力时一定要明确该力的受力物体和施力物体 摩擦力的方向与受力物体的运动方向或运动趋势的方向相反 如图3 3 2所示 A B叠放在水平面上 水平力F作用在A上 使二者一起向左做匀速直线运动 下列说法正确的是 A A B之间无摩擦力B A受到的静摩擦力水平向右C B受到A的静摩擦力水平向左D 地面对B的滑动摩擦力水平向右 图3 3 2 思路点拨 根据二力平衡或假设法判断B对A的摩擦力 再把A B当做整体分析 根据二力平衡或假设法分析地面对B的摩擦力 精讲精析 对A物体 由于A匀速运动 由二力平衡可知 B对A的摩擦力必与F等大反向 故A错 B正确 对B物体 由力的作用的相互性 B对A的摩擦力一定与A对B的摩擦力反向 故B受到A的摩擦力水平向左 故C正确 对A B整体分析 由于A B一起向左匀速运动 则地面对B有滑动摩擦力 且水平向右 故D正确 答案 BCD 借题发挥 在判断摩擦力方向时 弄清物体相对运动或相对运动趋势的方向是关键 相对运动 趋势 是指受力物体相对于相接触的物体的运动 趋势 而不一定是相对于地面的运动 趋势 物体的相对运动并不一定与物体的实际运动 相对地 方向相同 两者方向可能相同 也可能相反 如汽车上的木箱 当汽车突 然加速时 箱子相对汽车向后滑动 与实际运动方向相反 汽车急刹车时 木箱相对车向前滑动 与实际运动方向相同 牢记 摩擦力的方向与相对运动 趋势 方向相反 而不是与运动方向相反 2 若例题中的水平力F作用在物体B上 A B一起做匀速直线运动 如图3 3 3所示 则 A A B之间无摩擦力B A受到的摩擦力水平向右C B与地面之间无摩擦力D 地面对B的摩擦力水平向右 图3 3 3 解析 选AD 假设B对A有摩擦力 则A受力不平衡 不可能做匀速直线运动 故B对A无摩擦力 故A正确 B错误 由于A B一起匀速运动 故把A B作为一个整体 B相对于地面向左滑动 故地面对B有摩擦力 且方向水平向右 故C错误 D正确 要点3摩擦力大小的计算1 滑动摩擦力的大小 1 公式 F FN 2 F的大小与FN成正比 与物体的运动状态无关 3 动摩擦因数 与接触面的粗糙程度和材料有关 与物体间的压力 相对运动的速度及接触面的大小均无关 4 公式F FN中的FN是物体与接触面间的正压力 不一定等于物体的重力 求FN要根据物体受力情况而定 2 静摩擦力的大小 1 大小 0 F Fm 2 与物体所受压力大小无关 3 物体静止或匀速运动时 可由受力情况及二力平衡条件来确定 静摩擦力大小等于使物体产生相对运动趋势的外力 4 最大静摩擦力Fm Fm与压力成正比 最大静摩擦力大小等于物体刚要发生相对运动时所需要的沿相对运动趋势方向的最小外力 其值略大于滑动摩擦力 有时认为二者相等 特别提醒 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 其大小只与平行于接触面方向的力有关 与垂直接触面方向的力无关 3 滑动摩擦力用F FN计算或用平衡条件计算 其大小只与垂直接触面方向的力有关 与沿接触面方向的力无关 质量为2kg的物体静止在水平地面上 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 给物体一水平推力 取g 10N kg 1 当推力大小为5N时 地面对物体的摩擦力是多大 2 当推力大小为12N时 地面对物体的摩擦力是多大 思路分析 归纳 1 摩擦力方向与相对运动或相对运动趋势方向相反2 摩擦力是接触力3 摩擦力是相互的4 摩擦力可以是动力 也可以是阻力5 摩擦力与弹力关系密切 且互相垂直 弹力与重力无必然关系 精讲精析 最大静摩擦力Fmax mg 0 5 2 10N 10N 1 当推力F 5N时 F Fmax 物体静止 由二力平衡知 F静 F 5N 2 当推力F 12N时 F Fmax 物体在地面上滑动 则F滑 mg 0 5 2 10N 10N 答案 1 5N 2 10N 方法总结 求摩擦力大小的关键是先明确所求摩擦力为哪种摩擦力 判断思路是 物体间有相对滑动时一定是滑动摩擦力 若平行接触面方向的合外力 摩擦力除外 小于最大静摩擦力则为静摩擦力 若平行接触面方向的合力大于最大静摩擦力则为滑动摩擦力 3 如图3 3 4所示 用外力F水平压在质量为m的物体上 恰好使物体静止 此时物体与竖直墙面之间的摩擦力大小为 如果将F增大为3F 物体与竖直墙面之间的摩擦力大小为 若撤去F 则物体与竖直墙面之间的摩擦力大小为 图3 3 4 解析 物体受到向下的重力大小为mg 由二力平衡知静摩擦力的大小也为mg 方向向上 当外力F增大为3F时 物体仍静止 重力不变 静摩擦力也不变 撤去F后 物体与墙面间没有弹力作用 所以物体与墙面之间无摩擦力 答案 mgmg0 实验探究 经典案例 科学探究活动通常包括以下环节 提出问题 作出假设 制订计划并设计实验 进行实验收集证据 分析论证 评估交流等 一位同学学习了滑动摩擦力后 怀疑滑动摩擦力的大小可能与接触面积有关 于是他准备用实验探究这个问题 1 这位同学认为 滑动摩擦力的大小与接触面积成正比 这属于科学探究活动的 环节 2 为完成本实验 需要自己制作木块 他应制作的木块是下列选项中的 A 各面粗糙程度相同的正方体木块B 各面粗糙程度不相同的正方体木块C 各面粗糙程度相同 长宽高各不相等的长方体木块 D 各面粗糙程度不相同 长宽高各不相等的长方体木块 3 为了测量木块与木板之间的滑动摩擦力 他设计了如图3 3 5两种方案 甲是将长木板固定在水平面上 用弹簧测力计水平拉动木板上的木块 乙是用弹簧测力计水平拉住木块 他水平拉动木块下的木板 你认为更利于操作的方案是 理由是 4 探究结论 图3 3 5 思路分析 解决本题时 首先应明确题目中要求探究的是什么问题 然后围绕这一主题制订实验方案并进