高中物理第三章相互作用3.3摩擦力学案新人教版必修1.doc

第3节摩擦力学习目标核心提炼1.理解静摩擦力产生的条件，会用二力平衡条件判断静摩擦力的大小和方向，知道最大静摩擦力的概念。3个概念静摩擦力、滑动摩擦力、动摩擦因数1个公式滑动摩擦力FFN1种方法二力平衡法2.理解滑动摩擦力产生的条件，会判断滑动摩擦力的方向。3.知道动摩擦因数，会用FFN计算滑动摩擦力的大小。一、摩擦力阅读教材第57页的第一段，了解摩擦力的概念。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。思维拓展如图1甲、乙所示。图1(1)“三毛”为什么能拿起瓶子？(2)“三毛”在握竿向上爬时，会受到哪些力？提示：(1)因为有摩擦力的缘故。(2)三毛会受到重力、弹力和摩擦力。二、静摩擦力与滑动摩擦力阅读教材第5759页“静摩擦力”和“滑动摩擦力”部分，知道这两种摩擦力的概念，初步了解这两种摩擦力的方向及大小确定方法。静摩擦力滑动摩擦力定义当一个物体在另一个物体的表面上只有相对运动的趋势而没有相对运动时，所受到的阻碍相对运动趋势的力当一个物体在另一个物体表面滑动时，受到的另一个物体阻碍它滑动的力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总是沿着接触面，并且跟物体的相对运动的方向相反大小两物体间的静摩擦力F在0与最大静摩擦力Fmax之间，即0FFmax滑动摩擦力的大小跟压力成正比，即FFN，为动摩擦因数，FN表示压力的大小思维判断(1)静摩擦力就是静止物体受到的摩擦力。()(2)静摩擦力方向一定与物体的相对运动趋势方向相反。()(3)静摩擦力的大小与正压力成正比。 ()(4)只要两个物体之间有弹力产生，又有相对运动，两个物体之间就一定存在滑动摩擦力。()(5)滑动摩擦力一定存在于两个运动的物体之间。()(6)静止的物体受到的摩擦力可能是滑动摩擦力。()预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中问题1问题2问题3摩擦力的有无和方向的判断要点归纳1摩擦力与弹力的存在关系两物体间有摩擦力时，必有弹力；而两物体间有弹力时，不一定有摩擦力。2静摩擦力的有无判断两法(1)条件判断法：接触面之间有压力、粗糙且有相对运动趋势。(2)假设法3静摩擦力的方向判定两法(1)假设法：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，进而判断出静摩擦力的方向。(2)状态法：当物体受力处于平衡状态时，根据二力平衡，判断出静摩擦力的方向。4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。精典示例例1 (多选)如图2所示为皮带运输机的示意图，A为传送带上的货物，则()图2A如果货物A随传送带一起无相对滑动地向上匀速运动，A受到沿斜面向上的摩擦力B如果货物A随传送带一起无相对滑动地向下匀速运动，A受到沿斜面向下的摩擦力C如果货物A和传送带都静止，A不受摩擦力D如果货物A和传送带都静止，A对传送带有沿斜面向下的摩擦力解析摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反，先判断物体的相对运动情况。对A来说，有相对于传送带向下滑动的趋势，则摩擦力与相对运动趋势方向相反，即沿斜面向上，选项A正确；反之，A也给传送带摩擦力，A相对于传送带有向下的运动趋势，传送带相对于A有向上的运动趋势，则A给传送带的摩擦力方向向下，选项D正确。答案AD分析一个物体是否受到的摩擦力的方法一看“接触”，看该物体与周围几个物体接触，最多可能有几个摩擦力。二看接触面间是否有“压力”，是否有“相对运动”或“相对运动趋势”。三要“分析”，综合分析物体的受力情况，结合物体的运动状态，判断物体所受摩擦力情况。 针对训练1 A、B叠放在水平面上，水平力F作用在B上，使二者保持相对静止一起向右做匀速直线运动，下列说法正确的是()图3AA与B之间没有摩擦力BA受到B对它的摩擦力向右CB受到三个力作用 DA给B的摩擦力向左解析 假设A与B之间有静摩擦力的作用，无论方向向哪都不能使A保持匀速运动，所以A与B之间无摩擦力作用，选项A正确，B、D错误；B要保持匀速运动，水平面给B的滑动摩擦力与拉力F平衡，另外B还受重力、水平面的支持力和A对B的压力，共五个力作用，选项C错误。答案A摩擦力大小的计算要点归纳1静摩擦力的大小(1)大小的范围：0FFmax。(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：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。2滑动摩擦力公式FFN的理解(1)F的大小与FN成正比，与物体的运动状态无关。(2)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。(3)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。3滑动摩擦力大小的计算方法(1)公式法：由FFN计算。(2)二力平衡法：物体匀速直线运动或静止时(有相对运动)，根据二力平衡求解。精典示例例2 (多选)在探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力变化的规律的实验中，特设计了如图4甲所示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连(调节传感器高度可使细绳水平)，滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶(调节滑轮可使桌面上部细绳水平)，整个装置处于静止状态。实验开始时打开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图象如图乙，则结合该图象，下列说法正确的是()图4A可求出空沙桶的重力B可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小 C可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小D可判断第50 s后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上)解析t0时传感器显示拉力为2 N，则滑块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为2 N，由车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2 N，A对；t50 s时摩擦力达到最大值，即最大静摩擦力为3.5 N，同时小车启动，说明带有沙的沙桶重力等于3.5 N，此时摩擦力立即变为滑动摩擦力，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故摩擦力突变为3 N 的滑动摩擦力，B、C正确；此后由于沙和沙桶重力3.5 N大于滑动摩擦力3 N，故50 s后小车将加速运动，D错。答案ABC针对训练2 水平桌面上有一个重200 N的物体，与桌面间的动摩擦因数为0.2，当依次用15 N、30 N、80 N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)()A15 N、30 N、40 N B15 N、30 N、80 NC0、0、40 N D15 N、40 N、40 N解析物体与桌面间的最大静摩擦力FfmaxFN0.2200 N40 N。拉力为15 N、30 N时，物体静止，根据二力平衡知，静摩擦力大小分别为15 N、30N；当拉力为80 N时，物体滑动，为滑动摩擦力，大小FfFN0.2200 N40 N，选项A正确。答案A1下列关于摩擦力的说法中，错误的是()A两物体间有摩擦力，一定有弹力，且摩擦力的方向与它们间的弹力方向垂直B两物体间的摩擦力大小与它们间的压力一定成正比C在两个运动的物体之间可以存在静摩擦力，且静摩擦力的方向可以与运动方向成任意角度D滑动摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同，也可以相反解析弹力是形成摩擦力的必要条件，且弹力与摩擦力的方向垂直，A正确；静摩擦力的大小与压力的大小无必然联系，B错误；受静摩擦力作用的物体可以是静止的，也可以是运动的，静摩擦力的方向与物体的相对运动趋势方向相反，但与运动方向无关，可以与运动方向成任意夹角，C正确；滑动摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反，与物体的运动方向可以相同，也可以相反，D正确。答案B2关于动摩擦因数，下列说法正确的是()A两接触面间压力越大，动摩擦因数越大B两物体间滑动摩擦力越大，动摩擦因数越大 C两物体间的动摩擦因数与滑动摩擦力成正比，与两物体间的压力成反比D两物体间的动摩擦因数是由两物体的材料和接触面的粗糙程度决定的，与滑动摩擦力和正压力无关解析动摩擦因数是由两物体的材料和接触面的粗糙程度决定的，与滑动摩擦力和正压力无关，A、B、C错误，D正确。答案D3如图5所示，若小猫沿树匀速攀上和匀速下滑，它所受的摩擦力分别是F1和F2，则()图5AF1向下，F2向上，且F1F2BF1向下，F2向上，且F1F2CF1向上，F2向上，且F1F2DF1向上，F2向下，且F1F2解析由题意可知小猫向上、向下均做匀速运动，且小猫受重力、摩擦力作用，故二力平衡，由重力的大小和方向可推断出摩擦力总是向上的，且大小等于小猫的重力。答案C4如图6所示，将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在创新设计内，书对A4纸的压力为3 N，A4纸与书之间的动摩擦因数为0.4，要把A4纸从书中拉出，拉力至少应为()图6A0.6 N B1.2 N C2.4 N D3 N 解析根据FFN得，F1.2 N，因为纸的上、下两面都要受到书对它的滑动摩擦力，所以要把纸从书中拉出，拉力至少应为2.4 N，C正确。答案C5如图7所示，物体A重40 N，物体B重20 N，A与B、A与地的动摩擦因数相同。物体B用细绳系住，当水平力F32 N时，才能将A匀速拉出，求接触面间的动摩擦因数。图7解析B虽然静止，但A和B发生相对运动，因此A和B之间有滑动摩擦力。由竖直方向受力平衡可知，A和B之间的正压力等于B的重力，则A和B之间的摩擦力Ff1GB，A受到摩擦力阻碍A相对B向右运动，即A受到摩擦力的方向水平向左。对A受力