高中物理 第3章 第3节 摩擦力课件 沪科版必修1.ppt

3 3摩擦力 目标导航1 知道滑动摩擦力产生的条件 会判断滑动摩擦力的方向 重点 2 知道滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关 知道滑动摩擦力跟正压力成正比 重点 3 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 难点 一 滑动摩擦力1 定义 当一个物体跟另一个物体有相对滑动时 在它们的接触面上产生的摩擦力 叫做滑动摩擦力 2 大小 f 其中 为动摩擦因数 没有单位 的大小跟相互接触的两物体的材料性质 表面状况有关 n是指接触面间的压力大小 3 方向 与接触面相切 与物体 运动的方向相反 n 相对 想一想1 滑动摩擦力的方向和物体运动方向相反吗 滑动摩擦力总是阻力吗 提示 滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反 不一定和物体的运动方向相反 滑动摩擦力可以是动力也可以是阻力 二 静摩擦力1 定义 物理学中 把这种物体间有 时产生的摩擦力叫做静摩擦力 2 方向 跟物体 的方向相反 3 大小 大小随外力的变化而变化 由外部因素决定 静摩擦力所达到的最大值fmax叫做 故静摩擦力大小的取值范围是 相对滑动趋势 相对滑动趋势 最大静摩擦力 0 f fm 想一想2 跑步时 脚受到的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力 方向如何 提示 跑步时 脚和地面接触的时间内 脚并没有和地面发生相对运动 因此脚受到的摩擦力为静摩擦力 方向和人的运动方向相同 要点一对摩擦力及产生条件的理解 学案导引1 滑动摩擦力与静摩擦力产生条件有何不同 2 受静摩擦力的物体一定静止吗 静摩擦力一定是阻力吗 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 3 摩擦力可以是阻力也可以是动力 关于摩擦力 下列说法正确的是 a 只要两个物体接触且有相对运动 这两个物体之间就一定有摩擦力b 摩擦力的方向一定与物体运动的方向相反c 静止的物体一定受到静摩擦力 运动的物体一定受到滑动摩擦力d 摩擦力一定阻碍物体的相对运动或相对运动趋势 思路点拨 根据产生摩擦力的三个条件 和摩擦力的方向及作用效果进行判定 精讲精析 产生摩擦力的条件是 两物体相互接触且有弹力 接触面粗糙 有相对运动或相对运动趋势 三者缺一不可 a错误 摩擦力的方向与物体相对运动 或相对运动趋势 的方向相反 故摩擦力一定阻碍物体的相对运动或相对运动趋势 b错误 d正确 静止的物体只要和相互接触的物体间存在相对运动 可能受滑动摩擦力作用 运动的物体只要和相互接触的物体间存在相对运动的趋势 也可能受到静摩擦力作用 c错误 答案 d 规律总结 不能习惯认为静止物体受到静摩擦力 运动物体受到滑动摩擦力 摩擦力产生于相对运动或相对运动趋势的物体之间 故静止的物体可能受滑动摩擦力 运动的物体也可能受静摩擦力 变式训练1 关于摩擦力 下列说法正确的是 a 两个物体之间的静摩擦力总是一个定值b 摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同或相反c 静摩擦力可以是动力 也可以是阻力 滑动摩擦力一定是阻力d 运动的物体可以受静摩擦力作用 静止的物体也可以受滑动摩擦力作用 解析 选bd 物体之间的静摩擦力随着外力的变化而变化 并不是一个定值 选项a错误 滑动摩擦力可以与运动方向同向 也可以反向 比如 子弹打进放在光滑地面上的木块的过程中 木块受到的摩擦力与木块的运动方向相同 而子弹受到的摩擦力与子弹的运动方向相反 静摩擦力也是如此 比如传送带将物体匀速运到高处 物体受到的静 摩擦力的方向与运动方向相同 而皮带受到的静摩擦力方向与运动方向相反 选项b正确 当摩擦力方向与运动方向相同时 摩擦力就充当动力 当摩擦力方向与运动方向相反时 摩擦力就充当阻力 选项c错误 运动的物体可以受静摩擦力的作用 如传送带向上运送物体 物体与传送带间的摩擦力为静摩擦力 静止的物体也可以受滑动摩擦力作用 如物体在桌面上滑动时 桌面受的摩擦力就是滑动摩擦力 故选项d正确 要点二静摩擦力有无及方向的判定 学案导引1 相对静止的物体可能受静摩擦力吗 2 静摩擦力的方向一定和物体的运动方向相反吗 1 静摩擦力有无的判断 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 假设两物体间无静摩擦力 看物体是否相对滑动 如果物体改变原来的运动状态 则两物体之间存在静摩擦力 如果物体的运动状态不变 则两物体之间不存在静摩擦力 2 静摩擦力方向的判定 如图所示 用力f去拉叠放在一起的两物体a b 但没有拉动 两物体仍然保持静止状态 则 a b物体受到a物体的静摩擦力的作用 方向与f方向相同b b物体受到a物体的静摩擦力的作用 方向与f方向相反c a物体受到地面的静摩擦力作用 方向与f方向相同d a物体受到地面的静摩擦力作用 方向与f方向相反 思路点拨 解此题关键有两点 1 两物体之间是否有静摩擦力产生 关键是看两个接触的物体之间是否同时有挤压和相对运动趋势 2 要确定静摩擦力的方向 必须明确两物体间相对运动趋势的方向 精讲精析 1 以b为研究对象 分析a对b的静摩擦力 2 以a为研究对象 分析地面对a的静摩擦力 答案 d 规律方法 假设法是判断物体间有无静摩擦力的有效方法 在假设物体间接触面光滑的情况下 若物体间不发生相对运动 则无相对运动趋势 也就不存在静摩擦力 若发生相对运动 则有相对运动趋势 也就说明存在静摩擦力 互动探究若上题中力f作用在b上且两物块仍静止 试分析a b受摩擦力情况 解析 对于b物块 假设a b之间接触面光滑 在力f作用下 不可能保持静止状态 将会向左运动 故b相对a有向左运动的趋势 所以物块b受到物块a对它向右的静摩擦力作用 对于a物块 由于a给b一个向右的静摩 擦力作用 根据力的相互性 b物块将给a物块一个向左的静摩擦力作用 假设a与地面间光滑 a物块将在此静摩擦力作用下向左运动而不可能处于静止状态 因此a物块受到地面对它向右的静摩擦力作用 综上分析 b物块受到a物块对它向右的静摩擦力作用 a物块受到b物块和地面对它的两个静摩擦力作用 答案 见解析 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 n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 用20n的水平力在水平地面上拉重60n的物体时 物体恰能被拉动 物体运动后只需18n的拉力即可使物体做匀速直线运动 该物体静止在水平地面上 若用15n的水平力拉该物体 物体受到的摩擦力大小为 若用30n的水平力拉该物体 物体受到的摩擦力大小为 物体与地面间的动摩擦因数为 思路点拨 解答本题时按以下思路分析 精讲精析 水平力为20n时恰能拉动 说明最大静摩擦力fmax 20n 若用f1 15n的力拉物体 由于f1fmax 物体受 答案 15n18n0 3 变式训练2 重100n的物体放在水平地面上 它与水平地面间的动摩擦因数为0 25 最大静摩擦力为30n 今用一水平拉力f作用于木块 当f的大小由8n增大到28n的时刻 地面对物体的摩擦力大小为 当f大小由35n减小到28n的时刻 地面对物体的摩擦力大小为 解析 当f的大小由8n增大到28n时 拉力大小还小于最大静摩擦力 故物体仍静止不动 摩擦力为静摩擦力 由二力平衡可知 此时的静摩擦力大小为28n 当f大小为35n时 拉力大于最大静摩擦力 故物体做加速运动 当f减小到28n时 物体仍是运动的 此时物体受得摩擦力为滑动摩擦力 由f n g可知f 0 25 100n 25n 答案 28n25n 动摩擦因数的测量 经典案例 10分 测量物体间动摩擦因数的方法很多 现提供长木板 滑块 弹簧测力计等器材 供选用的装置如图甲 乙所示 1 请分析说明最好选用哪个图示装置进行实验 并根据选用的图示装置写出简单的实验步骤和动摩擦因数的表达式 2 若要测量纸与木板之间的动摩擦因数 应如何改进 审题指导 实验的设计和操作都要把握住 弹簧弹力 的大小等于a b间摩擦力的前提 以后利用f n计算 解题样板 1 选图甲所示实验装置进行实验较好 原因是 如果用图乙所示装置进行实验 必须匀速拉