第三章 第三节 摩擦力.ppt

第三节摩擦力,滑动摩擦力,静摩擦力,不动,滑动,1、定义：两个相互接触的物体,当它们发生相对滑动时，在接触面上产生的阻碍相对滑动的力.,一、滑动摩擦力,2、条件：,接触,挤压,有相对滑动,粗糙,3、方向：,沿着接触面、与相对滑动方向相反,一静一动，动者必受阻力，静者受动力。,一、滑动摩擦力,A,B,A,v,v,v/2,当一快一慢时:快者受阻力，慢者受动力。,滑动摩擦力可以充当动力吗？,形象法、相对运动情况分析法、结论法。,与相对滑动方向相反,甲,乙,4、滑动摩擦力的大小,粗糙程度,“正”压力,：动摩擦因数，与接触面的粗糙程度、材料性质有关。,FN,速度,接触面积,4、滑动摩擦力的大小,1、定义：相对滑动相对滑动趋势,二、静摩擦力,二力平衡,不动？,2、大小：,甲,乙,Fmax,Fmax,若不特别指明，Fmax=FN,二、静摩擦力,3、方向：,沿接触面、与相对滑动趋势方向相反,静摩擦力可以当动力吗？,弹力和摩擦力关系如何？,方向：互相垂直产生：有摩擦力必有弹力，有弹力不一定有摩擦力,讨论：,在分析受力时，必须先分析弹力，再分析与其对应的摩擦力。,练习：要使放在水平地面上重200N的木块从原地移动，必须用70N的最小水平推力，木块从原地移动以后，为了使它继续匀速滑动，只要68N的水平推力就行了。（1）、木块与地面的最大静摩擦力是多大？（）、滑动摩擦力是多大？（）、若拉力增大至，滑动摩擦力是多大？,4杂技演员用双手握住竖直的竹竿匀速攀上和匀速下滑，他所受的摩擦力分别是F1和F2，那么()AF1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F1F2,2(对应要点二)如图333所示，主动轮A通过皮带带动从动轮B按图示方向匀速转动，物体m随水平皮带匀速运动，则()A物体m受到向右的摩擦力B物体m不受摩擦力C主动轮上的P点所受摩擦力方向向上D从动轮上的Q点所受摩擦力方向向上,7.如图4所示，用水平力F将同种材料不同质量的物体压到一竖直墙壁上，下列说法正确的是()A若物体保持静止，则F越大，物体所受摩擦力越大B若物体保持静止，则质量越大，物体所受摩擦力越小C若物体沿墙壁向下滑动，则F越大，物体所受摩擦力越大D若物体沿墙壁向下滑动，则质量越大，物体所受摩擦力越大,10.如图6所示，物体A重40N，物体B重20N，A与B、A与地面间的动摩擦因数相同，物体B用细绳系住。当水平力F为32N时，才能将A匀速拉出，求接触面间的动摩擦因数。,2(对应要点二)画出图328中物体A和B所受重力、弹力的示意图。(各接触面均光滑，各物体均静止),注意：接触未必有弹力。,假设法：假设某弹力（不）存在，分析物体能否保持在现在的状态。,例、用手握住一个瓶子，恰好处于静止（竖直方向）。下列说法正确的是A.若增加瓶子质量,手需要握的越紧B.手握的越紧,瓶子受到的摩擦力越大C.不管手握得多紧,瓶子受到的摩擦力总是一定的.D.以上说法都不正确,AC,4、滑动摩擦力的大小,粗糙程度,正压力,：动摩擦因数，与接触面的粗糙程度有关。,FN,3已知图中物体都处于静止状态，试对物体进行受力分析，画出力的示意图。,摩擦力,静摩擦力,滑动摩擦力,方向:与相对运动趋势方向相反,产生条件,大小：0FFmax,产生条件,方向：与相对运方向相反,大小：,三、总结,FFN,静摩擦力,3、静摩擦力的大小,静摩擦力随拉力的变化而变化，并且F静=F。（静摩擦力由使物体产生运动趋势的外力决定。）,当拉力增大到某一值时候，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,人走路时所受摩擦力的分析,思考,滑动摩擦力的方向一定跟运动方向相反吗？,滑动摩擦力的大小与重力成正比吗？,摩擦力一定是阻力吗？,运动的物体受到的摩擦力一定是滑动吗？静止的物体受到的摩擦力一定是静摩擦力吗？,滑动摩擦力的大小与正压力成正比,不一定,不一定,滑动摩擦力可以是阻力，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或相对运动趋势,二、滑动摩擦力,1、定义：两个互相接触挤压且发生相对运动的物体,在它们的接触面上会产生阻碍相对运动的力.,2、滑动摩擦力产生的条件：,（1）、接触面不光滑（即接触面粗糙）,（2）、两物体相互接触,（3）、两物体间有挤压（即有弹性形变）,（4）、两物体间有相对运动,弹力,滑动摩擦力的方向：与相对（施力物）运动方向相反,沿接触面与物体相对运动方向相反，与物体是否受其他力作用无关,滑动摩擦力的方向：,滑动摩擦力,4、滑动摩擦力的大小,滑动摩擦力大小跟哪些因素有关呢？（实验演示）,接触面的情况,正压力,选择探究方法,控制变量法,滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小探究实验,实验目的：保持接触面材料不变，研究滑动摩擦力与正压力的关系。,实验步骤：用表格的形式记录下在不同压力下物体做匀速运动的拉力大小,而在水平面上运动时,物体对地面的压力大小等于物体的重力.所以我要测量木块及砝码的重力从而得到木块对地面的压力.,木块要匀速或缓慢地移动,因为只有这样才可以保持拉力等于滑动摩擦力,滑动摩擦力,实验改进：弹簧测力计需沿水平方向匀速拉力块，比较难做到，我们可以固定弹簧测力计而拉木板。拉动木板就不必匀速。物块一直处于静止状态，则Ff=F弹,滑动摩擦力,1.01.52.02.53.0,0.20.30.40.50.6,如何更直观地处理数据,滑动摩擦力,2、滑动摩擦力的大小,滑动摩擦力的大小跟压力成正比,也就是跟物体间的垂直作用力成正比,Ff=FN,滑动摩擦力,正压力或支持力,动摩擦因数。的大小跟两接触物体的材料及接触面的情况（如粗糙程度）有关,滑动摩擦力,例题：在我国东北寒冷的冬季，雪橇是常见的运输工具。一个由钢制滑板的雪橇，连同车上的木料总重量为。在水平的冰道上，马在水平方向用多大的力，才能够拉着雪橇匀速前进？,滑动摩擦力,说明：,1、运动的物体可以受到滑动摩擦力，静止的物体也可以受到滑动摩擦力。,B静止,A,A受到B对它的滑动摩擦力：B受到A对它的滑动摩擦力。,2.“相对运动”指的是研究对象相对与其接触的物体而言.,3、滑动摩擦力与、FN有关，而与其他外力无关,4、滑动摩擦力可是阻力，也可是动力（传送带演示）。,例如：,思考,滑动摩擦力的方向一定跟运动方向相反吗？,滑动摩擦力的大小与重力成正比吗？,摩擦力一定是阻力吗？,运动的物体受到的摩擦力一定是滑动吗？静止的物体受到的摩擦力一定是静摩擦力吗？,滑动摩擦力的大小与正压力成正比,不一定,不一定,滑动摩擦力可以是阻力，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或相对运动趋势,1、定义：两个相互接触而保持相对静止的物体,当它们之间存在相对运动趋势时,在它们的接触面上会产生阻碍物体间相对运动趋势的力.,一、静摩擦力,二力平衡,不动？,2、条件：,接触,挤压,有相对运动趋势,粗糙,3、方向：,与相对运动趋势方向相反,4、大小：,假设法,判断相对运动趋势的方向启动时箱子受到的静摩擦力的方向？刹车时箱子受到的静摩擦力的方向？,向前,向后,静摩擦力,练习：下列图中的物体都处于静止状态，有静摩擦力的是(接触面粗糙)(),BCD,静摩擦力,3、静摩擦力的方向,沿着接触面，并且跟物体相对运动趋势的方向相反；静摩擦力方向与接触面间弹力方向垂直,思考：静摩擦力一定发生在静止的物体之间吗？,人走路（演示）,不一定，“静”指物体间的相对静止,人走路时所受摩擦力的分析,静摩擦力,3、静摩擦力的大小,静摩擦力随拉力的变化而变化，并且F静=F。（静摩擦力由使物体产生运动趋势的外力决定。）,当拉力增大到某一值时候，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,两物体间的静摩擦力F静在0与最大静摩擦力Fmax之间，即0F静Fmax,静摩擦力,4、静摩擦力取值范围：,说明：,(1)静摩擦力的大小与正压力无关。,(2)静摩擦力可以是阻力,也可以是动力.,例题：如图所示，重力为G的物块相对于墙面处于静止状态，试求压力是F和2F时物块受到的摩擦力。,最大静摩擦力,静摩擦力的最大值叫最大静摩擦力，物体受最大静摩擦力时，其状态为即将滑动而未滑动的临界状态。,注意：最大静摩擦力比滑动静摩擦力略大一些。有时可粗略的认为二者相等,静摩擦力大小跟物体接触面间的压力大小无关,思考：1.静摩擦力的大小与物体间的压力有关系吗？,2.那最大静摩擦力呢？,最大静摩擦力跟物体间的压力有关,随着压力的增大而增大,最大静摩擦力,（1）与接触面的性质有关（2）与压力有关（3）同一对接触面，在压力相同的条件下，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,静摩擦因数，略大于滑动摩擦因数,注意：若物体需要的摩擦力大于最大静摩擦力，则物体会相对滑动起来,思考,水平地面上,一个重为G=100N的木箱A受到水平推力F的作用.已知木箱与地面间最大静摩擦力为20N。试求当F=15N时,此时木箱受摩擦力Ff=_.当F=25N时,此时木箱受摩擦力Ff=_.,15N,静摩擦力特点：,（2）随着产生运动趋势的外力的变化而变化,（4）最大静摩擦力跟物体间的压力、接触面的材料及粗糙程度有关,（3）跟物体间接触面的压力大小无关,（1）实际所受的静摩擦力，根据力的平衡规律进行分析,5、静摩擦力的大小与物体间的压力有关系吗？,1、为什么下雨天人们要在路面上撒些煤渣？,2、为什么体操运动员上双杠前要涂些镁粉？,3、机器时间用长了，为什么要在滑动处涂上点润滑油？,4、自行车的轮胎越粗糙越好吗？,弹力和摩擦力关系如何？,方向：互相垂直产生：有摩擦力必有弹力，有弹力不一定有摩擦力,讨论1：,在分析受力时，必须先分析弹力，再分析与其对应的摩擦力,摩擦力的方向一定与运动方向相反吗？,讨论2：,运动的物体只能受滑动摩擦力，静止的物体只能受静摩擦力吗？,作用对象：运动的物体也可以受静摩擦力，静止的物体也可以受滑动摩擦力。,讨论3:,例、用手握住一个瓶子，恰好处于静止（竖直方向）。下列说法正确的是A.若增加瓶子质量,手需要握的越紧B.手握的越紧,瓶子受到的摩擦力越大C.不管手握得多紧,瓶子受到的摩擦力总是一定的.D.以上说法都不正确,AC,巩固练习,1、要使放在水平地面上重200N的木块从原地移动，必须用70N的最小水平推力，木块从原地移动以后，为了使它继续匀速滑动，只要60N的水平推力就行了。（1）、木块与地面的最大静摩擦力是多大？（）、滑动摩擦力是多大？（）、若拉力增大至，滑动摩擦力是多大？,2、在粗糙水平面上一物体由静止到运动，所受摩擦力的变化如何？（演示）,3已知图中物体都处于静止状态，试对物体进行受力分析，画出力的示意图。,摩擦力,静摩擦力,滑动摩擦力,方向:与相对运动趋势方向相反,产生条件,大小：0FFmax,产生条件,方向：与相对运方向相反,大小：,三、总结,FFN,探究改变摩擦力大小的方法：,（1）、改变物体间接触面的粗糙程度。接触面越_,摩擦力越_。,（2）、改变物体间接触面积的大小。接触面积变_,摩擦力_。,（3）、改变物体对接触面的压力，压力变_,摩擦力_。,（4）、改变物体与接触面的摩擦方式，变滑动为滚动，摩擦力将会_。,猜想与假设,思考题1、受到静摩擦力的物体可以是运动的吗？2、静摩擦力方向一定跟物体的运动方向相反吗？3、静摩擦力可以是动力吗?4、相对运动趋势方向和运动方向的关系？,不一定,可以,可以,相同、相反、不共线,例题1.质量为3.0kg的空木箱，放置在水平地面上，沿水平方向施加拉力，当拉力F18.0N时，木箱静止；当拉力F210.3N时，木箱做匀速运动，求：(1)木箱与地面间的动摩擦因数；(2)木箱在8.0N的拉力作用下受到的摩擦力的大小；(3)木箱在12.0N水平拉力作用下，受到的摩擦力的大小【解析】(1)当拉力F210.3N时，木箱匀速运动，木箱水平方向受到拉力F2和滑动摩擦力Ff1，根据二力平衡条件有：Ff1F210.3N。木箱放在水平地面上，则有木箱对地面压力大小等于木箱重力即FNmg,(2)当拉力F28.0N时，木箱静止，木箱水平方向所受到的静摩擦力Ff2与F1是一对平衡力，则有：Ff2F18.0N.(3)当拉力F312.0N时，木箱将在地面上滑动，此时木箱所受到的擦力为滑动摩擦力由第一问可以知道，Ff2Ff110.3N.【答案】(1)0.35(2)8.0N(3)10.3N,在计算摩擦力的大小之前，必须先分析物体的运动情况，判断是滑动摩擦，还是静摩擦(1)滑动摩擦力的计算方法可用FFN计算但要注意FN是接触面的正压力，并不总是等于物体的重力计算滑动摩擦力时要特别注意正压力的求解，以及滑动摩擦力的大小与接触面积和相对运动速度无关(2)静摩擦力的计算方法一般应根据物体的运动情况(静止、匀速运动或加速运动)，利用平衡条件或牛顿运动定律列方程求解,例题2.如右图所示，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()AA、B之间无摩擦力BA受到的摩擦力水平向右CB受到A的摩擦力水平向左D地面对B的摩擦力为静摩擦力，水平向右,【解析】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等值反向，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AB一起向左匀速运动，则地面对B的摩擦力一定为滑动摩擦力，且水平向右，故D错误【答案】BC,例题3.如右图所示为皮带传送装置，甲为主动轮，乙为从动轮，传运过程中皮带不打滑，P、Q分别为两轮边缘上的两点，下列说法正确的是()AP、Q两点的摩擦力方向均与轮转动的方向相反BP点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相反，Q点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相同CP点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相同，Q点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相DP、Q两点的摩擦力方向均与轮转动的方向相同,【解析】由题意可知甲轮与皮带间、乙轮与皮带间均相对静止，皮带与轮间摩擦力为静摩擦力，假设甲轮与皮带间无摩擦力，则甲轮转动时皮带不动，P点相对于皮带向前运动，可知P点相对于皮带有向前运动的趋势，则甲轮上的P点受到的静摩擦力方向向后，即与甲轮的转动方向相反；再假设皮带与乙轮间没有摩擦力，则当皮带转动时，乙轮将会静止不动，这时，乙轮边缘上的Q点相对于皮带向后运动，可知Q点有相对于皮带向后运动的趋势，故乙轮上Q点所受摩擦力向前，即与乙轮转动方向相同【答案】B,1.如图所示,将质量m=5kg的木板置于水平桌面上,将其右端三分之一长推出桌子边缘,木板与桌面间的动摩擦因数为,试求欲将木板推回桌面所需施加的最小水平推力(g取10m/s2).解析将木板推回桌面所需的最小推力即为滑动摩擦力,且动摩擦因数=,其并不随木板与桌面的接触面积的变化而变化.所以f=N=答案N,如图所示，用力F=50N将质量为1kg的物体压在竖直墙上，使物体静止不动，它受到的静摩擦力是_N，方向_(g10m/s2)若将力F增加到100N，则物体所受的摩擦力是_N。,10,竖直向上,10,练习3、如图所示，物体放在水平桌面上，在水平方向上共受三个力作用，即F1、F2和摩擦力作用，物块处于静止状态，其中F1=10N，F2=2N，若撤去F1，则物块受到的摩擦力是（）A8N，方向向右B8N，方向向左C2N，方向向右D2N，方向向左,C,3.（2009杭州模拟）如图所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力,即F1、F2和摩擦力的作用,木块处于静止状态.其中F1=10N,F2=2N,若撤去F1,则木块在水平方向受到的合力为（）A.10N,方向向左B.6N,方向向右C.2N,方向向左D.零,练习6、如图所示，木块质量为m，跟水平桌面的动摩擦因数为，受水平向右的力F作用做匀速运动，从木块右端到桌子边缘开始，到木块下落时为止，在此过程中，木块一直保持匀速运动状态，下列说法正确的是（）A推力F因木块悬空部分越来越大而变小B推力F在木块下落前变为原来的1/2C推力大小始终是mgD因接触面变小，动摩擦因数会变大,C,引申：求物体所受的合外力为多少？,第7题：如图所示,重力G=20N的物体，在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动，同时受到大小为10N的，方向向右的水平力F的作用，则物体所受摩擦力大小和方向是（）A2N，水平向左B2N，水平向右C10N，水平向左D12N，水平向右,B,4、下列现象不是利用摩擦的是（）A、汽车刹车B、拔河比赛C、往地上打木桩D、往黑板上写粉笔字5、杂技演员沿硬杆向上爬升，演员受到的竖直向上的作用力是（）A、重力B、拉力C、弹力D、摩擦力6、假如没有摩擦，下列现象可能发生的是（）A、汽车启动B、人无法走路C、运动的火车停下来D、手握毛笔写字,C,D,B,例题2.如右图所示，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()AA、B之间无摩擦力BA受到的摩擦力水平向右CB受到A的摩擦力水平向左D地面对B的摩擦力为静摩擦力，水平向右,例4如图,质量为M的木板置于水平桌面上,质量为m的木块在木板上向左滑动时,木板始终未动.已知木块和木板间,木板和桌面间的动摩擦因数均为.(g已知)求:(1)m所受的摩擦力F1及其方向(2)M所受的摩擦力F2及其方向,如图所示,质量为mA的物块A静止在质量为mB的木板B上,若A与B之间的动摩擦因数为.试分析下列各种情景中A、B间和B与地面间相互作用的摩擦力大小.情景:若一水平向右的外力F作用于B上,使A、B一起向右做匀速直线运动.情景:若水平向右的外力F作用于A上,如右图所示,使A在B上做匀速直线运动,且B始终静止.,【例1】如图所示,质量为mA的物块A静止在质量为mB的木板B上,若A与B之间的动摩擦因数为.试分析下列各种情景中A、B间和B与地面间相互作用的摩擦力大小.情景:若一水平向右的外力F作用于B上,使A、B一起向右做匀速直线运动.情景:若水平向右的外力F作用于A上,如右图所示,使A在B上做匀速直线运动,且B始终静止.,答B的受力分析图如右图所示.由于B做匀速运动,所以f地B=F.因不知道B与地面间的动摩擦因数,故不可写成f地B=(mA+mB)g.情景:(3)A、B间有摩擦力吗?答有.A、B间有相对运动,接触面粗糙,且有挤压,满足滑动摩擦力的产生条件.(4)你能作出A的受力分析图,并求出A、B间相互作用的摩擦力大小吗?答A的受力分析图如右图所示.对A:F=fBA=FBA=mAg.,(5)木板B与地面间有摩擦力作用吗?答力的作用是相互的,B对A有向左的摩擦力作用,必然A对B也有向右的摩擦力作用,故要维持B物块的静止状态,B必然受到地面给予的方向向左的静摩擦力作用.对B的受力分析如右图所示.故由物体的平衡条件得:f地B=fAB=FBA=mAg.情景:(6)B与地面间是否有摩擦力的作用?答利用整体法进行分析,结合物体的平衡条件容易判断:B受到地面给予的方向向左的滑动摩擦力作用,且f地B=F.(7)你能用隔离法画出B的受力图,并求出A、B间相互作用的摩擦力大小吗?,答受力图如右图所示.基于问题(1)的分析,由物体的平衡条件可知:fAB=f地B=F.其实,A、B间相互作用的摩擦力大小的计算也可对A进行分析,由物体的平衡条件直接进行判断.答案情景:0.F情景:mAg、mAg情景:F、F,2.（2009潍坊质检）长直木板的上表面的一端放置一个铁块,木板放置在水平面上,将放置铁块的一端由水平位置缓慢地向上抬起,木板另一端相对水平面的位置保持不变,如图所示.铁块受到的摩擦力f随木板倾角变化的图线可能正确的是(设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小)(),解析本题应分三种情况进行分析:(1)当0arctan(为铁块与木板间的动摩擦因数)时,铁块相对木板处于静止状态,铁块受静摩擦力作用,其大小与重力沿木板面(斜面)方向分力大小相等,即f=mgsin,=0时,f=0;f随增大按正弦规律增大.(2)当=arctan时处于临界状态,此时摩擦力达到最大静摩擦力,由题设条件可知其等于滑动摩擦力大小.(3)当arctan90