第三章物理必修1（3）.ppt

第3节摩擦力,教材透析本节内容是在初中摩擦力知识基础上的延伸和拓展。与弹力地位等同，本节知识是本章教学的重点，同时也是教学的难点，所以，要把本节放在一个较高的教学层面上来对待。由于摩擦力问题的复杂性。且在具体问题中又表现出“动中有静，静中有动”，尤其静摩擦在许多情形下似乎又是“若有若无，方向不定”。因此，对于初学者来说不易理解。本节教材，从静摩擦力入手，然后介绍滑动摩擦力。这样处理是从学生的认知规律和实验现象发生的先后顺序考虑的。,教科书首先让学生认识静摩擦力的规律：接着通过实验认识滑动摩擦力、静摩擦力以及最大静摩擦力大小的关系，在实验探究的基础上得出滑动摩擦力的公式。本节课的重点是通过实验认识摩擦力的规律，因此教师在教材提供的实验基础上进一步完善和改进实验装置，使实验效果达到最佳尤为重要。,新课导入在我们的日常生活中，摩擦现象处处可见，虽然有时摩擦给人们带来很多不便，人们经常会抱怨摩擦力的影响，但是一旦真的没有了摩擦力，那人类的生活将是什么样子，你能想象得到吗？假如没有了摩擦力，我们就真的成了“寸步难行”，因为既站不稳，也无法行走，那时的道路比冰面还要滑，恐怕人们只有伏倒在地上才会觉得好受些！当然到那个时候，汽车更是“英雄无用武之地”了,摩擦力有利也有弊，我们只有掌握了摩擦力的规律，才能够扬其长，避其短。,目标导学,一、静摩擦力要点梳理1摩擦力两个_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_上产生阻碍相对运动的力，这种力叫做摩擦力。2静摩擦力(1)定义：两个物体之间只有_，而没有_，这时的摩擦力叫做静摩擦力。,相互接触并相互挤压,接触面,相对运动趋势,相对运动,(2)产生的条件接触面_。相互之间存在_。两物体存在_运动趋势。(3)方向：跟接触面相切且与物体相对运动趋势方向_。(4)大小：随着_的增大而增大，但有一个_。最大静摩擦力：静摩擦力的最大值Fmax，其大小等于物体_运动时，所受的静摩擦力。两物体间实际发生的摩擦力Ff在零和最大静摩擦力Fmax之间，即_。,粗糙,弹力,相对,相反,外力,限度,刚开始,0FfFmax,名师解惑1对“相对”的理解有静摩擦力作用的两物体是“相对”静止的，即这两个物体互为参考系时是静止的，而以其他物体为参考系时并不一定静止，所以一个物体受到静摩擦力作用时并不一定静止，也有可能是运动的。2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。3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)利用假设法判断：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)根据物体的运动状态判断：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)，若需要向左的摩擦力才能使物体的受力情况与运动情况满足相应的规律，则摩擦力向左；若需要向右的摩擦力才能使物体的受力情况与运动情况满足相应的规律，则摩擦力向右。,(4)利用力的作用效果分析：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)根据力的相互性，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。,即时应用1下列有关静摩擦力的说法中正确的是A只有静止的物体才受静摩擦力B静摩擦力与压力成正比C静摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直D静摩擦力的方向与物体运动方向一定相反,解析解此题关键是明确静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反。受静摩擦力作用的物体不一定静止，故A错误；静摩擦力的大小与压力无关，而与物体的运动状态及所受其他力的情况有关，故B错误；静摩擦力的方向可与运动方向成任意角度，故C正确；静摩擦力的方向与物体运动方向无关，但一定与相对运动趋势方向相反，故D错误。答案C,二、滑动摩擦力要点梳理1滑动摩擦力当一个物体在另一个物体表面上滑动的时候，会受到另一个物体阻碍它相对_的力，这种力叫做滑动摩擦力。2滑动摩擦力的产生条件(1)接触面_。(2)两物体相互之间存在_。(3)两物体相互之间存在_。,滑动,粗糙,弹力,相对运动,3滑动摩擦力的方向滑动摩擦力的方向跟接触面_，并且跟物体_方向相反。4滑动摩擦力的大小滑动摩擦力跟_成正比即FfFN，其中FN为正压力即产生滑动摩擦力的两接触面间的弹力，与重力不同。如图331所示，区别开FN与G。,图331,相切,相对运动,压力,为动摩擦因数，只与相互接触的两个物体的_、接触面的_有关，与_无关，无单位。思考受到静摩擦力作用的物体一定静止吗？受到滑动摩擦力作用的物体一定运动吗？试举例说明。,材料,粗糙程度,接触面积大小,名师解惑1对滑动摩擦力的理解滑动摩擦力发生在相对滑动的物体之间，其作用效果是阻碍物体间的相对运动。滑动摩擦力的产生条件有三个：接触面粗糙；两物体相互之间有弹力；两物体之间有相对运动。判断两物体间是否有滑动摩擦力，可以根据上述三个条件进行判断。另外还要注意：滑动摩擦力不一定阻碍物体的运动，它可以作为物体运动的动力或阻力。,2滑动摩擦力的大小(1)公式法：根据公式FfFN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、静止)时，根据二力平衡条件求解。,即时应用2有关滑动摩擦力的下列说法中，正确的是A物体所受的滑动摩擦力与物体所受的重力成正比B滑动摩擦力总是与物体运动方向相反C滑动摩擦力总是阻力D滑动摩擦力随压力的增大而增大,解析滑动摩擦力与压力成正比，而不是与重力成正比，所以A选项错误。滑动摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反，所以B选项错误。滑动摩擦力既可以作为动力，也可以作为阻力，因此C选项错误。答案D,题型一摩擦力的有无及方向的判断例1如图332所示，一辆汽车在平直公路上，车上有一木箱，试判断下列情况中，木箱所受摩擦力的方向：,图332,(1)汽车由静止加速运动时(木箱和车面无相对滑动)；(2)汽车刹车时(二者无相对滑动)；(3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动)；(4)汽车刹车，木箱在车上向前滑动时；(5)汽车在匀速行驶过程中突然加速，木箱在车上滑动时。【思路引导】有无相对运动静摩擦力还是滑动摩擦力相对运动(趋势)方向摩擦力方向,【自主解答】(1)木箱随汽车一起由静止加速运动时，假设二者的接触面是光滑的，则汽车加速时，木箱由于惯性要保持原有的静止状态，因此它将相对于汽车向后滑动，说明木箱有相对汽车向后滑动的趋势，所以木箱受到向前的静摩擦力。(2)汽车刹车时，速度减小，假设木箱与汽车的接触面是光滑的，则木箱将相对汽车向前滑动，说明木箱有相对汽车向前滑动的趋势，所以木箱受到向后的静摩擦力。,(3)木箱随汽车一起匀速运动时，二者无相对滑动。假设木箱与汽车的接触面光滑，由于惯性木箱仍做匀速直线运动，木箱与汽车间无相对滑动，说明木箱与汽车间没有相对运动趋势，没有摩擦力。(4)汽车刹车，木箱相对于汽车向前滑动，易知木箱受到向后的滑动摩擦力。(5)汽车在匀速行驶过程中突然加速，木箱相对于汽车向后滑动，易知木箱受到向前的滑动摩擦力。【答案】见自主解答,1水平的皮带传输装置如图333所示，皮带顺时针转动速度保持不变，物体被轻轻地放在A端皮带上，开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置C后滑动停止，随后就随皮带一起匀速运动，直至传送到目的地B端，在传输过程中，该物体受摩擦力的情况是,图333,A在AC段受水平向左的滑动摩擦力B在AC段受水平向右的滑动摩擦力C在CB段受水平向右的静摩擦力D在CB段不受静摩擦力解析AC段物体相对皮带向左滑动，物体受向右的滑动摩擦力；BC段物体与皮带间无相对运动或相对运动的趋势，在该段物体不受摩擦力。答案BD,题型二摩擦力大小的计算例2质量为2kg的物体静止在水平地面上，如图334所示，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g10N/kg),图334,(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？【思路引导】该题可按如下思路分析：,【自主解答】在地面上，FNmg，则滑动摩擦力(最大静摩擦力Fmax)大小为FmaxFNmg0.5210N10N。(1)当拉力F5N时，FFmax，物体静止，则由二力平衡知：F静F5N。(2)当拉力F12N时，FFmax，物体滑动。则F滑FNmg10N。【答案】(1)5N(2)10N,【规律方法】摩擦力大小的计算方法要求解摩擦力的大小，首先要分清求解的是静摩擦力还是滑动摩擦力，判断方法是看相互接触的两物体是相对运动还是相对静止。,2.如图335所示，用水平力F将一个木块压在竖直墙壁上，已知木块重G6N，木块与墙壁间的动摩擦因数0.25.问：,图335,(1)当F25N时，木块没有动，木块受到的摩擦力为多大？(2)当F增大为30N时，木块仍静止，木块受到的摩擦力为多大？(3)当F10N时，木块沿墙面下滑，此时木块受到的摩擦力为多大？(4)当F6N时，木块受到的摩擦力又为多大？,解析(1)对木块进行受力分析，木块没动，说