高中物理 第3章 第2节 研究摩擦力课件 粤教版必修11.ppt

,第二节研究摩擦力,1关于弹力的产生，下列说法正确的是()A只要两物体接触就一定产生弹力B只要两物体相互吸引就一定产生弹力C只要物体发生形变就一定有弹力产生D只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用【答案】D,精彩回眸,【解释】此题根据弹力的产生条件，接触和弹性形变缺一不可，A、C都只是弹力产生条件的一个方面，而B只说是“有相互吸引”，只能证明有力存在，不是弹力，故选D.,2关于弹力的方向，以下说法不正确的是()A压力的方向总是垂直于接触面，并指向被压物体B支持力的方向总是垂直于支持面，并指向被支持物体C绳对物体拉力的方向总是沿着绳，并指向绳收缩的方向D杆对物体的弹力方向总是沿着杆，并指向杆收缩的方向【答案】D【解释】需要注意的是杆对物体产生的弹力可能沿杆方向，也可能不沿杆方向，这点与绳是不同的,3如图323所示，各接触面光滑且物体A静止，画出物体A所受弹力的示意图,图323,【答案】如图所示,一、滑动摩擦力1定义：两个相互接触的物体有_时，物体之间存在的摩擦叫做滑动摩擦，在滑动摩擦中，物体间产生的_物体_的作用力，叫做滑动摩擦力2表达式：f_.3动摩擦因数：，它与相互接触的物体的_和接触面的_有关,知识梳理,相对滑动,阻碍,相对滑动,FN,材料,粗糙程度,4方向：总是与物体_的方向相反，与它们的_相切5运动与相对运动的区别运动：相对地面来说，物体的位置发生了变化(默认以地面为参考系)相对运动：相对接触的物体或选择的参考系来说，物体的位置发生了变化,相对滑动,接触面,二、静摩擦力1静摩擦力：当物体具有相对滑动趋势时，物体间产生的摩擦叫做静摩擦，这时产生的摩擦力叫做静摩擦力2最大静摩擦力：物体所受到的静摩擦力有一个最大限度，这个最大值叫做最大静摩擦力最大静摩擦力比滑动摩擦力略大，为计算简便可认为相等3方向：总与接触面相切，并与物体相对运动趋势的方向相反,思考：(1)两个不接触的物体间能产生摩擦力吗？(2)两个相互接触的物体间一定存在摩擦力吗？(3)静摩擦力是否一定是发生在静止的物体上，而滑动摩擦力是否一定发生在运动的物体上呢？(4)摩擦力一定是阻力吗？,【答案】(1)摩擦力是接触力，不接触的物体间不能产生摩擦力(2)摩擦力存在的条件有三个：两物体接触且接触面粗糙，有压力，有相对运动或者相对运动趋势，因此接触的物体间不一定存在摩擦力(3)不一定，例如：放在斜面上的物体随斜面一起运动时受到的就是静摩擦力；而用木块压住一张纸，把纸抽出的过程，静止的木块受到纸的滑动摩擦力,(4)摩擦力可以是阻力，也可以是动力比如物体在粗糙水平面上向前滑动，物体所受摩擦力是阻力；将一个物体轻轻放到传送带上，物体在传送带作用下运动起来，这时物体所受的摩擦力是动力,1产生(1)产生滑动摩擦力的条件：两个物体互相接触；两接触的物体必须相互挤压，发生形变，有弹力；两物体间要发生相对滑动；两接触面间不光滑(2)滑动摩擦力产生的原因是相互接触的物体间有相对运动而产生的力(3)滑动摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动，但不阻碍物体的运动它可以是阻力，也可以是动力,滑动摩擦力,2方向总跟接触面相切，并跟物体相对运动的方向相反,图324,“与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”，滑动摩擦力的方向可能与运动方向相同、相反，还可以成任意角度如图324所示，斜面体竖直向上运动的同时，物体A沿斜面向下匀速下滑，那么A所受的摩擦力将与A的运动方向(对地)成一夹角，但仍与相对滑动方向相反,3大小滑动摩擦力的大小可用fFN来表示，式中f、FN、分别表示滑动摩擦力、正压力、动摩擦因数(1)叫动摩擦因数，它的数值跟两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关，它无单位(2)FN是接触面的正压力，它与物体的重力G是两种不同性质的力，FN的大小、方向与G的大小、方向均不一定相同(3)滑动摩擦力f的大小与物体的运动速度、接触面积的大小没有关系(4)计算摩擦力时关键是根据二力平衡知识计算正压力的大小,【例1】如图325所示，重20N的物体放在水平桌面上，用F8N的水平拉力拉物块可以使其做匀速直线运动求：,图325,(1)物体所受的摩擦力多大？(2)物块和桌面间的动摩擦因数多大？(3)当水平拉力增加到16N时，物块受到的摩擦力多大？(4)物块在运动过程中突然撤去外力，在物块停止运动前它受到的摩擦力多大？,解析：(1)物块匀速运动时，在水平方向和竖直方向各受到两个力的作用，如右图所示，水平方向受到水平拉力F和滑动摩擦力f，物块匀速运动时，这两个力大小相等，方向相反，即：fF，所以物块所受的滑动摩擦力f8N.,答案：(1)8N(2)0.4(3)8N(4)8N题后反思：计算摩擦力的大小之前，首先判断是滑动摩擦力还是静摩擦力(1)滑动摩擦力大小fFN.与f、FN均无关，只与接触面的性质有关，FN指正压力，并不一定等于重力当物体匀速运动时，也可由二力平衡求解,(2)FN是两个相接触的物体间的压力，称为正压力(垂直于接触面的力)，性质上属于弹力它不一定等于重力，FN的大小可以与重力G大小相等，也可以不等，也可以无任何关系(3)动摩擦因数的大小由接触面的材料和接触面的粗糙程度决定(4)滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关，与物体间相对运动速度的大小无关,如图326所示，重力为20N的物体与木板间的动摩擦因数为0.1，物体向左运动同时物体受到大小为10N，方向向右的水平力F的作用，则物体所受摩擦力的大小和方向是()A2N，向左B2N，向右C10N，向左D12N，向右,图326,【答案】B,【解释】物体重力为20N，在水平面上运动，所以正压力大小FN20N，由fFN，知f0.120N2N滑动摩擦力方向与物体相对运动方向相反，所以向右,1产生的条件(1)接触面是粗糙的(2)两物体有相对运动的趋势(3)两物体在接触面上有正压力(弹力)静摩擦力产生的原因是相互接触的物体间有相对运动趋势静摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动趋势，但不一定阻碍运动,静摩擦力,2方向总跟物体相对运动趋势方向相反(1)“相对运动趋势”指的是静摩擦力的受力者相对于施力者的运动趋势(2)静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反，但与运动方向的关系可能相同、相反、垂直，还可以成任意角度(3)静摩擦力的方向跟接触面相切，可做动力，也可做阻力,3大小静摩擦力的大小比较复杂，一般会随着外力的变化而变化，其具体数值必须结合运动状态，由实际情况来决定静摩擦力的大小一般可以根据物体处于平衡状态时求解，f静F外,4最大静摩擦力最大静摩擦力(fm)是指物体接触面间静摩擦力的最大值，所以静摩擦力的取值范围是0FN.但有时认为二者是相等的，0FNFN.,5两种摩擦力的比较,【例2】如图327所示，物体A放在斜面上，处于静止状态，试判断物体A是否受到摩擦力？若受摩擦力，方向如何？,图327,解析：处于静止状态的物体，有无相对运动的趋势，不易判断在这种情况下，通常可用“假设法”来判断本题中，我们可以假设斜面光滑，则物体A将沿斜面下滑，说明物体A在静止时，有相对斜面下滑的趋势故物体A受到沿斜面向上的静摩擦力答案：受静摩擦力，方向沿斜面向上,题后反思：“假设法”是判断物体间有无相对运动趋势和相对运动趋势方向的有效方法，在假设物体间光滑的情况下，若物体不发生相对运动则无相对运动趋势；若物体发生相对运动，其方向就是相对静止时的相对运动趋势方向,图328是一主动轮A通过皮带带动从动轮B的示意图，主动轮的转动方向如图所示，试分析A轮上M点和B轮上N点受到的摩擦力的方向：fM_，fN_.【答案】沿过M点的切线向下沿过N点的切线向下,图328,【解析】解法一：主动轮上的M点运动方向为过M点的切线向上，轮上的M点有相对皮带向上的运动趋势，所受静摩擦力沿M点的切线向下；主动轮带动皮带转，皮带带动从动轮转，皮带上的N点相对从动轮有向下的运动趋势，因此，皮带上的N点所受静摩擦力沿N点切线向上，物体间力的作用是相互的，因此，轮上的N点所受静摩擦力向下,解法二：根据力的作用效果分析皮带对主动轮的摩擦力对主动轮的运动起阻碍作用，所以，轮上M点所受摩擦力与轮的运动方向相反，沿过M点的切线向下；从动轮的运动就是靠皮带对从动轮摩擦力带动的，这个摩擦力对从动轮而言是动力，应与从动轮的运动方向相同所以轮上N点的摩擦力方向沿过N点的切线向下,【例3】如图329所示，一个M2kg的物体放在0.2的粗糙水平面上，用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一只m00.1kg的小桶相连已知：M受到的最大静摩擦力fm4.5N，滑轮上的摩擦不计，g10N/kg