【精编课时训练与课件】3-3摩擦力.ppt

第三章相互作用,3摩擦力,基础梳理,一、摩擦力两个相互接触的物体，当它们发生或具有时，就会在接触面上产生的力，这种力叫做摩擦力,相对运动,相对运动的趋势,阻碍相对运动或相对运动趋势,二、静摩擦力1定义：两个相互接触的物体之间只有，而没有，这时的摩擦力叫静摩擦力2产生条件：(1)接触面；(2)两物体且，即两物体之间存在；,直接接触,相对运动趋势,相对运动,粗糙,挤压,弹力,(3)两物体间保持，但存在3方向：总是，并且跟物体的方向相反4大小：静摩擦力的大小是变化的，总是随着接触面切线方向上外力的变化而变化，但静摩擦力有一个最大限度，叫做最大静摩擦力静摩擦力F在0与最大静摩擦力Fmax之间变化，即.,相对静止,相对运动的趋势,沿着接触面,相对运动趋势,0FFmax,5最大静摩擦力：静摩擦力的，即两物体处在由相对静止到相对运动临界点时的摩擦力，在数值上等于,物体刚刚开始运动时的拉力,最大值,三、滑动摩擦力1定义：当一个物体在另一个物体表面滑动的时候，会受到另一个物体它滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力2产生条件：(1)接触面；(2)两物体且，即两物体之间存在；,阻碍,粗糙,直接接触,挤压,弹力,(3)两物体间发生3方向：总是，并且跟物体相对运动的方向相反4大小：滑动摩擦力的大小跟成正比，也就是跟两个物体表面间的成正比即，其中为比例常数，叫做其大小与接触面的材料和粗糙程度有关，而与受力面积、速度等因素无关,相对运动,沿着接触面,压力,垂直作用力,FFN,动摩擦因数,5滚动摩擦力：滚动摩擦是一个物体在另一个物体表面上时产生的摩擦当压力相同时滚动摩擦比滑动摩擦小很多滚动轴承就是根据这一点制成的,滚动,要点详析,一、如何理解摩擦力中的“相对”二字？1静摩擦力和滑动摩擦力中的“静”和“动”都是相对的，指的是接触物体之间的相对静止和相对运动，而不是物体相对地面的静止和运动不能绝对地说“静止的物体受到的摩擦力必定是静摩擦力，运动的物体受到的摩擦力必定是滑动摩擦力”,(1)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，也有可能是运动的比如斜向上的传送带向上传送货物时货物受的是传送带给它向上的静摩擦力，正是这个静摩擦力使得货物能随传送带一起向上运动，这个力对货物来说是动力,(2)存在滑动摩擦力作用的两物体间有“相对”运动，但并不意味着这两个物体相对于其他物体都是运动的，所以受到滑动摩擦力作用的物体不一定运动譬如擦黑板时静止的黑板受到的是板擦对它的滑动摩擦力,2摩擦力的作用效果：摩擦力阻碍的是接触物体之间的相对运动或相对运动趋势，而不是阻碍物体的运动摩擦力可以是阻力也可以是动力人走路时脚相对地面有向后的趋势，地面给人一个向前的静摩擦力，这里人受到的静摩擦力对人来说是动力；再比如货物冲上静止的平板小车使得小车也动起来了，这里平板车受到的滑动摩擦力对车来说是动力，因此，无论静摩擦力还是滑动摩擦力都可以充当动力切忌误认为“摩擦力总是阻力，总是阻碍物体的运动的”,3摩擦力的方向：摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势的方向相反，而不是与运动方向相反，摩擦力还可以与物体的运动方向成一定角度比如行驶的火车车厢后壁上爬着一只壁虎，它受到向上的静摩擦力以阻止它下滑，但它对地的运动方向是水平向前的因此摩擦力的方向可以和运动方向成一定角度，不一定与运动方向在一条直线上，但一定与相对运动或相对运动趋势方向在一条直线上，且方向相反,二、如何判断静摩擦力的有无和方向？1假设法：假设接触面光滑，看物体是否发生相对滑动以及向哪个方向相对滑动，从而确定物体间的相对运动趋势方向，从而判断静摩擦力的方向一木块放在斜面上保持静止，假设斜面光滑，木块会沿斜面下滑，因此它相对斜面有向下滑的趋势，它受到的静摩擦力方向沿斜面向上，如图331所示,图331,2根据物体的运动状态来分析物体的运动状态与物体的受力有密切关系例如332所示，叠放在一起的木块A、B、C，用力F拉B，A、B、和C都不动分析A，与它接触的只有B.假设B对A有摩擦力，在水平方向上A必不能保持静止状态，故AB之间不存在摩擦力；分析B，它受到向右的拉力而静止，由平衡条件知，它必定还受到一个向左的与拉力F平衡的力，这个力只能是C给它的静摩,擦力；对C分析，它和B、地面接触，B对它有向右的静摩擦力，而它保持静止，它一定还受到地面对它向左的静摩擦力,图332,3根据力的作用的相互性判断：物体间力的作用是相互的如上例，C对B有向左的静摩擦力，B对C必有向右的静摩擦力，等大反向,三、怎样计算摩擦力的大小？因为摩擦力分为滑动摩擦力和静摩擦力，两种摩擦力的计算方法不同，因此，在计算摩擦力之前，首先要弄清是滑动摩擦还是静摩擦,(1)若是滑动摩擦力，可用滑动摩擦定律FFN直接计算，计算滑动摩擦力大小的关键是确定压力FN.滑动摩擦力的大小与接触面积及物体的运动状态无关(2)若是静摩擦力，不能用FFN计算因为静摩擦力是被动力，在达到最大静摩擦力之前，与正压力无关，大小和方向随物体的运动状态及作用在物体上的外力的变化而变化，变化范围在0和最大值之间，即0FFmax.只有最大静摩擦力才和正压力成正比,在实际问题中，静摩擦力的大小一般应根据物体的运动状态来确定目前，可根据初中二力平衡知识求解静摩擦力(3)最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，有些情况下可以认为最大静摩擦力约等于滑动摩擦力,典题分类剖析,题型一摩擦力的产生条件【例1】(2011哈师大附中期末测式)关于产生摩擦力的条件，下列说法正确的是()A相互压紧的粗糙物体之间总有摩擦力存在B相对运动的物体间一定有滑动摩擦力存在C只有相互挤压和有相对运动或相对运动趋势的粗糙物体之间才有摩擦力的作用D只有相互挤压和发生相对运动的物体之间才有摩擦力的作用,【解析】相互压紧的物体间如果没有相对运动或相对运动趋势，不会存在摩擦力，所以A项错误；但仅有相对运动或相对运动趋势而没有压紧也不会有摩擦力，故B项错误；当物体间既相互压紧又有相对运动或相对运动趋势，但接触面光滑也不会有摩擦力，因此C项正确，而D项错误【答案】C,图333,应用11(2011太原五中月考)如图333所示，两木块A、B叠放在水平桌面上，现以水平拉力F拉B没有拉动，则以下说法正确的是()AA、B间不存在摩擦力作用BA、B间有静摩擦力作用CB与桌面间有静摩擦力作用D若撤去外力F后，则A与B、B与桌面间都没有摩擦力答案：ACD,题型二摩擦力方向的判定【例2】如图334所示，一辆汽车在平直的公路上，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334,(1)汽车由静止开始加速运动时(木箱和车厢无相对滑动)；(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,【解析】(1)木箱随汽车一起由静止开始加速运动时，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而实际上木箱没有滑动，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，而实际上木箱没有滑动，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，假设木箱受水平向右的摩擦力，则其受力如图335所示，由二力平衡条件知：F1与G抵消，但没有力与F2抵消，不能做匀速运动，这与题意矛盾，所以假设错误，即木箱不受摩擦力,图335,(4)汽车刹车时，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,应用21水平的皮带传输装置如图336所示，皮带的速度保持不变，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，该物体受摩擦力情况是(),图336,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段不受静摩擦力D在CB段受水平向右的静摩擦力,解析：选项A把“滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动”误解为“总是阻碍物体运动”；选项D没有从静摩擦力产生的条件入手分析物体是否受到静摩擦力，而是凭生活经验臆断物体受到一静摩擦力，以为物体向右的运动需要力来维持选项A、D都是因为对摩擦力的概念理解不深造成的答案：BC,题型三摩擦力大小的计算【例3】一个重为200N的物体，放在水平面上，物体与水平面的动摩擦因数0.1，试求该物体在下列几种情况下所受的摩擦力(1)物体静止时用F8N的水平力向右拉物体(2)物体静止时用F30N的水平力向右拉物体,(3)物体以15m/s的初速度向左运动，用F18N的水平向右的力拉物体(4)物体开始时静止，现对物体施加一水平拉力，当拉力的大小由零逐渐增大到18N时，物体受到的摩擦力是多大？,【解析】由滑动摩擦定律，物体在水平面上滑动时受到的滑动摩擦力大小为FFN0.1200N20N.准确地说，在相同条件下，物体所受最大静摩擦力大于滑动摩擦力，但在一般情况下，可以认为最大静摩擦力Fmax等于同样压力下的滑动摩擦力由此可知，本题中物体所受静摩擦力的取值范围为0F20N(Fmax20N),(1)因为F8NFmax，物体相对水平面向右运动，故此时受到滑动摩擦力，大小为20N，方向水平向左(3)因为物体相对于水平面向左运动，故受到滑动摩擦力作用，大小为20N，方向水平向右，与F18N的拉力无关,(4)物体开始时静止，现对物体施加一水平拉力，只要拉力大小小于Fmax，物体就静止，受静摩擦力作用，大小等于所施加的水平拉力，故当水平拉力从零逐渐增大到18N时，物体所受静摩擦力的大小等于18N，当所加水平拉力大于Fmax时，物体开始滑动，受滑动摩擦力作用,应用31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的水平拉力作用下，受到的摩擦力的大小解析：在木箱水平方向施加拉力后，当木箱未被拉动时，地面对木箱的摩擦力为静摩擦力，水平方向由二力平衡条件有木箱所受静摩擦力和拉力大小相等，当木箱沿地面滑动后，地面对木箱的摩擦力为滑动摩擦力，其大小应利用公式FFN进行计算,(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Ff1与F1是一对平衡力，则有：Ff1F18.0N.(3)当拉力F312.0N时，木箱将在地面上滑动，此时木箱所受到的摩擦力为滑动摩擦力，所以Ff3Ff210.3N.答案：(1)0.35(2)8.0N(3)10.3N,1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静摩擦力可能与运动方向垂直D静摩擦力的方向与物体运动方向一定相反,解析：受静摩擦力作用的物体不一定静止，故A错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运动方向无关，但一定与相对运动方向相反，故D错答案：C,2用手握住一个竖直的瓶子，停在空中，关于瓶子所受的摩擦力，下列说法正确的是()A握力越大，摩擦力就越大B手越干燥、越粗糙，摩擦力就越大C摩擦力不变D以上说法都不正确解析：此题可由二力平衡的知识判断，静摩擦力等于重力，与手的握力大小无关答案：C,3如图337所示，一木板B放在水平面上，木块A放在B的上面，A的右端通过一不可伸长的轻绳，固定在直立墙壁上，用力F向左拉动B，使它以速度v做匀速运动，这时绳的张力为F1，下列说法正确的是(),图337,A木块B受到滑动摩擦力大小为F1B水平面受到的滑动摩擦力大小为F1C木块A受到的滑动摩擦力大小为F1D若木块B以速度2v做匀速运动，则应使拉力等于2F,解析：对A、B受力分析如图338所示，木块A处于静止状态，它在水平方向上受到向右的拉力F1和B对它向左的滑动摩擦力FBA，据二力平衡得FBAF1.选项C正确对B分析，和它接触的有A和地面，都对它有向右的的滑动摩擦力，它做匀速运动也是平衡状态，有FF1FB地，故A选项不正确水平面受到的是B对它的摩擦力，FB地(GAGB)F1.故B选项不正确无论B以怎样的匀速运动，它和A之间的,图338,滑动摩擦力都不变，因为滑动摩擦力只取决于和正压力，与运动速度无关，因此拉力F也就不变D选项不正确答案：C,4如图339所示，质量为10kg的物体，沿粗糙水平地面以某一速度开始向右运动，一水平向左的力F10N作用于物体上，物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2，则物体所受的摩擦力的大小为_N，方向_(取g10N/kg),图339,解析：此题不要被施加一个外