《摩擦力》教学课件

2摩擦力第三章内容索引0102课前篇自主预习课堂篇探究学习学习目标1.理解静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件。(物理观念)2.会判断摩擦力的有无、大小和方向,了解最大静摩擦力的概念。(科学思维)3.知道生活中增大和减小摩擦的实例,有将物理知识应用于生活的意识。(物理观念)思维导图必备知识•自主学习一、滑动摩擦力1．定义：两个相互_____的物体，当它们________时，在接触面上会产生一种_____相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力．2．方向：总是_____接触面，并且跟物体________的方向相反．3．大小(1)同一接触面：压力越大，滑动摩擦力____．(2)相同压力下：不同接触面间的滑动摩擦力的大小一般不同．(3)文字表述：滑动摩擦力的大小跟压力的大小成_____．(4)公式：Ff＝μF压，μ是比例常数，叫作动摩擦因数．接触相对滑动阻碍沿着相对运动越大正比4．动摩擦因数的影响因素动摩擦因数的值跟________有关，接触面______不同、粗糙程度______，动摩擦因数也不同．接触面材料不同【情境思考】

汽车在冰雪路面行驶时常采用防滑链，采用这种措施的目的是什么？提示：是为了增大滑动摩擦力．二、静摩擦力1．定义：相互______的两个物体之间只有________的趋势，而没有相对运动，这时的摩擦力叫作静摩擦力．2．方向：静摩擦力的方向总是跟物体相对运动______的方向_____．3．最大静摩擦力：静摩擦力有一个最大值Fmax，在数值上等于物体_____________时的拉力．4．静摩擦力的大小：两物体之间实际产生的静摩擦力F在____与最大静摩擦力_____之间，即___________．接触相对运动趋势相反即将开始运动0Fmax0<F≤Fmax【思考辨析】

判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”．(1)有相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力．(

)(2)摩擦力的方向一定与接触面所受的压力方向垂直．(

)(3)物体所受的滑动摩擦力与物体的重力成正比．(

)(4)静摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反．(

)×××√课堂篇探究学习问题一滑动摩擦力[情境探究]1.用力将黑板擦(毛较长)在黑板上滑动,观察毛刷的弯曲方向。如图所示,毛刷为什么向后弯曲?要点提示

因为毛刷所受滑动摩擦力的方向沿板面,与板擦运动方向相反。2.把手按在桌面上,用力向前滑动,手有什么感觉?增大手与桌面的压力,感觉有什么不同?这说明什么?阅读课本,写出滑动摩擦力的公式。要点提示

手受到向后的阻力(滑动摩擦力)。感觉手受到向后的阻力(滑动摩擦力)增大。滑动摩擦力大小随着压力的增大而增大。F=μFN。[知识点拨]1.滑动摩擦力的产生条件

说明(1)“相对”的含义是指相对跟它接触的物体,而不是相对别的物体。(2)“相对运动”是指两个物体之间的相对位置在变化,可能的情况有,一个物体静止,另一个运动;两个物体同向运动,但速度不等;两个物体反向运动等。因此,静止的物体也可以受到滑动摩擦力作用,如擦黑板,黑板静止,但受滑动摩擦力。2.滑动摩擦力的方向(1)在接触面上,与接触面相切,且与物体相对运动的方向相反。(2)与物体的运动方向可能相同,也可能相反。3.滑动摩擦力的有无及方向的判断方法(1)产生条件法:根据滑动摩擦力产生的条件判断,接触且接触面粗糙、相互挤压、相对运动。(2)平衡条件法:当相互滑动的物体处于静止或匀速运动状态时,利用二力平衡条件判断。4.滑动摩擦力的大小(1)公式法:根据公式Ff=μFN计算。①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的大小根据物体的受力情况确定。②动摩擦因数μ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(匀速运动或静止)时,根据二力平衡条件求解。要点笔记

滑动摩擦力的大小由正压力和动摩擦因数决定,与物体的运动状态、接触面积无关。[实例引导]例1(天津和平区高一期末)如图所示,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出,鱼缸最终没有滑出桌面;若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,则在上述过程中(

)A.鱼缸受到的摩擦力方向始终不变B.鱼缸受到的摩擦力大小始终不变C.若猫增大拉力,桌布对鱼缸的摩擦力增大D.若猫增大拉力,桌面对鱼缸的摩擦力增大解析

桌布向右拉出时,鱼缸相对于桌布有向左的运动,故鱼缸受到的摩擦力向右,而当鱼缸与桌布脱离后鱼缸在桌面上滑动时,鱼缸相对于桌面有向右的运动,故鱼缸受到的摩擦力向左,A错误;由于鱼缸与桌布以及鱼缸与桌面之间的摩擦都是滑动摩擦,大小都为Ff=μFN,FN=mg,且鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,则鱼缸受到的摩擦力大小始终不变,B正确;鱼缸受到的摩擦力为滑动摩擦力,其大小与拉力无关,只与正压力和动摩擦因数有关,因此增大拉力时,摩擦力不变,C、D错误。答案

B(2)滑动摩擦力的作用总是阻碍物体的相对运动,而不是阻碍物体的运动。例如:如图所示,物体A、B都向右运动,速度分别为vA=1

m/s,vB=2

m/s。则A相对B向左运动,A受到B向右的滑动摩擦力F1,是动力;B受到A向左的滑动摩擦力F2,是阻力。规律方法

(1)滑动摩擦力的方向与“相对运动的方向相反”并不是与“运动方向”相反。变式训练(北京顺义区高一期末)如图所示,将一盒未开封的香皂置于桌面的纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,香皂盒的移动很小,几乎观察不到(示意图如图所示),若香皂盒和纸板的质量分别为m1和m2,各接触面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g。当纸板相对香皂盒运动时,纸板所受滑动摩擦力的大小是(

)A.μm1g

B.μm2gC.μ(m1+m2)g

D.μ(2m1+m2)g解析

纸板上表面受到的摩擦力Ff1=μFN1=μm1g,纸板下表面受到的摩擦力Ff2=μFN2=μ(m1+m2)g,两个摩擦力都与运动方向相反,因此纸板所受滑动摩擦力的大小Ff=Ff1+Ff2=μ(2m1+m2)g,故选D。答案

D问题二静摩擦力[情境探究]把木块放在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块,如图所示。当测力计的示数为1N时,木块没有动;逐渐增大拉力到2N时,木块仍静止;继续增大拉力到4N时,木块开始移动,此时拉力突然变小到3.8N,此后木块匀速运动,拉力保持3.8N不变。(1)木块受到拉力1N时,有相对桌面运动的趋势但没有运动,说明什么呢?(2)随着外力的增大,静摩擦力有什么变化?(3)什么样的物体间会产生静摩擦力?静摩擦力沿什么方向?要点提示

(1)说明桌面对木块施加一个与拉力方向相反的、大小也为1

N的力,这个力就是桌面对木块的静摩擦力。(2)静摩擦力的大小随着外力的增大而增大,但有一个最大值。(3)静摩擦力产生在相对静止但有相对运动趋势的物体之间。静摩擦力的方向与接触面相切,与物体相对运动趋势的方向相反。[知识点拨]1.静摩擦力产生的条件说明(1)“相对”是指相对互相接触的物体,而不是相对别的物体。(2)“相对静止”有两种情况,一是两个物体都静止,二是两个物体都做速度相同的直线运动。(3)“相对运动趋势”是指一个物体相对于它接触的另一个物体有运动的可能,但还处于相对静止状态。2.静摩擦力的方向(1)在接触面上,与接触面相切,且与物体相对运动趋势的方向相反。(2)与物体运动的方向可能相同,也可能相反。静摩擦力方向与运动状态的关系:静摩擦力方向与物体相对运动趋势的方向相反人随传送带一起运动,静摩擦力方向与其运动方向相同,而传送带所受人的静摩擦力方向与其运动方向相反。物体的静摩擦力的方向沿木板向上,与物体运动方向不在一条直线上3.判断静摩擦力的有无的方法(1)条件判断法:接触面之间有弹力、粗糙且有相对运动趋势。(2)假设法:4.静摩擦力的方向判定方法

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”直接判断假设法假设接触面是光滑的,判断物体将向哪个方向滑动,从而确定相对运动趋势的方向,进而判断出静摩擦力的方向状态法当物体受力处于平衡状态时,根据二力平衡,判断出静摩擦力的方向力的作用效果法如果相互接触的物体间存在静摩擦力,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静摩擦力的方向力的相互性法若甲、乙两物体间有静摩擦力,并且能判断出甲对乙的静摩擦力的方向,则乙对甲的静摩擦力的方向与甲对乙的静摩擦力的方向相反5.静摩擦力的大小(1)大小的范围:0<F≤Fmax。(2)计算:物体处于平衡状态(匀速运动或静止)时,根据二力平衡条件求解。(3)最大静摩擦力Fmax略大于滑动摩擦力,一般情况下,为分析问题方便,可认为二者相等。要点笔记

静摩擦力的受力物体和施力物体相对静止,并不是它们都处于静止状态。静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反,并不是与物体运动方向相反。静摩擦力的大小与正压力大小无关,但接触面间的正压力越大,最大静摩擦力越大。[实例引导]例2关于静摩擦力的说法,正确的是(

)A.两个相对静止的物体间一定有静摩擦力的作用B.受静摩擦力作用的物体一定是静止的C.在物体间压力一定时,静摩擦力的大小可以变化,但有一个限度D.静摩擦力一定是阻力解析

当两个物体有相对运动趋势时才有可能产生静摩擦力,A错;受静摩擦力作用的物体有可能是运动的,比如人走路时,受到的就是静摩擦力,B错;在物体间压力一定时,静摩擦力的大小可以变化,但有一个限度,这个限度就是最大静摩擦力,C对;静摩擦力可能是阻力也可能是动力,D错。答案

C规律方法

静摩擦力与运动的关系辨析(1)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,主要取决于相对另一物体是否有相对运动趋势。(2)静摩擦力阻碍的是物体间的相对运动趋势,但不一定阻碍物体的运动,即静摩擦力不一定是阻力。方向与物体运动方向可能相同,也可能相反,还可能成一定夹角。如图所示,货物被传送带由低处传送到高处的过程中(传送带匀速转动,货物和传送带相对静止),货物受到静摩擦力的方向沿斜面向上,与货物运动方向相同,是动力。(3)皮带不打滑说明皮带与轮接触处,皮带相对于轮静止,静摩擦力对主动轮是阻力,对从动轮是动力。例3如图所示,一重力为40N的木块原来静止在水平桌面上,某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用,其中F1=13N,F2=6N。已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:(1)木块所受的摩擦力的大小和方向。(2)当只将F1撤去后,木块受到的摩擦力的大小和方向。(3)若撤去的力不是F1而是F2,求木块受到的摩擦力的大小和方向。解析

当木块运动时受到的滑动摩擦力为F滑=μFN=μG=0.2×40

N=8

N,故木块受到桌面的最大静摩擦力为8

N。(1)加上F1、F2后,F1和F2相当于一个方向向右的F=F1-F2=7

N的力。由于F小于最大静摩擦力,故木块处于静止状态,则木块受到桌面静摩擦力的作用,大小为7

N,方向水平向左。(2)将F1撤去后,由于F2小于最大静摩擦力,故木块仍然保持静止。由二力平衡知识知,木块受到的静摩擦力大小等于F2,即大小为6

N,方向水平向右。(3)撤去F2后,由于F1大于最大静摩擦力,则木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小为8

N,方向水平向左。答案

(1)7N

水平向左

(2)6N水平向右(3)8N

水平向左规律方法

求解摩擦力大小的思路

随堂检测1.(陕西宝鸡高一期末)关于摩擦力,下列说法正确的是(

)A.两个相对静止的物体间一定有静摩擦力B.静止的物体不可能受到滑动摩擦力C.水平放置于地面上的物体,重力越大,越难使它滑动,因此摩擦力跟物体重力成正比D.滑动摩擦力大小可以跟物体的重力无关解析

两个相对静止的物体间不一定有静摩擦力,因为它们不一定有相对运动趋势,故A错误;受滑动摩擦力的物体不一定运动,也可以静止,如物体在地面上滑行,地面是静止的,但受到滑动摩擦力的作用,故B错误;水平放置于地面上的物体重力越大,越难使它滑动,是因为物体重力越大,受到的最大静摩擦力越大,而没有滑动之前,静摩擦力与外力平衡,与重力无关,不能说摩擦力跟物体重力成正比,故C错误;滑动摩擦力大小可以跟物体的重力无关,比如正在沿着竖直黑板下滑的黑板擦,故D正确。答案

D2.如图所示,用手握住竖直方向悬空的水杯保持静止,为防止水杯脱落,往往会用力握紧它。以下说法正确的是(

)A.若增大手握杯子的力,则杯子所