《人教版高中物理选修（1-1）3.3《摩擦力》ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高中物理选修（1-1）3.3《摩擦力》ppt课件（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三课时 摩擦力 相互作用 在日常生活中 摩擦现象随处可见 擦黑板的时候 你感觉到摩擦力的存在了吗 行走的时候你体会到摩擦 力的作用了吗 在柏油路上行走与在冰面上行走的感觉是 不是大不相同 在体育运动中我们靠摩擦控制乒乓球 排 球等球类的旋转和运动 滑冰时也会受到摩擦力 其实 皇家马德里的当家球星克里斯蒂亚诺 罗纳尔多的任意球 绝技也是巧妙的利用了摩擦呢 1 知道滑动摩擦力产生的条件 会判断滑动摩擦 力的方向及滑动摩擦力大小的计算 2 知道静摩擦力产生的条件 会判断静摩擦力的 方向 理解最大静摩擦力的概念 知识清单 静摩擦力 1 当一个物体相对另一个物体有 而又保持相 对 时 在接触面间产生的
2、摩擦叫静摩擦 这种阻碍 着相对运动发生的力叫做静摩擦力 2 静摩擦力是由物体所受的其他外力决定的 它的增 大有一个限度 它的大小在 和 之间 即 0 F Fmax 1 相对运动的趋势 静止 2 零 最大静摩擦力 3 最大静摩擦力 当物体介于 和 之间的临界状态时受到的摩擦力即为最大静摩擦力 它是 静摩擦力的最大值 略大于滑动摩擦力 一般情况下可把 二者视为相等 4 静摩擦力的方向 总是沿着 并且跟 相反 3 相对静止 相对运动 4 接触面 物体相对运动趋势的方向 综合拓展 1 静摩擦力的判断方法 静摩擦力总是跟物体的相对运动趋势方向相反 他 跟物体运动的方向无关 因此 判断静摩擦力方向关键是
3、弄清 相对运动趋势方向 具体操作时采用化 静 为 动 的思路 假设研究对象与被接触物体之间光滑 若他们之 间发生相对滑动 则其相对滑动方向便是原先的相对运动 趋势方向 若它们之间不发生相对滑动 则说明它们之间 原先并无相对运动趋势 2 静摩擦力大小的计算方法 正压力是静摩擦力产生的条件之一 但静摩擦力 的大小与正压力无关 最大静摩擦力除外 当物体处于 平衡状态时 静摩擦力大小由平衡条件F合 0来求 而 物体处于非平衡状态的某些静摩擦力的大小应由牛顿 第二定律 后续学习 来求 特别提示 静摩擦力是被动力 其方向和大小都 是根据物体的 需要 来确立的 尝试应用 1 右图中货物被传送带送到 高处 请
4、判断物体是否受到摩擦力 若有 摩擦力的方向如何 答案 有 沿皮带斜向上 2 用一个水平推力推放在水平地面上的木箱 没 有推动 下列说法正确的是 A 木箱运动趋势的方向与水平推力方向相同 B 水平推力小于木箱受到的摩擦力 C 水平推力等于木箱受到的摩擦力 D 水平推力大于木箱受到的摩擦力 AC 知识清单 滑动摩擦力 1 定义 当一个物体在另一个物体表面 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 两物体相 且 两 物体发生 接触面 1 滑动 阻碍 2 接触 挤压 相对滑动 不光滑 3 大小 实验表明滑动摩擦力的大小跟 成正 比 也就是跟两个物体表面间的垂直作用力
5、成正比 如果用F 表示滑动摩擦力的大小 用FN表示压力的大小 则有公式 其中 是比例常数 它是两个力的比值 没有单位 叫做 它的数值跟相互接触的两个物体的 有关 材料不同 两物体间的动摩擦因数也不同 动摩擦因数还跟接触面的 如 有关 4 方向 滑动摩擦力的方向总是沿着 并且 跟物体的 相反 3 压力 F FN 动摩擦因数 材料 情况 粗糙程度 4 接触面 相对运动的方向 综合拓展 1 认识运动 静止与相对运动 相对静止的关系 区分两类摩擦力 通常情况下 我们一谈到运动 静止 潜意识中是 以地球或地面上静止的物体为参考系 而恰恰如此 使我 们对 相对运动 相对静止 同 运动和静止 的概念混淆在
6、一起 不能正确地判断出摩擦力的方向 谈到这里 我们 应当强调 相对运动或相对静止 是针对与研究对象接触的 物体而言的 2 滑动摩擦力大小和方向 1 滑动摩擦力方向的判断 滑动摩擦力的方向总是与物体 相对运动 的方向相反 所谓相对运动方向是把与研究对象相接触的面作为参照物 研究对象相对于接触面运动的方向 2 弄清滑动摩擦力大小的有关因素 当物体间存在摩擦力时 其大小即可由公式F FN计 算 由此可看出它只与接触面的动摩擦因数 及正压力FN有关 而与相对运动速度大小 接触面积大小无关 物体间有几个接触面 就可能有几个摩擦力 注意分 析接触面的个数 3 不同摩擦力与压力的关系 名称大小与压力关系 滑
7、动摩擦力F FN成正比 静摩擦力0 F Fmax无关 最大静 摩擦力 通常认为 Fmax FN 压力越大 最大 静摩擦力越大 特别提示 1 研究摩擦力时要研究相对运动 相对静 止 它们都是以相互作用的另一物体为参考系 2 滑动摩擦力的大小与物体间相对运动的速度大小 无关 只要出现相对滑动 滑动摩擦力恒为F FN 滑动摩擦力的方向可能跟物体的运动方向相反 也 可能跟运动方向相同 还可能跟运动方向成某一个角度 1 2010年1月下旬 我国 内蒙古地区遭受特大暴风雪 汽车 无法行驶 为此很多汽车的轮胎 上都装上了防滑链 这样做的目 的主要是为了 A 增加弹性 B 增大压力 C 减小阻力 D 增大摩擦
8、因数 D 2 静止在水平地面上质量为50 kg的物体 与水平地面 间的动摩擦因数为0 2 当作用在该物体上的水平拉力为30 N时 它所受的是 摩擦力 其大小为 N 当作用力 增大到110 N时 物体刚要开始滑动 则物体与地面间的最 大静摩擦力是 N 物体滑动后欲使物体做水平匀速运动 则应对它施加 N的水平拉力 g取10 N kg 答案 静 30 110 100 摩擦力产生条件 下述情况中 两物体不存在摩擦力的是 A 汽车在公路上刹车时车胎与路面间 B A物体叠放在B物体上共同沿光滑冰面匀速滑行时 A B物体间 C 皮带传动装置运行不打滑时皮带与轮缘间 D 压道机压道时压道轮与路面间 解析 汽车
9、刹车 车胎与路面有挤压且相对运动 产 生滑动摩擦力 皮带传动时 皮带与轮缘间有挤压和相对 运动趋势 且不打滑 故产生静摩擦力 压道机轮在路面 上挤压 滚动 可产生滚动摩擦力 所以A C D情况均 产生摩擦 B中冰面光滑则无摩擦力 且A B两物体共同 匀速运动 其间无相对运动趋势 假设A B间接触面光滑 两物体间不会发生相对运动 故不产生摩擦力 答案 B 名师点睛 依据接触面不光滑 有挤压和相对运动 或相对运动趋势 这一摩擦力产生条件进行判断是基本的分 析方法 变式训练 1 如图所示 物体A B叠放在物体C上 水平力F作 用于A 使A B C一起共同匀速运动 各接触面间的摩擦 力的情况是 A A
10、对C有向左的摩擦力 B C对B有向左的摩擦力 C 物体C受到三个摩擦力作用 D C对地有向右的摩擦力 A 摩擦力有无及方向的判定 卡车上装着一只始终与它相对静止的集装箱 不计空气阻力 下列说法正确的是 当卡车开始运动时 卡车对集装箱的静摩擦力使集 装箱随卡车一起运动 当卡车匀速运动时 卡车对集装箱的静摩擦力使集 装箱随卡车一起运动 当卡车匀速运动时 卡车对集装箱的静摩擦力等于 零 当卡车制动时 卡车对集装箱的静摩擦力等于零 A B 只有 C 只有 D 解析 集装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 集装箱由于惯性要保持 原有静止状态 因此它将相对于汽车向后滑动
11、 而实际集装 箱没有滑动 说明只有相对汽车向后滑的趋势 所以集装箱 受到向前的静摩擦力 故 对 集装箱随汽车一起匀速运动 时 二者无相对滑动 假设集装箱受水平向右的摩擦力 跟 木箱接触的物体只有汽车 汽车最多对它施加两个力支持力 和摩擦力 由二力平衡条件知 支持力与重力抵消 但没有 力与摩擦力抵消 力是改变物体运动状态的原因 木箱在摩 擦力的作用下 速度将发生变化 不能做匀速直线运动 这 与题意矛盾 故 错 对 汽车刹车时 速度减小 假设木 箱与汽车的接触面是光滑的 则集装箱相对汽车向前滑动 而实际没动 说明集装箱受到向后的摩擦力 故 错 答案 D 名师点睛 1 判断静摩擦力的方向时 可用 假
12、设 法 判定 方便快捷 2 摩擦力的方向可以与物体运动的方向相同 也 可以与物体运动的方向相反 即摩擦力可以是动力也可 以是阻力 3 摩擦力总是阻碍物体间的相对运动 但不一定 阻碍物体的运动 由二力平衡判断静摩擦力的大小 方向 如右图所示 A B两物体 叠放在水平面上 水平力F作用在A上 使两者一起向右做匀速直线运动 下 列判断正确的是 A 由于A B一起做匀速直线运动 故A B间无摩擦 力 B B对A的静摩擦力大小为F 方向向左 C 地面对B的滑动摩擦力的大小为F 方向向左 D B物体受到了向右的静摩擦力和向左的滑动摩擦力 解析 以A为研究对象 它和B一起做匀速直线运动 也就是说它们之间没有
13、相对运动 它受到了一个向右的水 平拉力 它一定还要受到一个向左的水平力与拉力F平衡 而A只与B有接触 故B给A一个水平向左的静摩擦力与F平 衡 力是物体间的相互作用 A受到B对它向左的静摩擦力 A一定要对B施加一个向右的静摩擦力 B做匀速直线运 动 它在水平方向上一定要受到一个向左的力来与A对B的 静摩擦力平衡 B是在水平面上运动 显然 地面对B一个 向左的滑动摩擦力 综上所述 B C D三选项均正确 答案 BCD 名师点睛 在此题的分析过程中 分别选取了A物 体及B物体为研究对象 以单个物体为研究对象的方法叫 隔离法 若以A B组成的整体为研究对象的方法叫整体 法 在分析过程中 充分应用了二
14、力平衡条件 这是解 决静摩擦力常用的方法 随着学习的深入 我们会体会 到 根据物体的运动状态 运用力和运动的关系进行分 析 是一种常见的重要方法 变式训练 3 用水平推力F把重为G的黑板擦紧压 在竖直的墙面上静止不动 不计手与黑板擦之 间的摩擦力 当把推力增加到2F时 黑板擦所 受的摩擦力大小是原来的几倍 如右图 答案 一倍 摩擦力大小的计算 在研究摩擦力的实验中 每次用弹簧秤水平拉 一放在水平桌面上的木块 木块运动状态及弹簧秤的读数如 下表所示 每次木块与桌面的接触面相同 则由表可知 实验次数小木块运动状 态 弹簧秤读数 N 1静止0 4 2静止0 6 3加速0 7 4匀速0 5 5减速0
15、3 A 木块受到的静摩擦力为0 4 N B 木块受到的最大静摩擦力可能为0 6 N C 在这五次实验中 木块受到的摩擦力大小有三次 是相同的 D 在这五次实验中 木块受到的摩擦力大小各不相 同 解析 由平衡条件可知 第一次实验中静摩擦力等于 0 4 N A正确 从表中数据可以看出 最大静摩擦力应该 介于0 6 0 7 N之间 故选项B正确 在第3 4 5次实验中 无论木块是加速 匀速 减速运动 只要木块运动 它 所受的摩擦力就是滑动摩擦力 滑动摩擦力的大小是相同 的 均为0 5 N 故C正确 答案 ABC 名师点睛 滑动摩擦力 静摩擦力的大小的计算方法 完全不同 在一个物理过程中 可能前后段的
16、摩擦力已经 变化 相应的计算方法也必须改变 4 如图所示 水平面上有一重为40 N的物体 受到F1 13 N和F2 6 N的水平力作用而保持静止 已知物体与水平面 间的动摩擦因数 0 2设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 求 1 物体所受的摩擦力的大小与方向 2 若只将F1撤去 物体受到的摩擦力的大小和方向 3 若撤去的力不是F1而是F2 则物体受到的摩擦力的大 小 方向又如何 答案 1 7 N 方向向右 2 6 N 方向向左 3 8 N 方向向右 水平测试 1 下列关于摩擦力的说法中 哪些说法是正确的 A 物体在运动时才受摩擦力作用 B 摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反 C 摩擦力总是成对出现 D 摩擦力大小总是与正压力的大小成正比 C 素能提高 7 如图所示 斜面固定在水平地面上 先让物体A沿 斜面下滑 恰能匀速 后给A一个沿斜面向下的力F 让其 加速下滑 设前后两次A与斜面间的摩擦力分别为Ff1 Ff2 地面对斜面的支持力分别为FN1 FN2 则 A Ff1 Ff2 FN1 FN2 B Ff1 Ff2 FN1 FN2 C Ff1 Ff2 FN1 FN2 D Ff1 Ff2 FN1
