高中物理教科版必修1课件：2.4 摩擦力

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1、第二章 第4节 理解教材新知 把握热点考向 知识点一 知识点二 考向一 考向二 考向三 应用创新演练 随堂基础巩固 课时跟踪训练 1 摩擦力包括滑动摩擦力和静摩擦力 其产生条件有三个 一是两物体相互接触并互相挤压 二是接触面必须粗糙 三是两物体要有相对运动或有相对运动趋势 2 滑动摩擦力的大小与压力成正比 即f N 其方向与接触面相切 与两物体相对运动方向相反 应注意相对运动方向不是运动方向 3 静摩擦力的大小与外力情况以及物体的运动状态有关 其方向与两物体相对运动趋势方向相反 静摩擦力有极限叫最大静摩擦力 最大静摩擦力与压力成正比 静摩擦力的取值范围是0 f fmax 4 在摩擦力的计算中要

2、注意两点 一是要分清滑动摩擦力和静摩擦力 二是接触面的压力不一定等于物体的重力 滑动摩擦力 自学教材 1 摩擦力两个相互接触并发生挤压的物体之间产生的阻碍的力 是自然界中一种常见的力 2 滑动摩擦力两个物体相互并挤压 当它们沿接触面发生相对运动时 每个物体的接触面上都会受到对方作用的阻碍相对运动的力 这种力叫做滑动摩擦力 相对运动 接触 3 滑动摩擦力的产生条件 1 两物体直接接触且在接触面上存在 2 接触面 3 物体间有 4 滑动摩擦力的方向总是跟物体的相切 并且跟它们相对运动的方向 压力 粗糙 相对运动 接触面 相反 5 滑动摩擦力的大小 1 规律 滑动摩擦力的大小与成正比 2 公式 f

3、其中叫做动摩擦因数 它是两个力的比值 没有 3 作用效果 总是阻碍物体间的运动 正压力 N 单位 相对 重点诠释 1 对滑动摩擦力产生条件的理解 1 摩擦力是接触力 两个物体直接接触 相互挤压有弹力产生才可能有摩擦力 2 接触面粗糙 当一个物体沿另一物体表面滑动时 接触面粗糙 各凹凸不平的部分互相啮合 形成阻碍相对运动的力 即为摩擦力 凡题中写明 接触面光滑 光滑小球 等 就不考虑摩擦力 光滑 是一个理想化模型 在实际中并不存在 它不同于生活中的形容接触面摩擦力很小的 光滑 3 两物体间有相对运动 相对运动 与 物体运动 不是同一概念 相对运动 是指受力物体相对于施力物体 以施力物体为参考系

4、的位置发生了改变 而 物体的运动 一般指物体相对地面的位置发生了改变 所以静止的物体也可能受到滑动摩擦力作用 例如擦黑板时静止的黑板受到的是黑板擦对它的滑动摩擦力 2 对滑动摩擦力方向的理解 1 滑动摩擦力的方向总与接触面相切 且与相对运动方向相反 跟物体的运动的方向没有关系 所谓相对运动的方向是指发生相对运动的两个物体中 把其中一个物体作为参照物 看做静止 时另一个物体的运动方向 2 滑动摩擦力的方向与接触面相切 而弹力与接触面垂直 因此滑动摩擦力方向一定与弹力方向垂直 3 对公式f N的理解 1 f的大小与N成正比 与物体的运动状态无关 2 动摩擦因数 与接触面的粗糙程度和材料等情况有关

5、与物体间的压力 相对运动的速度及接触面的大小均无关 3 公式f N中的N是物体与接触面间的正压力 不一定等于物体的重力 求N要根据物体受力情况而定 1 物体与支持面间有滑动摩擦力时 下列说法正确的是 A 物体与支持面间的压力越大 滑动摩擦力越大B 物体与支持面间的压力不变 动摩擦因数一定 接触面积越大 滑动摩擦力越大C 物体与支持面间的压力不变 动摩擦因数一定 速度越大 滑动摩擦力越大D 动摩擦因数一定 物体与支持面间的压力越大 滑动摩擦力越大 解析 根据滑动摩擦力的表达式f N 所以D项正确 A项中仅仅强调了物体间的压力 但忽略了物体间的动摩擦因数 所以A项错误 滑动摩擦力与物体间的接触面积

6、和相对运动速度的大小均无关 所以B C项错误 答案 D 静摩擦力 自学教材 1 定义两个彼此且的物体之间没有发生相对滑动 但它们之间存在相对运动的趋势时 在它们的接触面上会产生一种阻碍物体间发生的力 这种力叫做静摩擦力 2 产生的条件 1 两物体直接接触且 2 接触面是的 3 两物体有相对运动的 接触 相互挤压 相对运动 挤压 粗糙 趋势 3 方向总是与相切并且与物体间相对运动趋势的方向相反 4 效果阻碍物体间的相对运动的趋势 5 大小范围 fmax为最大静摩擦力 f由物体的运动状态及外界对它的施力情况决定 接触面 0 f fmax 重点诠释 1 静摩擦力的有无和方向判断 1 假设法 假设接触

7、面光滑 不存在摩擦力 然后分析这两个物体是否发生相对运动 若无相对运动 说明这两物体间就没有相对运动趋势 若有相对运动 则一物体相对另一物体的运动方向即为相对运动趋势的方向 其反方向就是静摩擦力的方向 2 平衡条件法 当相互接触的两物体处于静止或匀速直线运动状态时 可根据二力平衡条件判断静摩擦力是否存在 2 静摩擦力的大小特点 1 静摩擦力的大小与物体间的相对运动趋势有关 运动趋势增大 静摩擦力也随着增大 与正压力无关 但最大静摩擦力的大小与正压力成正比 2 最大静摩擦力一般比滑动摩擦力大些 但有时认为二者是相等的 3 静摩擦力的大小与产生静摩擦力的诸外力的合力等值反向 图2 4 1 2 用手

8、握住一个油瓶 瓶始终处于竖直方向 保持静止 如图2 4 1所示 下列说法正确的是 A 瓶中油越多 手握得越紧B 手握得越紧 油瓶受到的摩擦力越大C 不管手握得有多紧 油瓶受到的摩擦力总是等于油瓶和油所受的总重力D 以上说法都正确 解析 用手握油瓶 油瓶静止 说明手对油瓶向上的静摩擦力与油瓶和油的总重力平衡 故当油量增多时 油瓶和油的总重力就增大 静摩擦力必须随之增大 手握得紧一点 相应的最大静摩擦力就大一些 故A正确 油瓶静止受到的静摩擦力总是与油瓶和油的总重力相等 与手握的松紧程度无关 故B D错误 C正确 答案 AC 对摩擦力产生条件的理解 图2 4 2 例1 如图2 4 2所示 P是水平

9、地面 M N是两个长方形木块 F是作用在N上沿水平方向的力 物体M和N以相同的速度做匀速直线运动 由此可知 M N间的动摩擦因数 1和N P间的动摩擦因数 2可能是 A 1 0 2 0B 1 0 2 0C 1 0 2 0D 1 0 2 0 思路点拨 解答本题时应注意以下两点 1 两物体间存在摩擦力时 物体间的动摩擦因数一定不为零 2 两物体间不存在摩擦力时 物体间的动摩擦因数不一定为零 解析 由M和N在外力F的作用下以相同速度做匀速直线运动 可采取先整体后隔离的解题方法 以M和N为整体 在水平方向上受外力 所以P必然给M和N这个整体摩擦力 所以 2 0 再利用隔离法研究M 由题意知 M在水平方

10、向不受外力 所以N肯定不给M摩擦力 从摩擦力产生的角度来看 只要接触 挤压 接触面粗糙 有相对运动趋势或相对运动这些条件缺少一个 就不会产生摩擦力 因为M与N以相同的速度匀速运动 M与N无相对运动趋势 所以不管M与N间是否粗糙 都不会产生摩擦力 所以 1 0或 1 0 答案 BD 借题发挥 物体间要存在摩擦力必须同时满足以下三个条件 接触面不光滑 物体间有挤压 有相对运动或相对运动趋势 而物体间无摩擦力存在 以上三个条件至少有一个条件没有满足 1 如图2 4 3所示 物体A受到摩擦力的是 图2 4 3A 物体A沿粗糙竖直墙面向下运动B 物体A沿光滑的斜面向上运动C 物体A随物体B一起向右匀速运

11、动D 物体A在斜面上静止 解析 A图中 物体A与墙面接触 接触面粗糙 但无挤压 无弹力 缺少条件 A中无摩擦力 A错 B图中斜面光滑 不满足条件 B错 C图中 物体A与物体B以相同速度一起运动 缺少条件 C错 D图中三个条件都有 故有摩擦力 D对 故选D 答案 D 摩擦力的有无和方向判断 图2 4 4 例2 如图2 4 4所示 A B两物体竖直叠放在水平面上 今用水平力F拉B物体 两物体均静止 那么物体A和B是否受静摩擦力作用呢 思路点拨 物体所受摩擦力不易确定时 可应用假设法判断 解析 假设A物体受到静摩擦力作用 该摩擦力方向一定与接触面相切 即沿水平方向 根据力的作用效果知 A物体在摩擦力

12、作用下不可能处于静止状态 因此与题意是相矛盾的 故A物体不受静摩擦力作用 再对B进行分析 B受到向右的拉力F作用处于平衡状态 由二力平衡特点 则B一定受到地面产生的向左的静摩擦力作用 答案 A不受静摩擦力 B受水平向左的静摩擦力 借题发挥 摩擦力方向的确定在判断摩擦力方向时 弄清物体间的相对运动或相对运动趋势的方向是关键 相对运动 趋势 是指受力物体相对于相接触的施力物体的运动 而不一定是相对于地面的运动 物体的相对运动并不一定与物体的实际运动 相对地 方向相同 两者方向可能相同 也可能相反 如汽车上的木箱 当汽车突然加速时 箱子相对汽车向后滑动 与实际运动方向相反 汽车急刹车时 木箱相对车向

13、前滑动 与实际运动方向相同 牢记 摩擦力的方向与相对运动 趋势 方向相反 而不是与运动方向相反 上例题中 若力F作用在A上且两物体均静止 试分析A B受摩擦力的情况 解析 对于A物体 假设A B之间接触面光滑 在力F作用下 不可能保持静止状态 将会向右运动 故A相对B有向右运动的趋势 所以物体A受到向左的静摩擦力作用 对于B物体 由于B给A一个向左的静摩擦力作用 根据力的相互性 A物体将给B物体一个向右的静摩擦力作用 假设B与地面间光滑 B物体将在此静 摩擦力作用下向右运动而不可能处于静止状态 因此B物体受到地面对它向左的静摩擦力作用 综上分析 A物体受到B物体对它向左的静摩擦力作用 B物体受

14、到A物体对它向右的静摩擦力和地面对它向左的静摩擦力 答案 见解析 摩擦力大小的计算 例3 质量为2kg的物体静止在水平地面上 如图2 4 5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g 10N kg 图2 4 5 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 思路点拨 该题可按如下思路分析 解析 在地面上 N mg 则滑动摩擦力 最大静摩擦力fmax 大小为fmax N mg 0 5 2 10N 10N 1 当拉力F 5N时 F fmax 物体静止 则由二力平衡知 f静 F 5N 2 当

15、拉力F 12N时 F fmax 物体滑动 则f滑 N mg 10N 答案 1 5N 2 10N 借题发挥 1 计算摩擦力时 应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力 2 滑动摩擦力f的大小与物体运动的速度大小无关 与接触面的大小无关 3 静摩擦力可在0 fmax之间变化 不能用公式f N计算 且静摩擦力与正压力无关 图2 4 6 2 如图2 4 6所示 一木块放在水平桌面上 在水平方向上共受三个力 即F1 F2和摩擦力的作用 木块处于静止状态 其中F1 10N F2 2N 若撤去F1 则木块在水平方向上受到的摩擦力为 A 2N 方向向右B 6N 方向向右C 2N 方向向左D 零 解析 未撤去F1前 木块静止 说明木块所受的静摩擦力f静 F1 F2 8N 方向向左 即最大静摩擦力fmax 8N 当撤去F1后 木块在F2作用下有向左运动的趋势 地面给木块的静摩擦力方向变为向右 大小与F2相等 即f静 F2 2N 恰好在静摩擦力的范围之内 0 f fmax 木块处于静止状态 故正确选项为A 答案 A 点击下图进入 点击下图进入