《2017-2018学年人教版物理必修一同步课件：第三章 相互作用3.3 》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年人教版物理必修一同步课件：第三章 相互作用3.3 （33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、3 摩擦力,自主阅读,自我检测,一、摩擦力 1.定义:两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时,在接触面上产生的阻碍相对运动或相对运动的趋势的力。 2.分类:静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。 二、静摩擦力 1.定义:两个物体之间只有相对运动趋势,而没有相对运动时,物体间的摩擦力叫作静摩擦力。 2.条件:(1)物体相互接触且相互挤压。(2)接触面粗糙。(3)两物体间相对静止但有相对运动趋势。 3.方向:总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势的方向相反。 4.大小:静摩擦力的增大有一个限度,物体间刚刚开始发生相对运动时的摩擦力是最大静摩擦力。物体间的静摩擦力介于0与最大静摩擦
2、力之间。,自主阅读,自我检测,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,会受到另一个物体阻碍它滑动的力,这种力叫作滑动摩擦力。 2.产生条件:(1)物体相互接触且相互挤压。(2)接触面粗糙。(3)两物体间有相对运动。 3.方向:总是沿着接触面,并且跟物体相对运动的方向相反。 4.大小:F=FN,即滑动摩擦力的大小跟压力成正比,也就是跟两个物体表面间的垂直作用力成正比。式中为动摩擦因数,没有单位,它的数值跟相互接触的两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关。与物体的受力情况、运动状态、接触面积大小无关,通常情况下小于1,但也有大于1的情况。,自主阅读,自我检测,1.正误辨析 (
3、1)摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势。 ( ) 解析 摩擦力总是阻碍物体发生相对运动或相对运动趋势。 答案 (2)静摩擦力方向一定与物体的运动方向相反。 ( ) 解析 静摩擦力方向一定与物体相对运动趋势的方向相反。 答案 (3)滑动摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同。 ( ) 解析 滑动摩擦力的方向与其相对运动方向相反,与它的运动方向可能相反,也有可能相同。 答案 (4)接触面间有摩擦力,一定存在弹力。 ( ) 解析 接触面间有摩擦力时,两物体间一定相互挤压,即存在弹力。 答案 ,自主阅读,自我检测,2.已知一些材料间的动摩擦因数如表所示:,质量为1.5 kg的物块放置于某材料制作的水平面
4、上,现用弹簧测力计沿水平方向匀速拉此物块,读得弹簧测力计的示数为3 N,则两接触面的材料可能是(g取10 m/s2)( ) A.木金属 B.木木 C.钢钢 D.木冰 解析 由Ff=FN得 =0.2,所以接触面可能为木金属,故选项A正确。 答案 A,探究一,探究二,静摩擦力 情景导引 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1 N时,木块没有动;逐渐增大拉力到2 N时,木块仍静止;继续增大拉力到4 N时,木块开始移动,此时拉力突然变小到3.8 N,此后木块匀速运动,拉力保持3.8 N不变。 (1)木块受到拉力1 N时,有相对桌面运动的趋势但没有运动,说明
5、什么呢? (2)随着外力的增大,静摩擦力有什么变化? (3)静摩擦力在哪里产生?沿什么方向?,探究一,探究二,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。,探究一,探究二,知识归纳 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。 (
6、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。,探究一,探究二,2.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。,探究一,探究二,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。静摩擦力的方向沿木板向上,与运动方向不在一条直线上,探究一,探究二,3.静摩擦力有无及方向的判断方法 (1)平衡条件法:当相互接触的两物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,可根
7、据二力平衡条件判断静摩擦力的存在与否及其方向。 (2)假设法:利用假设法进行判断时,可按以下思路进行分析:,探究一,探究二,4.静摩擦力的大小 (1)大小的范围:0FFmax。 (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。,静摩擦力的受力物体和施力物体相对静止,并不是它们处于静止状态。,探究一,探究二,典例剖析 【例1】 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
8、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,探究一,探究二,(1)静摩擦力方向与“相对运动趋势的方向相反”,并不是与“运动方向”相反。 (2)静摩擦力的效果是阻碍物体间的相对运动趋势,并不是阻碍物体的运动。 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
9、斜面向上,与运动方向相同,是动力。,探究一,探究二,【例2】 如图所示,物体A和B叠放在一起并放在水平地面上。用F=5 N的水平力作用在物体B上,A、B两物体均处于静止状态。若各接触面与水平地面平行,则A与B之间摩擦力大小为 N,B与地面之间摩擦力大小为 N。 解析 由图可知,假设物体A在水平方向上受到了静摩擦力作用,则物体A将发生运动,这与物体A处于静止状态相矛盾,故A、B之间的静摩擦力为0。由于B受到了水平拉力F的作用,若使B处于静止状态,地面必定对B有静摩擦力的作用,由二力平衡可知静摩擦力Ff=F=5 N,方向与外力F相反。 答案 0 5,探究一,探究二,求解静摩擦力大小的步骤 (1)判
10、断有无。 (2)判断方向。 (3)根据平衡法求大小。,探究一,探究二,滑动摩擦力 情景导引 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?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 1.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.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=FN。,探究一,探究二,知识归纳 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
11、的物体,而不是相对别的物体。 (2)“相对滑动”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。,探究一,探究二,2.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。 滑动摩擦力方向与运动状态的关系:物块跟随传送带向上运动,但当物块速度小于传送带速度时,滑动摩擦力与运动方向相同物块沿粗糙斜面下滑时,滑动摩擦力的方向与运动方向相反,探究一,探究二,3.滑动摩擦力的有无及
12、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、相互滑动。 (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F=FN计算。 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。 动摩擦因数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。,探究一,探究二,滑动摩擦力的大小由正压力和摩擦因数决定,与物体的运动状态、接触面积无关。,探究一,探究
13、二,典例剖析 【例3】 下列有关滑动摩擦力的说法正确的是( ) A.有压力一定有滑动摩擦力 B.滑动摩擦力方向一定与物体的运动方向相反 C.滑动摩擦力总是与接触面上的压力垂直 D.只有运动物体才受滑动摩擦力 解析 产生滑动摩擦力的条件有三个:正压力(相互接触且挤压)、接触面粗糙、发生相对滑动,缺一不可。由产生条件可知,A错误。滑动摩擦力方向与接触面相切,且与相对运动方向相反而压力垂直于接触面,所以滑动摩擦力方向跟接触面所受压力垂直,B错误,C正确。擦黑板时,黑板是静止的,但相对黑板擦是运动的,也受滑动摩擦力,所以关键是“相对运动”,故D错误。 答案 C,探究一,探究二,(1)滑动摩擦力的方向与
14、“相对运动的方向相反”并不是与“运动方向”相反。 (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。,探究一,探究二,【例4】 如图所示,一重力为40 N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=13 N,F2=6 N。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F
15、1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。,探究一,探究二,解析 当木块运动时受到的滑动摩擦力为F滑=FN=G=0.240 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F
16、1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)7 N 水平向左 (2)6 N 水平向右 (3)8 N 水平向左,探究一,探究二,求解摩擦力大小的思路,1,2,3,4,1.(多选)下列说法正确的是( ) A.相互接触并有相对运动的两物体间必有摩擦力 B.两物体间有摩擦力,则其间必有弹力 C.两物体间有弹力,则其间必有摩擦力 D.两物体间无弹力,则其间必无摩擦力 解析 摩擦力产生的三个条件:接触面粗糙、物体之间有弹力、物体间有相对运动或相对运动趋势三个条件缺一不可。因为缺少接触面粗糙、有弹力这两个条件,选项A错误;两物体间仅有弹力,接触面是否粗糙未知
17、,故选项C错误;有弹力是产生摩擦力的必要条件,所以有摩擦力必有弹力,无弹力必无摩擦力,故选项B、D正确。 答案 BD,1,2,3,4,2.(多选)如图所示,有一重力不计的方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,则下列说法正确的是( ) A.容器受到的摩擦力不变 B.容器受到的摩擦力逐渐增大 C.水平力F可能不变 D.水平力F必须逐渐增大 解析 容器处于平衡状态,在竖直方向上重力与摩擦力平衡,盛满水前墙面对容器的静摩擦力一直增大,如果一直没有达到正压力F作用下的最大静摩擦力,则水平力F可能不变,选项B、C正确。 答案 BC,
