《2018-2019学年高一物理新人教版必修1课件：第3章 相互作用 第3节 摩擦力》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019学年高一物理新人教版必修1课件：第3章 相互作用 第3节 摩擦力（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3节 摩擦力,教师备课参考,|核心素养养成目标|,物理观念 1.理解静摩擦力产生的条件,会用二力平衡条件判断静摩擦力的大小和方向,知道最大静摩擦力的概念 2.理解滑动摩擦力产生的条件,会判断滑动摩擦力的方向 3.知道动摩擦因数,会用F=FN计算滑动摩擦力的大小 科学思维与科学研究 思考摩擦力产生的原因,探究和讨论两种摩擦力的产生条件,结合现实生活中的例子进行分析,得出结论.体会相对运动和相对运动趋势的含义,再从大小的角度去分析研究这两种力,情感态度与责任 让学生体会物理这一学科与现实生活的联系,体会教材的知识源于生活.更能促使学生研究、分析、解决问题,|教学重难点|,教学重点 1.对力的概念
2、的认识及力的三要素 2.摩擦力大小的计算 教学难点 1.摩擦力概念的理解 2.两种摩擦力方向的判断,|重难点突破方略|,静摩擦力方向的突破方略 【演示与思考1】 展示箱子,并将其放在水平面上,提出问题: (1)静止在水平面上的箱子,没有力推它时,水平面对它是否有摩擦力的作用? 学生:无. (2)当水平用力推箱子,但箱子未动,水平面对它是否有摩擦力的作用? 学生:有. (3)这种摩擦力叫什么名字? 学生:静摩擦力. (4)这两种情况中箱子同样未动,为什么用水平力推时水平面对它有静摩擦力作用呢?,学生1:用水平推力推而未动,由二力平衡可知,水平面对它有静摩擦力作用与水平推力相平衡. 学生2:因为箱
3、子相对水平面有运动趋势. 【教师总结】 箱子虽然是静止的,但在水平力的作用下想要运动,这种想动而未动称为相对运动趋势. 【思考与讨论】 (1)箱子被水平力推而未动,静摩擦力对物体起到什么作用呢? 学生1:静摩擦力对物体起到阻力的作用. 学生2:静摩擦力阻碍箱子的相对运动趋势. (2)若水平向左推箱子而未动,箱子相对水平面有什么方向的运动趋势?水平面对它的静摩擦力是什么方向? 学生:箱子相对水平面有水平向左的运动趋势;水平面对它的静摩擦力是水平向右的.,(3)若水平向右推箱子而未动,箱子相对水平面有什么方向的运动趋势?地面对它的静摩擦力是什么方向? 学生:箱子相对水平面有水平向右的运动趋势;水平
4、面对它的静摩擦力是水平向左的. 【教师总结】 静摩擦力的方向跟相对运动趋势的方向相反. 【演示与思考2】 在水平的桌面上放一个斜面体,将一个滑块静止放在斜面体上,提出问题: (1)滑块有什么方向的相对运动趋势?斜面体对滑块的静摩擦力方向如何? 学生:滑块有沿斜面向下的相对运动趋势;斜面体对滑块的静摩擦力方向沿斜面向上. (2)用手推动斜面体,滑块和斜面体一起水平向右运动,滑块受到的摩擦力是水平向左吗? 学生:不是水平向左.,(3)滑块和斜面体一起水平向右运动,滑块有什么方向的相对运动趋势?这种相对运动趋势是相对地面吗?斜面体对滑块的静摩擦力方向如何? 学生:滑块有沿斜面向下的相对运动趋势.这种
5、相对运动趋势不是相对于地面,是相对于斜面体.斜面体对滑块的静摩擦力方向沿斜面向上.,【学习目标】 1.通过实验和生活经验认识静摩擦力,知道产生条件,会判断其方向,知道存在最大静摩擦力. 2.知道滑动摩擦力的概念,知道产生条件,会判断其方向. 3.会计算滑动摩擦力的大小.会用二力平衡条件判断静摩擦力的大小和方向. 4.有意识将所学物理知识应用于生活中,解释遇到的实际问题.,感悟解题规律,探寻基本知识,测评学习效果,探寻基本知识树立物理观念,知识点一,摩擦力,【情境导学】 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1.2 N时,木块没有动;逐渐增大拉力到2.
6、2 N时,木块仍静止;继续增大拉力到4.2 N 时,木块开始移动,此时拉力突然变小到4.0 N,此后木块匀速运动,拉力保持4.0 N不变.,答案:(1)木块受到的静摩擦力与拉力平衡. (2)随着拉力增大,由二力平衡可知静摩擦力也在增大. (3)静摩擦力在木块与桌面间产生,方向沿接触面指向木块有相对运动趋势的反方向,即向左.,(1)木块受到拉力1.2 N时没有动,说明什么问题? (2)随着外力的增大,静摩擦力怎样变化? (3)木块所受的静摩擦力沿什么方向?,【知识梳理】 1.弹性形变 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阻碍相对运动或相对运动趋势的力.,相对运动,相对运
7、动的趋势,【思考判断】 1.静摩擦力总是发生在相对静止且有相对运动趋势的物体之间.( ) 2.运动的物体不可能受静摩擦力的作用.( ),知识点二,静摩擦力与滑动摩擦力,【情境导学】 把手按在桌面上,用力向前滑动(如图甲),手有什么感觉?再用另一只手压在手上在桌面上滑动(如图乙),感觉有什么不同?说明什么问题?把一只手放在玻璃上(如图丙)滑动(与甲种情况压力相同),感觉又怎样?说明什么问题?,答案:手向前滑,感觉到桌面给手向后的摩擦力.增大压力,会感觉摩擦力变大;这说明滑动摩擦力的大小与垂直于接触面的压力有关.手在玻璃上滑动,感觉摩擦力变小,说明滑动摩擦力大小还与接触面的粗糙程度有关.,【知识梳
8、理】,相对运动的趋势,阻碍,相对运,动趋势,相对运动,最大静,摩擦力Fmax,Fmax,压力,FN,【思考判断】 1.静摩擦力一定是阻力.( ) 2.静止的物体可能受到滑动摩擦力.( ) 3.滑动摩擦力的方向沿接触面,与物体运动方向相反.( ) 4.滑动摩擦力可能是动力.( ),要点一,感悟解题规律培养科学思维,静摩擦力,1.静摩擦力的方向 (1)静摩擦力的方向总是跟接触面相切,并且跟物体相对运动趋势的方向相反. 如图(甲)所示,静止在斜面上的物体m有沿斜面下滑的趋势,所以物体受到沿斜面向上的静摩擦力.,(2)静摩擦力的方向可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反,也可与运动方向不在一条直线上
9、,如手握瓶子在水平方向上运动,此时静摩擦力的方向竖直向上,与运动方向是垂直的.又如图(乙)所示,用力F拉水平地面上的物体A,A与物体B保持相对静止做加速运动.可假设A,B间无摩擦力,则A做加速运动时,B不可能随A一起运动,故A,B间有摩擦力,而B相对A有向后运动的趋势,所以B受到方向与运动方向相同的静摩擦力作用.,2.静摩擦力的大小 (1)静摩擦力的大小总等于使物体发生相对运动趋势的外力的大小.两物体间的静摩擦力F在0和最大静摩擦力Fmax之间,即0FFmax. (2)Fmax为最大静摩擦力,大小等于物体刚要发生相对运动时所需要的沿相对运动趋势方向的最小外力.其值略大于滑动摩擦力,有时认为二者
10、相等. (3)静摩擦力的大小与正压力无关,但最大静摩擦力的大小与正压力成正比.,(2)平衡条件法:根据二力平衡的条件判定.,【例1】如图所示的皮带传动装置中,O1 是主动轮,O2 是从动轮,A,B分别是皮带上与两轮接触的点,C,D分别是两轮边缘与皮带接触的点(为清楚起见,图中将两轮与皮带画得略微分开,而实际上皮带与两轮是紧密接触的).当 O2顺时针起动时,若皮带与两轮不打滑,则A,B,C,D各点所受静摩擦力的方向分别是 ( ) A.向上,向下,向下,向上 B.向下,向上,向上,向下 C.向上,向上,向下,向下 D.向下,向下,向上,向上,C,思维导图,解析:(1)假设主动轮O1与皮带间无摩擦力
11、作用,则当O1顺时针起动时,O1与皮带间将打滑,此时C点将相对于A点向上运动.实际上,O1与皮带间没有打滑,可见C点相对于A点有向上运动的趋势,反之A点相对于C点有向下运动的趋势.由于静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反,可知C,A两点受到的静摩擦力FC,FA的方向分别是向下、向上.同理B,D两点受到的静摩擦力FB,FD的方向分别是向上、向下,即A,B,C,D各点所受静摩擦力的方向如图所示.,(2)我们也可设想物体在接触面处长有垂直于接触面的“毛刷子”,两物体的“毛刷”交叉镶嵌.当主动轮O1带动皮带转动时,C点处的“毛刷”将向下偏,A点处的“毛刷”将向上偏各点所受摩擦力的方向应与“毛刷”的偏
12、向一致,同样也可得知B,D点所受静摩擦力的方向. (3)我们还可以从动力和阻力的角度来分析.主动轮O1带动皮带,C点所受的摩擦力FC是主动轮转动的阻力,应与C点实际运动方向相反,即FC向下;A点所受摩擦力FA是皮带转动的动力,应与A点实际运动方向相同,即FA向上.同样我们也可以分析出B,D两点的静摩擦力的方向.,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,关键决定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. (3)皮带不
13、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.,(教师备用) 例1-1:如图所示,一辆汽车在平直公路上,车上有一木箱.试判断下列情况中,木箱所受的摩擦力及其方向. (1)汽车由静止加速运动时(木箱和车面无相对滑动);,解析:(1)木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,它将相对于汽车向后滑动,说明木箱相对汽车有向后滑动的趋势,所以木箱受到向前的静摩擦力. 答案:(1)向前的静摩擦力,解析:(2)汽车刹车时,汽车速度减小,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行.实际木箱没有滑动,说明木箱有相对汽车向前滑行的趋势
14、,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,木箱与汽车间无相对滑动,说明木箱与汽车间没有相对运动趋势,没有摩擦力. 答案:(2)向后的静摩擦力 (3)无摩擦力,(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);,解析:(4)汽车刹车,木箱相对于汽车向前滑动,易知木箱受向后的滑动摩擦力. (5)汽车在匀速行驶过程中突然加速,木箱相对汽车向后滑动,易知木箱受到向前的滑动摩擦力. 答案:(4)向后的滑动摩擦力 (5)向前的滑动摩擦力,(4)汽车刹车,木箱在车上向前滑动时; (5)汽车在匀速行驶中突然加速,木箱在车上滑动时.,针对训练1:(多选)如图所示
15、,皮带传输机将物体匀速地送往高处,下列结论正确的是( ) A.物体受到与运动方向相同的摩擦力的作用 B.传送的速度越大,物体受到的摩擦力也越大 C.物体所受的摩擦力与匀速传送的速度无关 D.若匀速地向下传送物体,物体所受的摩擦力沿皮带向下,AC,解析:物体与皮带相对静止,两者之间存在静摩擦力,物体随传送带向上匀速运动中,物体相对于传送带一定有向下运动的趋势,即静摩擦力的方向沿皮带向上,与皮带匀速传送的速度大小无关,选项A,C正确.,要点二,滑动摩擦力,1.滑动摩擦力的方向 (1)总是沿着接触面,并且跟物体相对运动的方向相反. (2)可能与物体的运动方向相同,也可能与物体的运动方向相反. (3)
16、判断滑动摩擦力方向的基本步骤,2.滑动摩擦力公式F=FN的理解 (1)F的大小与FN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有关,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)FN是物体与接触面间的正压力,不一定等于物体的重力,求FN要根据物体受力情况而定. 3.滑动摩擦力大小的计算方法 (1)公式法:由F=FN计算. (2)二力平衡法:物体匀速直线运动或静止时(有相对运动),根据二力平衡求解.,【例2】 (2017绍兴高一检测)如图所示,质量为20 kg的物体放在水平地面上,已知物体与水平地面间的最大静摩擦力为120 N,动摩擦因数是0.5,物体的一端与一根劲度系数为4103 N/m的轻质弹簧相连(设弹簧的形变均在弹性限度内,取g=10 m/s2),问: (1)将弹簧拉长2 cm时,物体受到地面的摩擦力Ff1多大? (2)将弹簧拉长4 cm时,物体受到地面的摩擦力Ff2多大? (3)物体在水平面上匀速运动时,弹簧形变量x
