《2019年秋高中物理人教版必修1（系列一）第三章第3节 摩擦力》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年秋高中物理人教版必修1（系列一）第三章第3节 摩擦力（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、摩擦力 1.定义：两个相互接触的物体,当它们发生_或具有 _时,在接触面上产生的阻碍_或 _的力。 2.分类：_、_和滚动摩擦力。,相对运动,相对运动的趋势,相对运动,相对运动趋势,静摩擦力,滑动摩擦力,【自我思悟】 1.如图所示,静止于斜面的物体有向哪运动 的趋势?它为何没有发生运动? 提示：物体有沿斜面向下运动的趋势,之所以没有运动,是因为它受到了斜面的摩擦力阻碍了运动的发生。 2.人在跑步时,脚受到的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力? 提示：跑步时,脚和地面接触的时间内,脚并没有和地面发生相对运动,故脚受到的摩擦力为静摩擦力。,二、静摩擦力与滑动摩擦力,相对运动趋势,相对运动,相对运动
2、,相切,相对运动趋势,相切,相对运动,0FFmax,最大静摩擦力,FN,动摩擦因数,相对运动趋势,相对运动,【自我思悟】 1.摩擦力是否一定阻碍物体的运动?试举例说明。 提示：摩擦力可能阻碍物体的运动,也可能促进物体的运动。例如,匀速行驶的汽车,驱动轮受到的地面的摩擦力提供了车前进的动力,从动轮受到的地面的摩擦力却是阻碍车子前进的阻力。,2.画出下面物体所受摩擦力的方向。 提示：摩擦力的方向与接触面相切,与物体的相对运动或相对运动趋势方向相反,各物体所受摩擦力如图所示：,【盲区扫描】 1.摩擦力产生的前提是两物体必须接触,但接触的物体间不一定有摩擦力。 2.受到静摩擦力的物体不一定静止,但它相
3、对于接触的物体一定静止;受到滑动摩擦力的物体不一定运动,但它相对于接触的物体一定是运动的。 3.由于压力与接触面垂直,摩擦力与接触面相切,故两物体间的摩擦力和压力一定相互垂直。 4.物体间有摩擦力一定有弹力,但有弹力不一定有摩擦力。,一、摩擦力的理解 深化理解 1.产生条件：,2.“相对”的含义：“相对”指的是研究对象相对于与其接触的物体而言,即以与其接触的物体为参考系,而不一定是物体相对地面的运动。 3.作用效果： (1)摩擦力阻碍的是接触物体之间的相对运动或相对运动趋势,不一定阻碍物体的运动。 (2)摩擦力可以是阻力也可以是动力,如匀速前进的自行车,后轮受到的摩擦力为动力,前轮受到的摩擦力
4、为阻力。,4.摩擦力种类的判断：,【微思考】 (1)物体的“相对运动方向”与“运动方向”的含义相同吗? 提示：不同。“相对运动”是以接触的物体为参考系,通常的“运动”是以地面为参考系。两个方向可能相同、相反,甚至存在一定的方向偏角。 (2)一个物体在另一个物体表面滑动时,一定会产生滑动摩擦力吗? 提示：不一定。滑动摩擦力的产生条件是两物体相互挤压、接触面粗糙且物体间存在相对运动,三个条件缺一不可。,【题组通关】 【示范题】(多选)下列关于摩擦力的说法,正确的是( ) A.作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速,不可能使物体 加速 B.作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速,不可能使物体减速 C.
5、作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速,也可能使物体 加速 D.作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速,也可能使物体 减速,【解题探究】(1)摩擦力的作用效果：滑动摩擦力阻碍物体间 _。 (2)滑动摩擦力一定与物体的运动方向相反吗?试举例说明。 提示：不一定。物体沿水平地面向前滑动时,所受摩擦力与其运动方向相反;若货车司机猛踩油门加速时,车厢中的箱子相对车厢向后滑动,箱子受到向前的摩擦力,摩擦力方向与其运动方向相同。,发生相对运动,【规范解答】选C、D。摩擦力的方向可能与物体运动方向相同,也可能与物体运动方向相反,但一定是与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反。当滑动摩擦力的方向与物体的运
6、动方向相同时,使物体加速,选项A错误、C正确;当静摩擦力的方向与物体的运动方向相反时,使物体减速,选项B错误、D正确。,【通关1+1】 1.(多选)下列关于滑动摩擦力的说法正确的是( ) A.滑动摩擦力一定是阻力 B.滑动摩擦力总是与物体相对运动的方向相反 C.滑动摩擦力总是与物体间压力的方向垂直 D.物体做减速运动,一定是受到滑动摩擦力的作用,【解析】选B、C。滑动摩擦力可以充当阻力,也可以充当动力, A错。滑动摩擦力总是与物体相对运动的方向相反,B对。压力的方向与接触面垂直,而摩擦力的方向又与接触面相切,所以C对。物体做减速运动,可能受到外力作用,D错。,2.关于相互接触的两个物体之间的弹
7、力和摩擦力,下列说法中正确的是( ) A.有弹力必有摩擦力 B.有摩擦力必有弹力 C.弹力增大则摩擦力一定增大 D.弹力是动力,摩擦力是阻力,【解析】选B。根据弹力和摩擦力的产生条件知,有摩擦力一定有弹力,有弹力不一定有摩擦力,A错,B对;静摩擦力大小与弹力(压力)大小无关,C错;弹力或摩擦力都既可能是动力,也可能是阻力,D错。,【变式训练】1.(多选)下列哪些情况是因为摩擦力太小造成 的( ) A.在沙漠中走路比在柏油路上费力 B.在冰面上走很容易跌倒 C.船在水上缓慢行驶 D.数钞票时,如果手上不沾水会滑 【解析】选B、D。在沙漠中走路,在水中行船所受阻力较大;而在冰面上行走和数钞票时,会
8、因摩擦力较小而可能出现打滑的现象,故B、D正确。,2.(多选)人类日常生活离不开摩擦力,如果没有摩擦力,我们将不能走路、汽车不能运动下列关于摩擦力的说法中正确的是( ) A.吃饭时拿在手中的筷子不会滑落,是因为有摩擦力的作用 B.汽车轮胎表面都有花纹,是为了减小摩擦 C.猴子沿竖直竹竿匀速上爬,是因为摩擦力大于猴子重力 D.在结冰的水平路面上撒些细土,人走上去不易滑倒,是因为此时人与路面间的最大静摩擦力增大了,【解析】选A、D。吃饭时拿在手中的筷子因为重力而有下落的趋势,由于静摩擦力的作用才没有从手中滑落,A正确。汽车轮胎表面都有花纹,是为了增大摩擦,B错误。猴子沿竖直竹竿匀速上爬时,竖直方向
9、的重力和摩擦力平衡,大小相等,C错误。在结冰的水平路面上撒些细土,增大了路面的粗糙程度,人与路面间的最大静摩擦力增大,人走上去不易滑倒,D正确。,【素养升华】 对摩擦力的理解应注意的问题 (1)受静摩擦力的物体不一定静止,受滑动摩擦力的物体也不一定运动。 (2)摩擦力并不总是阻碍物体的运动,它既可作动力,又可作阻力。 (3)摩擦力的方向可以与物体的运动方向相反,也可以与运动方向相同,甚至有可能与物体的运动方向不在一条直线上。,二、静摩擦力有无及方向的判断 规律方法 1.四种方法判断静摩擦力的有无： (1)条件判断法：接触面之间有压力、粗糙且有相对运动趋 势。 (2)假设法：假设两物体间无静摩擦
10、力,看物体是否相对滑动, 判断思路如下：,(3)力的作用效果判断法：如果相互接触的物体间存在摩擦力,则必有相应的作用效果：平衡其他作用力或改变受力物体的运动状态,可据此确定有无静摩擦力。 (4)相互作用判断法：利用力的相互作用性,若甲对乙有静摩擦力,则乙对甲也有静摩擦力,据此可以判断物体是否受静摩擦力。,2.“三步法”判断摩擦力方向： (1)找出摩擦力的施力物体,并选择此施力物体为参照物。 (2)判断受力物体的相对运动方向或相对运动趋势方向。 (3)根据“摩擦力与其相对运动方向或相对运动趋势方向相反”确定摩擦力的方向。,【微思考】 如图所示,汽车上的箱子始终相对车厢静止, 试判断以下三种情况下
11、,箱子受不受摩擦力 以及所受摩擦力的方向： (1)汽车匀速前进; (2)汽车加速前进; (3)汽车减速前进。,提示：(1)汽车匀速前进时,假设箱子受摩擦力作用,则它不会保持匀速运动状态,故此时箱子不受摩擦力;(2)汽车加速前进时,箱子有相对车厢向后滑动的趋势,所受摩擦力方向向前; (3)汽车减速前进时,箱子有相对车厢向前滑动的趋势,所受摩擦力方向向后。,【题组通关】 【示范题】下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中,正确的是 ( ) A.静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反 B.静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同 C.静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反 D.静止物体所受静摩擦力一定为
12、零,【解题探究】(1)静摩擦力的方向总是与物体_ 方向相反。 (2)静止的物体是否一定不受摩擦力? 提示：物体在桌面上滑动时,物体受到桌面的摩擦力作用,根据力的相互作用特点,桌面同样也受到物体施加的摩擦力作用。,相对运动趋势,(3)静止的物体是否一定受静摩擦力作用? 提示：不一定。探究(2)例子中桌子处于静止状态,而它受到的摩擦力是滑动摩擦力。,【规范解答】选C。静摩擦力的方向可能与物体的运动方向相反,也可能与物体的运动方向相同。比如在平直公路上行驶的汽车,车厢地板上随汽车一起运动的物体,在启动过程中所受静摩擦力与运动方向相同,在减速过程中,静摩擦力方向与运动方向相反,故A、B错误。静摩擦力的
13、方向总是与物体相对运动趋势方向相反,C正确。静止的物体所受静摩擦力不一定为零,当静止的物体相对接触物体有相对运动趋势时,也会受到静摩擦力,D错误。,【通关1+1】 1.一个长方体木块被力F压在倾斜的墙面上,如图所示,保持静止状态,则木块所受作用力的个数可能为( ) A.2个 B.3个 C.4个 D.5个,【解析】选C。若木块仅受重力和力F,它不可能处于静止,表明木块与墙面间存在压力,但如果木块仅受以上所述三个力,它将沿墙面下滑,表明木块还受到沿墙面向上的摩擦力,故选项C正确。,2.(多选)物体C置于水平地面上,A、B由轻绳通过固定在C上的光滑定滑轮相连,C的上表面水平,连接B的轻绳水平,整个系
14、统处于静止状态,如图所示。下列说法正确的是( ) A.B与C之间的接触面一定是粗糙的 B.B与C之间的接触面可以是光滑的 C.C与地面之间的接触面一定是粗糙的 D.C与地面之间的接触面可以是光滑的,【解析】选A、D。B受到C对它向右的静摩擦力作用,故B、C之间一定是粗糙的,A对,B错;整体考虑,系统无运动趋势,C与地面间无摩擦力作用,故不能确定C与地面间粗糙与否,C错,D对。,【变式训练】1.某人推着自行车前进时,地面对前轮的摩擦力 为F1,对后轮的摩擦力为F2;当人骑着自行车前进时,地面对前 轮的摩擦力为F3,对后轮的摩擦力为F4,下列说法中正确的是 ( ) A.F1与车前进方向相同 B.F
15、2与车前进方向相同 C.F3与车前进方向相同 D.F4与车前进方向相同,【解析】选D。推着自行车前进时,两车轮都受向后的摩擦力,与运动方向相反;骑车前进时,后轮产生动力,受向前的摩擦力,前轮仍受向后的摩擦力。故选项D正确。,2.如图所示,物体A、B放在物体C上,水平力F作用于A,使A、B、C一起匀速运动,各接触面间的摩擦力的情况是( ) A.A对C有向左的摩擦力 B.C对B有向左的摩擦力 C.物体C受到三个摩擦力的作用 D.C对地面有向右的摩擦力,【解析】选A。物体A、B、C一起做匀速运动,根据二力平衡,选不同的研究对象,它们在水平方向上可能不受力,也可能受一对平衡力,以整体为研究对象,地面应
16、对C有向右的摩擦力与F达到二力平衡,由于力的作用是相互的,C对地面有向左的摩擦力;以A为研究对象,C对A应有向右的摩擦力与F达到二力平衡,而A对C有向左的摩擦力;以B为研究对象,C对B不应该有摩擦力,因为如果有摩擦力的话,找不到它的平衡力。综上,选项A正确,选项B、C、D错误。,三、摩擦力大小的计算 规律方法 1.滑动摩擦力的大小： (1)公式法：根据公式F=FN计算。 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。,2.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
