【同步导学】高中物理 3.3摩擦力 沪科必修1

33摩擦力摩擦力1摩擦力摩擦力定定义义：两个：两个_的物体，当它的物体，当它们发们发生生_，就会在接触面上，就会在接触面上产产生生_相相对对运运动动或相或相对对运运动趋势动趋势的力，的力，这这种种力叫做摩擦力力叫做摩擦力接触接触相相对对运运动动或有相或有相对对运运动趋势动趋势阻碍阻碍2滑动摩擦力滑动摩擦力(1)定定义义：当一个物体在另一个物体表面上滑：当一个物体在另一个物体表面上滑动动的的时时候，会受到另一个物体阻碍它滑候，会受到另一个物体阻碍它滑动动的力，的力，这这种种力叫做滑力叫做滑动动摩擦力摩擦力(2)产产生条件：两个物体生条件：两个物体_、_、_、_(3)方向：滑方向：滑动动摩擦力的方向摩擦力的方向总总是是_，并且跟物体的并且跟物体的_的方向相反的方向相反(4)大小：滑大小：滑动动摩擦力的大小跟摩擦力的大小跟压压力成正比，即力成正比，即fN，其中，其中是比例常数，叫做是比例常数，叫做动动摩擦因数，它的摩擦因数，它的数数值值与相互接触的两个物体的与相互接触的两个物体的_、_有关有关接触接触有有弹弹力力有有相相对对运运动动接触面粗糙接触面粗糙平行接触面平行接触面相相对对运运动动材料材料接触面的接触面的粗糙程度粗糙程度3静摩擦力静摩擦力(1)定定义义：相互接触的两个物体：相互接触的两个物体间间由于存在由于存在_而而产产生的摩擦力叫做静摩擦力生的摩擦力叫做静摩擦力(2)产产生条件：两个物体生条件：两个物体_、_、_、_(3)方向：方向：总总是跟是跟_，与，与_的方向相反的方向相反(4)静摩擦力的大小：静摩擦力的大小是个静摩擦力的大小：静摩擦力的大小是个变变量，量，总总是随接触面切是随接触面切线线方向上的外力的方向上的外力的变变化而化而变变化，化，但静摩擦力有一个最大限度，叫但静摩擦力有一个最大限度，叫_，所以静摩擦力的大小范所以静摩擦力的大小范围为围为0ffmax.相相对对运运动趋势动趋势接触接触有有弹弹力力有有相相对对运运动趋势动趋势接触面粗糙接触面粗糙接触面平行接触面平行相相对对运运动趋势动趋势最大静摩擦力最大静摩擦力一、滑一、滑动动摩擦力摩擦力 重点解读重点解读(1)滑滑动动摩擦力的定摩擦力的定义义两个互相接触两个互相接触挤压挤压且且发发生相生相对对运运动动的物体，在的物体，在它它们们的接触面上的接触面上产产生阻碍相生阻碍相对对运运动动的力，的力，这这个个力叫滑力叫滑动动摩擦力摩擦力(2)滑滑动动摩擦力摩擦力产产生的条件生的条件产产生滑生滑动动摩擦力的条件有四个：摩擦力的条件有四个：两物体接触；两物体接触；接触的两物体必接触的两物体必须须相互相互挤压发挤压发生形生形变变，即有，即有弹弹力；力；两物体两物体间间要相要相对对滑滑动动；两物体接触两物体接触面不光滑面不光滑这这四个条件缺一不可，必四个条件缺一不可，必须须同同时时具具备备，判断，判断时应时应根据条件依次判断根据条件依次判断(3)滑滑动动摩擦力的大小摩擦力的大小感性感性认识认识：同一物体在不同面上的摩擦程度：同一物体在不同面上的摩擦程度不同不同物体在同一面上摩擦力也不同不同不同物体在同一面上摩擦力也不同(拖拖动动一把椅子与拖一把椅子与拖动动一一张张餐桌用力不同餐桌用力不同)方法：在木方法：在木块块上放砝上放砝码码，用力拉，用力拉动动木木块块，使木，使木块块匀速运匀速运动动，从，从弹弹簧秤上簧秤上读读出拉力的大小，从而知出拉力的大小，从而知道滑道滑动动摩擦力摩擦力f的大小，的大小，记记下下f及及N的大小并填入的大小并填入表格中改表格中改变变砝砝码码的重力，重做几次，得到几的重力，重做几次，得到几组组f、N的数据的数据结论结论：两个物体：两个物体间间滑滑动动摩擦力的大小摩擦力的大小f与正与正压压力力N成正比，即成正比，即fN，若将木，若将木块块放在玻璃上做相同放在玻璃上做相同的的实验实验，fN仍成立仍成立【说明说明】叫做动摩擦因数，它与接触面的材叫做动摩擦因数，它与接触面的材料、粗糙程度有关，料、粗糙程度有关，没有单位没有单位滑动摩擦力滑动摩擦力f的大小与物体的运动速度无关，与的大小与物体的运动速度无关，与接触面的大小也无关接触面的大小也无关公式公式fN中的中的N是两个物体表面间的压力，称是两个物体表面间的压力，称为正压力为正压力(垂直于接触面的力垂直于接触面的力)，性质上属于弹力，性质上属于弹力，它不是物体的重力，许多情况下需结合物体的平衡它不是物体的重力，许多情况下需结合物体的平衡条件等加以确定条件等加以确定 难点突破难点突破滑动摩擦力的方向滑动摩擦力的方向滑块在水平面上运动时，滑块所受滑动摩擦力滑块在水平面上运动时，滑块所受滑动摩擦力的方向与滑块的相对运动方向相反的方向与滑块的相对运动方向相反二、静摩擦力二、静摩擦力 重点解读重点解读(1)与静摩擦力有关的一些与静摩擦力有关的一些现现象象一一辆辆大卡大卡车车停在路上，你用力推，但推不停在路上，你用力推，但推不动动，据二力平衡原理知，一定有一个力作用，据二力平衡原理知，一定有一个力作用在在车车上抵消了推力的作用，上抵消了推力的作用，这这个力就是静摩个力就是静摩擦力擦力 疑点辨析疑点辨析静摩擦力的有无及方向的判断方法静摩擦力的有无及方向的判断方法(1)假设法假设法假设法有两种，一种是假设接触面光滑，不存在摩假设法有两种，一种是假设接触面光滑，不存在摩擦力，看是否改变原来的运动状态另一种是假设擦力，看是否改变原来的运动状态另一种是假设摩擦力存在，看是否改变原来的运动状态摩擦力存在，看是否改变原来的运动状态第一种假设往往用来判断做变速运动的物体的静摩第一种假设往往用来判断做变速运动的物体的静摩擦力和有其他外力存在，物体处于平衡状态时的静擦力和有其他外力存在，物体处于平衡状态时的静摩擦力第二种假设往往用来判断物体不受其他外摩擦力第二种假设往往用来判断物体不受其他外力和物体处于平衡状态时的静摩擦力力和物体处于平衡状态时的静摩擦力(2)状状态态法：根据二力平衡条件、牛法：根据二力平衡条件、牛顿顿第二定律第二定律(以以后学后学习习)或牛或牛顿顿第三定律，可以判断静摩擦力的方向第三定律，可以判断静摩擦力的方向假如用一水平力推桌子，若桌子在水平地面上静假如用一水平力推桌子，若桌子在水平地面上静止不止不动动，这时这时地面会地面会对对桌子施一静摩擦力根据二桌子施一静摩擦力根据二力平衡条件可知，力平衡条件可知，该该静摩擦力的方向与推力的方向静摩擦力的方向与推力的方向相反加速状相反加速状态时态时物体所受的静摩擦力可由牛物体所受的静摩擦力可由牛顿顿第第二定律确定二定律确定(3)利用牛利用牛顿顿第三定律第三定律(即作用力与反作用力的关系即作用力与反作用力的关系)来判断此法关来判断此法关键键是抓住是抓住“力是成力是成对对出出现现的的”，先确，先确定受力定受力较较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“反向反向”确定另一物体受到的静摩擦力的方向确定另一物体受到的静摩擦力的方向【说明说明】要正确理解摩擦力产生条件中要正确理解摩擦力产生条件中“相对相对”的含义：的含义：“相对相对”既不是对既不是对“地地”，也不是对，也不是对“观观察者察者”，“相对相对”的是跟它接触的物体，即把其中的是跟它接触的物体，即把其中一个物体作参考系，分析另一个物体相对于参一个物体作参考系，分析另一个物体相对于参考系的运动考系的运动静摩擦力大小与正静摩擦力大小与正压压力无关，但最大静摩擦力的力无关，但最大静摩擦力的大小与正大小与正压压力成正比力成正比静摩擦力可以是阻力，也可以是静摩擦力可以是阻力，也可以是动动力，如人跑步力，如人跑步时时地面地面给给人的静摩擦力就是人的静摩擦力就是动动力，力，传传送送带带上的物体上的物体随随传传送送带带一起运一起运动动，静摩擦力也是，静摩擦力也是动动力力【说明说明】静摩擦力的大小由外部因素决定，静摩擦力的大小由外部因素决定，在上图中，只要人未推动物体，则静摩擦力的在上图中，只要人未推动物体，则静摩擦力的大小总与人的推力相等大小总与人的推力相等(2)摩擦力摩擦力规规律小律小结结相相对对静止的物体只能受到静摩擦力，相静止的物体只能受到静摩擦力，相对对运运动动的的物体只能受到滑物体只能受到滑动动摩擦力摩擦力摩擦力摩擦力发发生在相互接触的两个物体之生在相互接触的两个物体之间间，如果，如果这这两两个物体个物体产产生相生相对对运运动动，则为则为滑滑动动摩擦力；如果摩擦力；如果这这两两个物体保持相个物体保持相对对静止，并存在相静止，并存在相对对运运动动的的趋势趋势，则则为为静摩擦力在静摩擦力在这这里，相里，相对对运运动动是指以相互作用的是指以相互作用的一个物体一个物体为为参照物，另一个物体相参照物，另一个物体相对这对这个物体位置个物体位置发发生生变变化；运化；运动动是指以地面是指以地面为为参照物，物体相参照物，物体相对对地地面位置面位置发发生生变变化因此，静止物体不只能受到静摩化因此，静止物体不只能受到静摩擦力，也可以受到滑擦力，也可以受到滑动动摩擦力，运摩擦力，运动动物体不只能受物体不只能受到滑到滑动动摩擦力，也可以受到静摩擦力摩擦力，也可以受到静摩擦力滑滑动动摩擦力的方向摩擦力的方向总总是与物体的相是与物体的相对对运运动动方向方向相反相反滑滑动动摩擦力的方向与相摩擦力的方向与相对对运运动动的方向相反，静摩的方向相反，静摩擦力方向与相擦力方向与相对对运运动趋势动趋势的方向相反的方向相反“运运动动”与与“相相对对运运动动”是两个不同的概念与相是两个不同的概念与相对对运运动动或相或相对对运运动趋势动趋势方向相反，并不一定就与运方向相反，并不一定就与运动动方向相方向相反反摩擦力的方向不一定与物体的运摩擦力的方向不一定与物体的运动动方向在同一方向在同一条直条直线线上上摩擦力方向与两个物体的接触面相切，与相摩擦力方向与两个物体的接触面相切，与相对对运运动动的方向或相的方向或相对对运运动趋势动趋势的方向相反，但不一定与物的方向相反，但不一定与物体的运体的运动动方向在同一条直方向在同一条直线线上，即摩擦力的方向不上，即摩擦力的方向不一定与物体的运一定与物体的运动动方向相同或相反方向相同或相反摩擦力摩擦力总总是阻碍物体的相是阻碍物体的相对对运运动动摩擦力的作用效果是阻碍物体之摩擦力的作用效果是阻碍物体之间间的相的相对对运运动动(滑滑动动摩擦力摩擦力)或阻碍物体之或阻碍物体之间间的相的相对对运运动趋势动趋势(静摩擦静摩擦力力)、但不一定阻碍物体的运、但不一定阻碍物体的运动动摩擦力既可以是摩擦力既可以是阻力，也可以是阻力，也可以是动动力力由由fN可知，滑可知，滑动动摩擦力与摩擦力与压压力成正比，力成正比，压压力越力越大，滑大，滑动动摩擦力越大；最大静摩擦力也与摩擦力越大；最大静摩擦力也与压压力成力成正比，正比，压压力越大，最大静摩擦力也越大而静摩力越大，最大静摩擦力也越大而静摩擦力的大小擦力的大小应应根据物体的运根据物体的运动动状状态态，利用平衡条，利用平衡条件或牛件或牛顿顿运运动动定律求解定律求解接触面接触面积积增大，滑增大，滑动动摩擦力不摩擦力不变变根据根据fN，滑，滑动动摩擦力的大小只由摩擦力的大小只由、N决定，决定，与物体的运与物体的运动动状状态态、受力情况以及接触面、受力情况以及接触面积积的大的大小无关滑小无关滑动动摩擦力的大小与接触面摩擦力的大小与接触面积积无关，是无关，是因因为为接触面接触面积积增大增大虽虽然增大了阻碍物体之然增大了阻碍物体之间间的相的相对对运运动动的作用，但是另一方面，接触面的作用，但是另一方面，接触面积积增大又增大又减小了减小了单单位面位面积积上物体受到的上物体受到的压压力，因而减小了力，因而减小了阻碍物体之阻碍物体之间间的相的相对对运运动动的作用的作用(1)(a)图图中的中的A、B两个物体在拉力两个物体在拉力F作用下共同作用下共同向右匀速运向右匀速运动动(2)用力用力F将一将一张纸张纸从从(b)图图中的中的A物体下抽出的物体下抽出的过过程程(3)(c)图图中的中的A物体沿着粗糙的物体沿着粗糙的