《高一物理课件（广东专用）：3.2《研究摩擦力》（粤教必修一）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高一物理课件（广东专用）：3.2《研究摩擦力》（粤教必修一）（83页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1.1.根据滑动摩擦力的定义，讨论滑动摩擦力的产生条件是根据滑动摩擦力的定义，讨论滑动摩擦力的产生条件是怎样的？怎样的？提示：提示：滑动摩擦力的产生条件是：滑动摩擦力的产生条件是：(1)(1)两物体相互接触且挤两物体相互接触且挤压压; (2); (2)接触面粗糙接触面粗糙; (3); (3)两物体间有相对运动两物体间有相对运动. .2.2.实验：实验：(1)(1)将手在桌面上滑动，感受手受到的滑动摩擦力将手在桌面上滑动，感受手受到的滑动摩擦力的方向的方向.(2).(2)用毛刷扫桌面，观察刷毛的弯曲方向，分析毛用毛刷扫桌面，观察刷毛的弯曲方向，分析毛刷受到的滑动摩擦力方向刷受到的滑动摩擦力方向.
2、 .实验后总结滑动摩擦力方向的特实验后总结滑动摩擦力方向的特点点. .提示：提示：滑动摩擦力的方向：与接触面相切，与相对运动方滑动摩擦力的方向：与接触面相切，与相对运动方向相反向相反. .3.3.实验探究：如图实验探究：如图所示，先调节木板所示，先调节木板水平，用手拉动木水平，用手拉动木板，木块保持静止板，木块保持静止. .弹簧测力计的示数等于木块与木板相互弹簧测力计的示数等于木块与木板相互作用的滑动摩擦力的大小作用的滑动摩擦力的大小. .分别改变木块的质量、木板的粗分别改变木块的质量、木板的粗糙程度，对照相应弹簧测力计的示数，从实验中得出滑动糙程度，对照相应弹簧测力计的示数，从实验中得出滑动
3、摩擦力与哪些因素有关摩擦力与哪些因素有关(1)(1)木块是运动的还是静止的？木块受到的摩擦力是滑动摩木块是运动的还是静止的？木块受到的摩擦力是滑动摩擦力吗？弹簧测力计的示数与滑动摩擦力的大小关系如何擦力吗？弹簧测力计的示数与滑动摩擦力的大小关系如何？提示：提示：在本实验与探究中，木块是静止的，但木块相对于在本实验与探究中，木块是静止的，但木块相对于木板是运动的，所以木块受的摩擦力为滑动摩擦力木板是运动的，所以木块受的摩擦力为滑动摩擦力. .因为木因为木块始终处于静止状态，所以根据二力平衡的条件，弹簧测块始终处于静止状态，所以根据二力平衡的条件，弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小力计的示数等于
4、滑动摩擦力的大小. .(2)(2)本实验中若不拖动木板，而是直接用弹簧测力计拉着木本实验中若不拖动木板，而是直接用弹簧测力计拉着木块在木板上滑动，这种情况下弹簧测力计的示数一定等于块在木板上滑动，这种情况下弹簧测力计的示数一定等于滑动摩擦力的大小吗？如果不是的话，必须在什么情况下滑动摩擦力的大小吗？如果不是的话，必须在什么情况下弹簧测力计的示数才等于滑动摩擦力的大小？弹簧测力计的示数才等于滑动摩擦力的大小？提示：提示：弹簧测力计的示数并不一定等于滑动摩擦力的大小弹簧测力计的示数并不一定等于滑动摩擦力的大小. .根据二力平衡的条件，只有物体处于匀速直线运动状态时，根据二力平衡的条件，只有物体处于
5、匀速直线运动状态时，弹簧测力计的示数才等于滑动摩擦力的大小弹簧测力计的示数才等于滑动摩擦力的大小. .(3)(3)本实验中物体间的滑动摩擦力的大小与物体间的压力有本实验中物体间的滑动摩擦力的大小与物体间的压力有何关系？如何确定其大小何关系？如何确定其大小? ?提示：提示：滑动摩擦力与压力滑动摩擦力与压力F FN N和接触面粗糙程度这两个因素有和接触面粗糙程度这两个因素有关关. .当接触面粗糙程度不变时，滑动摩擦力的大小与压力成当接触面粗糙程度不变时，滑动摩擦力的大小与压力成正比，用正比，用表示比例常数，则滑动摩擦力表示比例常数，则滑动摩擦力f=Ff=FN N，其中，其中叫叫做动摩擦因数，跟相互
6、接触的两个物体的材料有关做动摩擦因数，跟相互接触的两个物体的材料有关. .(4)(4)滑动摩擦力公式中的压力大小是否在任何情况下都等于滑动摩擦力公式中的压力大小是否在任何情况下都等于物体的重力大小？请举例说明物体的重力大小？请举例说明. .提示：提示：物体在水平面上运动时，由于竖直方向处于二力平物体在水平面上运动时，由于竖直方向处于二力平衡状态，重力大小与压力大小是相等的，如果物体不是在衡状态，重力大小与压力大小是相等的，如果物体不是在水平面上运动，则不能认为重力大小等于压力大小水平面上运动，则不能认为重力大小等于压力大小. .当物体当物体沿斜面下滑时，斜面的倾角越大，压力就越小沿斜面下滑时，
7、斜面的倾角越大，压力就越小. .所以压力与所以压力与重力不是一回事重力不是一回事. .例如，小孩沿滑梯下滑时，对滑梯的压力例如，小孩沿滑梯下滑时，对滑梯的压力小于自身的重力小于自身的重力. .4.4.由滑动摩擦力计算公式由滑动摩擦力计算公式f=Ff=FN N得得= = 能否说动摩擦因能否说动摩擦因数跟摩擦力成正比，跟压力成反比？数跟摩擦力成正比，跟压力成反比？提示：提示：不能不能. .动摩擦因数动摩擦因数可由摩擦力可由摩擦力f f和压力和压力F FN N计算得出，计算得出，但并非由但并非由f f或或F FN N决定决定.与接触面材料的性质和粗糙程度有关，与接触面材料的性质和粗糙程度有关，两接触
8、面确定的情况下，两接触面确定的情况下，是确定的，不随摩擦力是确定的，不随摩擦力f f和压力和压力F FN N的改变而改变的改变而改变. .1.1.对接触面粗糙、光滑的理解接触面粗糙指的是当一个物对接触面粗糙、光滑的理解接触面粗糙指的是当一个物体沿另一个物体表面滑动时，凹凸不平的部分互相啮合，体沿另一个物体表面滑动时，凹凸不平的部分互相啮合，产生阻碍相对滑动的力，即为滑动摩擦力；接触面光滑是产生阻碍相对滑动的力，即为滑动摩擦力；接触面光滑是一种理想情况，在实际中并不存在，它不同于实际中形容一种理想情况，在实际中并不存在，它不同于实际中形容接触面摩擦力很小的接触面摩擦力很小的“光滑光滑”. .凡是
9、题目中出现凡是题目中出现“接触面光接触面光滑滑”、“光滑小球光滑小球”等，一律不考虑摩擦力等，一律不考虑摩擦力. .2.2.对滑动摩擦力公式的进一步理解对滑动摩擦力公式的进一步理解(1)(1)动摩擦因数动摩擦因数与接触面的材料、表面的粗糙程度有关，与接触面的材料、表面的粗糙程度有关，无单位无单位. .(2)(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面的滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面的大小也无关大小也无关. .(3)(3)公式公式f=Ff=FN N中的中的F FN N是两个物体接触面间的压力，性质上是两个物体接触面间的压力，性质上属于弹力，它不是物体的重力，大小也不一定等
10、于物体的属于弹力，它不是物体的重力，大小也不一定等于物体的重力大小，许多情况下需结合物体的受力情况和运动状态重力大小，许多情况下需结合物体的受力情况和运动状态加以确定加以确定 . .滑动摩擦力滑动摩擦力1.1.定义：当两个物体彼此接触且相互挤压，并发生相对滑定义：当两个物体彼此接触且相互挤压，并发生相对滑动时，在接触面上产生的阻碍相对滑动的力叫做滑动摩擦动时，在接触面上产生的阻碍相对滑动的力叫做滑动摩擦力力. .2.2.产生条件产生条件:(1):(1)两物体相互接触且挤压两物体相互接触且挤压.(2).(2)接触面粗糙接触面粗糙. . (3)(3)两物体间有相对运动两物体间有相对运动. .3.3
11、.方向方向: :滑动摩擦力的方向总跟接触面相切，跟物体相对运滑动摩擦力的方向总跟接触面相切，跟物体相对运动的方向相反动的方向相反. .4.4.大小大小:(1):(1)相关因素：压力、接触面的性质相关因素：压力、接触面的性质.(2).(2)公式：公式：f=Ff=FN N,为动摩擦因数，为动摩擦因数，F FN N为正压力为正压力. .典例典例1 1 如图所示，某时刻质量如图所示，某时刻质量m=m=2 kg2 kg的木块正以的木块正以3 m/s3 m/s的速度在以的速度在以5 m/s5 m/s的速度向右传送的传送带上的速度向右传送的传送带上水平向右运动，试判断：水平向右运动，试判断：(1)(1)木块
12、的运动方向木块的运动方向( () )木块相对于传送带的运动方向木块相对于传送带的运动方向( () )木块所受滑动摩擦力的方向木块所受滑动摩擦力的方向( () )若已知木块与传送带间的动摩擦因数若已知木块与传送带间的动摩擦因数=0.2=0.2，求木块，求木块受到的滑动摩擦力的大小受到的滑动摩擦力的大小( (取取g=10 N/kg)g=10 N/kg)【规范解答】【规范解答】(1)(1)由题可知木块正以由题可知木块正以v=3 m/sv=3 m/s的速度向右运的速度向右运动动. .(2)(2)由于传送带的速度由于传送带的速度v=5 m/sv=5 m/s，方向向右，则以传送带，方向向右，则以传送带为参
13、考系，木块向左运动为参考系，木块向左运动. .(3)(3)因为滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，所因为滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，所以木块所受的滑动摩擦力的方向向右以木块所受的滑动摩擦力的方向向右. .(4)(4)滑动摩擦力的大小为滑动摩擦力的大小为f=Ff=FN N，其中，其中F FN N是木块受到的传送是木块受到的传送带的支持力，根据木块竖直方向上二力平衡得，带的支持力，根据木块竖直方向上二力平衡得，F FN N=mg=mg，则，则f=0.2f=0.22 210 N=4 N.10 N=4 N.答案：答案：(1)(1)向右向右 (2)(2)向左向左 (3)(3)向右向右
14、 (4)4 N(4)4 N滑动摩擦力的确定方法滑动摩擦力的确定方法1.1.滑动摩擦力方向的判断滑动摩擦力方向的判断(1)(1)选取研究对象选取研究对象( (受滑动摩擦力作用的物体受滑动摩擦力作用的物体).).(2)(2)选跟研究对象接触的物体为参考系选跟研究对象接触的物体为参考系. .(3)(3)找出研究对象相对于参考系的运动方向找出研究对象相对于参考系的运动方向. .(4)(4)滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反. .2.2.计算滑动摩擦力大小的方法计算滑动摩擦力大小的方法(1)(1)公式法：根据公式公式法：根据公式f=Ff=FN N计算计算. .(2)
15、(2)二力平衡法二力平衡法: :物体处于匀速运动或静止状态时，根据二物体处于匀速运动或静止状态时，根据二力平衡求解滑动摩擦力的大小力平衡求解滑动摩擦力的大小. .1.1.根据静摩擦力的定义，讨论静摩擦力的产生条件是什么根据静摩擦力的定义，讨论静摩擦力的产生条件是什么？提示：提示：静摩擦力的产生条件是：静摩擦力的产生条件是：(1)(1)两物体相互接触且挤压两物体相互接触且挤压;(2);(2)接触面粗糙接触面粗糙;(3);(3)两物体间有相对运动趋势两物体间有相对运动趋势. .2. 2. 实验：实验：(1)(1)当手压在桌面上且有向前的滑动趋势时，感当手压在桌面上且有向前的滑动趋势时，感受手受到的
16、静摩擦力的方向受手受到的静摩擦力的方向.(2).(2)当毛刷压在桌面上且有向当毛刷压在桌面上且有向前的运动趋势时，观察刷毛的弯曲方向，分析毛刷受到的前的运动趋势时，观察刷毛的弯曲方向，分析毛刷受到的静摩擦力方向静摩擦力方向. .实验后总结静摩擦力的方向有怎样的特点实验后总结静摩擦力的方向有怎样的特点. .提示：提示：静摩擦力的方向与接触面相切，与相对运动趋势方静摩擦力的方向与接触面相切，与相对运动趋势方向相反向相反. .3.3.实验探究实验探究在水平桌面上放一长木板，上在水平桌面上放一长木板，上面放一质量较大的木块面放一质量较大的木块. .开始开始时，在木板与木块接触的外侧时，在木板与木块接触
17、的外侧面做两个对顶的三角形的记号面做两个对顶的三角形的记号. .当用手沿图中箭头所示方向当用手沿图中箭头所示方向缓缓地拉木板时，可以看到木块随木板一起移动，弹簧测缓缓地拉木板时，可以看到木块随木板一起移动，弹簧测力计的示数逐渐增大，但两个三角形记号的相对位置却没力计的示数逐渐增大，但两个三角形记号的相对位置却没有变化，直到弹簧测力计的示数增大到某一数值后，才看有变化，直到弹簧测力计的示数增大到某一数值后，才看到两个三角形记号相对位置发生变化到两个三角形记号相对位置发生变化. .则：则：(1)(1)此过程中木板对木块有怎样的作用力？方向如何？大小此过程中木板对木块有怎样的作用力？方向如何？大小如
18、何？如何？提示：提示：由于木块受重力和弹簧测力计的拉力，木块相对于由于木块受重力和弹簧测力计的拉力，木块相对于木板有向右运动的趋势，所以木板对木块有向上的支持力木板有向右运动的趋势，所以木板对木块有向上的支持力和向左的静摩擦力和向左的静摩擦力. .支持力的大小等于木块的重力大小，由支持力的大小等于木块的重力大小，由于木板缓慢运动，所以静摩擦力的大小等于弹簧测力计的于木板缓慢运动，所以静摩擦力的大小等于弹簧测力计的弹力弹力. .即随着弹簧测力计对木块弹力的增大而增大即随着弹簧测力计对木块弹力的增大而增大. .(2)(2)当木块相对木板将要滑动时弹簧测力计的示数如何？有当木块相对木板将要滑动时弹簧
19、测力计的示数如何？有何意义？何意义？提示：提示：当木块相对木板将要滑动时，测力计的示数达到最当木块相对木板将要滑动时，测力计的示数达到最大，说明此时木块与木板之间的静摩擦力达到最大静摩擦大，说明此时木块与木板之间的静摩擦力达到最大静摩擦力力f fm m. .即静摩擦力大小的取值范围是即静摩擦力大小的取值范围是0 0ffffm m. .(3)(3)思考：最大静摩擦力的大小与哪些因素有关？最大静摩思考：最大静摩擦力的大小与哪些因素有关？最大静摩擦力和滑动摩擦力有什么关系？擦力和滑动摩擦力有什么关系？提示：提示：物体间的最大静摩擦力与压力和接触面的粗糙程度物体间的最大静摩擦力与压力和接触面的粗糙程度
20、有关，压力越大，表面越粗糙，最大静摩擦力越大有关，压力越大，表面越粗糙，最大静摩擦力越大. .最大静最大静摩擦力略大于滑动摩擦力摩擦力略大于滑动摩擦力. .通常情况下，为计算方便，可以通常情况下，为计算方便，可以认为二者大小相等认为二者大小相等. .4.4.思考讨论运动的物体可以受静摩擦思考讨论运动的物体可以受静摩擦力吗？静摩擦力总是阻力吗？请举例力吗？静摩擦力总是阻力吗？请举例说明说明. .提示：提示：静摩擦力作用在相对静止的物静摩擦力作用在相对静止的物体上，但物体不一定静止体上，但物体不一定静止. .静摩擦力与相对滑动趋势的方向静摩擦力与相对滑动趋势的方向相反，但不一定与物体的运动方向相反
21、，如图所示传送带相反，但不一定与物体的运动方向相反，如图所示传送带将物体运送到高处，物体与传送带之间是相对静止的，它将物体运送到高处，物体与传送带之间是相对静止的，它们之间的摩擦力就是静摩擦力，在这里，物体所受的静摩们之间的摩擦力就是静摩擦力，在这里，物体所受的静摩擦力的方向与其运动方向相同，静摩擦力对物体起到动力擦力的方向与其运动方向相同，静摩擦力对物体起到动力的作用效果的作用效果. .一、摩擦力的方向一、摩擦力的方向1.1.滑动摩擦力的方向：总与接触面相切，且与相对滑动方滑动摩擦力的方向：总与接触面相切，且与相对滑动方向相反向相反. .这里的这里的“相对相对”是指相互接触发生摩擦的物体，而
22、不是相是指相互接触发生摩擦的物体，而不是相对于别的物体对于别的物体. .滑动摩擦力的方向跟物体的相对滑动方向相滑动摩擦力的方向跟物体的相对滑动方向相反，但并非一定与物体的运动方向相反反，但并非一定与物体的运动方向相反. .2.2.静摩擦力的方向：总跟接触面相切，与相对滑动趋势的静摩擦力的方向：总跟接触面相切，与相对滑动趋势的方向相反方向相反. .所谓所谓“相对滑动趋势的方向相对滑动趋势的方向”，是指假设接触面光滑时，是指假设接触面光滑时，物体将要发生的相对滑动的方向物体将要发生的相对滑动的方向. .二、关于摩擦力的辨析二、关于摩擦力的辨析1.1.静摩擦力不一定作用在静止的物体上，滑动摩擦力不一
23、静摩擦力不一定作用在静止的物体上，滑动摩擦力不一定发生在运动的物体上定发生在运动的物体上. .因为静摩擦力是指相对静止的两物因为静摩擦力是指相对静止的两物体间的摩擦力，这两个物体可以都在运动，只是运动状态体间的摩擦力，这两个物体可以都在运动，只是运动状态完全相同即相对静止完全相同即相对静止. .2.2.滑动摩擦力一定是发生在两个相对滑动的物体之间，涉滑动摩擦力一定是发生在两个相对滑动的物体之间，涉及到的两个物体只要是相对滑动就可以及到的两个物体只要是相对滑动就可以. .静摩擦力静摩擦力1.1.定义：两个相对静止的相接触的物体间，由于存在相对定义：两个相对静止的相接触的物体间，由于存在相对滑动的
24、趋势而产生的摩擦力滑动的趋势而产生的摩擦力. .2.2.作用效果：总是起着阻碍物体间相对运动的作用作用效果：总是起着阻碍物体间相对运动的作用. .但不一但不一定阻止物体的运动，可以是动力，也可以是阻力定阻止物体的运动，可以是动力，也可以是阻力. .3.3.产生的条件：产生的条件：(1)(1)接触面粗糙；接触面粗糙；(2)(2)有弹力；有弹力；(3)(3)有相对运有相对运动趋势动趋势. .4.4.大小：等于使物体产生相对运动趋势的外力大小大小：等于使物体产生相对运动趋势的外力大小. .两物体两物体间的静摩擦力间的静摩擦力f f在零和最大静摩擦力在零和最大静摩擦力f fmaxmax之间，即之间，即0ff020 N,N=30 N20 N,故物体在水平面上滑动，故物体在水平面上滑动，受到滑动摩擦力作用，大小仍为受到滑动摩擦力作用，大小仍为f=20 N.f=20 N.答案：答案：(1)0.2 (2)20 N(1)0.2 (2)20 N同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
