《物理《摩擦力》课件新人教版.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理《摩擦力》课件新人教版.ppt（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章相互作用第三章相互作用学案学案3 3 摩擦力摩擦力 如图所示，试取一枝铅笔，放到两个水平伸直的食指上，然后使如图所示，试取一枝铅笔，放到两个水平伸直的食指上，然后使两指互相靠近，并且使铅笔继续保持水平，你马上就会发现，铅笔先两指互相靠近，并且使铅笔继续保持水平，你马上就会发现，铅笔先在一只手指上滑动，然后在另外一只手指上滑动，这样轮流下去。假在一只手指上滑动，然后在另外一只手指上滑动，这样轮流下去。假如取一根棒代替铅笔，这情形会重复很多次，你能解释这种奇怪的现如取一根棒代替铅笔，这情形会重复很多次，你能解释这种奇怪的现象吗？象吗？ 铅笔一开始压在两个手指上的力一般是不相等的，假设压在左侧
2、铅笔一开始压在两个手指上的力一般是不相等的，假设压在左侧手指上的力大于压在右侧手指上的力，则当两手指移动时，接触面上手指上的力大于压在右侧手指上的力，则当两手指移动时，接触面上的摩擦力左侧大于右侧，正是这个较大的摩擦力阻碍了铅笔在压力比的摩擦力左侧大于右侧，正是这个较大的摩擦力阻碍了铅笔在压力比较大的支点的滑动，等到两指逐渐移近以后，铅笔的重心就逐渐和滑较大的支点的滑动，等到两指逐渐移近以后，铅笔的重心就逐渐和滑动的支点接近，滑动支点的压力逐渐增大，增大到跟左侧支点压力相动的支点接近，滑动支点的压力逐渐增大，增大到跟左侧支点压力相等，但是滑动摩擦力小于最大静摩擦力，因此右侧手指与铅笔的相对等，
3、但是滑动摩擦力小于最大静摩擦力，因此右侧手指与铅笔的相对滑动要持续一段时间，直到滑动支点上的压力使它停了下来，此时左滑动要持续一段时间，直到滑动支点上的压力使它停了下来，此时左侧手指开始相对铅笔滑动，即铅笔先相对右侧手指向右移，然后相对侧手指开始相对铅笔滑动，即铅笔先相对右侧手指向右移，然后相对左侧手指向左移，并且这种现象会持续下去，铅笔就交替在两手指上左侧手指向左移，并且这种现象会持续下去，铅笔就交替在两手指上滑动从而出现了开始叙述的奇怪现象。滑动从而出现了开始叙述的奇怪现象。学点学点1 1 静摩擦力静摩擦力 “接触接触”的含义：两物体相互接触且有形变（弹力）的含义：两物体相互接触且有形变（
4、弹力） “相对静止相对静止”的含义：两个物体都静止或两个物体同向运动且有相同的速度。的含义：两个物体都静止或两个物体同向运动且有相同的速度。 “相对运动趋势相对运动趋势”的含义：一个物体相对于与它接触的另一个物体有运动的的含义：一个物体相对于与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。可能，但还处于相对静止状态。 “阻碍阻碍”的含义：说明了静摩擦力的作用效果，阻碍物体间相对运动趋势。的含义：说明了静摩擦力的作用效果，阻碍物体间相对运动趋势。例如人行走时，静摩擦力阻碍鞋与地面间的相对运动趋势，使人向前走；加速汽例如人行走时，静摩擦力阻碍鞋与地面间的相对运动趋势，使人向前走；加速汽车上
5、的木箱受到的静摩擦力阻碍木箱在车板面上的相对运动趋势，使木箱加速向车上的木箱受到的静摩擦力阻碍木箱在车板面上的相对运动趋势，使木箱加速向前；静止在斜面上的物体受到的静摩擦力阻碍物体相对斜面的相对运动趋势。使前；静止在斜面上的物体受到的静摩擦力阻碍物体相对斜面的相对运动趋势。使物体不能运动。所以静摩擦力既可与物体的运动方向相同做动力，也可与物体的物体不能运动。所以静摩擦力既可与物体的运动方向相同做动力，也可与物体的运动方向相反做阻力。运动方向相反做阻力。(2)对定义的理解对定义的理解(1)定义：定义： 两个相互接触而保持相对静止的物体，当它们之间存在相对运动趋势时，两个相互接触而保持相对静止的物
6、体，当它们之间存在相对运动趋势时，在它们的接触面上会产生阻碍物体间相对运动趋势的力，这种力叫静摩擦力。在它们的接触面上会产生阻碍物体间相对运动趋势的力，这种力叫静摩擦力。 产生条件：产生条件： 两物体相互接触；两物体相互接触；接触面不光滑；接触面不光滑；两物体间有弹力；两物体间有弹力；两物体间有相对运动的趋势。两物体间有相对运动的趋势。 如果前三个条件都满足，可用如果前三个条件都满足，可用“假设法假设法”判断物体间有无相对运动趋势，如无相对运动趋判断物体间有无相对运动趋势，如无相对运动趋势，则无静摩擦力。势，则无静摩擦力。 只有四个条件都满足，才能确定静摩擦力的存在。只有四个条件都满足，才能确
7、定静摩擦力的存在。（）静摩擦力的大小（）静摩擦力的大小 如图如图3-3-1所示，水平面上放一静止的物体，当人用水平力所示，水平面上放一静止的物体，当人用水平力推物体时，此物体静止不动，据二力平衡条件，说明静摩擦力推物体时，此物体静止不动，据二力平衡条件，说明静摩擦力的大小等于推力的大小，有如下推理：的大小等于推力的大小，有如下推理： 对木箱：对木箱： 推力推力 二力平衡二力平衡 静摩擦力等于静摩擦力等于F 原理知原理知 推力推力2F 二力平衡二力平衡 静摩擦力等于静摩擦力等于2F 原理知原理知 推力为推力为Fmax 物体就要动物体就要动 静摩擦力等于静摩擦力等于Fmax（称为最大静摩擦力）（称
8、为最大静摩擦力） 由二力平衡原理知由二力平衡原理知 故静摩擦力的取值范围为：故静摩擦力的取值范围为：0FFmax图图3-3-13-3-1（）假设法判断静摩擦力的有无。（）假设法判断静摩擦力的有无。 如果我们想确定物体如果我们想确定物体与另一物体的接触面间是否存在摩擦力时，我们可先假设物体与另一物体的接触面间是否存在摩擦力时，我们可先假设物体与与接触面没有静摩擦力（或接触面光滑）。然后，分析该物体接触面没有静摩擦力（或接触面光滑）。然后，分析该物体在所受的其他力的作用在所受的其他力的作用下，能否保持实际运动状态如静止、匀速、加速、减速。如物体下，能否保持实际运动状态如静止、匀速、加速、减速。如物
9、体仍能保持实际运动状态，仍能保持实际运动状态，则说明物体则说明物体与与间无静摩擦力；如果该物体间无静摩擦力；如果该物体不能保持实际运动状态，则说明物体不能保持实际运动状态，则说明物体与与间一定有静摩擦力。间一定有静摩擦力。 说明：说明：静摩擦力大小与正压力无关，但最大静摩擦力的大小与正压力成正比。静摩擦力大小与正压力无关，但最大静摩擦力的大小与正压力成正比。 静摩擦力可以是阻力，也可以充当动力，如人跑步时地面给人的静摩擦力就静摩擦力可以是阻力，也可以充当动力，如人跑步时地面给人的静摩擦力就是动力，传送带上的物体随传送带一起动，静摩擦力也是动力。是动力，传送带上的物体随传送带一起动，静摩擦力也是
10、动力。 最大静摩擦力一般比滑动摩擦力大些，但有时认为二者是相等的。最大静摩擦力一般比滑动摩擦力大些，但有时认为二者是相等的。（5）静摩擦力的方向）静摩擦力的方向 注意注意:运动的物体可以受到静摩擦力的作用，静摩擦力的方向可以与运动方向运动的物体可以受到静摩擦力的作用，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。相同，也可以与运动方向相反。 静摩擦力的方向总是跟接触面相，并且跟物体相对运动趋势的方向相反，如图静摩擦力的方向总是跟接触面相，并且跟物体相对运动趋势的方向相反，如图3-3-2甲所示，静止在斜面上的物体甲所示，静止在斜面上的物体m有沿斜面向下滑的趋势，所以物体受到沿斜面有沿斜
11、面向下滑的趋势，所以物体受到沿斜面向上的静摩擦力。又如图向上的静摩擦力。又如图3-3-2乙所示，用力乙所示，用力拉水平地面上的拉水平地面上的板，板及板上的物体板，板及板上的物体保持相对静止做加速运动，对保持相对静止做加速运动，对而言，对地而言，对地是运动的，但相对是运动的，但相对是静止的。可假设是静止的。可假设、间无摩擦力，则间无摩擦力，则做加速运动时，做加速运动时，不可不可能随能随一起运动，故一起运动，故、间有摩擦力，而间有摩擦力，而毕竟相对毕竟相对有向后运动的趋势，所以有向后运动的趋势，所以受到方向与运动方向相同的静摩擦力的作受到方向与运动方向相同的静摩擦力的作用。用。甲甲乙乙图图3-3-
12、23-3-2【解析】用手握住油瓶，油瓶不掉落下来，表明手对用手握住油瓶，油瓶不掉落下来，表明手对油瓶竖直向上的静摩擦力跟油瓶受到的重力平衡油瓶竖直向上的静摩擦力跟油瓶受到的重力平衡静静摩擦力的大小由瓶的重力（大小）决定；油瓶变重，它摩擦力的大小由瓶的重力（大小）决定；油瓶变重，它受到的静摩擦力必须随之增大，手握得紧一点，相应最大静摩擦力受到的静摩擦力必须随之增大，手握得紧一点，相应最大静摩擦力也就大一些，才能保证油瓶不会掉落下来；如果手握得不够紧，正也就大一些，才能保证油瓶不会掉落下来；如果手握得不够紧，正压力不够大，最大静摩擦力小于油瓶的重力，油瓶就会掉下来。所压力不够大，最大静摩擦力小于油
13、瓶的重力，油瓶就会掉下来。所以选项正确。以选项正确。 手握得越紧，手与瓶之间的正压力越大，最大静摩擦力也越大；手握得越紧，手与瓶之间的正压力越大，最大静摩擦力也越大；但是油瓶受到的是静摩擦力，是与油瓶重力相平衡的静摩擦力，是但是油瓶受到的是静摩擦力，是与油瓶重力相平衡的静摩擦力，是一个定值一个定值等于油瓶的重力。可见，选项错误，正确；显然等于油瓶的重力。可见，选项错误，正确；显然也不正确。也不正确。【例例1】用手握住一个油瓶（瓶始终处于竖直方向），如图用手握住一个油瓶（瓶始终处于竖直方向），如图 所示。下列说法正确的是（所示。下列说法正确的是（ ） A.瓶中油越多，手必须握得越紧瓶中油越多，手
14、必须握得越紧 B.手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大 C.不管手握得有多紧，油瓶受到的摩擦力总是一定的不管手握得有多紧，油瓶受到的摩擦力总是一定的 D.以上说法都正确以上说法都正确A C【评析评析】正确理解静摩擦力的求法和最大静摩擦力与正正确理解静摩擦力的求法和最大静摩擦力与正压力的关系是解决本题的关键。压力的关系是解决本题的关键。图图3-3-33-3-3如图如图3-3-4所示，水平面上叠放着两个物体所示，水平面上叠放着两个物体、。若用力若用力拉拉物体，但拉不动，试判断物体，但拉不动，试判断、之间有无摩擦力。之间有无摩擦力。若用力若用力拉拉物体，使物体，使、一起匀
15、速运动，试判断一起匀速运动，试判断、之间有无之间有无 摩擦力。若有，判断摩擦力。若有，判断受摩擦力的方向。受摩擦力的方向。若用力若用力拉拉物体，使物体，使、一起加速运动，试判断一起加速运动，试判断、之间有无之间有无 摩擦力。若有，判断摩擦力。若有，判断受摩擦力的方向。受摩擦力的方向。【答案答案】（）无（）无（）有，水平向右（）无（）无（）有，水平向右图图3-3-43-3-4 方向：方向：滑动摩擦力的方向总是阻碍物体间的相对运动。滑动摩擦力的方向总是阻碍物体间的相对运动。 说明：说明： 滑动摩擦力的方向总跟接触面相切，并且跟物体的相滑动摩擦力的方向总跟接触面相切，并且跟物体的相对运动的方向相反。
16、对运动的方向相反。 静止的物体也可以受到滑动摩擦力的作用。静止的物体也可以受到滑动摩擦力的作用。 滑动摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同，也可以相反滑动摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同，也可以相反。学点学点2 2 滑动摩擦力滑动摩擦力 滑动摩擦力：滑动摩擦力：当一个物体跟另一个物体存在相对滑动时，当一个物体跟另一个物体存在相对滑动时，在它们接触面上产生的摩擦力叫滑动摩擦力。在它们接触面上产生的摩擦力叫滑动摩擦力。 产生条件：产生条件： 两物体之间的接触面不光滑。两物体之间的接触面不光滑。 两物体相互挤压，即两物体之间的正压力两物体相互挤压，即两物体之间的正压力。 两物体之间有相对滑动。两
17、物体之间有相对滑动。 注意：注意：三个条件必须同时满足。三个条件必须同时满足。 要正确区分要正确区分“相对运动相对运动”和和“运动运动”，运动的物体与跟它，运动的物体与跟它接触的物体不一定有相对运动；有相对运动的物体不一定运动。接触的物体不一定有相对运动；有相对运动的物体不一定运动。 大小：大小：FN。 的理解：反映接触面本身特性的物理量，与接触的理解：反映接触面本身特性的物理量，与接触面的材料、粗糙程度有关，与接触面积大小无关，与物面的材料、粗糙程度有关，与接触面积大小无关，与物体的运动状态无关，与物体的受力情况无关。体的运动状态无关，与物体的受力情况无关。 滑动摩擦力滑动摩擦力大小与大小与
18、N成正比，与物体的运动状成正比，与物体的运动状态无关。态无关。 公式公式FN中的中的N是两个物体接触面的压力，是两个物体接触面的压力，俗称俗称“正压力正压力”（垂直于接触面的力），性质上属于弹（垂直于接触面的力），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力，它不是物体的重力，许多情况下需结合物体的平衡条件加以确定。条件加以确定。 该公式的适用条件是滑动摩擦力；求静摩擦力的大该公式的适用条件是滑动摩擦力；求静摩擦力的大小时该公式不成立，求最大静摩擦力可以用此公式。小时该公式不成立，求最大静摩擦力可以用此公式。【例例2】用劲度系数用劲度系数k=490 N/m的弹簧沿水平方向拉一
19、木板，在水平桌的弹簧沿水平方向拉一木板，在水平桌 面上做匀速直线运动，弹簧的长度为面上做匀速直线运动，弹簧的长度为12cm。若在木板上放一质量。若在木板上放一质量 为为5kg的物体，仍用原弹簧沿水平方向匀速拉动木板，弹簧的长度的物体，仍用原弹簧沿水平方向匀速拉动木板，弹簧的长度 变为变为14cm。试求木板与水平桌面间的动摩擦因数。试求木板与水平桌面间的动摩擦因数。【答案】0.2【评析评析】利用利用= =F F/ /F FN N求解时，须明确求解时，须明确的含义，的含义，为正压力。为正压力。如图如图3-3-5所示，在水平桌面上放一所示，在水平桌面上放一GA20的木块的木块，已知木块与桌，已知木块
20、与桌面间的动摩擦因数面间的动摩擦因数A0.4，那么：，那么：(1)使木块使木块沿桌面做匀速直线运动时的水平拉力沿桌面做匀速直线运动时的水平拉力拉拉为多大？为多大？(2)如果再在木块如果再在木块上加一块重上加一块重GB10的木块的木块，如图，如图3-3-6所示，已所示，已知知与与之间的动摩擦因数为之间的动摩擦因数为B0.2，那么当，那么当、两木块一起沿桌两木块一起沿桌面匀速滑动时，所需的水平拉力面匀速滑动时，所需的水平拉力拉拉为多大？为多大？【答案】 N 12 N图图3-3-53-3-5图图3-3-63-3-6 1.判断静摩擦力的有无及方向常用的方法判断静摩擦力的有无及方向常用的方法有哪些？分有
21、哪些？分别是怎样的？别是怎样的？ 假设法：假设法：首先假设两物体的接触首先假设两物体的接触面光滑，这时若两物体不发生相对运动，则说明它面光滑，这时若两物体不发生相对运动，则说明它们原来没有相对运动趋势，也没有静摩擦力；若两们原来没有相对运动趋势，也没有静摩擦力；若两物体发生相对运动，则说明它们原来具有相对运动物体发生相对运动，则说明它们原来具有相对运动趋势，并且原来相对运动趋势的方向与假设接触面趋势，并且原来相对运动趋势的方向与假设接触面光滑时相对运动的方向相同，然后根据静摩擦力的方向与物体相对运光滑时相对运动的方向相同，然后根据静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反确定静摩擦力方向。如图
22、所示，物体动趋势的方向相反确定静摩擦力方向。如图所示，物体静止在斜面静止在斜面上，上，固定在水平面上，要判断固定在水平面上，要判断所受静摩擦力的方向，可以假设所受静摩擦力的方向，可以假设、的接触面光滑，这时的接触面光滑，这时相对相对沿斜面向下滑动，即原来静止的沿斜面向下滑动，即原来静止的相对于相对于运动趋势的方向是沿斜面向下的。运动趋势的方向是沿斜面向下的。所受静摩擦力的方向所受静摩擦力的方向是沿斜面向上的。是沿斜面向上的。 根据物体运动状态分析法：根据物体运动状态分析法：首先判断物体的运动状态，若物体首先判断物体的运动状态，若物体处于平衡状态，则根据平衡条件判断静摩擦力的方向，静摩擦力的方处
23、于平衡状态，则根据平衡条件判断静摩擦力的方向，静摩擦力的方向一定与物体所受除静摩擦力以外的其他所有力的合力的方向相反。向一定与物体所受除静摩擦力以外的其他所有力的合力的方向相反。 2.有的同学认为求解滑动摩擦力的公式有的同学认为求解滑动摩擦力的公式FN中的中的一定一定等于物体的重量，这种观点对吗？为什么？等于物体的重量，这种观点对吗？为什么？ 这种观点是错误的，这种观点是错误的，F=FN中的中的FN是一个物体对另一个物体表面的垂是一个物体对另一个物体表面的垂直作用力，并不一定等于物体的重量。直作用力，并不一定等于物体的重量。例如，在图中，物体例如，在图中，物体m沿倾角为沿倾角为的的斜面下滑，则此时斜面下滑，则此时FN=mgcos，若物，若物体与斜面间的动摩擦因数为体与斜面间的动摩擦因数为,叫滑动叫滑动摩擦力摩擦力F=mgcos退出退出
