吉林省長(zhǎng)市第五中學(xué)高中物理 第三章 第三節(jié) 摩擦力同步創(chuàng)新課件 新人教版必修1.ppt

第三節(jié)摩擦力 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 知道靜摩擦力產(chǎn)生的條件 會(huì)判斷靜摩擦力的方向 知道最大靜摩擦力的概念 2 知道滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件 會(huì)判斷滑動(dòng)摩擦力的方向 3 知道滑動(dòng)摩擦力的大小跟什么有關(guān) 知道滑動(dòng)摩擦力跟壓力成正比 重點(diǎn)難點(diǎn) 1 摩擦力的有無及摩擦力方向的判斷 2 靜摩擦力方向和大小的確定 易錯(cuò)問題 1 錯(cuò)誤地認(rèn)為靜摩擦力與正壓力成正比 計(jì)算靜摩擦力時(shí)錯(cuò)用滑動(dòng)摩擦力公式f fn 2 錯(cuò)誤地認(rèn)為最大靜摩擦力是物體受到的實(shí)際靜摩擦力 一 靜摩擦力兩個(gè)相互接觸的物體 當(dāng)它們發(fā)生或具有時(shí) 就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力 這種力叫做摩擦力 1 定義 當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體的表面上有時(shí) 所受到的另一個(gè)物體對(duì)它的阻礙作用的力 2 方向 總是沿著接觸面 并且跟物體的方向相反 基礎(chǔ)知識(shí)梳理 相對(duì)運(yùn)動(dòng) 相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 阻礙 相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 3 大小 由物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和周圍物體對(duì)它施加的力的情況決定 大小范圍是 0 f fmax 4 最大靜摩擦力fmax 靜摩擦力的最大限度 在數(shù)值上等于物體剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉力 受到靜摩擦力的物體不一定處于靜止?fàn)顟B(tài) 二 滑動(dòng)摩擦力1 定義 當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滑動(dòng)時(shí) 會(huì)受到另一個(gè)物體它滑動(dòng)的力 2 方向 總是沿著接觸面 并且跟物體的的方向相反 3 大小 f 其中 叫做 fn表示兩個(gè)物體表面間的正壓力 為了與拉力等力區(qū)分 摩擦力也常用ff表示 1 動(dòng)摩擦因數(shù) 與相互接觸的兩物體的材料有關(guān) 與接觸面的粗糙程度有關(guān) 阻礙 相對(duì)運(yùn)動(dòng) fn 動(dòng)摩擦因數(shù) 2 受到滑動(dòng)摩擦力的物體不一定是運(yùn)動(dòng)的 3 滾動(dòng)摩擦是一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦 當(dāng)壓力相同時(shí) 滾動(dòng)摩擦比滑動(dòng)摩擦小很多 1 兩個(gè)不接觸的物體間能產(chǎn)生摩擦力嗎 2 兩個(gè)相互接觸的物體間一定存在摩擦力嗎 3 摩擦力一定為阻力嗎 思考 提示 1 不能 摩擦力必須接觸才能產(chǎn)生 2 兩個(gè)物體接觸不一定會(huì)產(chǎn)生摩擦力 3 摩擦力與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 的方向相反 并不一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反 所以摩擦力不一定是阻力 如傳送帶把貨物運(yùn)送到高處 就是靠靜摩擦力的作用 靜摩擦力為動(dòng)力 思考 一 對(duì)摩擦力的進(jìn)一步理解1 摩擦力產(chǎn)生的條件 1 接觸面粗糙 2 兩個(gè)物體之間有彈力 3 有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 這三個(gè)條件缺一不可 必須同時(shí)滿足才能產(chǎn)生摩擦力 核心要點(diǎn)突破 2 對(duì) 相對(duì) 的理解靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力中的 靜 和 動(dòng) 都是相對(duì)的 指的是接觸物體之間的相對(duì)靜止和相對(duì)運(yùn)動(dòng) 而不是物體相對(duì)地面的靜止和運(yùn)動(dòng) 1 有靜摩擦力作用的兩物體是 相對(duì) 靜止的 即這兩個(gè)物體互為參考系時(shí)是靜止的 而以其他物體為參考系時(shí)并不一定靜止 所以一個(gè)物體受到靜摩擦力作用時(shí)并不一定靜止 也有可能是運(yùn)動(dòng)的 2 存在滑動(dòng)摩擦力作用的兩物體間有 相對(duì) 運(yùn)動(dòng) 但并不意味著這兩個(gè)物體相對(duì)于其他物體都是運(yùn)動(dòng)的 所以受到滑動(dòng)摩擦力作用的物體不一定運(yùn)動(dòng) 例如擦黑板時(shí)靜止的黑板受到的是板擦對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力 3 摩擦力的作用效果摩擦力阻礙的是接觸物體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 而不是阻礙物體的運(yùn)動(dòng) 摩擦力可以是阻力 也可以是動(dòng)力 比如人走路時(shí)腳相對(duì)地面有向后的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 地面給人一個(gè)向前的靜摩擦力 這里人受到的靜摩擦力對(duì)人來說是動(dòng)力 4 摩擦力的方向摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反 而不是與運(yùn)動(dòng)方向相反 摩擦力還可以與物體的運(yùn)動(dòng)方向成一定角度 比如行駛的火車車廂后壁上爬著一只壁虎 它受到向上的靜摩擦力以阻止它下滑 但它對(duì)地的運(yùn)動(dòng)方向是水平向前的 二 摩擦力的有無及方向判定 摩擦力不一定是阻力 靜摩擦力阻礙的是接觸物體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 滑動(dòng)摩擦力阻礙的是物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 都不是阻礙物體的運(yùn)動(dòng) 因此 摩擦力可能是阻力 也可能是動(dòng)力 三 摩擦力大小的計(jì)算1 滑動(dòng)摩擦力的大小 1 公式 f fn 2 f的大小與fn成正比 與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān) 3 動(dòng)摩擦因數(shù) 與接觸面的粗糙程度和材料有關(guān) 與物體間的壓力 相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度及接觸面的大小均無關(guān) 4 公式f fn中的fn是物體與接觸面間的正壓力 不一定等于物體的重力 求fn要根據(jù)物體受力情況而定 2 靜摩擦力的大小 1 大小 0 f fm 2 與物體所受壓力大小無關(guān) 3 可由受力情況及二力平衡條件來確定 總等于使物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的外力 4 fm為最大靜摩擦力 大小等于物體剛要發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)所需要的沿相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向的最小外力 其值略大于滑動(dòng)摩擦力 有時(shí)認(rèn)為二者相等 1 計(jì)算摩擦力時(shí) 應(yīng)先判斷是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力 2 靜摩擦力用平衡條件計(jì)算 其大小只與平行于接觸面方向的力有關(guān) 與垂直接觸面方向的力無關(guān) 3 滑動(dòng)摩擦力用f fn計(jì)算或用平衡條件計(jì)算 其大小只與垂直接觸面方向的力有關(guān) 與沿接觸面方向的力無關(guān) 有關(guān)滑動(dòng)摩擦力的下列說法正確的是 a 物體所受的滑動(dòng)摩擦力與物體所受的重力成正比b 滑動(dòng)摩擦力總是與物體運(yùn)動(dòng)方向相反c 滑動(dòng)摩擦力總是阻力d 滑動(dòng)摩擦力隨壓力的增大而增大 課堂互動(dòng)講練 思路點(diǎn)撥 要深刻理解滑動(dòng)摩擦力的概念和規(guī)律 滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力成正比 方向與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反 其中 相對(duì) 指的是相對(duì)于和它接觸的物體 解析 滑動(dòng)摩擦力與壓力成正比 而不是與重力成正比 所以a選項(xiàng)錯(cuò)誤 滑動(dòng)摩擦力的方向總是與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反 所以b選項(xiàng)錯(cuò)誤 滑動(dòng)摩擦力既可以作為動(dòng)力 也可以作為阻力 因此c選項(xiàng)錯(cuò)誤 答案 d 1 2010年玉溪高一檢測(cè) 下列說法正確的是 a 一個(gè)物體靜止在另一個(gè)物體的表面上 它們之間一定不存在摩擦力b 滑動(dòng)摩擦力的方向總是與物體運(yùn)動(dòng)方向相反c 兩物體間如果有了彈力 就一定有摩擦力d 兩物體間有摩擦力 就一定有彈力 解析 選d 根據(jù)摩擦力產(chǎn)生條件可知 兩物體間有摩擦力 一定有彈力 但反之有彈力不一定有摩擦力 a c錯(cuò) d對(duì) 滑動(dòng)摩擦力的方向總是與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反 而不是與運(yùn)動(dòng)方向相反 如圖3 3 1所示 a b疊放在水平面上 水平力f作用在a上 使二者一起向左做勻速直線運(yùn)動(dòng) 下列說法正確的是 a a b之間無摩擦力b a受到的摩擦力水平向右c b受到a的摩擦力水平向左d 地面對(duì)b的摩擦力為靜摩擦力 水平向右 圖3 3 1 思路點(diǎn)撥 根據(jù)二力平衡或假設(shè)法判斷b對(duì)a的摩擦力 再把a(bǔ) b當(dāng)作整體分析 根據(jù)二力平衡或假設(shè)法分析地面對(duì)b的摩擦力 解析 對(duì)a物體 由于a勻速運(yùn)動(dòng) 由二力平衡可知 b對(duì)a的摩擦力必與f等大反向 故a錯(cuò) b正確 對(duì)b物體 由力的作用的相互性 b對(duì)a的摩擦力一定與a對(duì)b的摩擦力反向 故b受到a的摩擦力水平向左 故c正確 對(duì)a b整體分析 由于ab一起向左勻速運(yùn)動(dòng) 則地面對(duì)b的摩擦力一定為滑動(dòng)摩擦力 且水平向右 故d錯(cuò)誤 答案 bc 方法總結(jié) 解決此類問題常用假設(shè)法 結(jié)合整體法判斷 2 若例題中的水平力f作用在物體b上 ab一起做勻速直線運(yùn)動(dòng) 如圖3 3 2所示 則 1 b對(duì)a的摩擦力情況如何 2 地面對(duì)b有無摩擦力 如有 方向如何 圖3 3 2 解析 1 假設(shè)b對(duì)a有摩擦力 則a受力不平衡 不可能做勻速直線運(yùn)動(dòng) 故b對(duì)a無摩擦力 2 由于ab一起勻速運(yùn)動(dòng) 故把a(bǔ)b作為一個(gè)整體 b相對(duì)于地面向左滑動(dòng) 故地面對(duì)b有摩擦力 且方向水平向右 答案 1 b對(duì)a無摩擦力 2 見解析 如圖3 3 3所示 一個(gè)質(zhì)量為m 2kg的物體放在 0 2的粗糙水平面上 用一條質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩繞過定滑輪和一只質(zhì)量為m0 0 1kg的小桶相連 已知 m受到的最大靜摩擦力fm 4 5n 滑輪上的摩擦不計(jì) g 10n kg 求在以下情況中 m受到的摩擦力的大小 圖3 3 3 1 只掛m0處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí) 2 只掛m0但在m上再放一個(gè)m 3kg的物體時(shí) 3 只在桶內(nèi)加入m1 0 33kg的砂子時(shí) 4 只在桶內(nèi)加入m2 0 5kg的砂子時(shí) 思路點(diǎn)撥 先判斷m是否滑動(dòng) 若未滑動(dòng) 用二力平衡的知識(shí)求靜摩擦力 若滑動(dòng) 用公式f fn計(jì)算滑動(dòng)摩擦力 解析 1 因?yàn)閙0g 1nfm 故物體運(yùn)動(dòng) 受到滑動(dòng)摩擦力作用 由公式得f4 fn mg 4n 答案 1 1n 2 1n 3 4 3n 4 4n 3 20