高中物理 第3章 第3節(jié) 摩擦力課件 滬科版必修1.ppt

3 3摩擦力 目標(biāo)導(dǎo)航1 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 重點(diǎn) 2 知道滑動(dòng)摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān) 知道滑動(dòng)摩擦力跟正壓力成正比 重點(diǎn) 3 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 難點(diǎn) 一 滑動(dòng)摩擦力1 定義 當(dāng)一個(gè)物體跟另一個(gè)物體有相對(duì)滑動(dòng)時(shí) 在它們的接觸面上產(chǎn)生的摩擦力 叫做滑動(dòng)摩擦力 2 大小 f 其中 為動(dòng)摩擦因數(shù) 沒(méi)有單位 的大小跟相互接觸的兩物體的材料性質(zhì) 表面狀況有關(guān) n是指接觸面間的壓力大小 3 方向 與接觸面相切 與物體 運(yùn)動(dòng)的方向相反 n 相對(duì) 想一想1 滑動(dòng)摩擦力的方向和物體運(yùn)動(dòng)方向相反嗎 滑動(dòng)摩擦力總是阻力嗎 提示 滑動(dòng)摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反 不一定和物體的運(yùn)動(dòng)方向相反 滑動(dòng)摩擦力可以是動(dòng)力也可以是阻力 二 靜摩擦力1 定義 物理學(xué)中 把這種物體間有 時(shí)產(chǎn)生的摩擦力叫做靜摩擦力 2 方向 跟物體 的方向相反 3 大小 大小隨外力的變化而變化 由外部因素決定 靜摩擦力所達(dá)到的最大值fmax叫做 故靜摩擦力大小的取值范圍是 相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì) 相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì) 最大靜摩擦力 0 f fm 想一想2 跑步時(shí) 腳受到的摩擦力是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力 方向如何 提示 跑步時(shí) 腳和地面接觸的時(shí)間內(nèi) 腳并沒(méi)有和地面發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng) 因此腳受到的摩擦力為靜摩擦力 方向和人的運(yùn)動(dòng)方向相同 要點(diǎn)一對(duì)摩擦力及產(chǎn)生條件的理解 學(xué)案導(dǎo)引1 滑動(dòng)摩擦力與靜摩擦力產(chǎn)生條件有何不同 2 受靜摩擦力的物體一定靜止嗎 靜摩擦力一定是阻力嗎 特別提醒 1 靜止的物體可能受到滑動(dòng)摩擦力 運(yùn)動(dòng)的物體可能受到靜摩擦力 2 摩擦力的方向可以與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同 也可以與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反 3 摩擦力可以是阻力也可以是動(dòng)力 關(guān)于摩擦力 下列說(shuō)法正確的是 a 只要兩個(gè)物體接觸且有相對(duì)運(yùn)動(dòng) 這兩個(gè)物體之間就一定有摩擦力b 摩擦力的方向一定與物體運(yùn)動(dòng)的方向相反c 靜止的物體一定受到靜摩擦力 運(yùn)動(dòng)的物體一定受到滑動(dòng)摩擦力d 摩擦力一定阻礙物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 思路點(diǎn)撥 根據(jù)產(chǎn)生摩擦力的三個(gè)條件 和摩擦力的方向及作用效果進(jìn)行判定 精講精析 產(chǎn)生摩擦力的條件是 兩物體相互接觸且有彈力 接觸面粗糙 有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 三者缺一不可 a錯(cuò)誤 摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng) 或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 的方向相反 故摩擦力一定阻礙物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) b錯(cuò)誤 d正確 靜止的物體只要和相互接觸的物體間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng) 可能受滑動(dòng)摩擦力作用 運(yùn)動(dòng)的物體只要和相互接觸的物體間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì) 也可能受到靜摩擦力作用 c錯(cuò)誤 答案 d 規(guī)律總結(jié) 不能習(xí)慣認(rèn)為靜止物體受到靜摩擦力 運(yùn)動(dòng)物體受到滑動(dòng)摩擦力 摩擦力產(chǎn)生于相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的物體之間 故靜止的物體可能受滑動(dòng)摩擦力 運(yùn)動(dòng)的物體也可能受靜摩擦力 變式訓(xùn)練1 關(guān)于摩擦力 下列說(shuō)法正確的是 a 兩個(gè)物體之間的靜摩擦力總是一個(gè)定值b 摩擦力的方向可能與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同或相反c 靜摩擦力可以是動(dòng)力 也可以是阻力 滑動(dòng)摩擦力一定是阻力d 運(yùn)動(dòng)的物體可以受靜摩擦力作用 靜止的物體也可以受滑動(dòng)摩擦力作用 解析 選bd 物體之間的靜摩擦力隨著外力的變化而變化 并不是一個(gè)定值 選項(xiàng)a錯(cuò)誤 滑動(dòng)摩擦力可以與運(yùn)動(dòng)方向同向 也可以反向 比如 子彈打進(jìn)放在光滑地面上的木塊的過(guò)程中 木塊受到的摩擦力與木塊的運(yùn)動(dòng)方向相同 而子彈受到的摩擦力與子彈的運(yùn)動(dòng)方向相反 靜摩擦力也是如此 比如傳送帶將物體勻速運(yùn)到高處 物體受到的靜 摩擦力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相同 而皮帶受到的靜摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反 選項(xiàng)b正確 當(dāng)摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí) 摩擦力就充當(dāng)動(dòng)力 當(dāng)摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí) 摩擦力就充當(dāng)阻力 選項(xiàng)c錯(cuò)誤 運(yùn)動(dòng)的物體可以受靜摩擦力的作用 如傳送帶向上運(yùn)送物體 物體與傳送帶間的摩擦力為靜摩擦力 靜止的物體也可以受滑動(dòng)摩擦力作用 如物體在桌面上滑動(dòng)時(shí) 桌面受的摩擦力就是滑動(dòng)摩擦力 故選項(xiàng)d正確 要點(diǎn)二靜摩擦力有無(wú)及方向的判定 學(xué)案導(dǎo)引1 相對(duì)靜止的物體可能受靜摩擦力嗎 2 靜摩擦力的方向一定和物體的運(yùn)動(dòng)方向相反嗎 1 靜摩擦力有無(wú)的判斷 1 條件判斷法 接觸面之間有壓力 粗糙且有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 2 假設(shè)法 假設(shè)兩物體間無(wú)靜摩擦力 看物體是否相對(duì)滑動(dòng) 如果物體改變?cè)瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 則兩物體之間存在靜摩擦力 如果物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變 則兩物體之間不存在靜摩擦力 2 靜摩擦力方向的判定 如圖所示 用力f去拉疊放在一起的兩物體a b 但沒(méi)有拉動(dòng) 兩物體仍然保持靜止?fàn)顟B(tài) 則 a b物體受到a物體的靜摩擦力的作用 方向與f方向相同b b物體受到a物體的靜摩擦力的作用 方向與f方向相反c a物體受到地面的靜摩擦力作用 方向與f方向相同d a物體受到地面的靜摩擦力作用 方向與f方向相反 思路點(diǎn)撥 解此題關(guān)鍵有兩點(diǎn) 1 兩物體之間是否有靜摩擦力產(chǎn)生 關(guān)鍵是看兩個(gè)接觸的物體之間是否同時(shí)有擠壓和相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 2 要確定靜摩擦力的方向 必須明確兩物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向 精講精析 1 以b為研究對(duì)象 分析a對(duì)b的靜摩擦力 2 以a為研究對(duì)象 分析地面對(duì)a的靜摩擦力 答案 d 規(guī)律方法 假設(shè)法是判斷物體間有無(wú)靜摩擦力的有效方法 在假設(shè)物體間接觸面光滑的情況下 若物體間不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng) 則無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 也就不存在靜摩擦力 若發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng) 則有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 也就說(shuō)明存在靜摩擦力 互動(dòng)探究若上題中力f作用在b上且兩物塊仍靜止 試分析a b受摩擦力情況 解析 對(duì)于b物塊 假設(shè)a b之間接觸面光滑 在力f作用下 不可能保持靜止?fàn)顟B(tài) 將會(huì)向左運(yùn)動(dòng) 故b相對(duì)a有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì) 所以物塊b受到物塊a對(duì)它向右的靜摩擦力作用 對(duì)于a物塊 由于a給b一個(gè)向右的靜摩 擦力作用 根據(jù)力的相互性 b物塊將給a物塊一個(gè)向左的靜摩擦力作用 假設(shè)a與地面間光滑 a物塊將在此靜摩擦力作用下向左運(yùn)動(dòng)而不可能處于靜止?fàn)顟B(tài) 因此a物塊受到地面對(duì)它向右的靜摩擦力作用 綜上分析 b物塊受到a物塊對(duì)它向右的靜摩擦力作用 a物塊受到b物塊和地面對(duì)它的兩個(gè)靜摩擦力作用 答案 見(jiàn)解析 特別提醒 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(wú)關(guān) 3 滑動(dòng)摩擦力用f n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(wú)關(guān) 用20n的水平力在水平地面上拉重60n的物體時(shí) 物體恰能被拉動(dòng) 物體運(yùn)動(dòng)后只需18n的拉力即可使物體做勻速直線運(yùn)動(dòng) 該物體靜止在水平地面上 若用15n的水平力拉該物體 物體受到的摩擦力大小為 若用30n的水平力拉該物體 物體受到的摩擦力大小為 物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 思路點(diǎn)撥 解答本題時(shí)按以下思路分析 精講精析 水平力為20n時(shí)恰能拉動(dòng) 說(shuō)明最大靜摩擦力fmax 20n 若用f1 15n的力拉物體 由于f1fmax 物體受 答案 15n18n0 3 變式訓(xùn)練2 重100n的物體放在水平地面上 它與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0 25 最大靜摩擦力為30n 今用一水平拉力f作用于木塊 當(dāng)f的大小由8n增大到28n的時(shí)刻 地面對(duì)物體的摩擦力大小為 當(dāng)f大小由35n減小到28n的時(shí)刻 地面對(duì)物體的摩擦力大小為 解析 當(dāng)f的大小由8n增大到28n時(shí) 拉力大小還小于最大靜摩擦力 故物體仍靜止不動(dòng) 摩擦力為靜摩擦力 由二力平衡可知 此時(shí)的靜摩擦力大小為28n 當(dāng)f大小為35n時(shí) 拉力大于最大靜摩擦力 故物體做加速運(yùn)動(dòng) 當(dāng)f減小到28n時(shí) 物體仍是運(yùn)動(dòng)的 此時(shí)物體受得摩擦力為滑動(dòng)摩擦力 由f n g可知f 0 25 100n 25n 答案 28n25n 動(dòng)摩擦因數(shù)的測(cè)量 經(jīng)典案例 10分 測(cè)量物體間動(dòng)摩擦因數(shù)的方法很多 現(xiàn)提供長(zhǎng)木板 滑塊 彈簧測(cè)力計(jì)等器材 供選用的裝置如圖甲 乙所示 1 請(qǐng)分析說(shuō)明最好選用哪個(gè)圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 并根據(jù)選用的圖示裝置寫(xiě)出簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)步驟和動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式 2 若要測(cè)量紙與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 應(yīng)如何改進(jìn) 審題指導(dǎo) 實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和操作都要把握住 彈簧彈力 的大小等于a b間摩擦力的前提 以后利用f n計(jì)算 解題樣板 1 選圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)較好 原因是 如果用圖乙所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 必須勻速拉