高中物理第三章相互作用3.3摩擦力課件新人教必修 (2).pptx

1、3摩擦力,自主閱讀,自我檢測(cè),一、摩擦力 1.定義:兩個(gè)相互接觸的物體,當(dāng)它們發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)時(shí),在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)的力。 2.分類:靜摩擦力、滑動(dòng)摩擦力和滾動(dòng)摩擦力,自主閱讀,自我檢測(cè),二、靜摩擦力 1.兩個(gè)物體之間只有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),而沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),物體間的摩擦力叫作靜摩擦力。 2.請(qǐng)思考產(chǎn)生靜摩擦力需要滿足哪些條件? 提示:(1)物體相互接觸且相互擠壓。(2)接觸面粗糙。(3)兩物體間相對(duì)靜止但有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。 3.靜摩擦力的方向有什么特點(diǎn)? 提示:靜摩擦力的方向總是沿著接觸面,并且跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。 4.什么是最大靜摩擦力?物體間實(shí)

2、際發(fā)生的靜摩擦力大小有什么范圍? 提示:靜摩擦力的增大有一個(gè)限度,物體間剛剛開始發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力是最大靜摩擦力。物體間的靜摩擦力介于0與最大靜摩擦力之間,自主閱讀,自我檢測(cè),三、滑動(dòng)摩擦力 1.當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面滑動(dòng)的時(shí)候,會(huì)受到另一個(gè)物體阻礙它滑動(dòng)的力,這種力叫作滑動(dòng)摩擦力。 2.請(qǐng)思考產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力需要滿足哪些條件? 提示:(1)物體相互接觸且相互擠壓。(2)接觸面粗糙。(3)兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 3.滑動(dòng)摩擦力的方向有什么特點(diǎn)? 提示:滑動(dòng)摩擦力的方向總是沿著接觸面,并且跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反。 4.滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力成正比,也就是跟兩個(gè)物體表面間的垂直作用力成正比,

3、如果用F表示滑動(dòng)摩擦力的大小,用FN表示壓力的大小,則有F=FN,自主閱讀,自我檢測(cè),5.什么是摩擦因數(shù)?它為什么沒有單位?它是由什么決定的? 提示:兩物體間的滑動(dòng)摩擦力與壓力的比值叫作摩擦因數(shù)。摩擦因數(shù)是兩個(gè)力的比值,所以沒有單位。它的數(shù)值跟相互接觸的兩個(gè)物體的材料和接觸面的情況有關(guān),自主閱讀,自我檢測(cè),1.正誤辨析 (1)摩擦力總是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。 () 解析:摩擦力總是阻礙物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。 答案: (2)靜摩擦力方向一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反。 () 解析:靜摩擦力方向一定與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。 答案: (3)滑動(dòng)摩擦力的方向可能與物體運(yùn)動(dòng)的方向相同。 (

4、) 解析:滑動(dòng)摩擦力的方向與其相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反,與它的運(yùn)動(dòng)方向可能相反,也有可能相同。 答案: (4)接觸面間有摩擦力,一定存在彈力。 () 解析:接觸面間有摩擦力時(shí),兩物體間一定相互擠壓,即存在彈力。 答案,自主閱讀,自我檢測(cè),2.已知一些材料間的動(dòng)摩擦因數(shù)如表所示,質(zhì)量為1.5 kg的物塊放置于某材料制作的水平面上,現(xiàn)用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向勻速拉此物塊,讀得彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3 N,則兩接觸面的材料可能是(g取10 m/s2)() A.木金屬B.木木 C.鋼鋼D.木冰 解析:由Ff=FN得 ,所以接觸面可能為木金屬,故選項(xiàng)A正確。 答案:A,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,靜摩擦力 問題導(dǎo)引 把木塊放

5、在水平桌面上,用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向向右拉木塊,如圖所示。 當(dāng)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1 N時(shí),木塊沒有動(dòng);逐漸增大拉力到2 N時(shí),木塊仍靜止;繼續(xù)增大拉力到4 N時(shí),木塊開始移動(dòng),此時(shí)拉力突然變小到3.8 N,此后木塊勻速運(yùn)動(dòng),拉力保持3.8 N不變。 (1)木塊受到拉力1 N時(shí),有相對(duì)桌面運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)但沒有運(yùn)動(dòng),說明什么呢? (2)隨著外力的增大,靜摩擦力有什么變化? (3)靜摩擦力在哪里產(chǎn)生?沿什么方向,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,要點(diǎn)提示:(1)說明桌面對(duì)木塊施加一個(gè)與拉力方向相反的、大小也為1 N的力,這個(gè)力就是桌面對(duì)木塊的靜摩擦力。 (2)靜摩擦力的大小隨著外力的增大而增大,但有一個(gè)最大值。 (3)靜

6、摩擦力產(chǎn)生在相對(duì)靜止但有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的物體之間。靜摩擦力的方向與接觸面相切,與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,知識(shí)歸納 1.靜摩擦力產(chǎn)生的條件,2.靜摩擦力的方向 (1)在接觸面上,與接觸面相切,且與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。 (2)與物體運(yùn)動(dòng)的方向可能相同,也可能相反,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,靜摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系,靜摩擦力方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反 物體與傳送帶相對(duì)靜止時(shí),靜摩擦力方向與其運(yùn)動(dòng)方向相同 靜摩擦力的方向沿木板向上,與運(yùn)動(dòng)方向不在一條直線上,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,3.靜摩擦力有無及方向的判斷方法 (1)平衡條件法:當(dāng)相互接觸的兩物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線

7、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí),可根據(jù)二力平衡條件判斷靜摩擦力的存在與否及其方向。 (2)假設(shè)法:利用假設(shè)法進(jìn)行判斷時(shí),可按以下思路進(jìn)行分析,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,4.靜摩擦力的大小 (1)大小的范圍:0FFmax。 (2)計(jì)算:物體處于平衡狀態(tài)(勻速運(yùn)動(dòng)或靜止)時(shí),根據(jù)二力平衡條件求解。 (3)最大靜摩擦力Fmax略大于滑動(dòng)摩擦力,一般情況下,為分析問題方便,可認(rèn)為二者相等。 畫龍點(diǎn)睛靜摩擦力的受力物體和施力物體相對(duì)靜止,并不是它們處于靜止?fàn)顟B(tài),知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,典例剖析 【例1】 關(guān)于靜摩擦力的說法,正確的是() A.兩個(gè)相對(duì)靜止的物體間一定有靜摩擦力的作用 B.受靜摩擦力作用的物體一定是靜止的 C.在物體間

8、壓力一定時(shí),靜摩擦力的大小可以變化,但有一個(gè)限度 D.靜摩擦力一定是阻力 解析:當(dāng)兩個(gè)物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)才有可能產(chǎn)生靜摩擦力,A錯(cuò);受靜摩擦力作用的物體有可能是運(yùn)動(dòng)的,比如人走路時(shí),受到的就是靜摩擦力,B錯(cuò);在物體間壓力一定時(shí),靜摩擦力的大小可以變化,但有一個(gè)限度,這個(gè)限度就是最大靜摩擦力,C對(duì);靜摩擦力可能是阻力也可能是動(dòng)力,D錯(cuò)。 答案:C,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,規(guī)律方法(1)靜摩擦力方向與“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反”,并不是與“運(yùn)動(dòng)方向”相反。 (2)靜摩擦力的效果是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),并不是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。 如圖所示,貨物被傳送帶由低處傳送到高處的過程中(傳送帶勻速轉(zhuǎn)動(dòng),貨物和傳送

9、帶相對(duì)靜止),貨物受到靜摩擦力的方向沿斜面向上,與運(yùn)動(dòng)方向相同,是動(dòng)力,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,例2】 如圖所示,物體A和B疊放在一起并放在水平地面上。用F=5 N的水平力作用在物體B上,A、B兩物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)。若各接觸面與水平地面平行,則A與B之間摩擦力大小為 N,B與地面之間摩擦力大小為 N。 解析:由圖可知,假設(shè)物體A在水平方向上受到了靜摩擦力作用,則物體A將發(fā)生運(yùn)動(dòng),這與物體A處于靜止?fàn)顟B(tài)相矛盾,故A、B之間的靜摩擦力為0。由于B受到了水平拉力F的作用,若使B處于靜止?fàn)顟B(tài),地面必定對(duì)B有靜摩擦力的作用,由二力平衡可知靜摩擦力Ff=F=5 N,方向與外力F相反。 答案:05,知識(shí)點(diǎn)一,知

10、識(shí)點(diǎn)二,規(guī)律方法求解靜摩擦力大小的步驟 (1)判斷靜摩擦力的有無:假設(shè)接觸面是光滑的,根據(jù)物體是否運(yùn)動(dòng),判斷靜摩擦力的有無。 (2)判斷靜摩擦力的方向:根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向,判斷靜摩擦力的方向。 (3)根據(jù)平衡法求大小:當(dāng)物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí),根據(jù)二力平衡,求解靜摩擦力的大小,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,滑動(dòng)摩擦力 問題導(dǎo)引 1.用力將黑板擦(毛較長(zhǎng))在黑板上滑動(dòng),觀察毛刷的彎曲方向。如圖所示,毛刷為什么向后彎曲? 2.把手按在桌面上,用力向前滑動(dòng),手有什么感覺?增大手與桌面的壓力,感覺有什么不同?這說明什么?閱讀課本,寫出滑動(dòng)摩擦力的公式。 要點(diǎn)提示:1.因?yàn)槊⑺芑瑒?dòng)摩擦力的方向沿

11、板面,與板擦運(yùn)動(dòng)方向相反。 2.手受到向后的阻力(滑動(dòng)摩擦力)。感覺手受到向后的阻力(滑動(dòng)摩擦力)增大?；瑒?dòng)摩擦力大小隨著壓力的增大而增大。F=FN,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,知識(shí)歸納 1.滑動(dòng)摩擦力的產(chǎn)生條件,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,2.滑動(dòng)摩擦力的方向 (1)在接觸面上,與接觸面相切,且與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反。 (2)與物體的運(yùn)動(dòng)方向可能相同,也可能相反。 滑動(dòng)摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系: 物塊跟隨傳送帶向上運(yùn)動(dòng),但當(dāng)物塊速度小于傳送帶速度時(shí),滑動(dòng)摩擦力與運(yùn)動(dòng)方向相同 物塊沿粗糙斜面下滑時(shí),滑動(dòng)摩擦力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,3.滑動(dòng)摩擦力方向的判斷 (1)確定研究對(duì)象。 (2)選

12、取與研究對(duì)象接觸的物體為參考系。 (3)判斷研究對(duì)象相對(duì)于參考系的運(yùn)動(dòng)方向,即相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向。 (4)滑動(dòng)摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反。 4.滑動(dòng)摩擦力的大小 (1)公式法:根據(jù)公式F=FN計(jì)算。 正壓力FN是物體與接觸面間的壓力,不一定等于物體的重力,FN的大小根據(jù)物體的受力情況確定。 動(dòng)摩擦因數(shù)與材料和接觸面的粗糙程度有關(guān),而與物體間的壓力、接觸面的大小無關(guān)。 (2)二力平衡法:物體處于平衡狀態(tài)(勻速運(yùn)動(dòng)或靜止)時(shí),根據(jù)二力平衡條件求解,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,畫龍點(diǎn)睛滑動(dòng)摩擦力的大小由正壓力和摩擦因數(shù)決定,與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、接觸面積無關(guān),知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,典例剖析 【例3】 下列有關(guān)滑動(dòng)

13、摩擦力的說法正確的是() A.有壓力一定有滑動(dòng)摩擦力 B.滑動(dòng)摩擦力方向一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反 C.滑動(dòng)摩擦力總是與接觸面上的壓力垂直 D.只有運(yùn)動(dòng)物體才受滑動(dòng)摩擦力 解析:產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力的條件有三個(gè):正壓力(相互接觸且擠壓)、接觸面粗糙、發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),缺一不可。由產(chǎn)生條件可知,A錯(cuò)誤。滑動(dòng)摩擦力方向與接觸面相切,且與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反而壓力垂直于接觸面,所以滑動(dòng)摩擦力方向跟接觸面所受壓力垂直,B錯(cuò)誤,C正確。擦黑板時(shí),黑板是靜止的,但相對(duì)黑板擦是運(yùn)動(dòng)的,也受滑動(dòng)摩擦力,所以關(guān)鍵是“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”,故D錯(cuò)誤。 答案:C,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,規(guī)律方法(1)滑動(dòng)摩擦力的方向與“相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反”并不

14、是與“運(yùn)動(dòng)方向”相反。 (2)滑動(dòng)摩擦力的作用總是阻礙物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng),而不是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。 例如:如圖所示,物體A、B都向右運(yùn)動(dòng),速度分別為vA=1 m/s,vB=2 m/s。則A受到B向右的滑動(dòng)摩擦力F1,是動(dòng)力;B受到A向左的滑動(dòng)摩擦力F2,是阻力,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,例4】 如圖所示,一重力為40 N的木塊原來靜止在水平桌面上,某瞬間在水平方向上同時(shí)受到兩個(gè)方向相反的力F1、F2的作用,其中F1=13 N,F2=6 N。已知木塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,求: (1)木塊所受的摩擦力的大小和方向。 (2)當(dāng)只將F1撤去后,木塊受到的摩擦力的大小和方向。

15、(3)若撤去的力不是F1而是F2,求木塊受到的摩擦力的大小和方向,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,解析:當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力為F滑=FN=G=0.240 N=8 N,故木塊受到桌面的最大靜摩擦力為8 N。 (1)加上F1、F2后,F1和F2相當(dāng)于一個(gè)方向向右的F=F1-F2=7 N的力。由于F小于最大靜摩擦力,故木塊處于靜止?fàn)顟B(tài),則木塊受到桌面靜摩擦力的作用,大小為7 N,方向水平向左。 (2)將F1撤去后,由于F2小于最大靜摩擦力,故木塊仍然保持靜止。由二力平衡知識(shí)知,木塊受到的靜摩擦力大小等于F2,即大小為6 N,方向水平向右。 (3)撤去F2后,由于F1大于最大靜摩擦力,則木塊受到的摩擦力為

16、滑動(dòng)摩擦力,大小為8 N,方向水平向左。 答案:(1)7 N水平向左(2)6 N水平向右 (3)8 N水平向左,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,規(guī)律方法求解滑動(dòng)摩擦力大小的思路 (1)判斷滑動(dòng)摩擦力的有無:根據(jù)接觸面的性質(zhì)和物體間是否產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),確定物體之間是否存在滑動(dòng)摩擦力。 (2)求解方法的選取: 如果物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),可根據(jù)二力平衡法和公式法求解滑動(dòng)摩擦力大小。 如果物體做非勻速直線運(yùn)動(dòng),只能用公式Ff=FN求解滑動(dòng)摩擦力的大小,1,2,3,4,1.(多選)下列說法正確的是() A.相互接觸并有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩物體間必有摩擦力 B.兩物體間有摩擦力,則其間必有彈力 C.兩物體間有彈力,則其間必有摩擦

17、力 D.兩物體間無彈力,則其間必?zé)o摩擦力 解析:摩擦力產(chǎn)生的三個(gè)條件:接觸面粗糙、物體之間有彈力、物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)三個(gè)條件缺一不可。因?yàn)槿鄙俳佑|面粗糙、有彈力這兩個(gè)條件,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;兩物體間僅有彈力,接觸面是否粗糙未知,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;有彈力是產(chǎn)生摩擦力的必要條件,所以有摩擦力必有彈力,無彈力必?zé)o摩擦力,故選項(xiàng)B、D正確。 答案:BD,1,2,3,4,2.(多選)如圖所示,有一重力不計(jì)的方形容器,被水平力F壓在豎直的墻面上處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)緩慢地向容器內(nèi)注水,直到將容器剛好盛滿為止,在此過程中容器始終保持靜止,則下列說法正確的是() A.容器受到的摩擦力不變 B.容器受到的摩擦力逐漸

18、增大 C.水平力F可能不變 D.水平力F必須逐漸增大 解析:容器處于平衡狀態(tài),在豎直方向上重力與摩擦力平衡,盛滿水前墻面對(duì)容器的靜摩擦力一直增大,如果一直沒有達(dá)到正壓力F作用下的最大靜摩擦力,則水平力F可能不變,選項(xiàng)B、C正確。 答案:BC,1,2,3,4,3.裝修工人在搬運(yùn)材料時(shí)施加一個(gè)水平拉力將其從水平臺(tái)面上拖出,如圖所示,則在勻速拖出的過程中() A.材料與平臺(tái)之間的接觸面積逐漸減小,摩擦力逐漸減小 B.材料與平臺(tái)之間的接觸面積逐漸減小,拉力逐漸減小 C.平臺(tái)對(duì)材料的支持力逐漸減小,摩擦力逐漸減小 D.材料與平臺(tái)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)不變,支持力也不變,因而工人拉力也不變,1,2,3,4,解析:勻速拉動(dòng)的過程只能持續(xù)到重心離開臺(tái)面的瞬間,材料的重心在臺(tái)面上,故材料對(duì)臺(tái)面的壓力不變,故材料受到的支持力不變,故C錯(cuò)誤;而在拉動(dòng)過程中動(dòng)摩擦因數(shù)不變,由F=FN可知摩擦力是不變的,故A、B錯(cuò)誤;因?yàn)椴牧献鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng),摩擦力不變,所以工人的拉力是不變的,故D正確。 答案:D,4.重為400 N的木箱放在水平地面上,木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25。如圖所示,用水平力F推木箱,當(dāng)F分別為60 N、90 N和150 N時(shí),木箱受到的摩擦力分別是多少