高中物理 第三章第三節(jié)3.3摩擦力課件 新人教版必修1

1、 3、3 摩擦力 1. 摩擦力:當一物體在另一物體的表面發(fā)生相對運動或有運動趨勢時而產(chǎn)生的阻礙物體相對運動或相對運動趨勢的力叫摩擦力.在生活中,摩擦力無處不在,它有時是有益的,有時是有害的.2. 減小摩擦力的途徑:使接觸面變光滑,變滑動摩擦為滾動摩擦等.1. 摩擦力摩擦力是指兩個相互接觸的物體,當它們發(fā)生 或具有相對運動的趨勢時,在接觸面上產(chǎn)生的阻礙 或 的力.2. 靜摩擦力(1) 定義:兩個物體之間只有相對運動的趨勢,而沒有相對運動時,在接觸面上產(chǎn)生的阻礙物體間 的力.(2) 方向:靜摩擦力的方向總是沿著接觸面,跟物體的 方向相反.(3) 大小范圍: F靜 .(4) 最大靜摩擦力:是指靜摩擦

2、力的最大值,其大小等于物體剛要運動時所需要的沿相對運動趨勢方向的 .3. 滑動摩擦力(1) 定義:當一個物體在另一個物體上 時,會受到另一個物體 它滑動的力.(2) 方向:總是沿著接觸面,并且跟物體的 的方向相反.(3) 大小:滑動摩擦力的大小跟 成正比,即F= ,其中FN為壓力,為動摩擦因數(shù),與相互接觸的兩個物體 、 有關(guān),與FN無關(guān),沒有單位.4. 滾動摩擦力(1) 滾動摩擦力是一個物體在另一個物體表面上 時產(chǎn)生的摩擦.(2) 當壓力相同時,滾動摩擦比滑動摩擦 得多.自我校對1. 相對運動相對運動相對運動趨勢2. （1）相對運動趨勢 （2）相對運動趨勢 （3）0Fmax（4）拉力1. 關(guān)于

3、靜摩擦力，下列說法正確的是( )A. 兩個相對靜止的物體之間一定有靜摩擦力的作用B. 靜摩擦力一定是阻力C. 受靜摩擦力作用的物體一定是靜止的D. 在壓力一定的條件下，靜摩擦力的大小是可以變化的，但有一定限度【解析】靜摩擦力產(chǎn)生于兩個相互接觸的有壓力和相對運動趨勢的不光滑面之間，摩擦力有可能是阻力，也有可能3. （1）滑動阻礙（2）相對運動（3）壓力FN材料接觸面的粗糙程度4. （1）滾動（2）小是動力，所以受靜摩擦力的物體不一定靜止.在壓力一定的條件下，靜摩擦力在0到最大靜摩擦力的范圍內(nèi)變化.只有D正確. 【答案】 D 2. 關(guān)于摩擦力下列說法正確的是( )A. 相互壓緊的粗糙物體間總是有摩

4、擦力的B. 正壓力增大，摩擦力一定增大C. 摩擦力的方向總是與物體的運動方向在同一直線上D. 摩擦力的方向與物體的運動方向有時是一致的【解析】相互壓緊的粗糙物體間要有摩擦力還必須滿足兩者之間有相對運動或相對運動趨勢，故A錯;對于滑動摩擦力來說，由公式F=FN，正壓力增大，摩擦力一定增大是正確的，但對于靜摩擦力來說，是不對的，故B錯;摩擦力的方向是與相對運動或相對運趨勢方向相反，跟物體實際運動方向可能相同也可能不同，也可能不在一線上，如汽車轉(zhuǎn)彎時，輪子受到的側(cè)向靜摩擦力方向是指向轉(zhuǎn)彎方向內(nèi)側(cè).【答案】 D3. 下列關(guān)于靜摩擦力的說法中正確的是( )A.靜摩擦力的方向總與物體的運動方向相反B. 靜

5、摩擦力的大小與相應的正壓力成正比C. 靜摩擦力只能在物體靜止時產(chǎn)生D. 靜摩擦力的方向與接觸物體相對運動的趨勢方向相反【解析】靜摩擦力的方向應與物體相對運動趨勢的方向相反且靜摩擦力的大小與正壓力大小無關(guān),運動的物體也可以產(chǎn)生靜摩擦力,如傳送帶上相對地面運動而相對傳送帶靜止的物體. 【答案】 D 受到靜摩擦力作用的物體是否一定處于靜止狀態(tài)?如何理解這一問題?平時所講的靜止狀態(tài)是以地面為參考系的,而受到靜摩擦力的物體需要滿足的條件是物體的接觸面間相對靜止,但存在相對運動的趨勢,相對靜止并非靜止,所以處于運動狀態(tài)的物體也有可能受靜摩擦力的作用.比如一箱貨物放置在汽車上,當汽車啟動時,若貨物沒發(fā)生相對

6、滑動(如圖所示),則貨物會受到向右的靜摩擦力作用,貨物相對于汽車是靜止的,但在地面看它是隨汽車一起向右運動的.一、摩擦力的產(chǎn)生條件1. 靜摩擦力的產(chǎn)生條件(1) 兩物體相互接觸且存在彈力作用.(2) 接觸面粗糙.(3) 兩物體相對靜止但存在相對運動的趨勢.所謂“相對運動趨勢”可以理解為研究對象相對于它的接觸面要發(fā)生相對運動,但又沒有發(fā)生相對運動,兩接觸物體始終保持相對靜止.2. 滑動摩擦力的產(chǎn)生條件(1) 兩物體相互接觸且存在彈力作用.(2) 接觸面粗糙.(3) 兩物體有相對運動.滑動摩擦力中的“動”也是相對的,指的是兩接觸物體之間的相對運動,而不是物體對地面的運動.因此,靜止的物體也可能受到

7、滑動摩擦力的作用.如圖所示,當用力F緩慢向右拉動小車B時,放置在小車B上的物塊A將受到向右的滑動摩擦力作用(接觸面粗糙),物塊A相對于地面是靜止的,但相對于小車B是向左運動的.例1(2009武漢)下列說法中正確的是( )A. 兩個互相接觸的物體之間一定有彈力作用B. 一個物體靜止在另一物體的表面上,它們之間一定不存在摩擦力的作用C. 兩個物體之間如果有彈力的作用,就一定有摩擦力的作用D. 兩個物體之間如果有摩擦力的作用,就一定有彈力的作用【點撥】彈力是摩擦力存在的必要條件.【解析】兩物體相接觸是彈力產(chǎn)生的條件之一,要產(chǎn)生彈力,兩物體接觸面處必須發(fā)生彈性形變,故A錯.根據(jù)摩擦力的產(chǎn)生條件可知B錯

8、.對于C選項,兩物體間有彈力僅是物體間存在摩擦力的條件之一,要有摩擦力產(chǎn)生還必須滿足表面粗糙和有相對運動或相對運動的趨勢,所以C錯,D正確.本題答案為D.【答案】D1. 關(guān)于靜摩擦力,下列說法中正確的是( )A. 在相對靜止的物體間一定存在靜摩擦力作用B. 運動著的物體不可能受到靜摩擦力的作用C. 運動著的物體也可能受到靜摩擦力的作用D. 靜止的物體若受到摩擦力的作用,一定是靜摩擦力【解析】物體間產(chǎn)生靜摩擦力的條件有三個,A選項不滿足產(chǎn)生靜摩擦力的條件,故A錯誤;兩個相對地面運動的物體有可能相對靜止,兩物體間也可能存在靜摩擦力,故B錯誤;相對地面靜止的物體也可能受滑動摩擦力的作用,故D錯誤.【

9、答案】 C二、摩擦力有無及方向判斷1. 判斷物體是否受摩擦力的作用,可用以下兩種方法(1) 根據(jù)條件判斷根據(jù)是否滿足摩擦力存在的條件來判定,其中“有相對運動或相對靜止但存在相對運動的趨勢”是判定有無摩擦力的關(guān)鍵.(2) 假設法在判斷物體間是否存在靜摩擦力時可用假設法,先假設接觸面是光滑的,看物體是否會發(fā)生相對運動.如果物體仍保持相對靜止,則物體不受靜摩擦力;反之則受靜摩擦力.2. 摩擦力的方向(1) 靜摩擦力的方向一定沿接觸面且與物體相對運動趨勢方向相反,而與物體的運動方向無關(guān),可能同向也可能反向,還可能有一定夾角.(2) 滑動摩擦力的方向一定沿接觸面與物體相對運動方向相反,同靜摩擦力一樣,與

10、物體的運動方向無關(guān).(3) 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運動趨勢,滑動摩擦力阻礙的是物體間的相對運動,都不是阻礙物體的運動,因此,摩擦力可能是阻力,也可能是動力.例2如圖所示,A、B兩物體豎直疊放在水平面上,用力F水平拉A物體,A、B均靜止,試分析A、B是否受靜摩擦力作用?【點撥】對分析的兩物體假設靜摩擦力存在時會怎樣，不存在時會怎樣?【解析】對于A物體,假設A、B之間接觸面光滑,在力F作用下,不可能保持靜止狀態(tài),將會向右運動,故A相對B有向右運動的趨勢,所以物塊A受到向左的靜摩擦力作用.對于B物體,由于B給A一個向左的靜摩擦力作用,根據(jù)力的相互性,A物體將給B物體一

11、個向右的靜摩擦力作用.假設B與地面間光滑,B物體將在此靜摩擦力作用下向右運動而不可能處于靜止狀態(tài),因此B物體還受到地面的向左的靜摩擦力作用.綜上分析,A物體受到B物體的向左的靜摩擦力作用,B物體受兩個靜摩擦力作用,施力物體分別是A物體和地面.【點評】由于“相對運動趨勢”并非是真實的“相對運動”,所以靜摩擦力有無的判斷比較困難,可采用假設法來判斷.2. (改編題)如圖所示,A、B是兩個長方體物塊,水平力F作用在物塊B上,則下說法中正確是( )A. 若A、B一起向右做勻速運動,則B對A有摩擦力B. 若B向右運動,A相對于地面靜止,則B對A有摩擦力C. 若A、B一起向右做勻速運動，則地面對B一定有摩

12、擦力D. 若A、B均相對于地面靜止,地面對B也有摩擦力【解析】若A、B一起向右做勻速運動，則A處于平衡狀態(tài)，B對它一定無摩擦力的作用；若B向右運動，A相對于地面靜止，則A相對于B向左運動，相對于地面靜止，此時，B對A一定無摩擦力；若A、B一起向右做勻速運動，則B處于平衡狀態(tài)，必然受到地面施加的向左的摩擦力，此力和F平衡;若A、B均相對于地面靜止,地面對B有靜摩擦力作用,此力和F平衡.【答案】 CD三、摩擦力大小的計算1. 靜摩擦力的大小其大小沒有固定的計算公式,靜摩擦力的大小在零到最大靜摩擦力Fmax之間變化,跟接觸面間的壓力無直接關(guān)系.在具體求解時,常用平衡條件或結(jié)合物體所處的運動狀態(tài)去確定

13、.最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力,在無特殊說明時,可以認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.2. 滑動摩擦力的大小根據(jù)公式F=FN來計算,滑動摩擦力的大小決定于物體間的壓力及動摩擦因數(shù),與物體的運動速度無關(guān),與物體接觸面的面積大小也無關(guān).重為20 N的物體在水平桌面上，在4 N的水平拉力作用下勻速滑動,則物體與桌面間的動摩擦因數(shù)是多少？【點撥】根據(jù)受力平衡求摩擦力，再用計算公式可求.【解析】根據(jù)滑動摩擦力的計算式F摩=FN可知，只要知道物體所受的滑動摩擦力F摩，物體對支持面的正壓力FN的大小，便能計算出接觸面間的動摩擦因數(shù).由題意可知(如圖所示)，物體對桌面的壓力大小等于物體的重力大小，物體所受摩擦力

14、的大小等于拉力F(它們是一對平衡力),所以=F摩FN=420=0.2，即物體與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.2.【點評】滑動摩擦力與壓力成正比，但必須清楚，=F摩FN只是的計算式，的決定因素不是F摩或FN.3. 如圖所示，用力F把鐵塊壓在豎直墻上不動，那么當F增大時，關(guān)于鐵塊對墻的壓力N，鐵塊受墻的摩擦力f，下列判斷中正確的是( )A. N增大，f不變B. N增大，f增大C. N變小，f不變D. N不變，f不變【解析】如圖所示由二力平衡,N與F等大,隨F增大,f與G等大而不發(fā)生變化.故A正確.【答案】 A1. 摩擦力一定是阻力嗎？摩擦力既可以是阻力，也可以是動力.摩擦力的方向總是與物體的相對運動或相

15、對運動趨勢的方向相反，其作用效果總是阻礙物體的相對運動或相對運動的趨勢，因此有的同學認為摩擦力只能是阻礙物體運動的力，不可能成為物體運動狀態(tài)改變的動力.其實不是這樣，如人向前行走，腳有向后蹬地的動作，所以后腳所受的摩擦力是向前的，與人的運動方向一致，這是人體向前移動的動力.2. 靜摩擦力的大小與正壓力成正比嗎？可以用如圖所示的情況來研究靜摩擦力的大小.假定圖中水平力F由零逐漸增大到10 N時，物體才開始發(fā)生運動，顯然，當F=0、1 N、2 N8 N、9 N時，物體受到的靜摩擦力的大小始終與F的大小對應相等，可見靜摩擦力的大小有如下特征:(1) 靜摩擦力的大小總與迫使物體發(fā)生相對運動的外力(或沿著接觸面的分量)大小相等，且靜摩擦力隨此外力(或沿著接觸面的分量)的增大而增大；(2) 靜摩擦力有一個最大值，即最大靜摩擦力.應注意不能機械地套用F=FN來求靜摩擦力，例如上述例子中的物塊對水平面的正壓力并沒有變化