摩擦力 課件- 高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

第2節(jié)摩擦力第三章相互作用——力通過傳送帶我們能把物體從低處運(yùn)送到高處，如圖所示，而物體相對(duì)傳送帶卻靜止不動(dòng)；要將靜止放在地面上的箱子推動(dòng)，需要施加足夠大的推力，如圖所示。發(fā)生以上現(xiàn)象的原因是什么呢？新知探究知識(shí)點(diǎn)滑動(dòng)摩擦力什么是摩擦力？1新知探究?jī)蓚€(gè)相互接觸、相互擠壓的物體，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)，就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力，這種力叫摩擦力。知識(shí)點(diǎn)滑動(dòng)摩擦力什么是滑動(dòng)摩擦力？1新知探究一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面滑動(dòng)的時(shí)候，受到另一個(gè)物體阻礙它滑動(dòng)的力。知識(shí)點(diǎn)滑動(dòng)摩擦力1新知探究【探究】某學(xué)生在研究滑動(dòng)摩擦力與哪些因素有關(guān)而設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。他用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)。實(shí)驗(yàn)中改變被拉木塊的數(shù)量、接觸面的材料、接觸面積的大小及木塊速度的大小，并將若干次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在下表中，試根據(jù)下表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析總結(jié)并回答下列問題：知識(shí)點(diǎn)滑動(dòng)摩擦力1新知探究實(shí)驗(yàn)次數(shù)接觸面材料拉動(dòng)木塊數(shù)木塊放置情況木塊運(yùn)動(dòng)速度彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)/N1木板1平放v較小3.502木板1平放v較大3.503木板1側(cè)放v較小3.504木板2平放v較小7.005化纖地毯1平放v較小8.006化纖地毯1側(cè)放v較小8.007化纖地毯2平放v較小16.00知識(shí)點(diǎn)滑動(dòng)摩擦力1新知探究(1)物體間的滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)？有什么關(guān)系？(2)物體間的滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素?zé)o關(guān)？提示：(1)滑動(dòng)摩擦力與接觸面上的正壓力成正比，還與接觸面的材料有關(guān)，接觸面越粗糙，摩擦力越大。(2)滑動(dòng)摩擦力與接觸面積的大小、物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度大小無關(guān)。知識(shí)點(diǎn)滑動(dòng)摩擦力1新知探究滑動(dòng)摩擦力的大小(1)公式法：根據(jù)公式f＝μFN計(jì)算。①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，F(xiàn)N的大小根據(jù)受力情況確定。②動(dòng)摩擦因數(shù)μ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)、靜止)時(shí)，根據(jù)二力平衡條件求解。知識(shí)點(diǎn)滑動(dòng)摩擦力1新知探究滑動(dòng)摩擦力方向總是沿著接觸面，并且跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反?！芭c相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反”≠“與運(yùn)動(dòng)方向相反”，滑動(dòng)摩擦力的方向可能與運(yùn)動(dòng)方向相同、相反，還可以成任意角度。如圖所示，斜面體豎直向上運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，物體A沿斜面向下勻速下滑，那么A所受的摩擦力將與A的運(yùn)動(dòng)方向(對(duì)地)成一夾角，但仍與相對(duì)滑動(dòng)方向相反。知識(shí)點(diǎn)滑動(dòng)摩擦力1新知探究例1：下列關(guān)于摩擦力的說法，正確的是()A．相互接觸的兩物體間一定存在摩擦力B．摩擦力總是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)C．相對(duì)靜止的物體間，也可能存在摩擦力作用D．只有靜止的物體才受靜摩擦力作用，運(yùn)動(dòng)的物體不會(huì)受靜摩擦力作用知識(shí)點(diǎn)滑動(dòng)摩擦力1新知探究解析產(chǎn)生摩擦力的條件是：兩個(gè)物體相互擠壓，接觸面粗糙，有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，三者缺一不可，故A錯(cuò)誤；摩擦力阻礙的是物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，有可能是動(dòng)力，故B錯(cuò)誤；相對(duì)靜止的物體有可能存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故可能存在摩擦力的作用，故C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)，也可能受滑動(dòng)摩擦力作用，同理，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)，也有可能受到靜摩擦力作用。答案C知識(shí)點(diǎn)滑動(dòng)摩擦力1新知探究例2：若兩物體的重力分別為GA＝20N，GB＝40N，A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.2，B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2＝0.4，用力F作用在B上后，A、B間，B與地面間都發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng)。求各接觸面間摩擦力的大小。知識(shí)點(diǎn)滑動(dòng)摩擦力1新知探究解析物體A對(duì)B的壓力＝＝20N據(jù)F＝μ得A、B間的滑動(dòng)摩擦力＝＝0.2×20N＝4N物體A與B對(duì)地面的壓力＝＋＝60N同理得：＝＝0.4×60N＝24N即B與地面間的滑動(dòng)摩擦力大小為24N答案AB間：4NB與地面間：24N知識(shí)點(diǎn)靜摩擦力小孩推箱，據(jù)二力平衡的知識(shí)，這時(shí)一定有一個(gè)力與推力平衡，阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)發(fā)生的力。2新知探究靜摩擦力二力平衡推力知識(shí)點(diǎn)靜摩擦力定義當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，但兩者又保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，物體受到的另一個(gè)物體對(duì)它的阻礙這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力，叫做靜摩擦力。2新知探究知識(shí)點(diǎn)靜摩擦力產(chǎn)生的條件(1)接觸面是粗糙的。(2)兩物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。(3)兩物體在接觸面上有正壓力(彈力)。靜摩擦力產(chǎn)生的原因是相互接觸的物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。靜摩擦力的作用效果是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，但不一定阻礙運(yùn)動(dòng)。2新知探究知識(shí)點(diǎn)靜摩擦力方向總跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反。(1)“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)”指的是靜摩擦力的受力者相對(duì)于施力者的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。(2)靜摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反，但與運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系可能相同、相反、垂直，還可以成任意角度。(3)靜摩擦力的方向跟接觸面相切，可做動(dòng)力，也可做阻力。2新知探究F支FG知識(shí)點(diǎn)靜摩擦力靜摩擦力的大小(1)大小范圍：0<f≤fmax。(2)計(jì)算：根據(jù)受力情況和二力平衡條件確定，大小總等于使物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的外力。2新知探究知識(shí)點(diǎn)靜摩擦力2新知探究靜摩擦力的大小隨著推力的增大而增大，可以說靜摩擦力的大小由外部因素決定。2F推2F知識(shí)點(diǎn)靜摩擦力最大靜摩擦力當(dāng)人的水平推力增加到某一值Fm時(shí)，物體就要滑動(dòng)，此時(shí)靜摩擦力達(dá)到最大值，我們把Fm叫做最大靜摩擦力。2新知探究知識(shí)點(diǎn)靜摩擦力最大靜摩擦力最大靜摩擦力fmax＝μ0FN(μ0為最大靜摩擦力因數(shù))2新知探究特別提醒：(1)滑動(dòng)摩擦力f的大小與物體運(yùn)動(dòng)的速度大小無關(guān)，與接觸面的大小無關(guān)。(2)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。(3)靜摩擦力可在0～fmax之間變化，不能用公式f＝μFN計(jì)算，且靜摩擦力與正壓力無關(guān)。名師指點(diǎn)判斷靜摩擦力方向的常用方法(1)假設(shè)法：可假設(shè)接觸面光滑，將會(huì)看到物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向判斷物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向，從而判斷靜摩擦力的方向。(2)平衡法：對(duì)于受力平衡的物體，分析除靜摩擦力外其他力共同作用效果的方向，則靜摩擦力的方向與其他力的共同作用效果的方向相反。(3)相互作用法：根據(jù)力的相互性，若甲、乙兩物體間有靜摩擦力，并且能判斷出甲對(duì)乙的靜摩擦力的方向，則乙對(duì)甲的靜摩擦力的方向與甲對(duì)乙的靜摩擦力的方向相反。知識(shí)點(diǎn)靜摩擦力2新知探究例：知識(shí)點(diǎn)靜摩擦力2新知探究解題指導(dǎo)：求解摩擦力大小的方法(1)明確所求摩擦力是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力。(2)靜摩擦力一般根據(jù)二力平衡來求。求解時(shí)應(yīng)注意物體是否處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，若物體處于減速或加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則二力平衡不成立。(3)滑動(dòng)摩擦力一般根據(jù)公式法計(jì)算，計(jì)算時(shí)注意滑動(dòng)摩擦力的大小與物體的速度大小、物體是否勻速運(yùn)動(dòng)無關(guān)，只取決于動(dòng)摩擦因數(shù)和正壓力的大小。知識(shí)點(diǎn)靜摩擦力2新知探究解析：當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力為F滑＝μFN＝μG＝0.2×40N＝8N，故木塊受到桌面的最大靜摩擦力為8N。(1)加上F1、F2后，F(xiàn)1和F2相當(dāng)于一個(gè)方向向右的F＝F1－F2＝7N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7N，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6N，方向水平向右。(3)撤掉F2后，由于F1大于最大靜摩擦力，則木塊受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，大小為8N，方向水平向左。答案：(1)7N水平向左(2)6N水平向右(3)8N水平向左知識(shí)點(diǎn)認(rèn)識(shí)摩擦力的誤區(qū)3新知探究誤區(qū)一：誤認(rèn)為摩擦力一定是阻力，或摩擦力的方向總是跟物體的運(yùn)動(dòng)方向相反。分析：滑動(dòng)摩擦力的方向總是跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反，靜摩擦力的方向總是跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反，可見摩擦力阻礙的是物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，并不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。摩擦力可能與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同、相反，或成任意角度。知識(shí)點(diǎn)認(rèn)識(shí)摩擦力的誤區(qū)3新知探究誤區(qū)二：誤認(rèn)為靜止的物體只能受靜摩擦力，運(yùn)動(dòng)的物體只能受滑動(dòng)摩擦力。分析：我們所說的靜止的物體、運(yùn)動(dòng)的物體是指它相對(duì)于地面靜止或運(yùn)動(dòng)，根據(jù)其與其他物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況，它可能受靜摩擦力，也可能受滑動(dòng)摩擦力。例如，物體在地面上滑動(dòng)，地面受到滑動(dòng)摩擦力，但地面是靜止的。知識(shí)點(diǎn)認(rèn)識(shí)摩擦力的誤區(qū)3新知探究誤區(qū)三：誤認(rèn)為壓力越大摩擦力越大。分析：根據(jù)滑動(dòng)摩擦力和最大靜摩擦力的計(jì)算公式=μ可知，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力和最大靜摩擦力都越大；但靜摩擦力都越大；但靜摩擦力的大小與無直接關(guān)系。1．關(guān)于滑動(dòng)摩擦力公式F＝μ，下列說法中正確的是()

A．動(dòng)摩擦因數(shù)μ與摩擦力F成正比，F(xiàn)越大，μ越大B．動(dòng)摩擦因數(shù)μ與正壓力成反比，越大，μ越小C．動(dòng)摩擦因數(shù)μ與摩擦力F成正比，與正壓力成反比D．動(dòng)摩擦因數(shù)μ的大小由兩物體接觸面的粗糙程度及材料決定課堂訓(xùn)練答案D解析動(dòng)摩擦因數(shù)μ的大小由接觸面的粗糙程度及材料決定，與摩擦力F和壓力無關(guān)，一旦材料和接觸面的情況確定了，動(dòng)摩擦因數(shù)μ也就確定了，即是一個(gè)定值。課堂訓(xùn)練2．關(guān)于摩擦力的方向，下列說法正確的是()A．摩擦力的方向總是與運(yùn)動(dòng)方向相反B．滑動(dòng)摩擦力的方向總是與運(yùn)動(dòng)方向相反C．滑動(dòng)摩擦力一定是阻力D．摩擦力的方向一定與壓力的方向垂直課堂訓(xùn)練D3．如圖所示，甲、乙、丙三個(gè)物體，質(zhì)量相同，與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，受到三個(gè)大小相同的作用力F，它們受到的摩擦力的大小關(guān)系是()A．三者相同B．乙最大C．丙最大D．已知條件不夠，無法比較課堂訓(xùn)練答案D解析確定摩擦力的大小時(shí)，首先必須區(qū)分出是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力，因?yàn)檫@兩種摩擦力的大小確定方法不一樣。本題中三物體對(duì)地面的正壓力的大小關(guān)系為>>，所以滑動(dòng)摩擦力的大小關(guān)系為Ff乙>Ff丙>Ff甲。但最為關(guān)鍵的一點(diǎn)，三物體各處于怎樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)未給出，所以本題正確選項(xiàng)應(yīng)為D。課堂訓(xùn)練4．關(guān)于摩擦力產(chǎn)生的條件，下列說法中正確的是()A．相互壓緊的粗糙物體間一定有摩擦力B．相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體間一定有摩擦力C．只有相互壓緊且發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體間才有摩擦力的作用D．只有相互壓緊且發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的粗糙物體之間才有摩擦力作用課堂訓(xùn)練D5．用手握住瓶子，使瓶子在豎直方向靜止，