物理第三章第二節(jié)

第二節(jié)研究摩擦力第三章研究物體間的相互作用學(xué)習(xí)目標(biāo)1．知道滑動摩擦力、靜摩擦力的含義，明確產(chǎn)生條件，會判斷摩擦力的方向．2．了解滑動摩擦力的計算公式f＝μFN的應(yīng)用．3．知道最大靜摩擦力的概念．新知初探自主學(xué)習(xí)一、滑動摩擦力[自研教材]1．概念：兩個相互接觸的物體有相對滑動時，物體之間存在的摩擦叫做_________．在滑動摩擦中，物體間產(chǎn)生的______物體_____滑動的作用力，叫做滑動摩擦力．2．方向：滑動摩擦力的方向總是跟接觸面_______，并且跟物體__________的方向相反．滑動摩擦阻礙相對相切相對滑動3．大小公式：f＝μFN.FN是垂直接觸面的_______，μ是_____________．μ的大小與相互接觸的物體的_______、接觸面的____________有關(guān)．正壓力動摩擦因數(shù)材料粗糙程度[成功體驗]滑動摩擦力的大小與物體間相對運(yùn)動的速度大小有關(guān)系嗎？提示：無關(guān)．二、研究靜摩擦力[自主探究]根據(jù)教材實驗探究1．木塊運(yùn)動前，逐漸增大彈簧秤的拉力，靜摩擦力f的大小如何變化？并與拉力有何大小關(guān)系？提示：增大；大小相等2．靜摩擦力的大小是一個固定的值嗎？它與壓力有關(guān)嗎？如何確定其大??？提示：不是；無關(guān)；根據(jù)二力平衡3．不用外力去拉木塊，它受摩擦力作用嗎？用力拉它但沒拉動，它受摩擦力作用嗎？如果有，其大小和方向如何？拉動木塊后，它還受摩擦力作用嗎？如果有，其大小和方向如何？提示：不受；受靜摩擦力，大小等于拉力，方向與相對運(yùn)動趨勢方向相反；受滑動摩擦力，大小f＝μFN，方向與木塊相對運(yùn)動方向相反．4．靜摩擦力的大小有限度嗎？提示：0<f≤fmax[成功發(fā)現(xiàn)]1．概念：當(dāng)物體具有相對滑動趨勢時，物體間產(chǎn)生的摩擦叫做靜摩擦，這時產(chǎn)生的摩擦力叫做靜摩擦力．2．方向：跟接觸面_____，且跟物體_____________的方向相反．3．大?。河貌淮蟮乃搅瓡?，書柜沒有運(yùn)動，書柜與地面間的靜摩擦力大小隨拉力的增大而_____，所以說靜摩擦力的大小由外部因素決定．4．最大靜摩擦力：物體所受到的靜摩擦力有一個最大限度，這個最大值叫做最大靜摩擦力．最大靜摩擦力比_____________略大，為計算簡便，有時可以認(rèn)為最大靜摩擦力近似地等于______________．相切相對運(yùn)動趨勢增大滑動摩擦力滑動摩擦力要點(diǎn)探究講練互動要點(diǎn)一對摩擦力及產(chǎn)生條件的理解靜摩擦力滑動摩擦力產(chǎn)生條件①兩物體之間有彈力②接觸面粗糙③有相對運(yùn)動趨勢①兩物體之間有彈力②接觸面粗糙③有相對運(yùn)動作用效果阻礙物體間的相對運(yùn)動趨勢阻礙物體間的相對運(yùn)動方向跟接觸面相切并與物體相對運(yùn)動趨勢的方向相反，與物體的運(yùn)動方向無關(guān)跟接觸面相切并與物體相對運(yùn)動的方向相反，與物體的運(yùn)動方向不一定相反特別提醒：摩擦力產(chǎn)生的條件之一是物體之間有相對運(yùn)動或相對運(yùn)動的趨勢，而不是物體有運(yùn)動或運(yùn)動趨勢，運(yùn)動的物體可能不受摩擦力的作用，靜止的物體則可能受到摩擦力的作用，物體是否受摩擦力與物體是否運(yùn)動無關(guān)．(單選)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C．相對靜止的物體間，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)動的物體不會受靜摩擦力作用【審題指導(dǎo)】

摩擦力阻礙的是接觸物體之間的相對運(yùn)動或相對運(yùn)動的趨勢，而不是阻礙物體的運(yùn)動．例1【精講精析】相互接觸擠壓，接觸面粗糙，有相對運(yùn)動或相對運(yùn)動的趨勢，是摩擦力產(chǎn)生的三個條件，三個條件必須同時滿足，才產(chǎn)生摩擦力，A錯誤；摩擦力的效果總是阻礙物體間的相對運(yùn)動而不是運(yùn)動，B錯誤；相對靜止的物體間，也可能存在摩擦力，比如，推地面上的桌子但沒推動時，桌子仍受到地面的靜摩擦力，C正確；靜止的物體和運(yùn)動的物體都可能受到靜摩擦力的作用，比如，被傳送帶送到高處的物體，受到傳送帶的靜摩擦力作用，D錯誤．【答案】

C【規(guī)律方法】有關(guān)摩擦力的幾個注意問題：(1)不論物體是靜止還是運(yùn)動，都可能受靜摩擦力或滑動摩擦力．(2)摩擦力并不總是阻礙物體的運(yùn)動，它既可作動力，又可作阻力．(3)摩擦力的方向可以與物體的運(yùn)動方向相反，也可以與運(yùn)動方向相同．跟蹤訓(xùn)練1(雙選)(2012·高考海南卷)下列關(guān)于摩擦力的說法，正確的是(

)A．作用在物體上的滑動摩擦力只能使物體減速，不可能使物體加速B．作用在物體上的靜摩擦力只能使物體加速，不可能使物體減速C．作用在物體上的滑動摩擦力既可能使物體減速，也可能使物體加速D．作用在物體上的靜摩擦力既可能使物體加速，也可能使物體減速解析：選CD.摩擦力總是阻礙物體的相對運(yùn)動(或相對運(yùn)動趨勢)，而物體間的相對運(yùn)動與物體的實際運(yùn)動無關(guān)．當(dāng)摩擦力的方向與物體的運(yùn)動方向一致時，摩擦力是動力，方向相反為阻力，故C、D項正確．要點(diǎn)二靜摩擦力的有無及方向判斷1．靜摩擦力有無的判斷(1)條件判斷法：接觸面之間有壓力、粗糙且有相對運(yùn)動趨勢．(2)假設(shè)法：假設(shè)兩物體間無靜摩擦力，看物體是否相對滑動．①如果物體改變原來的運(yùn)動狀態(tài)，則兩物體之間存在靜摩擦力．②如果物體的運(yùn)動狀態(tài)不變，則兩物體之間不存在靜摩擦力．2．靜摩擦力的方向判斷(1)靜摩擦力的方向與物體相對運(yùn)動的趨勢方向相反．(2)若物體處于平衡狀態(tài)，根據(jù)二力平衡條件判斷靜摩擦力的大小及方向．特別提醒：判斷摩擦力的方向時，關(guān)鍵是判斷物體間相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢的方向．(單選)如圖所示，用力F去拉疊放在一起的兩物體A、B，但沒有拉動，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【關(guān)鍵提醒】

解答本題應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：(1)兩物體之間是否有靜摩擦力產(chǎn)生，關(guān)鍵是看兩個接觸的物體之間是否同時有擠壓和相對運(yùn)動趨勢．(2)要確定靜摩擦力的方向，必須明確兩物體間相對運(yùn)動趨勢的方向．例2【答案】

D【借題發(fā)揮】

在判斷A所受的靜摩擦力方向時也可用整體法，即將A、B看做一個整體，同樣可分析出D項正確，同學(xué)們可嘗試一下．跟蹤訓(xùn)練2(單選)如圖所示，物體A、B、C疊放在水平桌面上．力F作用在物體C上后，各物體仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，那么以下說法正確的是(

)A．C不受摩擦力的作用B．B不受摩擦力的作用C．A受的各個摩擦力不是平衡的D．A、B、C三個物體組成的整體所受摩擦力為零解析：選B.以B為對象，B在水平方向上不受其他外力，處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以B不受摩擦力，B正確；以C為對象，力F作用在物體C上，C處于靜止?fàn)顟B(tài)．C一定受A的摩擦力，A錯；A處于靜止?fàn)顟B(tài)，C對A的摩擦力與地面對A的摩擦力是平衡的，C錯；以A、B、C三個物體組成的整體為對象，受水平向右的拉力，所以整體受地面向左的摩擦力，D錯．要點(diǎn)三摩擦力大小的計算1．滑動摩擦力的大小(1)公式法：根據(jù)公式f＝μFN計算．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、靜止)時，根據(jù)二力平衡條件求解．2．靜摩擦力的大小(1)大?。?<f≤Fmax.(2)計算：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)生相對運(yùn)動趨勢的外力．(3)最大靜摩擦力fmax＝μ0FN.μ0為最大靜摩擦因數(shù)，最大靜摩擦力fmax略大于滑動摩擦力，一般情況下，為分析問題方便，可認(rèn)為二者相等．特別提醒：(1)計算摩擦力時，應(yīng)先判斷是靜摩擦力還是滑動摩擦力．(2)滑動摩擦力F的大小與物體運(yùn)動的速度大小無關(guān)，與接觸面的面積無關(guān)．(3)靜摩擦力可在0～fmax之間變化，不能用公式f＝μFN計算，且靜摩擦力與正壓力無關(guān)．質(zhì)量為2kg的物體靜止在水平地面上，如圖所示，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.5，最大靜摩擦力與滑動摩擦力視為相等．給物體一水平推力．(取g＝10N/kg)(1)當(dāng)推力大小為5N時，地面對物體的摩擦力是多大？(2)當(dāng)推力大小為12N時，地面對物體的摩擦力是多大？【審題指導(dǎo)】計算摩擦力的大小，首先要判斷摩擦力的種類，然后再選用計算依據(jù)．例3【精講精析】在地面上，F(xiàn)N＝mg，則滑動摩擦力(最大靜摩擦力fmax)大小為fmax＝μFN＝μmg＝0.5×2×10N＝10N.(1)當(dāng)拉力F＝5N時，F(xiàn)<fmax，物體靜止，則由二力平衡知f靜＝F＝5N.(2)當(dāng)拉力F＝12N時，F(xiàn)>fmax，物體滑動，則f滑＝μFN＝μmg＝10N.【答案】

(1)5N

(2)10N跟蹤訓(xùn)練3(單選)如圖所示，重力為20N的物體與木板間的動摩擦因數(shù)為0.1，物體向左運(yùn)動．同時物體受到大小為10N，方向向右的水平力F的作用，則物體所受摩擦力的大小和方向是(

)A．2N，向左

B．2N，向右C．10N，向左

D．12N，向右解析：選B.物體重力為20N，在水平面上運(yùn)動，所以正壓力大小FN＝20N，由f＝μFN知，f＝0.1×20N＝2N．滑動摩擦力方向與物體相對運(yùn)動方向相反，所以向右．尋規(guī)探法思維啟迪摩擦力與胡克定律的綜合【范例】

(10分)用勁度系數(shù)k＝490N/m的彈簧沿水平方向拉一木板，使其在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動，彈簧的長度為12cm.若在木板上放一質(zhì)量為5kg的物體，仍用原彈簧沿水平方向勻速拉動木板，彈簧的長度變?yōu)?4cm.試求木板與水平桌面間的動摩擦因數(shù)μ