粵教版高中物理必修第一冊(cè)第三章第三節(jié)摩擦力課件

第三節(jié)摩擦力第三章相互作用1．知道滑動(dòng)摩擦力的概念及產(chǎn)生條件，會(huì)判斷滑動(dòng)摩擦力的方向．2．知道滑動(dòng)摩擦力的大小跟什么有關(guān)，能用動(dòng)摩擦因數(shù)計(jì)算滑動(dòng)摩擦力的大?。?．知道靜摩擦力的概念及產(chǎn)生條件，會(huì)判斷靜摩擦力的方向．知道最大靜摩擦力的概念及靜摩擦力的大小范圍．學(xué)習(xí)任務(wù)必備知識(shí)·自主預(yù)習(xí)儲(chǔ)備知識(shí)點(diǎn)一滑動(dòng)摩擦力1．定義：在滑動(dòng)摩擦中，在接觸面上產(chǎn)生的____物體________的作用力，叫作滑動(dòng)摩擦力．2．方向：總是與物體________的方向____，與它們的接觸面____．3．大?。篺跟_______成正比，還跟接觸面的性質(zhì)有關(guān)，即f＝_____．其中μ叫_________，它與相互接觸的物體的____和接觸面的________有關(guān)．提醒

“物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向”不等同于“物體運(yùn)動(dòng)方向”．

阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)相反相切壓力FNμFN動(dòng)摩擦因數(shù)材料粗糙程度體驗(yàn)

1．(1)有壓力一定有滑動(dòng)摩擦力． (

)(2)有滑動(dòng)摩擦力一定有壓力． (

)(3)滑動(dòng)摩擦力總是與接觸面上的壓力垂直． (

)×√√知識(shí)點(diǎn)二靜摩擦力1．定義：當(dāng)兩個(gè)相互接觸的物體之間具有____________時(shí)，物體間產(chǎn)生的摩擦叫作靜摩擦，這時(shí)產(chǎn)生的摩擦力叫作________．2．方向：總是與物體____________的方向相反，與它們的接觸面____．3．最大靜摩擦力：靜摩擦力的最大值．在數(shù)值上等于物體____________時(shí)所需的最小拉力．4．靜摩擦力的大?。簝晌矬w間實(shí)際產(chǎn)生的靜摩擦力f在0和最大靜摩擦力fmax之間，即____________．相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)靜摩擦力相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相切剛剛開始運(yùn)動(dòng)0＜f靜≤fmax提醒

受靜摩擦力作用的物體也可以是運(yùn)動(dòng)的，但不是“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”．體驗(yàn)

2．(1)兩個(gè)相互接觸的物體都運(yùn)動(dòng)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生靜摩擦力． (

)(2)靜摩擦力的大小跟接觸面的粗糙程度有關(guān)． (

)(3)最大靜摩擦力的大小跟物體間正壓力的大小有關(guān)． (

)(4)最大靜摩擦力的大小跟接觸面的材料有關(guān)． (

)×√×√關(guān)鍵能力·情境探究達(dá)成將手指壓在較為光滑的桌面上向前推，使手指在桌面上滑動(dòng)．這時(shí)手指會(huì)感覺到向后的阻礙作用，這個(gè)阻礙作用就是桌面對(duì)手指的滑動(dòng)摩擦力．請(qǐng)?zhí)骄浚?1)增大手指與桌面間的壓力，滑動(dòng)摩擦力如何變化？(2)若在粗糙的水泥地面上以相同的壓力推動(dòng)手指，摩擦力大小如何變化？(3)靜止的桌面受到的摩擦力屬于滑動(dòng)摩擦力嗎？提示：(1)變大(2)變大(3)屬于，靜止的物體也可受到滑動(dòng)摩擦力，只要相對(duì)滑動(dòng)即可．

考點(diǎn)1滑動(dòng)摩擦力1．滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件(1)兩物體接觸且擠壓(即有彈力)．(2)接觸面粗糙．(3)兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)．注意：有彈力，不一定有摩擦力；有摩擦力，一定有彈力．2．滑動(dòng)摩擦力的方向沿接觸面，與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反．3．作用效果：總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，所以滑動(dòng)摩擦力的方向可能與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同，也可能相反．滑動(dòng)摩擦力可以是動(dòng)力，也可以是阻力．4．滑動(dòng)摩擦力大小的計(jì)算方法(1)公式法：由f＝μFN計(jì)算．應(yīng)當(dāng)注意，F(xiàn)N是壓力，其大小不一定等于物體的重力．甲圖中壓力等于物塊重力，乙圖中壓力與物塊重力無(wú)關(guān)，丙圖中壓力小于物塊重力．(2)二力平衡法：物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí)(有相對(duì)運(yùn)動(dòng))，根據(jù)二力平衡條件求解．

角度1滑動(dòng)摩擦力的大小和方向【典例1】如圖所示，在動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1的水平面上向右運(yùn)動(dòng)的物體，質(zhì)量為20kg，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，還受到一個(gè)水平向左的大小為10N的拉力作用，則物體受到的滑動(dòng)摩擦力為(g取10m/s2)(

)A．10N，向右 B．10N，向左C．20N，向右 D．20N，向左思路點(diǎn)撥：①物體相對(duì)水平面向右運(yùn)動(dòng)，受滑動(dòng)摩擦力作用．②物體質(zhì)量為20kg，對(duì)水平面的壓力大小為200N．

√D

[滑動(dòng)摩擦力大小Ff＝μFN＝μmg＝0.1×20×10N＝20N，方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，即向左．]規(guī)律方法

求解滑動(dòng)摩擦力的有無(wú)及大小的計(jì)算(1)判斷滑動(dòng)摩擦力的有無(wú)：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?。倏筛鶕?jù)公式Ff＝μFN求解滑動(dòng)摩擦力的大小．②如果物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可根據(jù)二力平衡法求解．角度2測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)【典例2】某同學(xué)用圖甲所示的裝置測(cè)量木塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)．跨過(guò)光滑定滑輪的細(xì)線兩端分別與木塊和彈簧測(cè)力計(jì)相連，滑輪和木塊間的細(xì)線保持水平，在木塊上方放置砝碼．緩慢向左拉動(dòng)水平放置的木板，當(dāng)木塊和砝碼相對(duì)桌面靜止且木板仍在繼續(xù)滑動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即為木塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大?。炒螌?shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)在表中給出，其中Ff4的值可從圖乙中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)讀出．甲

乙砝碼的質(zhì)量m/kg0.050.100.150.200.25滑動(dòng)摩擦力Ff

/N2.152.362.55Ff42.93回答下列問(wèn)題：(1)Ff4＝________N；(2)在圖丙的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊未畫出的數(shù)據(jù)點(diǎn)并繪出Ff-m圖線；2.75丙見解析圖(3)Ff與m、木塊質(zhì)量M、木板與木塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ及重力加速度大小g之間的關(guān)系式為Ff＝____________，F(xiàn)f-m圖線(直線)的斜率的表達(dá)式為k＝________；(4)g取9.80m/s2，由繪出的Ff-m圖線求得μ＝________(保留2位有效數(shù)字)．μ(M＋m)gμg0.40[解析]

(1)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為2.75N．(2)在圖像上添加(0.20kg，2.75N)這個(gè)點(diǎn)，畫一條直線，使盡可能多的點(diǎn)落在這條直線上，不在直線上的點(diǎn)大致均勻分布在直線兩側(cè)，如圖所示．(3)由實(shí)驗(yàn)原理可得Ff＝μ(M＋m)g，F(xiàn)f-m圖線的斜率為k＝μg．(4)根據(jù)圖像求出k＝3.9N/kg，代入數(shù)據(jù)得μ≈0.40．

[跟進(jìn)訓(xùn)練]1．(角度1)如圖所示，將一重力不計(jì)的白紙夾在物理課本與水平桌面之間，現(xiàn)用水平拉力F將白紙從書本底下向右抽出(書本未從桌面滑落)，已知課本重力為G，所有接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，則在白紙被抽出的過(guò)程中(

)A．課本對(duì)白紙的摩擦力方向向右B．抽動(dòng)瞬間，白紙受到的摩擦力為2μGC．抽動(dòng)瞬間拉力F越大，課本與白紙間的摩擦力越大D．課本與白紙間的摩擦力大小始終等于μG√B

[根據(jù)題意可知，白紙相對(duì)課本向右運(yùn)動(dòng)，則課本對(duì)白紙的摩擦力方向向左，故A錯(cuò)誤；抽動(dòng)瞬間，白紙受到的是滑動(dòng)摩擦力，根據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式f＝μFN，且白紙受到課本與桌面的兩個(gè)滑動(dòng)摩擦力，因此其大小為2μG，故B正確；課本與白紙間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，大小與接觸面間的粗糙程度和接觸面間的正壓力有關(guān)，與拉力無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；在開始一段時(shí)間內(nèi)，課本與白紙間的壓力等于重力，此時(shí)摩擦力等于μG，當(dāng)白紙滑過(guò)課本時(shí)，課本與紙面間的壓力小于重力G，滑動(dòng)摩擦力小于μG，故D錯(cuò)誤．故選B．]2．(角度2)如圖，某個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)．把彈簧測(cè)力計(jì)的一端固定在墻上，另一端與一物塊P相連，用力F拉水平向左拉物塊下面的金屬板，金屬板向左運(yùn)動(dòng)，此時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定(圖中已把彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)放大畫出)，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為________N，物塊P受到金屬板的滑動(dòng)摩擦力的大小是________N；若用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得物塊P的重力為13N，則物塊P與金屬板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為________．[解析]

由圖示彈簧測(cè)力計(jì)可知，其分度值是0.1N，其讀數(shù)F＝2.60N；由二力平衡條件得：滑動(dòng)摩擦力Ff＝F＝2.60N．根據(jù)Ff＝μFN＝μmg，解得動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2．2.602.600.2考點(diǎn)2靜摩擦力1．靜摩擦力的產(chǎn)生條件(1)兩物體直接接觸且相互擠壓(即有彈力)．(2)接觸面粗糙．(3)兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)．2．相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的判斷方法——假設(shè)法3．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)當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)(勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止)時(shí)，與使物體產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的外力的方向相反．4．靜摩擦力的大小(1)范圍：0＜f靜≤fmax．最大靜摩擦力fmax略大于滑動(dòng)摩擦力(如圖)，為分析問(wèn)題方便，經(jīng)常認(rèn)為二者近似相等．

(2)計(jì)算：物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí)，根據(jù)二力平衡條件求解．(3)靜摩擦力大小與壓力無(wú)關(guān)，最大靜摩擦力與壓力成正比．【典例3】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(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力視為相等，給物體一水平推力F(g取10m/s2)．

(1)當(dāng)推力大小為5N時(shí)，地面對(duì)物體的摩擦力是多大？(2)當(dāng)推力大小為12N時(shí)，地面對(duì)物體的摩擦力是多大？思路點(diǎn)撥：①判斷物體所處的狀態(tài)及摩擦力特點(diǎn)．②選取合理的方法或公式計(jì)算相應(yīng)摩擦力的大?。甗解析]

在地面上，F(xiàn)N＝mg，則滑動(dòng)摩擦力(即最大靜摩擦力Fmax)大小為Fmax＝μFN＝μmg＝0.5×2×10N＝10N．(1)當(dāng)推力F＝5N時(shí)，F(xiàn)<Fmax，物體靜止，則由二力平衡知：地面對(duì)物體的靜摩擦力的大小F靜＝F＝5N．(2)當(dāng)推力F＝12N時(shí)，F(xiàn)>Fmax，物體滑動(dòng)．則地面對(duì)物體的滑動(dòng)摩擦力的大小F滑＝μFN＝μmg＝10N．[答案]

(1)5N

(2)10N規(guī)律方法

求解靜摩擦力大小的步驟(1)確定研究對(duì)象，判斷靜摩擦力的有無(wú)．(2)確定物體是否處于平衡狀態(tài)．(3)根據(jù)平衡法求大?。寒?dāng)物體受力處于平衡狀態(tài)時(shí)，根據(jù)受力平衡，求解靜摩擦力的大?。甗一題多變]上題中若物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中突然把推力去掉，此時(shí)地面對(duì)物體的摩擦力是多大？[解析]

運(yùn)動(dòng)過(guò)程中把推力去掉，地面對(duì)物體的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，其大小F′滑＝10N．

[答案]

10N[跟進(jìn)訓(xùn)練]3．如圖所示，水平地面上堆放著原木，關(guān)于原木P在支撐點(diǎn)M、N處受力的方向，下列說(shuō)法正確的是(

)A．N處受到的摩擦力豎直向下B．M處受到的摩擦力沿原木方向C．N處受到的支持力垂直MN向上D．M處受到的支持力垂直MN向上√C

[靜摩擦力方向與接觸面相切，在N點(diǎn)原木P相對(duì)木堆有下滑趨勢(shì)，故原木在N處受到的靜摩擦力沿MN方向，原木在M點(diǎn)受到的靜摩擦力沿地面方向，A、B錯(cuò)誤；支持力總是垂直于接觸面指向被支持的物體，在N處原木受到的支持力垂直于MN向上，在M處原木受到的支持力垂直于水平地面，豎直向上，C正確，D錯(cuò)誤．故選C．]學(xué)習(xí)效果·隨堂評(píng)估自測(cè)1．人類日常生活離不開摩擦力．如果沒有摩擦力，我們將不能走路，汽車不能行駛．下列關(guān)于摩擦力的說(shuō)法正確的是(

)A．吃飯時(shí)拿在手中的筷子不會(huì)滑落，是因?yàn)橛心Σ亮Φ淖饔肂．汽車輪胎表面都是花紋，是為了減小摩擦力C．爬竿表演時(shí)雜技演員沿豎直竹竿勻速上爬，受到的摩擦力方向向下D．靜止的物體不會(huì)受到摩擦力√A

[吃飯時(shí)拿在手中的筷子因?yàn)橹亓Χ邢侣涞内厔?shì)，由于靜摩擦力的作用才沒有從手中滑落，A正確；汽車輪胎表面都是花紋，是為了增大摩擦力，B錯(cuò)誤；爬竿表演時(shí)雜技演員沿豎直竹竿勻速上爬時(shí)，豎直方向的重力和摩擦力平衡，大小相等、方向相反，所以受到的摩擦力方向向上，C錯(cuò)誤；靜止的物體也可能會(huì)受到摩擦力，比如汽車急剎車時(shí)，地面受到滑動(dòng)摩擦力，D錯(cuò)誤．故選A．]2．(多選)關(guān)于滑動(dòng)摩擦力，以下說(shuō)法正確的是(

)A．滑動(dòng)摩擦力總是和物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反B．滑動(dòng)摩擦力總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)C．只有運(yùn)動(dòng)的物體才受到滑動(dòng)摩擦力D．滑動(dòng)摩擦力總跟物體的重力成正比√√AB

[根據(jù)滑動(dòng)摩擦力的特征可知，滑動(dòng)摩擦力的效果總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)摩擦力的方向總是與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反，A、B正確；若甲、乙兩物體之間有相互作用的彈力，甲處于靜止?fàn)顟B(tài)，乙相對(duì)甲在運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，甲受到了乙對(duì)其的滑動(dòng)摩擦力作用，可知靜止的物體也有可能受到滑動(dòng)摩擦力，C錯(cuò)誤；滑動(dòng)摩擦力與物體接觸面之間的彈力大小成正比，而該彈力大小不一定與重力大小相等，因此不能認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力總跟物體的重力成正比，D錯(cuò)誤．故選AB．]3．(新情境題：以“機(jī)械臂”為背景，考查靜摩擦力)《中國(guó)制造2025》是國(guó)家實(shí)施強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略第一個(gè)十年行動(dòng)綱領(lǐng)，智能機(jī)器制造是一個(gè)重要方向，其中智能機(jī)械臂已廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域．如圖，一機(jī)械臂鐵夾豎直夾起一個(gè)金屬小球，小球在空中處于靜止?fàn)顟B(tài)，鐵夾與球接觸面保持豎直．探究：(1)小球受到的摩擦力大小和方向是怎樣的？請(qǐng)作出解釋．(2)若增大鐵夾對(duì)小球的壓力，小球受到的摩擦力會(huì)如何變化？[解析]

(1)小球受到的摩擦力大小始終與小球的重力相等，方向豎直向上．(2)若增大鐵夾對(duì)小球的壓力，小球受到的摩擦力大小仍然與小球重力相等，方向不變．[答案]

見解析提示：滑動(dòng)摩擦力的方向跟物體相對(duì)滑動(dòng)的方向相反，大小計(jì)算公式Ff＝μFN．2．靜摩擦力的大小范圍如何？提示：0<Ff≤Fmax．3．最大靜摩擦力的公式如何？提示：Fmax＝μ0FN．回歸本節(jié)知識(shí)，自我完成以下問(wèn)題：1．滑動(dòng)摩擦力的方向如何？大小如何計(jì)算？閱讀材料·拓寬物理視野關(guān)于摩擦本質(zhì)的兩種學(xué)說(shuō)1．凹凸嚙合說(shuō)這是從15世紀(jì)至18世紀(jì)，科學(xué)家們提出的一種關(guān)于摩擦本質(zhì)的理論，嚙合說(shuō)認(rèn)為：摩擦是由于相互接觸的