3-3摩擦力.ppt

1、,第三節(jié) 摩擦力,彈力產(chǎn)生的條件,1、直接接觸 2、發(fā)生彈性形變,知識回顧,導(dǎo)入新課,用手拿著粉筆處于豎直狀態(tài), 粉筆為何沒有掉落?,用水平力推講臺桌,講臺桌為何不動?,說明物體間存在摩擦力,兩個相互接觸的物體,當它們發(fā)生相對運動或具有相對運動的趨勢時,就會在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對運動或相對運動趨勢的力.,摩擦力,分類:,1靜摩擦力,2動摩擦力,滑動摩擦力 滾動摩擦力,定義：,一、靜摩擦力,二力平衡,不動？,靜摩擦力,1、定義：兩個相互接觸而保持相對靜止的物體,當它們之間存在相對運動趨勢時,在它們的接觸面上會產(chǎn)生阻礙物體間相對運動的力.,靜摩擦力,2、靜摩擦力產(chǎn)生的條件,（1）、接觸面不光滑（即

2、接觸面粗糙）,（2）、兩物體相互接觸,（3）、兩物體間有擠壓（即有彈性形變）,（4）、兩物體間有相對運動趨勢,彈力,思考：怎樣判斷相對運動趨勢方向呢？,判斷相對運動趨勢的方向 啟動時 箱子受到的靜摩擦力的方向？ 剎車時 箱子受到的靜摩擦力的方向？,向前,向后,假設(shè)接觸面光滑時的相對運動方向即為相對運動趨勢方向,靜摩擦力,練習(xí)：下列圖中的物體都處于靜止狀態(tài)，有靜摩擦力的是(接觸面粗糙) ( ),BCD,靜摩擦力,3、靜摩擦力的方向,沿著接觸面，并且跟物體相對運動趨勢的方向相反； 靜摩擦力方向與接觸面間彈力方向垂直,思考：靜摩擦力一定發(fā)生在靜止的物體之間嗎？,人走路（演示）,不一定，“靜”指物體間

3、的相對靜止,人走路時所受摩擦力的分析,靜摩擦力,3、靜摩擦力的大小,靜摩擦力隨拉力的變化而變化，并且F靜=F。（靜摩擦力由使物體產(chǎn)生運動趨勢的外力決定。）,當拉力增大到某一值時候，物體就要滑動，此時靜摩擦力達到最大值，我們把Fmax叫最大靜摩擦力,兩物體間的靜摩擦力F靜在0與最大靜摩擦力Fmax之間，即0 F靜 Fmax,靜摩擦力,4、靜摩擦力取值范圍：,說明：,(1)靜摩擦力的大小與正壓力無關(guān)。,(2)靜摩擦力可以是阻力,也可以是動力.,例題：如圖所示，重力為G的物塊相對于墻面處于靜止狀態(tài)，試求壓力是F和2F時物塊受到的摩擦力。,最大靜摩擦力,靜摩擦力的最大值叫最大靜摩擦力，物體受最大靜摩擦

4、力時，其狀態(tài)為即將滑動而未滑動的臨界狀態(tài)。,注意：最大靜摩擦力比滑動靜摩擦力略大一些。有時可粗略的認為二者相等,靜摩擦力大小跟物體接觸面間的壓力大小無關(guān),思考：1.靜摩擦力的大小與物體間的壓力有關(guān)系嗎？,2.那最大靜摩擦力呢？,最大靜摩擦力跟物體間的壓力有關(guān),隨著壓力的增大而增大,最大靜摩擦力,（1）與接觸面的性質(zhì)有關(guān)（2）與壓力有關(guān)（3）同一對接觸面，在壓力相同的條件下，最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力,靜摩擦因數(shù)，略大于滑動摩擦因數(shù),注意：若物體需要的摩擦力大于最大靜摩擦力，則物體會相對滑動起來,思考,水平地面上,一個重為G=100N的木箱A受到水平推力F的作用.已知木箱與地面間最大靜摩擦力為

5、20N。 試求當F=15N時, 此時木箱受摩擦力Ff=_.當F=25N時, 此時木箱受摩擦力Ff= _.,15N,靜摩擦力特點：,（2）隨著產(chǎn)生運動趨勢的外力的變化而變化,（4）最大靜摩擦力跟物體間的壓力、接觸面 的材料及粗糙程度有關(guān),（3）跟物體間接觸面的壓力大小無關(guān),（1）實際所受的靜摩擦力，根據(jù)力的平衡規(guī)律 進行分析,5、靜摩擦力的大小與物體間的壓力有關(guān)系嗎？,1、為什么下雨天人們要在路面上撒些煤渣？,2、為什么體操運動員上雙杠前要涂些鎂粉？,3、機器時間用長了，為什么要在滑動處涂上點潤滑油？,4、自行車的輪胎越粗糙越好嗎？,二、滑動摩擦力,1、定義：兩個互相接觸擠壓且發(fā)生相對運動的物體

6、,在它 們的接觸面上會產(chǎn)生阻礙相對運動的力.,2、滑動摩擦力產(chǎn)生的條件：,（1）、接觸面不光滑（即接觸面粗糙）,（2）、兩物體相互接觸,（3）、兩物體間有擠壓（即有彈性形變）,（4）、兩物體間有相對運動,彈力,滑動摩擦力的方向：與相對（施力物）運動方向相反,沿接觸面與物體相對運動方向相反，與物體是否受其他力作用無關(guān),滑動摩擦力的方向：,滑動摩擦力,4、滑動摩擦力的大小,滑動摩擦力大小跟哪些因素有關(guān)呢？ （實驗演示）,接觸面的情況,正壓力,選擇探究方法,控制變量法,滑動摩擦力,滑動摩擦力的大小探究實驗,實驗?zāi)康模罕３纸佑|面材料不變，研究滑動摩擦力與 正壓力的關(guān)系。,實驗步驟：用表格的形式記錄下在

7、不同壓力下物體做勻速運動的拉力大小,而在水平面上運動時,物體對地面的壓力大小等于物體的重力.所以我要測量木塊及砝碼的重力從而得到木塊對地面的壓力.,木塊要勻速或緩慢地移動,因為只有這樣才可以保持拉力等于滑動摩擦力,滑動摩擦力,實驗改進：彈簧測力計需沿水平方向勻速拉力塊，比較難做到，我們可以固定彈簧測力計而拉木板。拉動木板就不必勻速。物塊一直處于靜止狀態(tài)，則Ff=F彈,滑動摩擦力,1.0 1.5 2.0 2.5 3.0,0.2 0.3 0.4 0.5 0.6,如何更直觀地處理數(shù)據(jù),滑動摩擦力,2、滑動摩擦力的大小,滑動摩擦力的大小跟壓力成正比,也就是跟物體間的垂直作用力成正比,Ff =FN,滑動

8、摩擦力,正壓力或支持力,動摩擦因數(shù)。的大小跟兩接觸物 體的材料及接觸面的情況（如粗糙程度）有關(guān),滑動摩擦力,例題：在我國東北寒冷的冬季，雪橇是常見的運輸工具。一個由鋼制滑板的雪橇，連同車上的木料總重量為 。在水平的冰道上，馬在水平方向用多大的力，才能夠拉著雪橇勻速前進？,滑動摩擦力,說明：,1、運動的物體可以受到滑動摩擦力，靜止的物體也可以受到滑動摩擦力。,B 靜止,A,A受到B對它的滑動摩擦力：B受到A對它的滑動摩擦力。,2.“相對運動”指的是研究對象相對與其接觸的物體而言.,3、滑動摩擦力與、FN有關(guān)，而與其他外力無關(guān),4、滑動摩擦力可是阻力，也可是動力（傳送帶演示）。,例如：,思考,滑動

9、摩擦力的方向一定跟運動方向相反嗎？,滑動摩擦力的大小與重力成正比嗎？,摩擦力一定是阻力嗎？,運動的物體受到的摩擦力一定是滑動嗎？ 靜止的物體受到的摩擦力一定是靜摩擦力嗎？,滑動摩擦力的大小與正壓力成正比,不一定,不一定,滑動摩擦力可以是阻力，也可以是動力。但它產(chǎn)生的效果一定是阻礙物體間的相對運動或相對運動趨勢,彈力和摩擦力關(guān)系如何？,方向：互相垂直 產(chǎn)生：有摩擦力必有彈力， 有彈力不一定有摩擦力,討論1：,在分析受力時，必須先分析彈力，再分析與其對應(yīng)的摩擦力,摩擦力的方向一定與運動方向相反嗎？,討論2：,運動的物體只能受滑動摩擦力，靜止的物體只能受靜摩擦力嗎？,作用對象：運動的物體也可以受靜摩

10、擦力，靜止的物體也可以受滑動摩擦力。,討論3:,例、用手握住一個瓶子，恰好處于靜止（豎直方向）。下列說法正確的是 A.若增加瓶子質(zhì)量,手需要握的越緊 B.手握的越緊,瓶子受到的摩擦力越大 C.不管手握得多緊,瓶子受到的摩擦力總是一定的. D.以上說法都不正確,AC,鞏固練習(xí),1、要使放在水平地面上重200N的木塊從原地移動，必須用70N的最小水平推力，木塊從原地移動以后，為了使它繼續(xù)勻速滑動，只要60N的水平推力就行了。 （ 1 ）、木塊與地面的最大靜摩擦力是多大？ （）、滑動摩擦力是多大？ （）、若拉力增大至，滑動摩擦力是多大？,2、在粗糙水平面上一物體由靜止到運動，所受摩擦力的變化如何？（

11、演示）,3已知圖中物體都處于靜止狀態(tài)，試對物體進行受力分析，畫出力的示意圖。,摩 擦 力,靜摩擦力,滑動 摩擦力,方向:與相對運動趨勢 方向相反,產(chǎn)生條件,大?。?FFmax,產(chǎn)生條件,方向：與相對運方向相反,大?。?三、總結(jié),FFN,探究改變摩擦力大小的方法：,（1）、改變物體間接觸面的粗糙程度。接觸面越_,摩擦力越_。,（2）、改變物體間接觸面積的大小。接觸面積變_,摩擦力_。,（3）、改變物體對接觸面的壓力，壓力變_,摩擦力_。,（4）、改變物體與接觸面的摩擦方式，變滑動為滾動，摩擦力將會_。,猜想與假設(shè),思考題1、受到靜摩擦力的物體可以是運動的嗎？ 2、靜摩擦力方向一定跟物體的運動方向

12、相反嗎？ 3、靜摩擦力可以是動力嗎? 4、相對運動趨勢方向和運動方向的關(guān)系？,不一定,可 以,可以,相同、相反、不共線,例題1.質(zhì)量為3.0 kg的空木箱，放置在水平地面上，沿水平方向施加拉力，當拉力F18.0 N時，木箱靜止；當拉力F210.3 N時，木箱做勻速運動，求： (1)木箱與地面間的動摩擦因數(shù)； (2)木箱在8.0 N的拉力作用下受到的摩擦力的大??； (3)木箱在12.0 N水平拉力作用下，受到的摩擦力的大小 【解析】(1)當拉力F210.3 N時，木箱勻速運動，木箱水平方向受到拉力F2和滑動摩擦力Ff1，根據(jù)二力平衡條件有：Ff1F210.3 N。木箱放在水平地面上，則有木箱對地

13、面壓力大小等于木箱重力即FNmg,(2)當拉力F28.0 N時，木箱靜止，木箱水平方向所受到的靜摩擦力Ff2與F1是一對平衡力，則有：Ff2F18.0 N. (3)當拉力F312.0 N時，木箱將在地面上滑動，此時木箱所受到的擦力為滑動摩擦力由第一問可以知道，F(xiàn)f2Ff110.3 N.【答案】(1)0.35(2)8.0 N(3)10.3 N,在計算摩擦力的大小之前，必須先分析物體的運動情況，判斷是滑動摩擦，還是靜摩擦 (1)滑動摩擦力的計算方法 可用FFN計算但要注意FN是接觸面的正壓力，并不總是等于物體的重力 計算滑動摩擦力時要特別注意正壓力的求解，以及滑動摩擦力的大小與接觸面積和相對運動速

14、度無關(guān) (2) 靜摩擦力的計算方法 一般應(yīng)根據(jù)物體的運動情況(靜止、勻速運動或加速運動)，利用平衡條件或牛頓運動定律列方程求解,例題2.如右圖所示，A、B疊放在水平面上，水平力F作用在A上，使二者一起向左做勻速直線運動，下列說法正確的是() AA、B之間無摩擦力 BA受到的摩擦力水平向右 CB受到A的摩擦力水平向左 D地面對B的摩擦力為靜摩擦力，水平向右,【解析】對A物體，由于A勻速運動，由二力平衡可知，B對A的摩擦力必與F等值反向，故A錯，B正確；對B物體，由力的作用的相互性，B對A的摩擦力一定與A對B的摩擦力反向，故B受到A的摩擦力水平向左，故C正確；對A、B整體分析，由于AB一起向左勻速

15、運動，則地面對B的摩擦力一定為滑動摩擦力，且水平向右，故D錯誤 【答案】BC,例題3.如右圖所示為皮帶傳送裝置，甲為主動輪，乙為從動輪，傳運過程中皮帶不打滑，P、Q分別為兩輪邊緣上的兩點，下列說法正確的是() AP、Q兩點的摩擦力方向均與輪轉(zhuǎn)動的方向相反 BP點的摩擦力方向與甲輪的轉(zhuǎn)動方向相反，Q點的摩擦力方向與乙輪的轉(zhuǎn)動方向相同 CP點的摩擦力方向與甲輪的轉(zhuǎn)動方向相同，Q點的摩擦力方向與乙輪的轉(zhuǎn)動方向相 DP、Q兩點的摩擦力方向均與輪轉(zhuǎn)動的方向相同,【解析】由題意可知甲輪與皮帶間、乙輪與皮帶間均相對靜止，皮帶與輪間摩擦力為靜摩擦力，假設(shè)甲輪與皮帶間無摩擦力，則甲輪轉(zhuǎn)動時皮帶不動，P點相對于皮

16、帶向前運動，可知P點相對于皮帶有向前運動的趨勢，則甲輪上的P點受到的靜摩擦力方向向后，即與甲輪的轉(zhuǎn)動方向相反；再假設(shè)皮帶與乙輪間沒有摩擦力，則當皮帶轉(zhuǎn)動時，乙輪將會靜止不動，這時，乙輪邊緣上的Q點相對于皮帶向后運動，可知Q點有相對于皮帶向后運動的趨勢，故乙輪上Q點所受摩擦力向前，即與乙輪轉(zhuǎn)動方向相同 【答案】B,1.如圖所示,將質(zhì)量m=5 kg的木板置 于水平桌面上,將其右端三分之一 長推出桌子邊緣,木板與桌面間的 動摩擦因數(shù)為 ,試求欲將木板推 回桌面所需施加的最小水平推力(g 取10 m/s2). 解析 將木板推回桌面所需的最小推力即為滑動摩擦力,且 動摩擦因數(shù)= ,其并不隨木板與桌面的接

17、觸面積的變 化而變化.所以f =N= 答案 N,如圖所示，用力F=50N將質(zhì)量為1kg的物體壓在豎直 墻上，使物體靜止不動，它受到的靜摩擦力是_ N， 方向_(g10m/s2) 若將力F增加到100N，則物體所受的摩擦力是_N。,10,豎直向上,10,練習(xí)3、 如圖所示，物體放在水平桌面上，在水平方向上共受三個力作用，即F1、F2和摩擦力作用，物塊處于靜止狀態(tài)，其中F1=10N，F(xiàn)2=2N，若撤去F1，則物塊受到的摩擦力是（ ） A8N，方向向右 B8N，方向向左 C2N，方向向右 D2N，方向向左,C,3.（2009杭州模擬）如圖所示,一木塊放在水平桌面上,在 水平方向共受到三個力,即F1、

18、F2和摩擦力的作用,木塊處 于靜止狀態(tài).其中F1=10 N,F2=2 N,若撤去F1,則木塊在水 平方向受到的合力為 （ ） A.10 N,方向向左 B.6 N,方向向右 C.2 N,方向向左D.零,練習(xí)6、 如圖所示，木塊質(zhì)量為m，跟水平桌面的動摩擦因數(shù)為，受水平向右的力F作用做勻速運動，從木塊右端到桌子邊緣開始，到木塊下落時為止，在此過程中，木塊一直保持勻速運動狀態(tài)，下列說法正確的是 （ ） A推力F因木塊懸空部分越來越大而變小 B推力F在木塊下落前變?yōu)樵瓉淼?/2 C推力大小始終是 mg D因接觸面變小，動摩擦因數(shù)會變大,C,引申：求物體所受的合外力為多少？,第7題： 如圖所示,重力G=

19、20N的物體，在動摩擦因數(shù)為0.1的水平面上向左運動，同時受到大小為10N的，方向向右的水平力F的作用，則物體所受摩擦力大小和方向是 （ ） A2N，水平向左 B2N，水平向右 C10N，水平向左 D12N，水平向右,B,4、下列現(xiàn)象不是利用摩擦的是（ ） A、汽車剎車 B、拔河比賽 C、往地上打木樁 D、往黑板上寫粉筆字 5、雜技演員沿硬桿向上爬升，演員受到的豎直向上 的作用力是 （ ） A、重力 B、拉力 C、彈力 D、摩擦力 6、假如沒有摩擦，下列現(xiàn)象可能發(fā)生的是（ ） A、汽車啟動 B、人無法走路 C、運動的火車停下來D、手握毛筆寫字,C,D,B,例題2.如右圖所示，A、B疊放在水平面

20、上，水平力F作用在A上，使二者一起向左做勻速直線運動，下列說法正確的是() AA、B之間無摩擦力 BA受到的摩擦力水平向右 CB受到A的摩擦力水平向左 D地面對B的摩擦力為靜摩擦力，水平向右,例4 如圖,質(zhì)量為M的木板置于水平桌面上,質(zhì) 量為m的木塊在木板上向左滑動時,木板始終未動.已知木塊和木板間,木板和桌面間的動摩擦因數(shù)均為.(g已知)求: (1)m所受的摩擦力F1及其方向 (2)M所受的摩擦力F2及其方向,如圖所示,質(zhì)量為mA的物塊A靜止 在質(zhì)量為mB的木板B上,若A與B之間的 動摩擦因數(shù)為.試分析下列各種情景中A、B間和B與地面 間相互作用的摩擦力大小. 情景:若一水平向右的外力F作用

21、于B上,使A、B一起向 右做勻速直線運動. 情景:若水平向右的外力F作用于A上, 如右圖所示,使A在B上做勻速直線運動, 且B始終靜止.,【例1】如圖所示,質(zhì)量為mA的物塊A靜止 在質(zhì)量為mB的木板B上,若A與B之間的 動摩擦因數(shù)為.試分析下列各種情景中A、B間和B與地面 間相互作用的摩擦力大小. 情景:若一水平向右的外力F作用于B上,使A、B一起向 右做勻速直線運動. 情景:若水平向右的外力F作用于A上, 如右圖所示,使A在B上做勻速直線運動, 且B始終靜止.,答 B的受力分析圖如右圖所示. 由于B做勻速運動,所以f地B=F.因不知 道B與地面間的動摩擦因數(shù),故不可 寫成f地B=(mA+mB

22、)g. 情景:(3)A、B間有摩擦力嗎? 答 有.A、B間有相對運動,接觸面粗糙,且有擠壓,滿足滑 動摩擦力的產(chǎn)生條件. (4)你能作出A的受力分析圖,并求出A、B間相互作用的摩 擦力大小嗎? 答 A的受力分析圖如右圖所示. 對A:F=fBA=FBA=mAg.,(5)木板B與地面間有摩擦力作用嗎? 答 力的作用是相互的,B對A有向左的摩擦力作用,必然A 對B也有向右的摩擦力作用,故要維持B物塊的靜止狀態(tài),B 必然受到地面給予的方向向左的靜摩擦力作用. 對B的受力分析如右圖所示. 故由物體的平衡條件得: f地B=fAB=FBA =mAg. 情景:(6)B與地面間是否有摩擦力的作用? 答 利用整體

23、法進行分析,結(jié)合物體的平衡條件容易判斷: B受到地面給予的方向向左的滑動摩擦力作用,且 f地B=F. (7)你能用隔離法畫出B的受力圖,并求出A、B間相互作用 的摩擦力大小嗎?,答 受力圖如右圖所示. 基于問題(1)的分析,由物體的平衡條件 可知:fAB=f地B=F.其實,A、B間相互作用 的摩擦力大小的計算也可對A進行分析,由物體的平衡條件 直接進行判斷. 答案 情景:0.F 情景:mAg、mAg 情景:F、F,2.（2009濰坊質(zhì)檢）長直木板的上表面 的一端放置一個鐵塊,木板放置在水平 面上,將放置鐵塊的一端由水平位置緩 慢地向上抬起,木板另一端相對水平面的位置保持不變,如 圖所示.鐵塊受到的摩擦力f 隨木板傾角變化的圖線可能 正確的是(設(shè)最大靜摩擦力的大小等于滑動摩擦力大小) ( ),解析 本題應(yīng)分三種情況進行分析: (1)當0arctan(為鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)) 時,鐵塊相對木板處于靜止狀態(tài),鐵塊受靜摩擦力作用,其大 小與重力沿木板面(斜面)方向分力大小相等,即 f =mgsin,=0時,f =0;f 隨增大按正弦規(guī)律增大. (2)當=arctan時處于臨界狀態(tài),此時摩擦力達到最大靜 摩擦力,由題設(shè)條件可知其等于滑動摩擦力大小. (3)當arctan90時