沪科版必修一 第3章3.3摩擦力 学案.doc

3.3摩擦力学习目标重点难点1.知道摩擦力的产生条件。2.会用滑动摩擦力公式求滑动摩擦力的大小和判断滑动摩擦力的方向。3.知道最大静摩擦力，会利用平衡条件间接计算静摩擦力。重点：计算滑动摩擦力和静摩擦力。难点：静摩擦力方向的判定和大小的计算。一、滑动摩擦力1当一个物体跟另一个物体有_时，在它们的接触面上产生的摩擦力，叫滑动摩擦力。2滑动摩擦力的方向总是跟物体的_的方向相反，始终阻碍物体间的_。3如果用f表示滑动摩擦力的大小，用n表示压力的大小，则滑动摩擦力的计算公式是_，其中叫_，它的数值跟相互接触的两个物体的材料性质和_(粗糙程度、干湿情况等)有关。预习交流1流星在空气中坠落时为什么成为一团火球？(图片所示的是2010年11月9日划过美国洛杉矶夜空的一颗彗星)二、静摩擦力1两个物体之间只有相对滑动的_，而没有_时，在接触面上产生的阻碍物体间相对运动趋势的力，叫静摩擦力。2静摩擦力的方向总是沿_(或和接触面相切)，并且跟物体相对运动趋势的方向_，始终阻碍着相对滑动趋势。3在压力一定的情况下，物体之间的静摩擦力有一个最大值，叫_，物体之间的静摩擦力可以在_之间变化。预习交流2摩擦有两面性，即摩擦有有用的一面，也有有害的一面。比如在现代交通工具中，约有20%30%的能量消耗在克服有害摩擦上。生活中减小有害摩擦有哪几种方法呢？答案：一、1.相对滑动2相对运动相对运动3fn动摩擦因数表面状况预习交流1：答案：流星高速坠落时与空气摩擦，产生的热量使流星成为一团火球。二、1.趋势相对滑动2接触面相反3最大静摩擦力0fmax预习交流2：答案：用滚动摩擦代替滑动摩擦；在两物体接触面间加润滑油；采用气垫悬浮或磁悬浮等。在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点我的学疑点一、滑动摩擦力1根据滑动摩擦力的定义，讨论滑动摩擦力的产生条件是怎样的？2实验：(1)将手在桌面上滑动，感受手受到的滑动摩擦力的方向。(2)用毛刷扫桌面，观察刷毛的弯曲方向，分析毛刷受到的滑动摩擦力方向。实验后总结滑动摩擦力方向的特点。3做课本p72实验，同时思考探究以下问题：(1)做该实验时，若欲使弹簧测力计的示数等于木块受到的滑动摩擦力，木块应如何运动？(2)本实验中物体间的滑动摩擦力的大小与物体间的压力有何关系？如何确定其大小？4由滑动摩擦力计算公式fn得，能否说动摩擦因数跟摩擦力成正比，跟正压力成反比？如图所示，某时刻质量m2 kg的木块正以3 m/s的速度在以5 m/s的速度向右传送的传送带上水平向右运动，试判断：(1)木块的运动方向。(2)木块相对于传送带的运动方向。(3)木块所受滑动摩擦力的方向。(4)若已知木块与传送带间的动摩擦因数0.2，求木块受到的滑动摩擦力的大小。(取g10 n/kg)1.滑动摩擦力一般用公式fn求，也可以用二力平衡方法或其他方法间接来求。2容易混淆的“三个方向”运动方向物体的运动方向一般指物体相对地面(地球为参考系)的。相对运动方向物体间的相对运动方向，指以其中一个物体a为参考系，另一个物体b的运动方向，即为物体b相对于物体a的运动方向，反之也可。相对运动趋势的方向由于两物体间静摩擦力的存在导致的能发生而没有发生的相对运动方向，我们可用假设法(假设无静摩擦力)判定。二、静摩擦力在水平桌面上放一长木板，上面放一质量较大的木块。开始时，在木板与木块接触的外侧面做两个对顶的三角形的记号。当用手沿图中箭头所示方向缓缓地拉木板时，可以看到木块随木板一起移动，弹簧测力计的示数逐渐增大，但两个三角形记号的相对位置却没有变化，直到弹簧测力计的示数增大到某一数值后，才看到两个三角形记号相对位置发生变化。则：(1)此过程中木板对木块有怎样的作用力？方向如何？大小如何？(2)当木块相对木板将要滑动时弹簧测力计的示数如何？有何意义？(3)思考：最大静摩擦力的大小与哪些因素有关？最大静摩擦力和滑动摩擦力有什么关系？如图所示，两个相同的物体a和b，叠放在水平桌面上，现以水平力f拉b，而两物体均保持静止，则下列结论正确的是()。aa和b之间不存在摩擦力作用ba和b之间存在静摩擦力作用cb与桌面间存在静摩擦力作用d若撤去外力f，则a和b之间，b与水平面之间都不存在摩擦力1.静摩擦力方向的判断方法(1)直接法：对于相对运动趋势比较明显的情况，可以根据“静摩擦力的方向沿着接触面与相对运动趋势的方向相反”直接判断。(2)利用假设法判断：若物体的相对运动趋势不易判断，可假设接触面光滑，看物体会怎样相对运动，根据相对运动的方向判断物体间的相对运动趋势的方向从而判断静摩擦力的方向。(3)根据物体的运动状态判断：看除要研究的摩擦力外，物体所受的其他作用力与物体的运动状态是否满足相应的受力特点(目前主要应用二力平衡的规律)，若需要向左的摩擦力才能使物体的受力情况与运动情况满足相应的规律，则摩擦力向左；若需要向右的摩擦力才能使物体的受力情况与运动情况满足相应的规律，则摩擦力向右。(4)利用力的作用效果分析：如果相互接触的物体间存在摩擦力，则必有相应的作用效果，或平衡其他作用力或改变受力物体的运动状态，可利用作用效果确定摩擦力的方向。(5)根据力的相互性判断：若甲、乙两物体间有摩擦力，并且能判断出甲对乙的摩擦力的方向，则乙对甲的摩擦力的方向与甲对乙的摩擦力的方向相反。2静摩擦力的大小与物体间的压力无关，没有专门计算公式，其值介于0至fmax 之间，具体数值根据二力平衡来求。但要注意最大静摩擦力与压力有关，压力越大，最大静摩擦力越大。3最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，一般情况下可以认为滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力。4不要误认为静摩擦力总是阻力。静摩擦力总是阻碍物体间的相对运动趋势，但静摩擦力的方向既以与物体相对地面的运动方向相反，也可以相同，所以静摩擦力既可以是阻力，也可以是动力。当静摩擦力的方向与物体的运动方向相同时，静摩擦力是动力，当静摩擦力的方向与物体的运动方向相反时，静摩擦力就是阻力。答案：活动与探究1：1.答案：滑动摩擦力的产生条件是：(1)两物体相互接触且挤压；(2)接触面粗糙；(3)两物体间有相对运动。2答案：滑动摩擦力的方向：与接触面相切，与相对运动方向相反。3答案：(1)由二力平衡可知，必须使木块做匀速直线运动。(2)滑动摩擦力与正压力n和接触面粗糙程度这两个因素有关。当接触面粗糙程度不变时，滑动摩擦力的大小与正压力成正比，用表示比例常数，则滑动摩擦力fn，其中叫做动摩擦因数，跟相互接触的两个物体的材料有关。4答案：不能。动摩擦因数可由摩擦力f和正压力n计算得出，但并非由f或n决定。与接触面材料的性质和粗糙程度有关，两接触面确定的情况下，是确定的，与摩擦力f及正压力n无关。迁移与应用1：答案：(1)向右(2)向左(3)向右(4)4 n解析：(1)由题可知木块正以v3 m/s的速度向右运动。(2)由于传送带的速度v5 m/s，方向向右，则以传送带为参考系，木块向左运动。(3)因为滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，所以木块所受的滑动摩擦力的方向向右。(4)滑动摩擦力的大小为fn，其中n是木块受到的传送带的支持力，根据木块竖直方向上二力平衡得，nmg，则f0.2210 n4 n。活动与探究2：答案：(1)由于木块受重力和弹簧测力计的拉力，木块相对于木板有向右运动的趋势，所以木板对木块有向上的支持力和向左的静摩擦力。支持力的大小等于木块重力的大小，由于木板缓慢运动，所以静摩擦力的大小等于弹簧测力计的弹力。即随着弹簧测力计对木块弹力的增大而增大。(2)当木块相对木板将要滑动时，测力计的示数达到最大，说明此时木块与木板之间的静摩擦力达到最大静摩擦力fmax。即静摩擦力大小的取值范围是0ffmax。(3)物体间的最大静摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关，压力越大，表面越粗糙，最大静摩擦力越大。最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。通常情况下，为计算方便，可以认为二者大小相等。迁移与应用2：acd解析：以a物体为研究对象：a物体在竖直方向上受重力和支持力，二者平衡，假设a受到b对它的静摩擦力，该力的方向一定沿水平方向，这样无论静摩擦力方向向左或向右，都不可能使a物体处于平衡状态，这与题中所给a物体处于静止状态相矛盾，故a物体不受b对它的静摩擦力。反过来，b物体也不受a物体对它的静摩擦力，所以a、b间无静摩擦力，a正确，b错误。又因a、b整体保持静止，由平衡条件得，水平面对整体一定有向左的静摩擦力，而水平面对整体的静摩擦力也就是水平面对b物体的静摩擦力。物体b受到水平桌面对它的静摩擦力方向应向左，c正确。若撤去外力f，容易知道a和b之间仍无摩擦力。b与水平面之间可由假设法判断也不存在摩擦力，d正确。1关于滑动摩擦力，下列说法正确的是()。a滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反b滑动摩擦力一定阻碍物体间相对运动c两物体间有相对运动时，接触面间一定有滑动摩擦力d滑动摩擦力的方向一定沿接触面的切线方向2关于静摩擦力的说法，正确的有()。a静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势的方向相反b静摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反c静摩擦力的大小可以用公式fn直接计算d正压力越大，静摩擦力就越大3关于摩擦力和弹力的说法中正确的是()。a两物体间没有弹力，就不会有摩擦力存在b两物体间的弹力和摩擦力的方向总是互相垂直c两物体间的弹力越大，摩擦力也越大d弹力可以是动力，摩擦力只能作阻力4(2009上海理综)自行车的设计蕴含了许多物理知识，利用所学知识完成下表。自行车的设计目的(从物理知识角度考虑)车架用铝合金、钛合金代替钢架减轻车重车胎变宽自行车后轮外胎上的花纹5在东北的冬季伐木工作中，伐下的木料常装在雪橇上，马拉着雪橇在冰道上滑行，将木料运出。一个有钢制滑板的雪橇，连同木料的总重力为4.9104 n，它与冰面之间的动摩擦因数为0.02，在水平的冰道上，马要在水平方向上用多大的力，才能拉着雪橇匀速前进？答案：1bd解析：滑动摩擦力一定与两物体的相对运动方向相反，作用效果总是要阻碍物体间的相对运动。2a解析：静摩擦力总要阻碍物体间的相对运动趋势，方向始终与相对运动趋势的方向相反，静摩擦力的大小与正压力无关，需要根据实际情况来确定静摩擦力的大小。3ab解析：两物体之间如果没有弹力作用，那么它们之间就没有相互挤