摩擦力课件(人教版必修1).ppt

1、3 摩擦力,一、摩擦力 1.定义：两个相互接触的物体,当它们发生_或具有 _时,在接触面上产生的阻碍_或 _的力。 2.分类：_、_和滚动摩擦力。,相对运动,相对运动的趋势,相对运动,相对运动趋势,静摩擦力,滑动摩擦力,【自我思悟】 1.如图所示,静止于斜面的物体有向哪运动 的趋势?它为何没有发生运动? 提示：物体有沿斜面向下运动的趋势,之所以没有运动,是因为它受到了斜面的摩擦力阻碍了运动的发生。 2.人在跑步时,脚受到的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力? 提示：跑步时,脚和地面接触的时间内,脚并没有和地面发生相对运动,故脚受到的摩擦力为静摩擦力。,二、静摩擦力与滑动摩擦力,相对运动趋势,相对运

2、动,相对运动,相切,相对运动趋势,相切,相对运动,0FFmax,最大静摩擦力,FN,动摩擦因数,相对运动趋势,相对运动,【自我思悟】 1.摩擦力是否一定阻碍物体的运动?试举例说明。 提示：摩擦力可能阻碍物体的运动,也可能促进物体的运动。例如,匀速行驶的汽车,驱动轮受到的地面的摩擦力提供了车前进的动力,从动轮受到的地面的摩擦力却是阻碍车子前进的阻力。,2.画出下面物体所受摩擦力的方向。 提示：摩擦力的方向与接触面相切,与物体的相对运动或相对运动趋势方向相反,各物体所受摩擦力如图所示：,【盲区扫描】 1.摩擦力产生的前提是两物体必须接触,但接触的物体间不一定有摩擦力。 2.受到静摩擦力的物体不一定

3、静止,但它相对于接触的物体一定静止;受到滑动摩擦力的物体不一定运动,但它相对于接触的物体一定是运动的。 3.由于压力与接触面垂直,摩擦力与接触面相切,故两物体间的摩擦力和压力一定相互垂直。 4.物体间有摩擦力一定有弹力,但有弹力不一定有摩擦力。,一、摩擦力的理解 深化理解 1.产生条件：,2.“相对”的含义：“相对”指的是研究对象相对于与其接触的物体而言,即以与其接触的物体为参考系,而不一定是物体相对地面的运动。 3.作用效果： (1)摩擦力阻碍的是接触物体之间的相对运动或相对运动趋势,不一定阻碍物体的运动。 (2)摩擦力可以是阻力也可以是动力,如匀速前进的自行车,后轮受到的摩擦力为动力,前轮

4、受到的摩擦力为阻力。,4.摩擦力种类的判断：,【微思考】 (1)物体的“相对运动方向”与“运动方向”的含义相同吗? 提示：不同。“相对运动”是以接触的物体为参考系,通常的“运动”是以地面为参考系。两个方向可能相同、相反,甚至存在一定的方向偏角。 (2)一个物体在另一个物体表面滑动时,一定会产生滑动摩擦力吗? 提示：不一定。滑动摩擦力的产生条件是两物体相互挤压、接触面粗糙且物体间存在相对运动,三个条件缺一不可。,【题组通关】 【示范题】(多选)(2012海南高考)下列关于摩擦力的说法, 正确的是() A.作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速,不可能使物体 加速 B.作用在物体上的静摩擦力只能使

5、物体加速,不可能使物体减速 C.作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速,也可能使物体 加速 D.作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速,也可能使物体 减速,【解题探究】(1)摩擦力的作用效果：滑动摩擦力阻碍物体间 _。 (2)滑动摩擦力一定与物体的运动方向相反吗?试举例说明。 提示：不一定。物体沿水平地面向前滑动时,所受摩擦力与其运动方向相反;若货车司机猛踩油门加速时,车厢中的箱子相对车厢向后滑动,箱子受到向前的摩擦力,摩擦力方向与其运动方向相同。,发生相对运动,【规范解答】选C、D。摩擦力的方向可能与物体运动方向相同,也可能与物体运动方向相反,但一定是与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相

6、反。当滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相同时,使物体加速,选项A错误、C正确;当静摩擦力的方向与物体的运动方向相反时,使物体减速,选项B错误、D正确。,【通关1+1】 1.(多选)下列关于滑动摩擦力的说法正确的是() A.滑动摩擦力一定是阻力 B.滑动摩擦力总是与物体相对运动的方向相反 C.滑动摩擦力总是与物体间压力的方向垂直 D.物体做减速运动,一定是受到滑动摩擦力的作用,【解析】选B、C。滑动摩擦力可以充当阻力,也可以充当动力, A错。滑动摩擦力总是与物体相对运动的方向相反,B对。压力的方向与接触面垂直,而摩擦力的方向又与接触面相切,所以C对。物体做减速运动,可能受到外力作用,D错。,2.

7、(2014天津和平区高一检测)关于相互接触的两个物体之间的弹力和摩擦力,下列说法中正确的是() A.有弹力必有摩擦力 B.有摩擦力必有弹力 C.弹力增大则摩擦力一定增大 D.弹力是动力,摩擦力是阻力,【解析】选B。根据弹力和摩擦力的产生条件知,有摩擦力一定有弹力,有弹力不一定有摩擦力,A错,B对;静摩擦力大小与弹力(压力)大小无关,C错;弹力或摩擦力都既可能是动力,也可能是阻力,D错。,【变式训练】1.(多选)下列哪些情况是因为摩擦力太小造成 的() A.在沙漠中走路比在柏油路上费力 B.在冰面上走很容易跌倒 C.船在水上缓慢行驶 D.数钞票时,如果手上不沾水会滑 【解析】选B、D。在沙漠中走

8、路,在水中行船所受阻力较大;而在冰面上行走和数钞票时,会因摩擦力较小而可能出现打滑的现象,故B、D正确。,2.(多选)人类日常生活离不开摩擦力,如果没有摩擦力,我们将不能走路、汽车不能运动下列关于摩擦力的说法中正确的是() A.吃饭时拿在手中的筷子不会滑落,是因为有摩擦力的作用 B.汽车轮胎表面都有花纹,是为了减小摩擦 C.猴子沿竖直竹竿匀速上爬,是因为摩擦力大于猴子重力 D.在结冰的水平路面上撒些细土,人走上去不易滑倒,是因为此时人与路面间的最大静摩擦力增大了,【解析】选A、D。吃饭时拿在手中的筷子因为重力而有下落的趋势,由于静摩擦力的作用才没有从手中滑落,A正确。汽车轮胎表面都有花纹,是为

9、了增大摩擦,B错误。猴子沿竖直竹竿匀速上爬时,竖直方向的重力和摩擦力平衡,大小相等,C错误。在结冰的水平路面上撒些细土,增大了路面的粗糙程度,人与路面间的最大静摩擦力增大,人走上去不易滑倒,D正确。,【素养升华】 对摩擦力的理解应注意的问题 (1)受静摩擦力的物体不一定静止,受滑动摩擦力的物体也不一定运动。 (2)摩擦力并不总是阻碍物体的运动,它既可作动力,又可作阻力。 (3)摩擦力的方向可以与物体的运动方向相反,也可以与运动方向相同,甚至有可能与物体的运动方向不在一条直线上。,二、静摩擦力有无及方向的判断 规律方法 1.四种方法判断静摩擦力的有无： (1)条件判断法：接触面之间有压力、粗糙且

10、有相对运动趋 势。 (2)假设法：假设两物体间无静摩擦力,看物体是否相对滑动, 判断思路如下：,(3)力的作用效果判断法：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：平衡其他作用力或改变受力物体的运动状态,可据此确定有无静摩擦力。 (4)相互作用判断法：利用力的相互作用性,若甲对乙有静摩擦力,则乙对甲也有静摩擦力,据此可以判断物体是否受静摩擦力。,2.“三步法”判断摩擦力方向： (1)找出摩擦力的施力物体,并选择此施力物体为参照物。 (2)判断受力物体的相对运动方向或相对运动趋势方向。 (3)根据“摩擦力与其相对运动方向或相对运动趋势方向相反”确定摩擦力的方向。,【微思考】 如图所示

11、,汽车上的箱子始终相对车厢静止, 试判断以下三种情况下,箱子受不受摩擦力 以及所受摩擦力的方向： (1)汽车匀速前进; (2)汽车加速前进; (3)汽车减速前进。,提示：(1)汽车匀速前进时,假设箱子受摩擦力作用,则它不会保持匀速运动状态,故此时箱子不受摩擦力;(2)汽车加速前进时,箱子有相对车厢向后滑动的趋势,所受摩擦力方向向前; (3)汽车减速前进时,箱子有相对车厢向前滑动的趋势,所受摩擦力方向向后。,【题组通关】 【示范题】下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中,正确的是 () A.静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反 B.静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同 C.静摩擦力的方向与物体

12、相对运动趋势方向相反 D.静止物体所受静摩擦力一定为零,【解题探究】(1)静摩擦力的方向总是与物体_ 方向相反。 (2)静止的物体是否一定不受摩擦力? 提示：物体在桌面上滑动时,物体受到桌面的摩擦力作用,根据力的相互作用特点,桌面同样也受到物体施加的摩擦力作用。,相对运动趋势,(3)静止的物体是否一定受静摩擦力作用? 提示：不一定。探究(2)例子中桌子处于静止状态,而它受到的摩擦力是滑动摩擦力。,【规范解答】选C。静摩擦力的方向可能与物体的运动方向相反,也可能与物体的运动方向相同。比如在平直公路上行驶的汽车,车厢地板上随汽车一起运动的物体,在启动过程中所受静摩擦力与运动方向相同,在减速过程中,

13、静摩擦力方向与运动方向相反,故A、B错误。静摩擦力的方向总是与物体相对运动趋势方向相反,C正确。静止的物体所受静摩擦力不一定为零,当静止的物体相对接触物体有相对运动趋势时,也会受到静摩擦力,D错误。,【通关1+1】 1.(2013扬州高一检测)一个长方体木块被力F 压在倾斜的墙面上,如图所示,保持静止状态,则 木块所受作用力的个数可能为() A.2个 B.3个 C.4个 D.5个,【解析】选C。若木块仅受重力和力F,它不可能处于静止,表明木块与墙面间存在压力,但如果木块仅受以上所述三个力,它将沿墙面下滑,表明木块还受到沿墙面向上的摩擦力,故选项C正确。,2.(多选)(2014绵阳高一检测)物体

14、C置于水 平地面上,A、B由轻绳通过固定在C上的光滑 定滑轮相连,C的上表面水平,连接B的轻绳水平,整个系统处于静止状态,如图所示。下列说法正确的是() A.B与C之间的接触面一定是粗糙的 B.B与C之间的接触面可以是光滑的 C.C与地面之间的接触面一定是粗糙的 D.C与地面之间的接触面可以是光滑的,【解析】选A、D。B受到C对它向右的静摩擦力作用,故B、C之间一定是粗糙的,A对,B错;整体考虑,系统无运动趋势,C与地面间无摩擦力作用,故不能确定C与地面间粗糙与否,C错,D对。,【变式训练】1.某人推着自行车前进时,地面对前轮的摩擦力 为F1,对后轮的摩擦力为F2;当人骑着自行车前进时,地面对

15、前 轮的摩擦力为F3,对后轮的摩擦力为F4,下列说法中正确的是 () A.F1与车前进方向相同 B.F2与车前进方向相同 C.F3与车前进方向相同 D.F4与车前进方向相同,【解析】选D。推着自行车前进时,两车轮都受向后的摩擦力,与运动方向相反;骑车前进时,后轮产生动力,受向前的摩擦力,前轮仍受向后的摩擦力。故选项D正确。,2.如图所示,物体A、B放在物体C上,水平力F作用于A,使A、B、C一起匀速运动,各接触面间的摩擦力的情况是() A.A对C有向左的摩擦力 B.C对B有向左的摩擦力 C.物体C受到三个摩擦力的作用 D.C对地面有向右的摩擦力,【解析】选A。物体A、B、C一起做匀速运动,根据

16、二力平衡,选不同的研究对象,它们在水平方向上可能不受力,也可能受一对平衡力,以整体为研究对象,地面应对C有向右的摩擦力与F达到二力平衡,由于力的作用是相互的,C对地面有向左的摩擦力;以A为研究对象,C对A应有向右的摩擦力与F达到二力平衡,而A对C有向左的摩擦力;以B为研究对象,C对B不应该有摩擦力,因为如果有摩擦力的话,找不到它的平衡力。综上,选项A正确,选项B、C、D错误。,三、摩擦力大小的计算 规律方法 1.滑动摩擦力的大小： (1)公式法：根据公式F=FN计算。 压力FN是物体与接触面间的压力,不一定等于物体的重力,FN的大小根据物体的受力情况确定。 动摩擦因数与材料和接触面的粗糙程度有

17、关,而与物体间的压力、接触面的大小无关。 (2)二力平衡法：物体处于平衡状态(匀速运动或静止)时,根据二力平衡条件求解。,2.静摩擦力的大小： (1)大小的范围：0FFmax。 (2)计算：物体处于平衡状态(匀速运动或静止)时,根据二力平衡条件求解。 (3)最大静摩擦力Fmax=0FN。(0为最大静摩擦因数,最大静摩擦力Fmax略大于滑动摩擦力,一般情况下,为分析问题方便,可认为二者相等),【微思考】 (1)解放军战士正在沿绳向上进行爬绳练习, 他所受的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦 力?该摩擦力的方向向哪? 提示：解放军战士在进行爬绳练习时,他的 手、脚与绳子接触时间内没有发生滑动,故他受到的

18、是静摩擦力。又由于他有向下滑动的趋势,所以摩擦力的方向竖直向上。,(2)汽车橡胶轮胎表面凹凸不平,试从物理的角度说明这样制作的道理。 提示：将汽车橡胶轮胎表面做得凹凸不平,目的是增大车轮与地面间的动摩擦因数,提高了汽车的最大静摩擦力,使汽车行进时动力更强劲、更安全。,【题组通关】 【示范题】如图所示,物体A、B的质量分别 为mA=10kg,mB=20kg,A与B、B与水平桌面间 的动摩擦因数都等于0.3,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当用水平力F=80N向右拉轻滑轮时,B对A的摩擦力和桌面对B的摩擦力为多大?(g取10m/s2),【解题探究】(1)绳子对A、B的拉力分别为多大? 提示：绳子对A

19、、B的拉力大小相等,都等于拉力F的一半,即40N。 (2)如何判断A相对于B,B相对于桌面是否发生滑动? 提示：若绳子对A的拉力大于它的最大静摩擦力,A相对于B就发生滑动,否则A就不滑动;绳子对B的拉力与A对B的摩擦力的和若大于B与地面间的最大静摩擦力,B相对于桌面发生滑动,否则不发生滑动。,【规范解答】A与B、B与水平桌面间的最大静摩擦力分别为： FmA=mAg=30N FmB=(mAg+mBg)=90N 由于绳子对物体A的拉力FA= =40NFmA 故B对A的摩擦力为滑动摩擦力,大小为30N, 方向向左。,物体B受到向右的拉力 =40N和A施加给它的大小为30N的摩擦力,FB=40N+30

20、NFmB 故桌面对B的摩擦力为静摩擦力,大小为FB=70N,方向向左。 答案：30N70 N,【通关1+1】 1.(拓展延伸)若将【示范题】中的水平拉力变为F=160N,则B对A的摩擦力和桌面对B的摩擦力为多大?(g取10m/s2) 【解析】由于绳子对物体A的拉力FA= =80NFmA, 故B对A的摩擦力为滑动摩擦力,大小为30N,方向向左。 物体B受到向右的拉力 =80N和A施加给它的大小为30N的摩擦力,FB=80N+30NFmB, 故桌面对B的摩擦力为滑动摩擦力,大小为90N,方向向左。 答案：30N90 N,2.(2014邢台高一检测)一物体置于粗糙水平地面上,按图中 所示不同的放法,

21、在水平力F的作用下运动,设地面与物体各接 触面的动摩擦因数相等,则物体受到的摩擦力的大小关系是 () A.Ff甲Ff乙Ff丙 B.Ff乙Ff甲Ff丙 C.Ff丙Ff乙Ff甲 D.Ff甲=Ff乙=Ff丙,【解析】选D。滑动摩擦力的大小F=FN与接触面积无关,D项正确。,【变式训练】1.用弹簧测力计在水平方向上 拉动一个置于地面的物体,使它做匀速直线 运动时,弹簧测力计示数为5N。当弹簧测力计示数为6N时,物体运动时受到的摩擦力大小是() A.6 NB.5 NC.1 ND.11 N,【解析】选B。由平衡条件知物体的滑动摩擦力大小为5 N,弹簧测力计示数为6 N时,表明物体受到的拉力变大,物体仍向前

22、滑动,受到的摩擦力仍为大小是5 N的滑动摩擦力,B正确。,2.(2014沈阳高一检测)如图所示,物体A重40N,物体B重20N,A与B、A与地面的动摩擦因数相同,物体B用细绳系住,当水平力F=32N时,才能将A匀速拉出,求接触面间的动摩擦因数。,【解析】以物体A为研究对象,物体B对物体A的正压力FN=GB 地面对A的支持力：FN1=GA+FN,A受B的滑动摩擦力Ff=FN,A受地面的滑动摩擦力Ff1=FN1 水平方向：F= Ff+Ff1,代入数据即可得到=0.4。 答案：0.4,【素养升华】 摩擦力大小的求解思路及方法 (1)判断力的性质：明确所求摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力。 (2)二力平

23、衡法：静摩擦力一般根据二力平衡来求。求解时应注意物体是否处于静止或匀速直线运动状态,若物体处于减速或加速运动状态,不能再用二力平衡进行分析。,(3)公式法：滑动摩擦力一般根据公式Ff=FN计算,计算时注意滑动摩擦力的大小与物体的速度大小、物体是否匀速运动无关,只取决于动摩擦因数和压力的大小。,【资源平台】备选角度：生活中的摩擦力 【示范题】如图所示,把两本书一页一页地交叉对插,然后各抓住一本书的书脊用力对拉,平时随手很容易移动的两本书竟会变得像强力胶粘在一起似的,难舍难分,关于其中的原因下列说法正确的是(),A.增大了摩擦的接触面积 B.增大了摩擦因数 C.增加了摩擦力的个数 D.以上说法都不

24、对 【标准解答】选C。此题考查对摩擦力大小的理解,摩擦力的大小只和压力及动摩擦因数有关,和接触面积没有关系,把两本书一页一页地交叉对插后,每页间的动摩擦因数没有改变,但每页间都有压力作用,拉开两本书的力等于一本书的每页受到的摩擦力的和,相当于增加了摩擦力的个数,C项正确。,关于摩擦力认识的四个误区 误区一误认为只有静止的物体才受静摩擦力作用,滑动摩擦力一定产生于运动的物体间 静摩擦力产生于两个相对静止的物体间,它们可能都运动;滑动摩擦力产生于两个相对运动的物体间,它们中可能有一个物体静止。例如,汽车加速前进时,相对于车厢静止的箱子随汽车一起运动受到向前的静摩擦力;狗拉雪橇向前运动时,静止的地面

25、受到滑动摩擦力。,误区二误认为摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反 实际上摩擦力与相对运动方向或相对运动趋势方向相反,与物体的运动方向可能相反,可能相同,还可能与物体的运动方向不在一条直线上。 误区三误认为物体间的压力越大,摩擦力就越大 实际上滑动摩擦力、最大静摩擦力与物体间的压力有关,压力越大,则滑动摩擦力和最大静摩擦力就越大,而静摩擦力的大小与物体间的压力无关。,误区四误认为摩擦力一定是阻力 实际上摩擦力阻碍的是物体间的相对运动,摩擦力不一定是阻力,有可能是动力,如传送带就是利用摩擦力作为动力,将粮食由低处送到粮仓中。,【案例展示】(2013聊城高一检测)关于静摩擦力,下列说法中正确的是() A.静摩擦力的方向总是与物体运动方向相反 B.受静摩擦力作用的物体一定是静止的 C.静摩擦力大小与压力成正比 D.静摩擦力不一定是阻力,【精讲精析】选D。静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势方向相反,A错误;受静摩擦力作用的物体可能静止,也可能运动,但它相对于接触的另一物体一定是静止的,