2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修1 第3章相互作用-力第2节摩擦力(3)课件

第2课时摩擦力在日常生活中,摩擦现象随处可见．擦黑板的时候,你感觉到摩擦力的存在了吗？行走的时候你体会到摩擦力的作用了吗？在柏油路上行走与在冰面上行走的感觉是不是大不相同？在体育运动中我们靠摩擦控制乒乓球、排球等球类的旋转和运动,滑冰时也会受到摩擦力,其实,皇家马德里的当家球星克里斯蒂亚诺·罗纳尔多的任意球绝技也是巧妙的利用了摩擦呢！知识清单静摩擦力1．当一个物体相对另一个物体有________而又保持相对________时,在接触面间产生的摩擦叫静摩擦,这种阻碍着相对运动发生的力叫做静摩擦力．2．静摩擦力是由物体所受的其他外力决定的,它的增大有一个限度,它的大小在________和________之间,即0<F≤Fmax.1．相对运动的趋势静止2.零最大静摩擦力3．最大静摩擦力：当物体介于________和________之间的临界状态时受到的摩擦力即为最大静摩擦力．它是静摩擦力的最大值,略大于滑动摩擦力,一般情况下可把二者视为相等．4．静摩擦力的方向：总是沿着________,并且跟________________相反．3．相对静止相对运动4.接触面物体相对运动趋势的方向综合拓展1．静摩擦力的判断方法静摩擦力总是跟物体的相对运动趋势方向相反,他跟物体运动的方向无关．因此,判断静摩擦力方向关键是弄清“相对运动趋势方向”,具体操作时采用化“静”为“动”的思路：假设研究对象与被接触物体之间光滑,若他们之间发生相对滑动,则其相对滑动方向便是原先的相对运动趋势方向；若它们之间不发生相对滑动,则说明它们之间原先并无相对运动趋势．2．静摩擦力大小的计算方法正压力是静摩擦力产生的条件之一,但静摩擦力的大小与正压力无关(最大静摩擦力除外)．当物体处于平衡状态时,静摩擦力大小由平衡条件F合＝0来求,而物体处于非平衡状态的某些静摩擦力的大小应由牛顿第二定律(后续学习)来求．特别提示：静摩擦力是被动力,其方向和大小都是根据物体的“需要”来确立的．尝试应用1．右图中货物被传送带送到高处,请判断物体是否受到摩擦力？若有,摩擦力的方向如何？答案：有,沿皮带斜向上2．用一个水平推力推放在水平地面上的木箱,没有推动,下列说法正确的是(

)A．木箱运动趋势的方向与水平推力方向相同B．水平推力小于木箱受到的摩擦力C．水平推力等于木箱受到的摩擦力D．水平推力大于木箱受到的摩擦力AC知识清单滑动摩擦力1．定义：当一个物体在另一个物体表面________的时候,会受到另一个物体________它滑动的力．这种力叫做滑动摩擦力．2．产生条件：①两物体相________且________；②两物体发生________；③接触面________．1．滑动阻碍2.接触挤压相对滑动不光滑3．大小：实验表明滑动摩擦力的大小跟________成正比,也就是跟两个物体表面间的垂直作用力成正比．如果用F表示滑动摩擦力的大小,用FN表示压力的大小,则有公式________,其中μ是比例常数(它是两个力的比值,没有单位),叫做________,它的数值跟相互接触的两个物体的________有关．材料不同,两物体间的动摩擦因数也不同．动摩擦因数还跟接触面的________(如________)有关．4．方向：滑动摩擦力的方向总是沿着________,并且跟物体的________相反．3．压力F＝μFN动摩擦因数材料情况粗糙程度4．接触面相对运动的方向综合拓展1．认识运动、静止与相对运动、相对静止的关系,区分两类摩擦力通常情况下,我们一谈到运动、静止,潜意识中是以地球或地面上静止的物体为参考系．而恰恰如此,使我们对“相对运动、相对静止”同“运动和静止”的概念混淆在一起,不能正确地判断出摩擦力的方向．谈到这里,我们应当强调“相对运动或相对静止”是针对与研究对象接触的物体而言的．2．滑动摩擦力大小和方向(1)滑动摩擦力方向的判断滑动摩擦力的方向总是与物体“相对运动”的方向相反,所谓相对运动方向是把与研究对象相接触的面作为参照物,研究对象相对于接触面运动的方向．(2)弄清滑动摩擦力大小的有关因素①当物体间存在摩擦力时,其大小即可由公式F＝μFN计算,由此可看出它只与接触面的动摩擦因数μ及正压力FN有关,而与相对运动速度大小、接触面积大小无关．②物体间有几个接触面,就可能有几个摩擦力,注意分析接触面的个数．3．不同摩擦力与压力的关系名称大小与压力关系滑动摩擦力F＝μFN成正比静摩擦力0<F≤Fmax无关最大静摩擦力通常认为Fmax＝μFN压力越大,最大静摩擦力越大特别提示：1.研究摩擦力时要研究相对运动、相对静止,它们都是以相互作用的另一物体为参考系．2．滑动摩擦力的大小与物体间相对运动的速度大小无关．只要出现相对滑动,滑动摩擦力恒为F＝μFN.滑动摩擦力的方向可能跟物体的运动方向相反,也可能跟运动方向相同,还可能跟运动方向成某一个角度．1．我国内蒙古地区遭受特大暴风雪,汽车无法行驶,为此很多汽车的轮胎上都装上了防滑链,这样做的目的主要是为了(

)A．增加弹性B．增大压力C．减小阻力D．增大摩擦因数D2．静止在水平地面上质量为50kg的物体,与水平地面间的动摩擦因数为0.2,当作用在该物体上的水平拉力为30N时,它所受的是_____摩擦力,其大小为___N．当作用力增大到110N时,物体刚要开始滑动,则物体与地面间的最大静摩擦力是______N.物体滑动后欲使物体做水平匀速运动,则应对它施加_______N的水平拉力．(g取10N/kg)答案：静30

110

100摩擦力产生条件

下述情况中,两物体不存在摩擦力的是(

)A．汽车在公路上刹车时车胎与路面间B．A物体叠放在B物体上共同沿光滑冰面匀速滑行时A、B物体间C．皮带传动装置运行不打滑时皮带与轮缘间D．压道机压道时压道轮与路面间解析：汽车刹车,车胎与路面有挤压且相对运动,产生滑动摩擦力；皮带传动时,皮带与轮缘间有挤压和相对运动趋势,且不打滑,故产生静摩擦力；压道机轮在路面上挤压、滚动,可产生滚动摩擦力．所以A、C、D情况均产生摩擦．B中冰面光滑则无摩擦力,且A、B两物体共同匀速运动,其间无相对运动趋势(假设A、B间接触面光滑,两物体间不会发生相对运动),故不产生摩擦力．答案：B名师点睛：依据接触面不光滑、有挤压和相对运动(或相对运动趋势)这一摩擦力产生条件进行判断是基本的分析方法．变式训练1．如图所示,物体A、B叠放在物体C上,水平力F作用于A,使A、B、C一起共同匀速运动,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受到三个摩擦力作用D．C对地有向右的摩擦力A摩擦力有无及方向的判定

卡车上装着一只始终与它相对静止的集装箱,不计空气阻力,下列说法正确的是(

)①当卡车开始运动时,卡车对集装箱的静摩擦力使集装箱随卡车一起运动②当卡车匀速运动时,卡车对集装箱的静摩擦力使集装箱随卡车一起运动③当卡车匀速运动时,卡车对集装箱的静摩擦力等于零④当卡车制动时,卡车对集装箱的静摩擦力等于零A．①②B．只有③C．只有④D．①③解析：集装箱随汽车一起由静止加速运动时,假设二者的接触面是光滑的,则汽车加速时,集装箱由于惯性要保持原有静止状态．因此它将相对于汽车向后滑动,而实际集装箱没有滑动,说明只有相对汽车向后滑的趋势,所以集装箱受到向前的静摩擦力．故①对．集装箱随汽车一起匀速运动时,二者无相对滑动,假设集装箱受水平向右的摩擦力,跟木箱接触的物体只有汽车,汽车最多对它施加两个力支持力和摩擦力,由二力平衡条件知：支持力与重力抵消,但没有力与摩擦力抵消,力是改变物体运动状态的原因,木箱在摩擦力的作用下,速度将发生变化,不能做匀速直线运动,这与题意矛盾,故②错③对．汽车刹车时,速度减小,假设木箱与汽车的接触面是光滑的,则集装箱相对汽车向前滑动,而实际没动,说明集装箱受到向后的摩擦力．故④错．答案：D名师点睛：1.判断静摩擦力的方向时,可用“假设法”判定,方便快捷．2．摩擦力的方向可以与物体运动的方向相同,也可以与物体运动的方向相反,即摩擦力可以是动力也可以是阻力．3．摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,但不一定阻碍物体的运动．由二力平衡判断静摩擦力的大小、方向

如右图所示,A、B两物体叠放在水平面上,水平力F作用在A上,使两者一起向右做匀速直线运动,下列判断正确的是(

)A．由于A、B一起做匀速直线运动,故A、B间无摩擦力B．B对A的静摩擦力大小为F,方向向左C．地面对B的滑动摩擦力的大小为F,方向向左D．B物体受到了向右的静摩擦力和向左的滑动摩擦力解析：以A为研究对象,它和B一起做匀速直线运动,也就是说它们之间没有相对运动,它受到了一个向右的水平拉力,它一定还要受到一个向左的水平力与拉力F平衡,而A只与B有接触,故B给A一个水平向左的静摩擦力与F平衡．力是物体间的相互作用,A受到B对它向左的静摩擦力,A一定要对B施加一个向右的静摩擦力,B做匀速直线运动,它在水平方向上一定要受到一个向左的力来与A对B的静摩擦力平衡,B是在水平面上运动,显然,地面对B一个向左的滑动摩擦力．综上所述,B、C、D三选项均正确．答案：BCD名师点睛：在此题的分析过程中,分别选取了A物体及B物体为研究对象,以单个物体为研究对象的方法叫“隔离法”．若以A,B组成的整体为研究对象的方法叫整体法．在分析过程中,充分应用了二力平衡条件,这是解决静摩擦力常用的方法,随着学习的深入,我们会体会到,根据物体的运动状态,运用力和运动的关系进行分析,是一种常见的重要方法．变式训练3．用水平推力F把重为G的黑板擦紧压在竖直的墙面上静止不动,不计手与黑板擦之间的摩擦力,当把推力增加到2F时,黑板擦所受的摩擦力大小是原来的几倍？(如右图)答案：一倍摩擦力大小的计算

在研究摩擦力的实验中,每次用弹簧秤水平拉一放在水平桌面上的木块,木块运动状态及弹簧秤的读数如下表所示(每次木块与桌面的接触面相同)则由表可知：(

)实验次数小木块运动状态弹簧秤读数(N)1静止0.42静止0.63加速0.74匀速0.55减速0.3A.木块受到的静摩擦力为0.4NB．木块受到的最大静摩擦力可能为0.6NC．在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小有三次是相同的D．在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小各不相同解析：由平衡条件可知,第一次实验中静摩擦力等于0.4N,A正确．从表中数据可以看出,最大静摩擦力应该介于0.6～0.7N之间,故选项B正确；在第3、4、5次实验中,无论木块是加速、匀速、减速运动,只要木块运动,它所受的摩擦力就是滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小是相同的,均为0.5N,故C正确．答案：ABC名师点睛：滑动摩擦力、静摩擦力的大小的计算方法完全不同,在一个物理过程中,可能前后段的摩擦力已经变化,相应的计算方法也必须改变．4