“摩擦角”和“摩擦力”课件

“摩擦角”和摩擦力“摩擦角”和摩擦力11、有关摩擦力的性质和“三角形定则”基本模型：地面对木块有支持力和摩擦力作用，把支持力和摩擦力的合力FR叫做地面对物体的全约束反力，简称约束力（也有叫“全反力”）。GFNFfGFNFfFR如果木块在F作用下运动或恰好达到最大静摩擦力，θ满足：，θ称“摩擦角”。FR方向的线称“摩擦线”。1、有关摩擦力的性质和“三角形定则”基本模型：地面对木块有支22、关于“摩擦角”和“摩擦线”的性质：性质1：约束力与支持力的夹角α的取值范围为0≤α≤θ。性质2：当约束力与支持力的夹角α小于摩擦角θ时，物体静止（受静摩擦力）；当约束力与支持力的夹角α等于θ时，物体运动或者刚要运动（受滑动摩擦力）。2、关于“摩擦角”和“摩擦线”的性质：性质1：约束力与支持力33、平衡和非平衡状态下合力的三角形性质：当物体受到3个力作用而处于平衡状态时，有F1+F2+F3=0，三个力矢量构成闭合三角形；当物体受三个力作用而处于非平衡状态时F1+F2+F3≠0，三个力矢量不能构成闭合三角形，且力三角形的“缺口”就是物体受到合力的大小。F1F2F3F合3、平衡和非平衡状态下合力的三角形性质：当物体受到3个力作用44、“摩擦角”、“三角形法则”的相关情景列表：对基本模型的4个结论：1．物体静止时，必定同时满足1、3情景；2．物体匀速运动时，必同时满足2、3情景；3．物体匀变速运动时，必同时满足2、4情景；4．不可能有某种运动同时满足1、4情景；约束力和支持力的夹角α10≤α≤θ时，物体静止2α=θ时，物体运动或刚要运动物体受到三个力3能构成闭合三角形时，物体静止或者做匀速直线运动4不能构成闭合三角形时，物体做变速运动4、“摩擦角”、“三角形法则”的相关情景列表：对基本模型的455、木块在拉力作用下静止：由结论1：木块受力满足1、3情景，即满足0≤α≤θ和能够构成闭合三角形2个条件。mgFFR若拉力确定，则约束力唯一确定，并且，FR的竖直分量为支持力，水平分量为静摩擦力。在此基础上，若已知某些边角关系，即可求解相关的问题。5、木块在拉力作用下静止：由结论1：木块受力满足1、3情景，66、木块在拉力作用下匀速运动：mgFR拉力F1、F2、F3都是使木块匀速运动的拉力（拉力不同对应有不同的约束力）。显然，使木块匀速运动的拉力有无穷多个。由结论2：木块受力满足2、3情景，即满足α=θ和能够构成闭合三角形2个条件。F1F2F16、木块在拉力作用下匀速运动：mgFR拉力F176、木块在拉力作用下匀速运动：如下情况值得注意：mgFRF1F2F3（1）F3与“摩擦线”垂直。显然，在所有令木块匀速运动的拉力中F3最小。即有：见《3+2》P33例1（2）当拉力F与重力的夹角小于等于“摩擦角”时（如F0），无论取多大，约束力与支持力的夹角α都不可能等于θ。由情景1知，此时木块恒静止。这种现象称为“自锁”。F06、木块在拉力作用下匀速运动：如下情况值得注意：mgFRF187、木块在拉力作用下加速运动：mgFROF合F因为木块受到的合力方向一定沿水平方向。则三角形“缺口”水平。过任意拉力的末端作地面的平行线，与“摩擦线”交于C点，则OC即为此时的约束力。由结论3知，木块做变速运动时，约束力和支持力的夹角α=θ，且受到3个力不能构成闭合三角形。C7、木块在拉力作用下加速运动：mgFROF合F因为木块受到的9问题思考：mgFROF合F如果拉力大小确定，则其方向如何时物体受到的合力最大？（也即有最大的加速度？）C问题思考：mgFROF合F如果拉力大小确定，则其方向如何时物1045°vA

例1

如图所示，用绳通过定滑轮牵引物块，使物块在水平面上从图示位置开始沿地面做匀速直线运动，若物块与地面间的动摩擦因数μ＜1，滑轮的质量及摩擦不计，则在物块运动过程中，以下判断正确的是Ａ.绳子拉力将保持不变

B.绳子拉力将不断增大

C.地面对物块的摩擦力不断减小

D.物块对地面的压力不断减小FfFNGFT作出一簇力三角形45°A45°vA例1如图所示，用绳通过定滑轮牵引11

如图所示，在倾角45°的斜面上，放置一质量为m的小物块，小物块与斜面间的动摩擦因数，欲使小物块能静止在斜面上，应对小物块再施一力，该力最小时大小与方向应是A.，与水平成15°斜向右上B.，竖直向上C.，沿斜面向上D.，水平向右m45°mgF全反力Fminm45°mgF约Fmin返回小试身手题本题答案:A如图所示，在倾角45°的斜面上，放置一质量12F1

如图所示，放在水平面上的质量为m的物体，在水平恒力F1作用下，刚好做匀速直线运动．若再给物体加一个恒力，且使F1

＝F2（指大小），要使物体仍按原方向做匀速直线运动，力F2应沿什么方向？此时地面对物体的作用力大小如何？例2GFtan-1μ水平恒力与重力、地面约束力作用而平衡时,三力构成闭合三角形：F2F2加F2仍构成闭合三角形：解:F1如图所示，放在水平面上的质量为m的物体，在水平13mmgF约tan-1FmaxF约Fmintan-1解:

如图所示，倾角为θ的斜面与水平面保持静止,斜面上有一重为G的物体A与斜面间的动摩擦因数为μ,且μ<tanθ,现给A施以一水平力F,设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,求水平推力F多大时物体能地斜面上静止？示例3

静摩擦力达到最大时,斜面约束力作用线方向与斜面法线成摩擦角!

mmgF约tan-1FmaxF约Fmintan-1解:14

如图所示，质量为m的物体放在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为

，想用力F推动物体沿水平地面滑动，推力方向与水平面的夹角在什么范围内者是可能的？小试身手题物体所受地面约束力的摩擦角分析物体恰开始滑动时的受力情况:mgFfFNF约F作出物体所受三力恰构成的闭合矢量三角形:G推力与水平线所成角θ满足:均可使物体沿水平地面滑动

15“摩擦角”和摩擦力“摩擦角”和摩擦力161、有关摩擦力的性质和“三角形定则”基本模型：地面对木块有支持力和摩擦力作用，把支持力和摩擦力的合力FR叫做地面对物体的全约束反力，简称约束力（也有叫“全反力”）。GFNFfGFNFfFR如果木块在F作用下运动或恰好达到最大静摩擦力，θ满足：，θ称“摩擦角”。FR方向的线称“摩擦线”。1、有关摩擦力的性质和“三角形定则”基本模型：地面对木块有支172、关于“摩擦角”和“摩擦线”的性质：性质1：约束力与支持力的夹角α的取值范围为0≤α≤θ。性质2：当约束力与支持力的夹角α小于摩擦角θ时，物体静止（受静摩擦力）；当约束力与支持力的夹角α等于θ时，物体运动或者刚要运动（受滑动摩擦力）。2、关于“摩擦角”和“摩擦线”的性质：性质1：约束力与支持力183、平衡和非平衡状态下合力的三角形性质：当物体受到3个力作用而处于平衡状态时，有F1+F2+F3=0，三个力矢量构成闭合三角形；当物体受三个力作用而处于非平衡状态时F1+F2+F3≠0，三个力矢量不能构成闭合三角形，且力三角形的“缺口”就是物体受到合力的大小。F1F2F3F合3、平衡和非平衡状态下合力的三角形性质：当物体受到3个力作用194、“摩擦角”、“三角形法则”的相关情景列表：对基本模型的4个结论：1．物体静止时，必定同时满足1、3情景；2．物体匀速运动时，必同时满足2、3情景；3．物体匀变速运动时，必同时满足2、4情景；4．不可能有某种运动同时满足1、4情景；约束力和支持力的夹角α10≤α≤θ时，物体静止2α=θ时，物体运动或刚要运动物体受到三个力3能构成闭合三角形时，物体静止或者做匀速直线运动4不能构成闭合三角形时，物体做变速运动4、“摩擦角”、“三角形法则”的相关情景列表：对基本模型的4205、木块在拉力作用下静止：由结论1：木块受力满足1、3情景，即满足0≤α≤θ和能够构成闭合三角形2个条件。mgFFR若拉力确定，则约束力唯一确定，并且，FR的竖直分量为支持力，水平分量为静摩擦力。在此基础上，若已知某些边角关系，即可求解相关的问题。5、木块在拉力作用下静止：由结论1：木块受力满足1、3情景，216、木块在拉力作用下匀速运动：mgFR拉力F1、F2、F3都是使木块匀速运动的拉力（拉力不同对应有不同的约束力）。显然，使木块匀速运动的拉力有无穷多个。由结论2：木块受力满足2、3情景，即满足α=θ和能够构成闭合三角形2个条件。F1F2F16、木块在拉力作用下匀速运动：mgFR拉力F1226、木块在拉力作用下匀速运动：如下情况值得注意：mgFRF1F2F3（1）F3与“摩擦线”垂直。显然，在所有令木块匀速运动的拉力中F3最小。即有：见《3+2》P33例1（2）当拉力F与重力的夹角小于等于“摩擦角”时（如F0），无论取多大，约束力与支持力的夹角α都不可能等于θ。由情景1知，此时木块恒静止。这种现象称为“自锁”。F06、木块在拉力作用下匀速运动：如下情况值得注意：mgFRF1237、木块在拉力作用下加速运动：mgFROF合F因为木块受到的合力方向一定沿水平方向。则三角形“缺口”水平。过任意拉力的末端作地面的平行线，与“摩擦线”交于C点，则OC即为此时的约束力。由结论3知，木块做变速运动时，约束力和支持力的夹角α=θ，且受到3个力不能构成闭合三角形。C7、木块在拉力作用下加速运动：mgFROF合F因为木块受到的24问题思考：mgFROF合F如果拉力大小确定，则其方向如何时物体受到的合力最大？（也即有最大的加速度？）C问题思考：mgFROF合F如果拉力大小确定，则其方向如何时物2545°vA

例1

如图所示，用绳通过定滑轮牵引物块，使物块在水平面上从图示位置开始沿地面做匀速直线运动，若物块与地面间的动摩擦因数μ＜1，滑轮的质量及摩擦不计，则在物块运动过程中，以下判断正确的是Ａ.绳子拉力将保持不变

B.绳子拉力将不断增大

C.地面对物块的摩擦力不断减小

D.物块对地面的压力不断减小FfFNGFT作出一簇力三角形45°A45°vA例1如图所示，用绳通过定滑轮牵引26

如图所示，在倾角45°的斜面上，放置一质量为m的小物块，小物块与斜面间的动摩擦因数，欲使小物块能静止在斜面上，应对小物块再施一力，该力最小时大小与方向应是A.，与水平成15°斜向右上B.，竖直向上C.，沿斜面向上D.，水平向右m45°mgF全反力Fminm45°mgF约Fmin返回小试身手题本题答案:A如图所示，在倾角45°的斜面上，放置一质量27F1

如图所示，放在水平面上的质量为m的物体，在水平恒力F1作用下，刚好做匀速直线运动．若再给物体加一个恒力，且使F1

＝F2（指大小），要使物体仍按原方向做匀速直线运动，力F2应沿什么方向？此时地面对物体的作用力大小如何？例2GFtan-1μ水平恒力与重力、地面约束力作