【同步导学】高中物理课件 3.3摩擦力课件 沪科必修1

3．3摩擦力1．摩擦力定义：两个______的物体，当它们发生______

______________________，就会在接触面上产

生______相对运动或相对运动趋势的力，这种

力叫做摩擦力．接触相对运动或有相对运动趋势阻碍2．滑动摩擦力(1)定义：当一个物体在另一个物体表面上滑动的

时候，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这种

力叫做滑动摩擦力．(2)产生条件：两个物体_____、________、____

__________、_____________．(3)方向：滑动摩擦力的方向总是____________，

并且跟物体的__________的方向相反．(4)大小：滑动摩擦力的大小跟压力成正比，即f＝

μN，其中μ是比例常数，叫做动摩擦因数，它的

数值与相互接触的两个物体的_____、__________

__________有关．接触有弹力有相对运动接触面粗糙平行接触面相对运动材料接触面的粗糙程度3．静摩擦力(1)定义：相互接触的两个物体间由于存在______

__________而产生的摩擦力叫做静摩擦力．(2)产生条件：两个物体______、________、____

______________、_____________．(3)方向：总是跟___________，与______________

的方向相反．(4)静摩擦力的大小：静摩擦力的大小是个变量，

总是随接触面切线方向上的外力的变化而变化，

但静摩擦力有一个最大限度，叫_____________，

所以静摩擦力的大小范围为0<f≤fmax.相对运动趋势接触有弹力有相对运动趋势接触面粗糙接触面平行相对运动趋势最大静摩擦力一、滑动摩擦力●重点解读(1)滑动摩擦力的定义两个互相接触挤压且发生相对运动的物体，在它们的接触面上产生阻碍相对运动的力，这个力叫滑动摩擦力．(2)滑动摩擦力产生的条件产生滑动摩擦力的条件有四个：①两物体接触；②接触的两物体必须相互挤压发生形变，即有弹力；③两物体间要相对滑动；④两物体接触面不光滑．这四个条件缺一不可，必须同时具备，判断时应根据条件依次判断．(3)滑动摩擦力的大小．①感性认识：同一物体在不同面上的摩擦程度不同．不同物体在同一面上摩擦力也不同(拖动一把椅子与拖动一张餐桌用力不同)．方法：在木块上放砝码，用力拉动木块，使木块匀速运动，从弹簧秤上读出拉力的大小，从而知道滑动摩擦力f的大小，记下f及N的大小并填入表格中．改变砝码的重力，重做几次，得到几组f、N的数据．结论：两个物体间滑动摩擦力的大小f与正压力N成正比，即f＝μN，若将木块放在玻璃上做相同的实验，f＝μN仍成立．【说明】

①μ叫做动摩擦因数，它与接触面的材料、粗糙程度有关，μ没有单位．②滑动摩擦力f的大小与物体的运动速度无关，与接触面的大小也无关．③公式f＝μN中的N是两个物体表面间的压力，称为正压力(垂直于接触面的力)，性质上属于弹力，它不是物体的重力，许多情况下需结合物体的平衡条件等加以确定．●难点突破滑动摩擦力的的方向．滑块在水平面面上运动时，，滑块所受滑滑动摩擦力的的方向与滑块块的相对运动动方向相反．．二、静摩擦力力●重点解读(1)与静摩擦力有有关的一些现现象①一辆大卡车停停在路上，你你用力推，但但推不动，据据二力平衡原原理知，一定定有一个力作作用在车上抵抵消了推力的的作用，这个个力就是静摩摩擦力．●疑点辨析静摩擦力的有有无及方向的的判断方法(1)假设法．假设法有两种种，一种是假假设接触面光光滑，不存在在摩擦力，看看是否改变原原来的运动状状态．另一种种是假设摩擦擦力存在，看看是否改变原原来的运动状状态．第一种假设往往往用来判断断做变速运动动的物体的静静摩擦力和有有其他外力存存在，物体处处于平衡状态态时的静摩擦擦力．第二种种假设往往用用来判断物体体不受其他外外力和物体处处于平衡状态态时的静摩擦擦力．(2)状态法：根据据二力平衡条条件、牛顿第第二定律(以后学习)或牛顿第三定定律，可以判判断静摩擦力力的方向．假假如用一水平平力推桌子，，若桌子在水水平地面上静静止不动，这这时地面会对对桌子施一静静摩擦力．根根据二力平衡衡条件可知，，该静摩擦力力的方向与推推力的方向相相反．加速状状态时物体所所受的静摩擦擦力可由牛顿顿第二定律确确定．(3)利用牛顿第三三定律(即作用力与反反作用力的关关系)来判断．此法法关键是抓住住“力是成对出现现的”，先确定受力力较少的物体体受到的静摩摩擦力的方向向，再根据“反向”确定另一物体体受到的静摩摩擦力的方向向．【说明】要正确理解摩摩擦力产生条条件中“相对”的含义：“相对”既不是对“地”，也不是对“观察者”，“相对”的是跟它接触触的物体，即即把其中一个个物体作参考考系，分析另另一个物体相相对于参考系系的运动．①静摩擦力大小小与正压力无无关，但最大大静摩擦力的的大小与正压压力成正比．．②静摩擦力可以以是阻力，也也可以是动力力，如人跑步步时地面给人人的静摩擦力力就是动力，，传送带上的的物体随传送送带一起运动动，静摩擦力力也是动力．．【说明】静摩擦力的大大小由外部因因素决定，在在上图中，只只要人未推动动物体，则静静摩擦力的大大小总与人的的推力相等．．(2)摩擦力规律小小结①相对静止的物物体只能受到到静摩擦力，，相对运动的的物体只能受受到滑动摩擦擦力．摩擦力发生在在相互接触的的两个物体之之间，如果这这两个物体产产生相对运动动，则为滑动动摩擦力；如如果这两个物物体保持相对对静止，并存存在相对运动动的趋势，则则为静摩擦力力．在这里，，相对运动是是指以相互作作用的一个物物体为参照物物，另一个物物体相对这个个物体位置发发生变化；运运动是指以地地面为参照物物，物体相对对地面位置发发生变化．因因此，静止物物体不只能受受到静摩擦力力，也可以受受到滑动摩擦擦力，运动物物体不只能受受到滑动摩擦擦力，也可以以受到静摩擦擦力．②滑动摩擦力的的方向总是与与物体的相对对运动方向相相反．滑动摩擦力的的方向与相对对运动的方向向相反，静摩摩擦力方向与与相对运动趋趋势的方向相相反．“运动”与“相对运动”是两个不同的的概念．与相相对运动或相相对运动趋势势方向相反，，并不一定就就与运动方向向相反．③摩擦力的方向向不一定与物物体的运动方方向在同一条条直线上．摩擦力方向与与两个物体的的接触面相切切，与相对运运动的方向或或相对运动趋趋势的方向相相反，但不一一定与物体的的运动方向在在同一条直线线上，即摩擦擦力的方向不不一定与物体体的运动方向向相同或相反反．④摩擦力总是阻阻碍物体的相相对运动．摩擦力的作用用效果是阻碍碍物体之间的的相对运动(滑动摩擦力)或阻碍物体之之间的相对运运动趋势(静摩擦力)、但不一定阻阻碍物体的运运动．摩擦力力既可以是阻阻力，也可以以是动力．由f＝μN可知，滑动摩摩擦力与压力力成正比，压压力越大，滑滑动摩擦力越越大；最大静静摩擦力也与与压力成正比比，压力越大大，最大静摩摩擦力也越大大．而静摩擦擦力的大小应应根据物体的的运动状态，，利用平衡条条件或牛顿运运动定律求解解．⑤接触面积增大大，滑动摩擦擦力不变．根据f＝μN，滑动摩擦力力的大小只由由μ、N决定，与物体体的运动状态态、受力情况况以及接触面面积的大小无无关．滑动摩摩擦力的大小小与接触面积积无关，是因因为接触面积积增大虽然增增大了阻碍物物体之间的相相对运动的作作用，但是另另一方面，接接触面积增大大又减小了单单位面积上物物体受到的压压力，因而减减小了阻碍物物体之间的相相对运动的作作用．(1)(a)图中的A、B两个物体在在拉力F作用下共同同向右匀速速运动．(2)用力F将一张纸从从(b)图中的A物体下抽出出的过程．．(3)(c)图中的A物体沿着粗粗糙的墙壁壁下滑．【解析】在问题(1)中，虽然物物体A随物体B向右匀速运运动，但由由于A、B两物体间没没有相对运运动，所以以两物体间间没有滑动动摩擦力．．在问题(2)中，A对纸面有压压力，接触触面粗糙，，且有相对对运动，所所以A受到滑动摩摩擦力作用用，在纸向向右抽出的的过程中，，A相对纸向左左运动，因因此所受摩摩擦力的方方向向右．．在问题(3)中，A相对墙有滑滑动，接触触面也是粗粗糙的，但但由于A与墙之间没没有压力，，因此，没没有滑动摩摩擦力．【答案】(1)无(2)有，方向向向右(3)无【方法总结】判断滑动摩摩擦力方向向的基本思思路：①选研究对象象(受滑动摩擦擦力作用的的物体)．②选跟研究对对象接触的的物体为参参考系．③找出研究对对象相对参参考系的运运动方向．．④滑动摩擦力力的方向与与相对运动动的方向相相反．【解析】要判断货物物A所受摩擦力力方向，以以传送带为为参照物．．在第(1)种情况中，，货物A相对于传送送带水平向向右运动；；在第(2)种情况中，，货物A相对于传送送带水平向向左运动．．【答案】(1)货物A所受摩擦力力水平向左左(2)货物A所受摩擦力力水平向右右A．第2张牌到第53张牌之间可可能发生相相对滑动B．第2张牌到第53张牌之间不不可能发生生相对滑动动C．第1张牌受到手手指的摩擦擦力向左D．第54张牌受到水水平桌面的的摩擦力向向左【解析】由题意知手手指相对第第1张牌向右运运动，则第第1张牌受到手手指的摩擦擦力方向向向右，C项错．如果果第2张牌到第53张牌之间发发生了相对对滑动，则则其中的某某一张牌受受到的来自自于其上方方的牌的摩摩擦力f上必大大于于其其所所受受来来自自下下方方牌牌的的摩摩擦擦力力f下，牌牌之之间间的的摩摩擦擦因因数数均均为为μ2，令令每每张张牌牌的的重重力力为为mg，令令f上＝μ2fN，则则f下＝μ2(mg＋fN)，总总有有f下＞f上，即即从从第第2张牌牌到到第第53张牌牌之之间间不不可可能能有有相相对对滑滑动动发发生生．．将将第第2张牌牌到到第第53张牌牌视视为为一一个个整整体体，，该该整整体体受受第第1张牌牌的的摩摩擦擦力力向向右右，，由由牛牛顿顿第第三三定定律律知知第第53张牌牌对对第第54张牌牌的的摩摩擦擦力力向向右右，，则则桌桌面面对对第第54张牌牌的的摩摩擦擦力力必必向向左左．．【答案案】BD【答案案】(1)B不受受摩摩擦擦力力作作用用；；A受到到地地面面向向左左的的静静擦擦力力(2)B不受受摩摩擦擦力力作作用用；；A受到到地地面面向向左左的的滑滑动动摩摩擦擦力力【解析析】由于于最最大大静静摩摩擦擦力力f′max＝120N，当当推推动动F1＝70N时，，木木箱箱未未动动，，此此时时的的摩摩擦擦力力为为静静摩摩擦擦力力；；当当推推力力为为150N时，，木木箱箱运运动动，，则则摩摩擦擦力力是是滑滑动动摩摩擦擦力力．．用70N水平平力力推推木木箱箱，，木木箱箱不不动动，，由由二二力力平平衡衡知知木木箱箱受受到到70N的静静摩摩擦擦力力．．用150N水平平力力推推木木箱箱时时，，木木箱箱运运动动，，由由f＝μN知滑滑动动摩摩擦擦力力f＝μN＝μmg＝0.25×400N＝100N.【答案案】70N100N【方法法总总结结】计算算摩摩擦擦力力大大小小的的基基本本思思路路：：(1)必须须首首先先分分析析物物体体的的运运动动情情况况，，判判明明是是滑滑动动摩摩擦擦力力还还是是静静摩摩擦擦力力．．(2)滑动动摩摩擦擦力力大大小小的的计计算算直直接接由由摩摩擦擦定定律律f＝μN.求解解的的关关键键是是根根据据平平衡衡方方程程或或动动力力学学方方程程(后面面将将学学习习)计算算正正压压力力N的大大小小．．静摩摩擦擦力力大大小小的的计计算算一一般般应应根根据据物物体体的的运运动动情情况况(静止止、、匀匀速速运运动动或或加加速速运运动动)，利利用用平平衡衡方方程程或或动动力力学学方方程程(后面面将将学学习习)求解解．．【解析析】木箱箱对对水水平平地地面面的的压压力力N＝G＝200N，当当水水平平推推力力逐逐渐渐增增大大到到45N时，，木木箱箱刚刚开开始始运运动动，，说说明明木木箱箱与与地地面面间间最最大大静静摩摩擦擦力力fmax＝45N.用40N的水平推力推推木箱时，木木箱仍静止，，由二力平衡衡知识，木箱箱所受的静摩摩擦力f1＝40N．当用80N的水平推力推推静止的木箱箱，木箱将沿沿地面滑动，，木箱受到的的是滑动摩擦擦力，f2＝μN＝0.2×200N＝40N.木箱运动过程程中水平推力力由80N突然减至40N，由于木箱仍仍在运动，木木箱受到的仍仍为滑动摩擦擦力，f3＝μN＝40N.【答案】40N40N40N【指点迷津】(错解分析)由于A相对平板小车车向左运动了了一段距离，，故A受到的摩擦力力向左，因为为是摩擦力，，故为阻力．．(正确分析)对于物体A、A沿运动方向产产生了位移，，但相对车(与其相接触的的物体)却是向左运动动，由定义可可知，A受向右的滑动动摩擦力作用用．该摩擦力力是动力．【答案】向右，动力．．【指点迷津】所谓静摩擦力力是指两个相相对静止的物物体之间产生生的摩擦力，，这两个物体体可以都处于于静止状态，，也可能一起起运动(速度时刻相同同，即相对静静止)，而滑动摩擦擦力发生在两两个相对运动动的物体之间间，这两个物物体可能一个个处于静止状状态，而另一一个处于运动动状态，也有有可能两者都都是运动的，，但运动速度度不同即两物物体间有相对对运动，而不不是说静止的的物体受到的的摩擦力是静静摩擦力，运运动的物体受受到的就是滑滑动摩擦力．．【答案】BC摩擦力问题中中参考系的确确定对于相接触的的两个物体，，其接触面上上的一对摩擦擦力方向的判判断，应以对对方(不一定是地面面)为参考系，即即假设对方静静止不动，首首先判断相对对运动的方向向，进而应用用摩擦力方向向的规律判断断出最终结果果．应用摩擦擦力产生的条条件时，对于于同一个物体体的两个接触触面可能均受受摩擦力的作作用且正压力力也可能不同同．故只有A正确．本