高中物理必修《摩擦力》教学课件4

惊险刺激是攀岩动作的最根本的特点，其能充分满足人们回归自然，寻求刺激并从中挑战自然，挑战自我的欲望。参与攀岩，会让你在与悬崖峭壁的抗衡中学会坚强，在与大山的拥抱中感受宽容，在征服攀岩路线后享受成功与胜利喜悦，由于攀登者在攀壁上稳如庇护，矫似雄鹰，攀登的动作极具美观感和观赏性。攀岩者主要是靠手脚与岩壁之间的摩擦力来保持平衡的。一、摩擦力：摩擦力：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫做摩擦力。静摩擦力：两个接触的物体，当一个物体相对另一个物体有相对运动趋势时，产生的摩擦叫静摩擦。二、静摩擦力①两个物体必须相互接触②接触面粗糙③接触并挤压④具有相对运动趋势1.产生的条件：例：（1）如图所示，各接触面光滑，墙壁对小球无静摩擦力。（2）如图所示，人用力推木箱，但没有推动。地面对木箱有摩擦力。3.静摩擦力的方向总是跟接触面相切，且跟物体的相对运动的方向相反。说明：如果接触面是平面，摩擦力的方向就沿着接触面。如果是平面与曲面接触，则方向为该曲面的切面。如果接触面都是曲面，则摩擦力的方向为两个曲面的公共切面。静摩擦力的方向一定与弹力的方向是垂直的。2.静摩擦力的作用点作用于接触面上。（1）假设法：即假设接触面是光滑的，物体会向什么方向运动，即与此运动方向相反。（2）二力平衡：假设没有静摩擦力，看物体所受的其它外力是否平衡来判断静摩擦力的有、无和方向。静摩擦力方向的判断：（1）静摩擦力的大小总是等于迫使物体产生相对运动趋势的外力的大小（或沿接触面的分量）。（2）最大静摩擦力的大小使物体刚要运动时所需要的最小作用力。4.静摩擦力的大小（4）静摩擦随着正压力的增大而增大。说明：①静摩擦力可以充当阻力，也可以充当动力。例如：走路时静摩擦力充当动力。推箱子推不动时，摩擦力充当阻力。②运动的物体也可以受到静摩擦力的作用。（3）静摩擦力的取值范围：。最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。如图所示：B随A

一块运动，B受到静摩擦力的作用。三、滑动摩擦力滑动摩擦力：当一个物体在另一个物体上滑动时，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.滑动摩擦力的作用点：作用于接触面上。3.滑动摩擦力的方向：与物体相对运动的方向相反。滑动摩擦力1.产生的条件：①两个物体必须相互接触②接触面粗糙③接触并挤压④有相对运动物体的相对运动的方向，所研究的物体现对于其接触的物体而言的。物体运动的方向，一般以地面为参照系而言的。说明：4.滑动摩擦力的大小滑动摩擦力的大小跟正压力成正比。表示式为，表示压力的大小，为动摩擦因数。说明：为两个物体表面间的垂直作用力。跟相互接触的物体的材料和接触面的情况有关系。（2）滑动摩擦力可以是动力，但它产生的效果一定是阻碍物体间的相对运动。说明：（1）静止的物体也可以受到滑动摩擦力的作用。如图所示B静止，但B受到滑动摩擦力的作用。滚动摩擦力：滚动摩擦是一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力。说明：滚动摩擦力比滑动摩擦力小的多。滚动摩擦力在生活中的应用。四、滚动摩擦力静摩擦力的方向：总是跟接触面相切，且跟物体的相对运动的方向相反。1.静摩擦力（1）两个物体必须相互接触（2）接触面粗糙（3）接触并挤压（4）有相对运动趋势静摩擦力的作用点：作用于接触面上。静摩擦力的大小总是等与迫使物体产生相对运动趋势的外力的大小。产生的条件：（2）滑动摩擦力的作用点：作用于接触面上。（3）滑动摩擦力的方向：与物体相对运动的方向相反。2.滑动摩擦力①两个物体必须相互接触②接触面粗糙③接触并挤压④有相对运动（4）滑动摩擦力的大小：表示式为。（1）产生的条件：（2）物体放上传送带后，在初始的一段时间内，物体的速度尚未达到皮带的速度，物体相对皮带向后滑动，所以物体受到皮带给它向前的滑动摩擦力作用，这一摩擦力帮助着物体向前运动。当物体的速度达到皮带的速度后，物体与皮带间无相对运动，亦无相对运动的趋势，而是保持着水平方向的匀速直线运动状态，所以不再受摩擦力的作用。1.试判断下列两种情况下物体所受的摩擦力方向：（1）沿水平地面向右滑动的木箱；（2）放在匀速运动的水平传送带上的物体。答案：（1）因为木箱相对水平面向右运动，所以它受到地面给它向左的滑动摩擦力作用，这一摩擦力阻碍着木块向右运动。2.如图所示，一质量为1kg的长木板放在水平桌面上，木板与桌面间的最大静摩擦力为3.0N，动摩擦因数为0.3。如果分别用F=2.8N和F=3.2N的水平力推木板，木板受到的摩擦力分别为多大？在木板被水平力推动的过程中，当木板伸出桌边三分之一时，木板受到的摩擦力又为多大？（g取9.8m/s2）F当木板在被推动过程中伸出桌边三分之一时，木板所受滑动摩擦力大小未改变，即

F2′=F2≈2.9N计算摩擦力时应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力，如果是静摩擦力，一般不能用公式F=μFN计算。对于木板在被推动过程中伸出桌边三分之一时的摩擦力，有些同学以为木板只有三分之二压在桌面上，会出现F2′=μ·mg=μmg的错误，其实木板对桌面的压力大小仍等于mg，仍是F2′=μmg。3.如图所示，A、B、C三块砖头叠放在水平地面上，现用两个大小相等、方向相反的水平力F同时推A和C，但未能推动，则A对B、B对C、C对地面的摩擦力分别为多大？ABCFF答案：对A砖，由于受向左的水平推力F，根据二力平衡条件，要保持静止状态，必定还会受到B砖对它向右的静摩擦力FBA=F。由于物体间的作用是相互的，B砖对A砖有向右的静摩擦力，则A砖对B砖有向左的静摩擦力：

FAB=FBA=F同理，由B砖的平衡可得C砖对它必有向右的静摩擦力FCB=FAB=F,由物体间的相互作用可得B砖对C砖必有向左的静摩擦力FBC=FCB=F。由于C砖受F和FBC的作用能平衡，故地面对C砖无摩擦力作用，从而C砖对地面亦无摩擦力的作用。三块砖头沿水平方向的受力情况分析可知，A对B、B对C、C对地面的摩擦力大小分别为F、F、0。

处理叠放体之间的相互作用问题常常将它们隔离开来研究，这种方法称为“隔离法”。在具体分析时，还需注意一定的顺序，如本题的分析就是从上到下，先从受力较为简单的A砖分析起。当然，本题也可先采用“整体法”，即将三块砖头整体作为研究对象，确定地面对C砖无摩擦力作用，再将A砖、C砖隔离开来，分别研究B对A、B对C的摩擦力。

你看，在我们的周围，有各种各样的摩擦现象，这种现象有时非常出人意料。有时甚至连我们想不到的地方，也会出现极重要的摩擦现象。假如摩擦在世界上突然消灭了的话，许多普通现象都会完全按照另一种方式进行。法国物理学家希洛姆对于摩擦现象曾经有过生动的描写：我们有时候走上了结着冰的路。为了使身体不至跌倒，我们得用多少力气；为了站稳，又得做多少可笑的动作！这就不得不使我们承认，我们平时所走的路面有多么宝贵的性

假如没有了摩擦质，由于这种性质，我们才不必特别用力，就能保持平衡。当我们骑着自行车在很滑的路上滑倒的时候，或是马在柏油路上滑倒的时候，我们也会产生同样的思想。研究了类似的现象以后，我们就可以看出摩擦带给我们的后果了。工程师竭力在设法除掉机器上的摩擦，并且得到了很好的成绩。在应用力学里，常常把摩擦说成是最不好的现象。这当然是对的，可是也只有在几个狭窄的领域里才能算是对的。至于在别的情况下，我们还应当感谢摩擦：它使我们能够毫不提心吊胆地走路、坐定和工作；使书和墨水瓶不会跌落在地板上；使桌子不会自己滑向墙角；使钢笔不会从手里滑掉。摩擦是一种非常普遍的现象。除了很少几种特别情况以外，我们用不着去找它，它自己就会来帮我们的忙。摩擦能够促进稳定。木工刨平地板，目的是使桌子和椅子放在哪里就留在哪里。只要不是在正在摇晃的轮船里，放在桌子上的杯盘，用不着我们特别照顾，就会不动地留在桌子上。如果我们设想已经完全没有摩擦了，这时候任何物体，不论是大石块或是小沙粒，就再也不能相互支持了。所有的东西都要滑着，滚着，直到铺成一个平面为止。如果没有摩擦，地球就像流体一样，变成了一个一点高低都没有的圆球了。我们还可以补充说，没有了摩擦，铁钉和螺钉会从墙上滑出来，我们的手也不能拿东西，任何建筑物都不可能建造起来，起了旋风就永远不会平息。我们会不断地听到发出的声音的回声，因为它从墙壁上反射回来，一点也没有被削弱。

每一次地面上的冻冰，都使我们清楚地看出摩擦的重要性。遇到街上结冰的时候，我们会弄得毫无办法，并且随时都有滑倒的危险。下面是从报上摘下来的几段消息（1927年12月）：“伦敦21日消息，由于地面结了冰，伦敦的街车和电车行动都