新教材鲁科版必修第一册第3章第3节摩擦力课件（45张）

第3节摩擦力第3章2021内容索引0102课前篇自主预习课堂篇探究学习学习目标思维导图1.理解静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件。(物理观念)2.会判断摩擦力的有无、大小和方向,了解最大静摩擦力的概念。(物理观念)3.知道生活中增大和减小摩擦的实例,有将物理知识应用于生活的意识。(物理观念)课前篇自主预习必备知识一、滑动摩擦力1.定义:当两个物体彼此接触和挤压,并发生相对滑动时,在接触面上会产生阻碍相对滑动的力,这种力叫作滑动摩擦力。2.产生条件:(1)物体相互接触且相互挤压。(2)接触面粗糙。(3)两物体间有相对运动。3.方向:总是与接触面相切,并与物体相对运动的方向相反。4.大小:f=μN,即滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比。式中μ为动摩擦因数,没有单位,它的数值跟相互接触的两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关。与物体的受力情况、运动状态、接触面积大小无关,通常情况下μ小于1,但也有大于1的情况。二、静摩擦力1.定义:当两个彼此接触、挤压的物体之间没有发生相对运动,但具有相对运动趋势时,接触面上会产生一种阻碍相对运动趋势的力。这种力称为静摩擦力。2.条件:(1)物体相互接触且相互挤压。(2)接触面粗糙。(3)两物体间相对静止但有相对运动趋势。3.方向:总是与接触面相切,与相对运动趋势的方向相反。4.大小:(1)最大静摩擦力fmax:静摩擦力的增大有一个限度,物体间即将开始相对运动时的摩擦力。(2)静摩擦力大小范围:物体间实际产生的静摩擦力在0与fmax之间,即0<f≤fmax。三、摩擦力的调控1.增大(或减小)摩擦力的方法:(1)增大(或减小)压力;(2)选用动摩擦因数较大(或较小)的材料。2.应用实例:(1)为了打开密封的瓶装罐头的盖子,人们发明了可增大摩擦力的开瓶器;为了增大汽车轮胎与路面的摩擦力,汽车轮胎上有凹凸的花纹。(2)在冰壶比赛中,为了让冰壶能够在赛道上按照期望的方式滑动,运动员就要反复刷冰以减小摩擦力。自我检测1.正误辨析(1)摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势。(

)解析

摩擦力总是阻碍物体发生相对运动或相对运动趋势。答案

×(2)静摩擦力方向一定与物体的运动方向相反。(

)解析

静摩擦力方向一定与物体相对运动趋势的方向相反。答案

×(3)滑动摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同。(

)解析

滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反,与物体的运动方向可能相反,也有可能相同。答案

√(4)接触面间有摩擦力,一定存在弹力。(

)解析

接触面间有摩擦力时,两物体间一定相互挤压,且存在弹力。答案

√2.已知一些材料间的动摩擦因数如表所示:材料木—金属木—木木—冰钢—钢动摩擦因数0.200.300.030.25质量为1.5kg的物块放置于某材料制作的水平面上,现用弹簧测力计沿水平方向匀速拉此物块,读得弹簧测力计的示数为3N,则两接触面的材料可能是(g取10m/s2)(

)A.木—金属 B.木—木C.钢—钢 D.木—冰答案

A课堂篇探究学习问题一滑动摩擦力情境探究1.用力将黑板擦(毛较长)在黑板上滑动,观察毛刷的弯曲方向。如右图所示,毛刷为什么向后弯曲?要点提示

因为毛刷所受滑动摩擦力的方向沿板面,与板擦运动方向相反。

2.把手按在桌面上,用力向前滑动,手有什么感觉?增大手与桌面的压力,感觉有什么不同?这说明什么?阅读课本,写出滑动摩擦力的公式。要点提示

手受到向后的阻力(滑动摩擦力)。感觉手受到向后的阻力(滑动摩擦力)增大。滑动摩擦力大小随着压力的增大而增大。f=μN。知识点拨1.滑动摩擦力的产生条件

说明(1)“相对”的含义是指相对跟它接触的物体,而不是相对别的物体。(2)“相对滑动”是指两个物体之间的相对位置在变化,可能的情况有,一个物体静止,另一个运动;两个物体同向运动,但速度不等;两个物体反向运动等。因此,静止的物体也可以受到滑动摩擦力作用,如擦黑板,黑板静止,但受滑动摩擦力。2.滑动摩擦力的方向(1)在接触面上,与接触面相切,且与物体相对运动的方向相反。(2)与物体的运动方向可能相同,也可能相反。滑动摩擦力方向与运动状态的关系:物块跟随传送带向上运动,但当物块速度小于传送带速度时,滑动摩擦力与运动方向相同。物块沿粗糙斜面下滑时,滑动摩擦力的方向与运动方向相反。

3.滑动摩擦力的有无及方向的判断方法(1)产生条件法:根据滑动摩擦力产生的条件判断,接触且接触面粗糙、相互挤压、相对滑动。(2)平衡条件法:当相互滑动的物体处于静止或匀速运动状态时,利用二力平衡条件判断。4.滑动摩擦力的大小(1)公式法:根据公式f=μN计算。①压力N是物体与接触面间的压力,不一定等于物体的重力,N的大小根据物体的受力情况确定。②动摩擦因数μ与材料和接触面的粗糙程度有关,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。要点笔记滑动摩擦力的大小由正压力和动摩擦因数决定,与物体的运动状态、接触面积无关。实例引导例1下列有关滑动摩擦力的说法正确的是(

)A.有压力一定有滑动摩擦力B.滑动摩擦力方向一定与物体的运动方向相反C.滑动摩擦力总是与接触面上的压力垂直D.只有运动物体才受滑动摩擦力解析

产生滑动摩擦力的条件有三个:正压力(相互接触且挤压)、接触面粗糙、发生相对滑动,缺一不可。由产生条件可知,A错误。滑动摩擦力方向与接触面相切,且与相对运动方向相反,而压力垂直于接触面,所以滑动摩擦力方向跟接触面所受压力垂直,B错误,C正确。擦黑板时,黑板是静止的,但相对黑板擦是运动的,黑板受滑动摩擦力,所以关键是“相对运动”,故D错误。答案

C规律方法

(1)滑动摩擦力的方向与“相对运动的方向相反”并不是与“运动方向”相反。(2)滑动摩擦力的作用总是阻碍物体的相对运动,而不是阻碍物体的运动。例如:如图所示,物体A、B都向右运动,速度分别为vA=1

m/s,vB=2

m/s。则A相对B向左运动,A受到B向右的滑动摩擦力f1,是动力;B受到A向左的滑动摩擦力f2,是阻力。问题二静摩擦力情境探究把木块放在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块,如图所示。

当测力计的示数为1N时,木块没有动;逐渐增大拉力到2N时,木块仍静止;继续增大拉力到4N时,木块开始移动,此时拉力突然变小到3.8N,此后木块匀速运动,拉力保持3.8N不变。(1)木块受到拉力1N时,有相对桌面运动的趋势但没有运动,说明什么呢?(2)随着外力的增大,静摩擦力有什么变化?(3)什么样的物体间会产生静摩擦力?静摩擦力沿什么方向?要点提示

(1)说明桌面对木块施加一个与拉力方向相反的、大小也为1

N的力,这个力就是桌面对木块的静摩擦力。(2)静摩擦力的大小随着外力的增大而增大,但有一个最大值。(3)静摩擦力产生在相对静止但有相对运动趋势的物体之间。静摩擦力的方向与接触面相切,与物体相对运动趋势的方向相反。知识点拨1.静摩擦力产生的条件

说明(1)“相对”是指相对互相接触的物体,而不是相对别的物体。(2)“相对静止”有两种情况,一是两个物体都静止,二是两个物体都做速度相同的直线运动。(3)“相对运动趋势”是指一个物体相对于它接触的另一个物体有运动的可能,但还处于相对静止状态。2.静摩擦力的方向(1)在接触面上,与接触面相切,且与物体相对运动趋势的方向相反。(2)与物体运动的方向可能相同,也可能相反。静摩擦力方向与运动状态的关系:静摩擦力方向与物体相对运动趋势的方向相反。

人随传送带一起运动,静摩擦力方向与其运动方向相同,而传送带所受人的静摩擦力方向与其运动方向相反。静摩擦力的方向沿木板向上,与运动方向不在一条直线上。

3.静摩擦力有无及方向的判断方法(1)平衡条件法:当相互接触的两物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,可根据二力平衡条件判断静摩擦力的存在与否及其方向。(2)假设法:利用假设法进行判断时,可按以下思路进行分析:4.静摩擦力的大小(1)大小的范围:0<f≤fmax。(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。要点笔记静摩擦力的受力物体和施力物体相对静止,并不是它们处于静止状态。实例引导例2关于静摩擦力的说法,正确的是(

)A.两个相对静止的物体间一定有静摩擦力的作用B.受静摩擦力作用的物体一定是静止的C.在物体间压力一定时,静摩擦力的大小可以变化,但有一个限度D.静摩擦力一定是阻力解析

当两个物体有相对运动趋势时才有可能产生静摩擦力,A错;受静摩擦力作用的物体有可能是运动的,比如人走路时,受到的就是静摩擦力,B错;在物体间压力一定时,静摩擦力的大小可以变化,但有一个限度,这个限度就是最大静摩擦力,C对;静摩擦力可能是阻力也可能是动力,D错。答案

C规律方法

(1)静摩擦力方向与“相对运动趋势的方向相反”,并不是与“运动方向”相反。(2)静摩擦力的效果是阻碍物体间的相对运动趋势,并不是阻碍物体的运动。如图所示,货物被传送带由低处传送到高处的过程中(传送带匀速转动,货物和传送带相对静止),货物受到静摩擦力的方向沿斜面向上,与运动方向相同,是动力。例3如图所示,一重力为40N的木块原来静止在水平桌面上,某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用,其中F1=13N,F2=6N。已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:(1)木块所受的摩擦力的大小和方向。(2)当只将F1撤去后,木块受到的摩擦力的大小和方向。(3)若撤去的力不是F1而是F2,求木块受到的摩擦力的大小和方向。解析

当木块运动时受到的滑动摩擦力为f=μN=μG=0.2×40

N=8

N,故木块受到桌面的最大静摩擦力为8

N。(1)加上F1、F2后,F1和F2相当于一个方向向右的F=F1-F2=7

N的力。由于F小于最大静摩擦力,故木块处于静止状态,则木块受到桌面静摩擦力的作用,大小为7

N,方向水平向左。(2)将F1撤去后,由于F2小于最大静摩擦力,故木块仍然保持静止。由二力平衡知识知,木块受到的静摩擦力大小等于F2,即大小为6

N,方向水平向右。(3)撤去F2后,由于F1大于最大静摩擦力,则木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小为8

N,方向水平向左。答案

(1)7N

水平向左

(2)6N水平向右

(3)8N

水平向左规律方法

求解摩擦力大小的思路

随堂检测1.(多选)下列说法正确的是(

)A.相互接触并有相对运动的两物体间必有摩擦力B.两物体间有摩擦力,则其间必有弹力C.两物体间有弹力,则其间必有摩擦力D.两物体间无弹力,则其间必无摩擦力解析

摩擦力产生的三个条件:接触面粗糙、物体之间有弹力、物体间有相对运动或相对运动趋势三个条件缺一不可。因为缺少接触面粗糙、有弹力这两个条件,选项A错误;两物体间仅有弹力,接触面是否粗糙未知,故选项C错误;有弹力是产生摩擦力的必要条件,所以有摩擦力必有弹力,无弹力必无摩擦力,故选项B、D正确。答案

BD2.如图所示,用水平力F把重力为G的物体按压在竖直墙面上保持静止,墙面与物体间的动摩擦因数为μ。下列说法正确的是(

)A.当F增大时,物体所受摩擦力增大B.当水平力增大为2F时,摩擦力为2μFC.当F增大时,物体与墙面间的最大静摩擦力增大D.不论F如何增加,摩擦力始终为μG解析

物体静止在竖直墙面,处于平衡状态,则物体受力平衡,竖直方向受重力与静摩擦力,二力大小相等,故摩擦力等于G,故F增大时,静摩擦力保持不变,选项A、B、D错误;最大静摩擦力与压力有关,故F增大时,物体与墙面间的最大静摩擦力增大,选项C正确。答案

C3.如图所示,将一重力不计的纸夹在水平桌面上