粤教版高中物理必修第一册第三章第三节摩擦力课件

第三节摩擦力第三章相互作用1．知道滑动摩擦力的概念及产生条件，会判断滑动摩擦力的方向．2．知道滑动摩擦力的大小跟什么有关，能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小．3．知道静摩擦力的概念及产生条件，会判断静摩擦力的方向．知道最大静摩擦力的概念及静摩擦力的大小范围．学习任务必备知识·自主预习储备知识点一滑动摩擦力1．定义：在滑动摩擦中，在接触面上产生的____物体________的作用力，叫作滑动摩擦力．2．方向：总是与物体________的方向____，与它们的接触面____．3．大小：f跟_______成正比，还跟接触面的性质有关，即f＝_____．其中μ叫_________，它与相互接触的物体的____和接触面的________有关．提醒

“物体相对运动方向”不等同于“物体运动方向”．

阻碍相对运动相对运动相反相切压力FNμFN动摩擦因数材料粗糙程度体验

1．(1)有压力一定有滑动摩擦力． (

)(2)有滑动摩擦力一定有压力． (

)(3)滑动摩擦力总是与接触面上的压力垂直． (

)×√√知识点二静摩擦力1．定义：当两个相互接触的物体之间具有____________时，物体间产生的摩擦叫作静摩擦，这时产生的摩擦力叫作________．2．方向：总是与物体____________的方向相反，与它们的接触面____．3．最大静摩擦力：静摩擦力的最大值．在数值上等于物体____________时所需的最小拉力．4．静摩擦力的大小：两物体间实际产生的静摩擦力f在0和最大静摩擦力fmax之间，即____________．相对运动趋势静摩擦力相对运动趋势相切刚刚开始运动0＜f静≤fmax提醒

受静摩擦力作用的物体也可以是运动的，但不是“相对运动”．体验

2．(1)两个相互接触的物体都运动时，不会产生静摩擦力． (

)(2)静摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关． (

)(3)最大静摩擦力的大小跟物体间正压力的大小有关． (

)(4)最大静摩擦力的大小跟接触面的材料有关． (

)×√×√关键能力·情境探究达成将手指压在较为光滑的桌面上向前推，使手指在桌面上滑动．这时手指会感觉到向后的阻碍作用，这个阻碍作用就是桌面对手指的滑动摩擦力．请探究：(1)增大手指与桌面间的压力，滑动摩擦力如何变化？(2)若在粗糙的水泥地面上以相同的压力推动手指，摩擦力大小如何变化？(3)静止的桌面受到的摩擦力属于滑动摩擦力吗？提示：(1)变大(2)变大(3)属于，静止的物体也可受到滑动摩擦力，只要相对滑动即可．

考点1滑动摩擦力1．滑动摩擦力产生的条件(1)两物体接触且挤压(即有弹力)．(2)接触面粗糙．(3)两物体间有相对运动．注意：有弹力，不一定有摩擦力；有摩擦力，一定有弹力．2．滑动摩擦力的方向沿接触面，与物体相对运动的方向相反．3．作用效果：总是阻碍物体间的相对运动，而不一定阻碍物体的运动，所以滑动摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同，也可能相反．滑动摩擦力可以是动力，也可以是阻力．4．滑动摩擦力大小的计算方法(1)公式法：由f＝μFN计算．应当注意，FN是压力，其大小不一定等于物体的重力．甲图中压力等于物块重力，乙图中压力与物块重力无关，丙图中压力小于物块重力．(2)二力平衡法：物体做匀速直线运动或静止时(有相对运动)，根据二力平衡条件求解．

角度1滑动摩擦力的大小和方向【典例1】如图所示，在动摩擦因数μ＝0.1的水平面上向右运动的物体，质量为20kg，在运动过程中，还受到一个水平向左的大小为10N的拉力作用，则物体受到的滑动摩擦力为(g取10m/s2)(

)A．10N，向右 B．10N，向左C．20N，向右 D．20N，向左思路点拨：①物体相对水平面向右运动，受滑动摩擦力作用．②物体质量为20kg，对水平面的压力大小为200N．

√D

[滑动摩擦力大小Ff＝μFN＝μmg＝0.1×20×10N＝20N，方向与相对运动方向相反，即向左．]规律方法

求解滑动摩擦力的有无及大小的计算(1)判断滑动摩擦力的有无：根据接触面的性质和物体间是否产生相对运动，确定物体之间是否存在滑动摩擦力．(2)求解方法的选取．①可根据公式Ff＝μFN求解滑动摩擦力的大小．②如果物体做匀速直线运动，可根据二力平衡法求解．角度2测定动摩擦因数【典例2】某同学用图甲所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数．跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧测力计相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码．缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧测力计的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小．某次实验所得数据在表中给出，其中Ff4的值可从图乙中弹簧测力计的示数读出．甲

乙砝码的质量m/kg0.050.100.150.200.25滑动摩擦力Ff

/N2.152.362.55Ff42.93回答下列问题：(1)Ff4＝________N；(2)在图丙的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出Ff-m图线；2.75丙见解析图(3)Ff与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为Ff＝____________，Ff-m图线(直线)的斜率的表达式为k＝________；(4)g取9.80m/s2，由绘出的Ff-m图线求得μ＝________(保留2位有效数字)．μ(M＋m)gμg0.40[解析]

(1)弹簧测力计的读数为2.75N．(2)在图像上添加(0.20kg，2.75N)这个点，画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，如图所示．(3)由实验原理可得Ff＝μ(M＋m)g，Ff-m图线的斜率为k＝μg．(4)根据图像求出k＝3.9N/kg，代入数据得μ≈0.40．

[跟进训练]1．(角度1)如图所示，将一重力不计的白纸夹在物理课本与水平桌面之间，现用水平拉力F将白纸从书本底下向右抽出(书本未从桌面滑落)，已知课本重力为G，所有接触面间的动摩擦因数均为μ，则在白纸被抽出的过程中(

)A．课本对白纸的摩擦力方向向右B．抽动瞬间，白纸受到的摩擦力为2μGC．抽动瞬间拉力F越大，课本与白纸间的摩擦力越大D．课本与白纸间的摩擦力大小始终等于μG√B

[根据题意可知，白纸相对课本向右运动，则课本对白纸的摩擦力方向向左，故A错误；抽动瞬间，白纸受到的是滑动摩擦力，根据滑动摩擦力公式f＝μFN，且白纸受到课本与桌面的两个滑动摩擦力，因此其大小为2μG，故B正确；课本与白纸间的摩擦力为滑动摩擦力，大小与接触面间的粗糙程度和接触面间的正压力有关，与拉力无关，故C错误；在开始一段时间内，课本与白纸间的压力等于重力，此时摩擦力等于μG，当白纸滑过课本时，课本与纸面间的压力小于重力G，滑动摩擦力小于μG，故D错误．故选B．]2．(角度2)如图，某个实验小组的同学设计了一个测量动摩擦因数的实验．把弹簧测力计的一端固定在墙上，另一端与一物块P相连，用力F拉水平向左拉物块下面的金属板，金属板向左运动，此时测力计的示数稳定(图中已把弹簧测力计的示数放大画出)，弹簧测力计的读数为________N，物块P受到金属板的滑动摩擦力的大小是________N；若用弹簧测力计测得物块P的重力为13N，则物块P与金属板间的动摩擦因数为________．[解析]

由图示弹簧测力计可知，其分度值是0.1N，其读数F＝2.60N；由二力平衡条件得：滑动摩擦力Ff＝F＝2.60N．根据Ff＝μFN＝μmg，解得动摩擦因数μ＝0.2．2.602.600.2考点2静摩擦力1．静摩擦力的产生条件(1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力)．(2)接触面粗糙．(3)两物体间有相对运动趋势．2．相对运动趋势的判断方法——假设法3．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)当物体处于平衡状态(匀速直线运动或静止)时，与使物体产生相对运动趋势的外力的方向相反．4．静摩擦力的大小(1)范围：0＜f静≤fmax．最大静摩擦力fmax略大于滑动摩擦力(如图)，为分析问题方便，经常认为二者近似相等．

(2)计算：物体做匀速直线运动或静止时，根据二力平衡条件求解．(3)静摩擦力大小与压力无关，最大静摩擦力与压力成正比．【典例3】质量为2kg的物体静止在水平地面上，如图所示，物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，给物体一水平推力F(g取10m/s2)．

(1)当推力大小为5N时，地面对物体的摩擦力是多大？(2)当推力大小为12N时，地面对物体的摩擦力是多大？思路点拨：①判断物体所处的状态及摩擦力特点．②选取合理的方法或公式计算相应摩擦力的大小．[解析]

在地面上，FN＝mg，则滑动摩擦力(即最大静摩擦力Fmax)大小为Fmax＝μFN＝μmg＝0.5×2×10N＝10N．(1)当推力F＝5N时，F<Fmax，物体静止，则由二力平衡知：地面对物体的静摩擦力的大小F静＝F＝5N．(2)当推力F＝12N时，F>Fmax，物体滑动．则地面对物体的滑动摩擦力的大小F滑＝μFN＝μmg＝10N．[答案]

(1)5N

(2)10N规律方法

求解静摩擦力大小的步骤(1)确定研究对象，判断静摩擦力的有无．(2)确定物体是否处于平衡状态．(3)根据平衡法求大小：当物体受力处于平衡状态时，根据受力平衡，求解静摩擦力的大小．[一题多变]上题中若物体运动过程中突然把推力去掉，此时地面对物体的摩擦力是多大？[解析]

运动过程中把推力去掉，地面对物体的摩擦力为滑动摩擦力，其大小F′滑＝10N．

[答案]

10N[跟进训练]3．如图所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是(

)A．N处受到的摩擦力竖直向下B．M处受到的摩擦力沿原木方向C．N处受到的支持力垂直MN向上D．M处受到的支持力垂直MN向上√C

[静摩擦力方向与接触面相切，在N点原木P相对木堆有下滑趋势，故原木在N处受到的静摩擦力沿MN方向，原木在M点受到的静摩擦力沿地面方向，A、B错误；支持力总是垂直于接触面指向被支持的物体，在N处原木受到的支持力垂直于MN向上，在M处原木受到的支持力垂直于水平地面，竖直向上，C正确，D错误．故选C．]学习效果·随堂评估自测1．人类日常生活离不开摩擦力．如果没有摩擦力，我们将不能走路，汽车不能行驶．下列关于摩擦力的说法正确的是(

)A．吃饭时拿在手中的筷子不会滑落，是因为有摩擦力的作用B．汽车轮胎表面都是花纹，是为了减小摩擦力C．爬竿表演时杂技演员沿竖直竹竿匀速上爬，受到的摩擦力方向向下D．静止的物体不会受到摩擦力√A

[吃饭时拿在手中的筷子因为重力而有下落的趋势，由于静摩擦力的作用才没有从手中滑落，A正确；汽车轮胎表面都是花纹，是为了增大摩擦力，B错误；爬竿表演时杂技演员沿竖直竹竿匀速上爬时，竖直方向的重力和摩擦力平衡，大小相等、方向相反，所以受到的摩擦力方向向上，C错误；静止的物体也可能会受到摩擦力，比如汽车急刹车时，地面受到滑动摩擦力，D错误．故选A．]2．(多选)关于滑动摩擦力，以下说法正确的是(

)A．滑动摩擦力总是和物体相对运动的方向相反B．滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动C．只有运动的物体才受到滑动摩擦力D．滑动摩擦力总跟物体的重力成正比√√AB

[根据滑动摩擦力的特征可知，滑动摩擦力的效果总是阻碍物体间的相对运动，滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反，A、B正确；若甲、乙两物体之间有相互作用的弹力，甲处于静止状态，乙相对甲在运动，此时，甲受到了乙对其的滑动摩擦力作用，可知静止的物体也有可能受到滑动摩擦力，C错误；滑动摩擦力与物体接触面之间的弹力大小成正比，而该弹力大小不一定与重力大小相等，因此不能认为滑动摩擦力总跟物体的重力成正比，D错误．故选AB．]3．(新情境题：以“机械臂”为背景，考查静摩擦力)《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域．如图，一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直．探究：(1)小球受到的摩擦力大小和方向是怎样的？请作出解释．(2)若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力会如何变化？[解析]

(1)小球受到的摩擦力大小始终与小球的重力相等，方向竖直向上．(2)若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力大小仍然与小球重力相等，方向不变．[答案]

见解析提示：滑动摩擦力的方向跟物体相对滑动的方向相反，大小计算公式Ff＝μFN．2．静摩擦力的大小范围如何？提示：0<Ff≤Fmax．3．最大静摩擦力的公式如何？提示：Fmax＝μ0FN．回归本节知识，自我完成以下问题：1．滑动摩擦力的方向如何？大小如何计算？阅读材料·拓宽物理视野关于摩擦本质的两种学说1．凹凸啮合说这是从15世纪至18世纪，科学家们提出的一种关于摩擦本质的理论，啮合说认为：摩擦是由于相互接触的