2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修1 第3章相互作用-力3.2摩擦力(3)课件

第2课时　摩擦力\n在日常生活中,摩擦现象随处可见．擦黑板的时候,你感觉到摩擦力的存在了吗？行走的时候你体会到摩擦力的作用了吗？在柏油路上行走与在冰面上行走的感觉是不是大不相同？在体育运动中我们靠摩擦控制乒乓球、排球等球类的旋转和运动,滑冰时也会受到摩擦力,其实,皇家马德里的当家球星克里斯蒂亚诺·罗纳尔多的任意球绝技也是巧妙的利用了摩擦呢！\n知识清单静摩擦力1．当一个物体相对另一个物体有________而又保持相对________时,在接触面间产生的摩擦叫静摩擦,这种阻碍着相对运动发生的力叫做静摩擦力．2．静摩擦力是由物体所受的其他外力决定的,它的增大有一个限度,它的大小在________和________之间,即0<F≤Fmax.1．相对运动的趋势　静止2.零　最大静摩擦力\n3．最大静摩擦力：当物体介于________和________之间的临界状态时受到的摩擦力即为最大静摩擦力．它是静摩擦力的最大值,略大于滑动摩擦力,一般情况下可把二者视为相等．4．静摩擦力的方向：总是沿着________,并且跟________________相反．3．相对静止　相对运动4.接触面　物体相对运动趋势的方向\n综合拓展1．静摩擦力的判断方法静摩擦力总是跟物体的相对运动趋势方向相反,他跟物体运动的方向无关．因此,判断静摩擦力方向关键是弄清“相对运动趋势方向”,具体操作时采用化“静”为“动”的思路：假设研究对象与被接触物体之间光滑,若他们之间发生相对滑动,则其相对滑动方向便是原先的相对运动趋势方向；若它们之间不发生相对滑动,则说明它们之间原先并无相对运动趋势．\n2．静摩擦力大小的计算方法正压力是静摩擦力产生的条件之一,但静摩擦力的大小与正压力无关(最大静摩擦力除外)．当物体处于平衡状态时,静摩擦力大小由平衡条件F合＝0来求,而物体处于非平衡状态的某些静摩擦力的大小应由牛顿第二定律(后续学习)来求．特别提示：静摩擦力是被动力,其方向和大小都是根据物体的“需要”来确立的．\n尝试应用1．右图中货物被传送带送到高处,请判断物体是否受到摩擦力？若有,摩擦力的方向如何？答案：有,沿皮带斜向上\n2．用一个水平推力推放在水平地面上的木箱,没有推动,下列说法正确的是()A．木箱运动趋势的方向与水平推力方向相同B．水平推力小于木箱受到的摩擦力C．水平推力等于木箱受到的摩擦力D．水平推力大于木箱受到的摩擦力AC\n知识清单滑动摩擦力1．定义：当一个物体在另一个物体表面________的时候,会受到另一个物体________它滑动的力．这种力叫做滑动摩擦力．2．产生条件：①两物体相________且________；②两物体发生________；③接触面________．1．滑动　阻碍2.接触　挤压　相对滑动　不光滑\n3．大小：实验表明滑动摩擦力的大小跟________成正比,也就是跟两个物体表面间的垂直作用力成正比．如果用F表示滑动摩擦力的大小,用FN表示压力的大小,则有公式________,其中μ是比例常数(它是两个力的比值,没有单位),叫做________,它的数值跟相互接触的两个物体的________有关．材料不同,两物体间的动摩擦因数也不同．动摩擦因数还跟接触面的________(如________)有关．4．方向：滑动摩擦力的方向总是沿着________,并且跟物体的________相反．3．压力F＝μFN动摩擦因数材料　情况　粗糙程度4．接触面　相对运动的方向\n综合拓展1．认识运动、静止与相对运动、相对静止的关系,区分两类摩擦力通常情况下,我们一谈到运动、静止,潜意识中是以地球或地面上静止的物体为参考系．而恰恰如此,使我们对“相对运动、相对静止”同“运动和静止”的概念混淆在一起,不能正确地判断出摩擦力的方向．谈到这里,我们应当强调“相对运动或相对静止”是针对与研究对象接触的物体而言的．\n2．滑动摩擦力大小和方向(1)滑动摩擦力方向的判断滑动摩擦力的方向总是与物体“相对运动”的方向相反,所谓相对运动方向是把与研究对象相接触的面作为参照物,研究对象相对于接触面运动的方向．(2)弄清滑动摩擦力大小的有关因素①当物体间存在摩擦力时,其大小即可由公式F＝μFN计算,由此可看出它只与接触面的动摩擦因数μ及正压力FN有关,而与相对运动速度大小、接触面积大小无关．②物体间有几个接触面,就可能有几个摩擦力,注意分析接触面的个数．\n3．不同摩擦力与压力的关系名称大小与压力关系滑动摩擦力F＝μFN成正比静摩擦力0<F≤Fmax无关最大静摩擦力通常认为Fmax＝μFN压力越大,最大静摩擦力越大\n特别提示：1.研究摩擦力时要研究相对运动、相对静止,它们都是以相互作用的另一物体为参考系．2．滑动摩擦力的大小与物体间相对运动的速度大小无关．只要出现相对滑动,滑动摩擦力恒为F＝μFN.滑动摩擦力的方向可能跟物体的运动方向相反,也可能跟运动方向相同,还可能跟运动方向成某一个角度．\n1．我国内蒙古地区遭受特大暴风雪,汽车无法行驶,为此很多汽车的轮胎上都装上了防滑链,这样做的目的主要是为了()A．增加弹性B．增大压力C．减小阻力D．增大摩擦因数D\n2．静止在水平地面上质量为50kg的物体,与水平地面间的动摩擦因数为0.2,当作用在该物体上的水平拉力为30N时,它所受的是_____摩擦力,其大小为___N．当作用力增大到110N时,物体刚要开始滑动,则物体与地面间的最大静摩擦力是______N.物体滑动后欲使物体做水平匀速运动,则应对它施加_______N的水平拉力．(g取10N/kg)答案：静30110100\n摩擦力产生条件下述情况中,两物体不存在摩擦力的是()A．汽车在公路上刹车时车胎与路面间B．A物体叠放在B物体上共同沿光滑冰面匀速滑行时A、B物体间C．皮带传动装置运行不打滑时皮带与轮缘间D．压道机压道时压道轮与路面间\n解析：汽车刹车,车胎与路面有挤压且相对运动,产生滑动摩擦力；皮带传动时,皮带与轮缘间有挤压和相对运动趋势,且不打滑,故产生静摩擦力；压道机轮在路面上挤压、滚动,可产生滚动摩擦力．所以A、C、D情况均产生摩擦．B中冰面光滑则无摩擦力,且A、B两物体共同匀速运动,其间无相对运动趋势(假设A、B间接触面光滑,两物体间不会发生相对运动),故不产生摩擦力．答案：B名师点睛：依据接触面不光滑、有挤压和相对运动(或相对运动趋势)这一摩擦力产生条件进行判断是基本的分析方法．\n变式训练1．如图所示,物体A、B叠放在物体C上,水平力F作用于A,使A、B、C一起共同匀速运动,各接触面间的摩擦力的情况是()A．A对C有向左的摩擦力B．C对B有向左的摩擦力C．物体C受到三个摩擦力作用D．C对地有向右的摩擦力A\n摩擦力有无及方向的判定卡车上装着一只始终与它相对静止的集装箱,不计空气阻力,下列说法正确的是()①当卡车开始运动时,卡车对集装箱的静摩擦力使集装箱随卡车一起运动②当卡车匀速运动时,卡车对集装箱的静摩擦力使集装箱随卡车一起运动③当卡车匀速运动时,卡车对集装箱的静摩擦力等于零④当卡车制动时,卡车对集装箱的静摩擦力等于零A．①②B．只有③C．只有④D．①③\n解析：集装箱随汽车一起由静止加速运动时,假设二者的接触面是光滑的,则汽车加速时,集装箱由于惯性要保持原有静止状态．因此它将相对于汽车向后滑动,而实际集装箱没有滑动,说明只有相对汽车向后滑的趋势,所以集装箱受到向前的静摩擦力．故①对．集装箱随汽车一起匀速运动时,二者无相对滑动,假设集装箱受水平向右的摩擦力,跟木箱接触的物体只有汽车,汽车最多对它施加两个力支持力和摩擦力,由二力平衡条件知：支持力与重力抵消,但没有力与摩擦力抵消,力是改变物体运动状态的原因,木箱在摩擦力的作用下,速度将发生变化,不能做匀速直线运动,这与题意矛盾,故②错③对．汽车刹车时,速度减小,假设木箱与汽车的接触面是光滑的,则集装箱相对汽车向前滑动,而实际没动,说明集装箱受到向后的摩擦力．故④错．答案：D\n名师点睛：1.判断静摩擦力的方向时,可用“假设法”判定,方便快捷．2．摩擦力的方向可以与物体运动的方向相同,也可以与物体运动的方向相反,即摩擦力可以是动力也可以是阻力．3．摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,但不一定阻碍物体的运动．\n由二力平衡判断静摩擦力的大小、方向如右图所示,A、B两物体叠放在水平面上,水平力F作用在A上,使两者一起向右做匀速直线运动,下列判断正确的是()A．由于A、B一起做匀速直线运动,故A、B间无摩擦力B．B对A的静摩擦力大小为F,方向向左C．地面对B的滑动摩擦力的大小为F,方向向左D．B物体受到了向右的静摩擦力和向左的滑动摩擦力\n解析：以A为研究对象,它和B一起做匀速直线运动,也就是说它们之间没有相对运动,它受到了一个向右的水平拉力,它一定还要受到一个向左的水平力与拉力F平衡,而A只与B有接触,故B给A一个水平向左的静摩擦力与F平衡．力是物体间的相互作用,A受到B对它向左的静摩擦力,A一定要对B施加一个向右的静摩擦力,B做匀速直线运动,它在水平方向上一定要受到一个向左的力来与A对B的静摩擦力平衡,B是在水平面上运动,显然,地面对B一个向左的滑动摩擦力．综上所述,B、C、D三选项均正确．答案：BCD\n名师点睛：在此题的分析过程中,分别选取了A物体及B物体为研究对象,以单个物体为研究对象的方法叫“隔离法”．若以A,B组成的整体为研究对象的方法叫整体法．在分析过程中,充分应用了二力平衡条件,这是解决静摩擦力常用的方法,随着学习的深入,我们会体会到,根据物体的运动状态,运用力和运动的关系进行分析,是一种常见的重要方法．\n变式训练3．用水平推力F把重为G的黑板擦紧压在竖直的墙面上静止不动,不计手与黑板擦之间的摩擦力,当把推力增加到2F时,黑板擦所受的摩擦力大小是原来的几倍？(如右图)答案：一倍\n摩擦力大小的计算在研究摩擦力的实验中,每次用弹簧秤水平拉一放在水平桌面上的木块,木块运动状态及弹簧秤的读数如下表所示(每次木块与桌面的接触面相同)则由表可知：()实验次数小木块运动状态弹簧秤读数(N)1静止0.42静止0.63加速0.74匀速0.55减速0.3\nA.木块受到的静摩擦力为0.4NB．木块受到的最大静摩擦力可能为0.6NC．在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小有三次是相同的D．在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小各不相同\n解析：由平衡条件可知,第一次实验中静摩擦力等于0.4N,A正确．从表中数据可以看出,最大静摩擦力应该介于0.6～0.7N之间,故选项B正确；在第3、4、5次实验中,无论木块是加速、匀速、减速运动,只要木块运动,它所受的摩擦力就是滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小是相同的,均为0.5N,故C正确．答案：ABC名师点睛：滑动摩擦力、静摩擦力的大小的计算方法完全不同,在一个物理过程中,可能前后段的摩擦力已经变化,相应的计算方法也必须改变．\n4.如图所示,水平面上有一重为40N的物体,受到F1＝13N和F2＝6N的水平力作用而保持静止,已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求：(1)物体所受的摩擦力的大小与方向；(2)若只将F1撤去,物体受到的摩擦力的大小和方向；(3)若撤去的力不是F1而是F2,则物体受到的摩擦力的大小、方向又如何？\n答案：(1)7N,方向向右(2)6N,方向向左(3)8N,方向向右．\n水平测试1．下列关于摩擦力的说法中,哪些说法是正确的()A．物体在运动时才受摩擦力作用B．摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反C．摩擦力总是成对出现D．摩擦力大小总是与正压力的大小成正比C\n素能提高7.如图所示,斜面固定在水平地面上,先让物体A沿斜面下滑,恰能匀速．后给A一个沿斜面向下的力F,让其加速下滑．设前后两次A与斜面间的摩擦力分别为Ff1、Ff2,地面对斜面的支持力分别为FN1、FN2,则()A．Ff1＝Ff2,FN1＝FN2B．Ff1＝Ff2,FN1＞FN2C．Ff1＜Ff2,FN1＜FN2D．Ff1＞Ff2,FN1＞FN2A