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3.3摩擦力 课件(沪科版高中物理必修1)

1、3.3 摩擦力,第3章 力与相互作用,目标定位,1.知道摩擦力的定义及分类. 2.理解静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件. 3.会判断摩擦力的方向及计算摩擦力的大小. 4.了解最大静摩擦力的概念.,内容索引,知识探究 新知探究 点点落实,达标检测 当堂检测 巩固反馈,知识探究,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.如图1所示,毛刷为什么向后弯曲?,一、滑动摩擦力,答案 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.,答案,问题设计,图1,2.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.,

2、答案 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.fN.,答案,1.定义:当一个物体跟另一个物体有 时,在它们的接触面上产生的摩擦力,叫做滑动摩擦力. 2.滑动摩擦力产生的条件 (1)两物体相互接触且 . (2)接触面 . (3)两物体间有 . 3.滑动摩擦力的方向 总是沿着 ,并且与 的方向相反.,要点提炼,相对滑动,相互挤压,粗糙,相对运动,接触面,相对运动,注意 (1)与“相对运动的方向相反”,并不是与“运动方向”相反. (2)滑动摩擦力的效果是阻碍物体间的相对运动,并不是阻碍物体的运动. 4.滑动摩擦力的大小 滑动摩擦力的

3、大小跟 成正比. 公式:fN,为动摩擦因数,取决于相互接触的两物体的 和接触面的粗糙程度,与接触面的面积 (填“有关”或“无关”),跟物体间相对运动的速度大小 (填“有关”或“无关”).,压力,无关,材料,无关,如图2所示,物体A叠放在置于光滑水平面的木板B上,两物体都沿着水平方向向右运动,某时刻的速度分别为vA1 m/s,vB2 m/s.请分别分析A、B两物体受到的滑动摩擦力的方向.滑动摩擦力一定阻碍物体的运动吗?,延伸思考,图2,答案,答案 以B为参考系,A相对B向左运动,A受到B向右的滑动摩擦力f1;,以A为参考系,B相对于A向右运动,所以B受到A向左的滑动摩擦力f2. B对A的摩擦力与

4、A的运动方向相同,是动力. A对B的摩擦力与B的运动方向相反,是阻力. 所以滑动摩擦力可以与物体运动方向相反,也可以与物体运动方向相同,可以是阻力,也可以是动力.,当测力计的示数为1 N时,木块没有动;逐渐增大拉力到2 N 时,木块仍静止;继续增大拉力到4 N时,木块开始移动,此时拉力突然变小到3.8 N,此后木块匀速运动,拉力保持3.8 N不变. (1)木块受到的拉力为1 N时,有相对桌面运动的趋势但没有运动,说明什么呢?,1.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3所示.,二、静摩擦力,答案,问题设计,图3,答案 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

5、的力,这个力就是桌面对木块的静摩擦力.,(2)随着外力的增大,静摩擦力有什么变化?,答案 静摩擦力的大小随着外力的增大而增大,但有一个最大值.,答案,(3)静摩擦力在哪里产生?沿什么方向?,答案 静摩擦力产生在相对静止但有相对滑动趋势的物体之间.静摩擦力的方向与接触面相切,与物体相对滑动趋势的方向相反.,2.在矿山、码头、工厂中多用传送带将货物由低处传送到高处.如图4所示,传送带匀速转动,货物和传送带相对静止.,答案 静摩擦力.静摩擦力的方向沿斜面向上(与物体运动方向相同).,答案,图4,(1)传送带靠什么力把货物送到高处?此力方向如何?,(2)只有静止的物体才受静摩擦力吗?静摩擦力总是阻碍物

6、体的运动吗?,答案 不是.静摩擦力发生在两个相对静止的物体之间,物体本身可以运动. 静摩擦力阻碍的是相对滑动趋势,并不总是阻碍物体的运动.静摩擦力也可以是动力.,答案,1.定义:物理学中,把物体间有 时产生的摩擦力,叫做静摩擦力. 2.静摩擦力产生的条件 (1)物体相互接触且相互挤压. (2)接触面 . (3)两物体间相对静止但有 . 注意 两物体是“相对静止”,并不是静止.,要点提炼,相对滑动趋势,粗糙,相对滑动趋势,3.静摩擦力的方向 总是沿着 ,并且跟物体间 的方向相反. 注意 (1)与“相对滑动趋势的方向相反”,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滑动趋势

7、,并不是阻碍物体的运动.,接触面,相对滑动趋势,4.静摩擦力的大小 (1)静摩擦力具有被动性,即其大小总随迫使物体发生相对运动的外力的变化而变化,与正压力大小 (填“有关”或“无关”). (2)静摩擦力有一个最大值,即最大静摩擦力fmax,静摩擦力的范围是. (3)静摩擦力的大小一般根据平衡条件求解.如图5中水平力F1 N、2 N、3 N时物块没有运动,静摩擦力大小分别为 N、 N、 N.,图5,0ffmax,无关,1,2,3,产生静摩擦力的条件之一是“两物体之间有相对滑动趋势”.那么,何为“相对滑动趋势”?如何判断“相对滑动趋势”的方向?,答案 “相对滑动趋势”是指一个物体相对于与它接触的另

8、一个物体有滑动的可能,但还处于相对静止状态.例如用力推木箱,木箱未动,但木箱有相对地面向前的滑动趋势.,答案,延伸思考,“相对滑动趋势的方向”是指假设接触面光滑时,物体将要发生相对滑动的方向.如图,物体静止在粗糙斜面上,假设斜面光滑时,物体将沿斜面下滑,即物体静止时,相对(斜面)滑动趋势的方向是沿斜面向下.,解析 要产生摩擦力,首先要有弹力,其次要接触面不光滑,还要有相对运动或有相对运动趋势,故只有D正确.,一、对摩擦力概念的理解 例1 关于摩擦力的产生,下列说法中正确的是 A.相互压紧的粗糙物体间一定有摩擦力 B.有相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力 C.相互压紧并运动的物体间一定

9、有摩擦力作用 D.只有相互压紧和发生相对运动(或有相对运动趋势)的物体间才可能有摩擦力的作用,答案,解析,二、滑动摩擦力 例2 装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出,如图6所示,则在匀速拖出的过程中 A.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,摩擦力逐渐减小 B.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,拉力逐渐减小 C.平台对材料的支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小 D.材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而工人拉力也不变,答案,解析,图6,解析 匀速拉动的过程只能持续到重心离开台面的瞬间,材料的重心在台面上,故材料对台面的压力不变,故材料受到的支持力不变,故C错误; 而在拉动

10、过程中动摩擦因数不变,由fN可知摩擦力是不变的,故A、B错误; 因为材料做匀速直线运动,摩擦力不变,所以工人的拉力是不变的,故D正确.,B.若木块静止,当F增大时,木块受到的静摩擦力随之增大 C.若木块静止,当F增大时,最大静摩擦力随之增大 D.若开始时木块静止,当撤去F,木块沿墙壁下滑时,木块不受摩擦力作用,三、静摩擦力 例3 (多选)如图7所示,一质量为m的木块靠在粗糙的竖直墙壁上,且受到水平力F的作用,下列说法正确的是 A.若木块静止,则木块受到的静摩擦力大小等于mg,方向竖直向上,答案,图7,解析,解析 若木块静止,则木块受到的静摩擦力与mg平衡,大小为mg,方向竖直向上,故A正确,B

11、错误; 最大静摩擦力与正压力成正比,故C正确; 当撤去F时,墙壁与木块间无弹力,则木块不受摩擦力作用,故D正确.,四、摩擦力的计算 例4 质量为2 kg的物体静止在水平地面上,如图8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.(取g10 N/kg) (1)当推力大小为5 N时,地面对物体的摩擦力是多大?,图8,解析 在地面上,Nmg,则滑动摩擦力(即最大静摩擦力fmax)大小为fmaxNmg0.5210 N10 N. 当推力F5 N时,Ffmax,物体滑动.则地面对物体的滑动摩擦力的大小f滑Nmg10 N.,答案 10 N,答案,解析,(3)物

12、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 物体运动过程中突然把推力去掉,地面对物体的摩擦力为滑动摩擦力,其大小f滑10 N.,答案 10 N,答案,解析,课堂要点小结,摩擦力的比较,达标检测,1.(滑动摩擦力的理解)以下关于滑动摩擦力的说法中,正确的是 A.滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反 B.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动 C.滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反 D.两个相互接触的物体发生相对滑动时,它们都要受到滑动摩擦力的作用,答案,1,2,3,解析,解析 滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反,但与物体的运动方向既可能相同,也可能相反,既可能

13、促进物体的运动,也可能阻碍物体的运动,A、B错误,C正确. 摩擦力的产生必须具备三个条件,两个相互接触的物体发生相对滑动时,接触面间相互挤压和粗糙的条件不一定具备,此时物体间不一定有摩擦力,D错误.,1,2,3,2.(对静摩擦力的理解)关于静摩擦力,下列说法中正确的是 A.受静摩擦力作用的物体一定是静止的 B.静摩擦力总是阻力 C.静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反 D.两个物体之间的静摩擦力总是一个定值,答案,1,2,3,解析,解析 静摩擦力产生在两个相对静止的物体之间,但物体可以是运动的,所以A错误; 静摩擦力的作用是阻碍物体间的相对运动趋势,方向与物体间相对运动趋势的方向相反,

14、但可能与运动方向相同,所以B错误,C正确; 两物体间静摩擦力的大小由平行于接触面的外力决定,因此D错误.,3.(摩擦力大小的计算)如图9甲所示,用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉一水平面上的木块,A端的拉力均匀增加,0t1时间木块静止;木块运动后改变拉力大小,使木块在t2时刻后处于匀速直线运动状态.计算机对数据拟合处理后,得到如图乙所示的拉力随时间变化的图线.则:当用F5.3 N的水平拉力拉静止的木块时,木块所受摩擦力大小为_N;若用F5.8 N的水平拉力拉木块,木块所受摩擦力大小为_N.,答案,1,2,3,解析,图9,5.3,5.1,解析 当用F5.3 N的水平拉力拉静止的木块时,木块所受静摩擦力大小等于拉力大小,即为5.3 N;若用F5.8 N 的水平拉力拉木块,木块所受滑动摩擦力大小为5.1 N.,1,2,3,