1、,第二节 研究摩擦力,第三章 研究物体间的相互作用,学习目标,1.理解静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件. 2.会判断摩擦力的方向和计算摩擦力的大小. 3.了解最大静摩擦力的概念.,自主预习,01,1.定义：在滑动摩擦中，物体间产生的阻碍物体_的作用力，叫做滑动摩擦力. 2.方向：总是与物体相对滑动的方向_，与它们的接触面_. 3.大小：滑动摩擦力f 的大小跟垂直接触面的压力(正压力)FN成_. 4.公式：f_，为动摩擦因数，它与相互接触的物体的材料和接触面的粗糙程度_(填“有关”或“无关”).,滑动摩擦力,一,相对滑动,相切,正比,有关,FN,相反,1.定义：当物体具有_时，物体间产生的摩擦叫做
2、静摩擦，这时产生的摩擦力叫做静摩擦力. 2.方向：总与接触面_，并与物体相对运动趋势的方向_. 3.最大静摩擦力 定义：物体所受到的静摩擦力有一个最大限度，这个最大值叫做最大静摩擦力.,研究静摩擦力,二,相对滑动趋势,相切,相反,1.判断下列说法的正误. (1)有相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力.( ) (2)两个相对静止的物体之间一定有静摩擦力作用.( ) (3)摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同.( ) (4)物体所受的滑动摩擦力与物体的重力成正比.( ) 2.已知木箱重200 N，木箱与水平桌面间的动摩擦因数为0.2，当木箱在水平桌面上以10 m/s的速度运动时，木箱所受
3、桌面的摩擦力大小为_ N；当木箱以15 m/s的速度运动时，木箱所受桌面的摩擦力大小为_ N；当在该木箱上放一相同的木箱，两箱一起以10 m/s的速度运动时，木箱所受桌面的摩擦力大小为_ N.,即学即用,40,40,80,重点探究,02,1.按如图1所示实验装置做一做：用力拉动木板，使之在水平桌面上滑动.,滑动摩擦力,一,导学探究,图1,(1)木块受到的摩擦力大小和弹簧测力计示数有什么关系？,答案 相等,(2)在木块上添加重物，增大木块对木板的压力时，摩擦力如何变化？,答案 增大,(3)在木板上铺一块较粗糙的毛巾，摩擦力如何变化？,答案 增大,2.(1)如图2所示，在光滑水平地面上，B的速度v
4、2大于A的速度v1，画出A、B所受滑动摩擦力的方向.(A、B接触面粗糙),图2,答案 如图所示,(2)滑动摩擦力总是阻碍物体的运动吗？,答案 滑动摩擦力一定阻碍物体的相对运动，但与物体的运动方向可能相同，也可能相反，即滑动摩擦力可能是阻力，也可能是动力.,知识深化,1.滑动摩擦力的产生条件 (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. 2.滑动摩擦力的方向 与相对运动方向相反，与物体的运动方向可能相同，也可能相反.,3.滑动摩擦力的大小 由公式fFN计算(也可以由二力平衡来求解) (1)FN是两个相接触的物体间的正压力，它不一定等于重力，FN的大
5、小可以与重力G大小相等，也可以不等. (2)动摩擦因数的大小由接触面的材料和接触面的粗糙程度决定，与FN无关. (3)滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关，与物体间相对运动速度的大小无关.,例1 下列有关滑动摩擦力的说法中，正确的是 A.有压力一定有滑动摩擦力 B.有滑动摩擦力一定有压力 C.滑动摩擦力方向一定与物体的运动方向相反 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：相互接触且挤压(有弹力)、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，B正确. 滑动摩擦力方向与物体相对运动方向相反，C错误. 滑动摩擦力发生于相对滑动的两物体之间，两个物体中可能有一个
6、相对地面是静止的，故D错误.,(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.,静摩擦力,二,导学探究,图3,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. 木块受到拉力为1 N时，有相对桌面运动的趋势但没有运动，说明什么呢？,答案 说明桌面对木块施加了一个与拉力方向相反、大小也为1 N的力，这个力就是桌面对木块的静摩擦力.,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.,静摩擦力
7、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运动趋势的相互接触的物体之间.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.,(2)如图4所示，物体随倾斜传送带斜向上匀速运动.,图4,写出物体所受静摩擦力的方向.,答案 静摩擦力方向沿传送带向上.,只有静止的物体才受静摩擦力吗？,答案 不是.运动的物体也可能受静摩擦力.,静摩擦力一定是阻力吗？,答案 不是.静摩擦力可能是阻力，也可能是动力.,1.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.方向 与相对运动趋势方向相反，与物体运动方向无直接关系，既可与运
8、动方向相同，也可与运动方向相反或成某一夹角. 3.大小 (1)范围：0ffmax. (2)计算：物体匀速运动或静止时，根据二力平衡条件求解. (3)静摩擦力大小与压力无关，最大静摩擦力与正压力成正比.,知识深化,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.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，比如人正常走路时，受到的就是静摩擦力，B错； 物体间压力一定时，静摩擦力的大小可以变化
9、，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.,例3 (多选)如图5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,图5,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 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,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
10、块间无弹力，则木块不受摩擦力作用，故D正确.,规律总结,1.静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反，与运动方向可能相同，也可能相反. 2.静摩擦力发生在相对静止的两物体之间，受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，运动的物体也可能受静摩擦力作用. 3.物体静止或匀速直线运动时，静摩擦力的大小可由二力平衡条件求得.,例4 如图6所示，一个M2 kg的物体放在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一个m00.1 kg的小桶相连，与M连接的细绳水平.已知M在水平面上受到的最大静摩擦力fmax4.5 N，滑轮上的摩擦不计，g10 N/kg，求在以下情况中，M受到的摩
11、擦力的大小：,摩擦力大小的计算,二,图6,(1)只挂m0时；,答案 1 N,解析 因为m0g1 Nfmax，M处于静止状态，所以受静摩擦力作用，由二力平衡得f1m0g1 N.,(2)只挂m0，但在M上再放一个M3 kg的物体时；,答案 1 N,解析 在M上再放一个M3 kg的物体，M仍静止，故受静摩擦力f2m0g1 N.,(3)只在桶内加入m10.33 kg的沙子时；,答案 4.3 N,解析 因为(m0m1)g4.3 Nfmax，故M处于静止状态，所受静摩擦力f3(m0m1)g4.3 N.,(4)只在桶内加入m20.5 kg的沙子时.,答案 4 N,解析 因为(m0m2)g6 Nfmax，故物
12、体M运动，受到滑动摩擦力作用，则f4FNMg4 N.,总结提升,计算摩擦力时，应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力. (1)滑动摩擦力用公式fFN. (2)求解静摩擦力的大小只能根据物体的运动状态和物体的受力情况来求解.如果物体处于静止状态或做匀速直线运动时，可利用二力平衡条件求解静摩擦力. (3)正压力相同时，最大静摩擦力比滑动摩擦力略大，如不加说明，可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，此时最大静摩擦力也可由公式fmaxFN求得.,达标检测,03,1,2,3,1.(对滑动摩擦力的理解)关于滑动摩擦力，下列说法正确的是 A.正压力越大，滑动摩擦力越大 B.正压力不变，动摩擦因数不变，接触面积越大，
13、滑动摩擦力越大 C.正压力不变，动摩擦因数不变，速度越大，滑动摩擦力越大 D.动摩擦因数不变，正压力越大，滑动摩擦力越大,4,解析 由滑动摩擦力公式fFN可知，滑动摩擦力由动摩擦因数和正压力决定，与其他因素无关.,2.(对静摩擦力的理解)(多选)关于静摩擦力，下列说法不正确的是 A.静摩擦力的方向总是与物体的运动趋势方向相反 B.静摩擦力的方向总是与物体的运动趋势方向相同 C.接触面的压力增大，静摩擦力也增大 D.在压力一定的条件下，静摩擦力的大小是可以变化的，但有一个限度,解析 静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反，与物体运动趋势的方向无关，A、B错； 静摩擦力大小有一个范围，即0ffmax，
14、未达到最大静摩擦力之前静摩擦力大小与压力无直接关系，C错，D对.,1,2,3,4,3.(静摩擦力的大小)如图7所示，质量为m的木块放在粗糙的水平地面上，木块与地面间的动摩擦因数为0.5，水平推力F作用于木块上，但未把木块推动，则在选项图中反映木块受到的静摩擦力f随水平推力F变化的关系图线是,1,2,3,4,图7,解析 推而未动，故摩擦力fF，所以A正确.,4.(摩擦力大小的计算)某物体的重力为200 N，放置在水平地面上，地面对它的最大静摩擦力为80 N，它与地面间的动摩擦因数为0.39. (1)用60 N的水平推力推物体，求此时地面对物体的摩擦力的大小；,4,1,2,3,答案 60 N,解析
15、 地面对物体的最大静摩擦力为fmax80 N.用60 N的水平推力推物体，推力小于地面对物体的最大静摩擦力，物体仍保持静止，根据平衡条件得地面对物体的摩擦力是 fF160 N.,(2)物体运动起来后，若使其保持匀速直线运动，应在水平方向施加多大的推力？物体在水平外力作用下做匀速直线运动的过程中，人把推力突然减小到30 N，直到停止前，地面对物体的摩擦力为多大？,4,1,2,3,答案 78 N 78 N,解析 物体运动起来后，若使其保持匀速直线运动，水平推力与滑动摩擦力平衡，则有水平推力F2FNG78 N.当推力减小到30 N，直到停止前，滑动摩擦力不变，仍为78 N.,(3)若撤去外力，直到停止前，地面对物体的摩擦力为多大？,4,1,2,3,答案 78 N,解析 若撤去外力，直到停止前，地面对物体的摩擦力一直为滑动摩擦力，仍为78 N.,
