【人教版】物理必修一：《摩擦力》ppt课件

第三章相互作用3.3摩擦力一、静摩擦力问题设计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1所示.知识探究图1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？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1N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.(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.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2所示，传送带匀速转动，货物和传送带相对静止.(1)传送带靠什么力把货物送到高处？此力方向如何？图2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).(2)只有静止的物体才受静摩擦力吗？静摩擦力总是阻碍物体的运动吗？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运动趋势，并不总是阻碍物体的运动.静摩擦力也可以是动力.要点提炼1.定义：两个物体之间只有，而没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.相对运动的趋势相对运动粗糙相对运动趋势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.接触面相对运动趋势4.静摩擦力的大小(1)静摩擦力的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3中水平力F＝1N、2N、3N时物块没有运动，静摩擦力大小分别为N、N、N.图3无关0F≤Fmax123延伸思考产生静摩擦力的条件之一是“两物体之间有相对运动趋势”.那么，何为“相对运动趋势”？如何判断“相对运动趋势”的方向？答案“相对运动趋势”是指一个物体相对于与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.例如用力推木箱，木箱未动，但木箱有相对地面向前的运动趋势.“相对运动趋势的方向”是指假设接触面光滑时，物体将要发生相对运动的方向.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)运动趋势的方向是沿斜面向下.二、滑动摩擦力问题设计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4所示，毛刷为什么向后弯曲？图4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.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.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.F＝μFN.要点提炼1.定义：当一个物体在另一个物体表面滑动时，会受到另一个物体的力，这种力叫做滑动摩擦力.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.阻碍它滑动相互挤压粗糙相对运动3.滑动摩擦力的方向总是沿着，并且与的方向相反.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.接触面相对运动4.滑动摩擦力的大小滑动摩擦力的大小跟成正比.公式：F＝μFN，μ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”)，与物体间相对运动的速度大小(填“有关”或“无关”).压力材料无关无关典例精析一、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.答案D二、静摩擦力例2如图5所示，有一重力不计的方形容器，被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内注水，直到将容器刚好盛满为止，在此过程中容器始终保持静止，则下列说法中正确的是()A.容器受到的摩擦力不变B.容器受到的摩擦力逐渐增大C.水平力F可能不变D.水平力F必须逐渐增大图5解析容器处于平衡状态，在竖直方向上重力与摩擦力平衡，盛满水前墙面对容器的静摩擦力一直增大，如果一直没有达到正压力F作用下的最大静摩擦力，则水平力F可能不变，选项B、C正确.答案BC三、滑动摩擦力例3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；而在拉动过程中动摩擦因数不变，由F＝μFN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.答案D例4质量为2kg的物体静止在水平地面上，如图7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g＝10N/kg)(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？(3)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？图7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，FFmax，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，FFmax，物体滑动，则地面对物体的滑动摩擦力的大小F滑＝μFN＝μmg＝10N.(3)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′＝10N.答案(1)5N(2)10N(3)10N课堂要点小结摩擦力的比较静摩擦力滑动摩擦力说明产生条件相同点①相互接触；②相互挤压；③接触面粗糙最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大；在有些计算中可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力不同点有相对运动趋势有相对运动静摩擦力滑动摩擦力说明力的三要素大小不同点被动力，与压力无关，大小为0F≤Fmax与压力成正比，公式F＝μFN最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大；在有些计算中可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力方向相同点①与运动方向无直接关系，可与运动方向同向，也可与运动方向反向或者成某一夹角；②与接触面相切；③与同一接触面上的弹力方向垂直静摩擦力滑动摩擦力说明力的三要素方向不同点与相对运动趋势方向相反与相对运动方向相反最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大；在有些计算中可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力作用点相同点在接触面上，作力的图示时，可根据等效原理画到物体的重心上12341.(静摩擦力)置于水平地面上的物体在沿水平方向的拉力作用下，仍处于静止，则物体所受静摩擦力的大小()A.与压力成正比B.等于水平拉力C.小于滑动摩擦力D.在物体上叠放另一物体，该物体受到的静摩擦力不变自我检测1234解析静摩擦力的产生取决于使物体产生相对运动趋势的外力的作用，也就是等于平行于接触面切线方向的外力的大小，与压力大小无关，故B、D正确.答案BD12342.(静摩擦力)用手握住瓶子，使瓶子在竖直方向悬空静止，如图8所示.关于瓶子所受的摩擦力,下列说法正确的是()A.握力越大，摩擦力越大B.只要瓶子不动，摩擦力的大小就与握力的大小无关C.如果握力加倍，则摩擦力的方向由向下变成向上D.手越干越粗糙，摩擦力越大图81234解析只要瓶子静止，根据二力平衡的知识，瓶子在竖直方向上受到的静摩擦力与重力总是等大反向，与握力大小无关.B项正确.答案B12343.(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1234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.答案C12344.(摩擦力大小的计算)用20N的水平力在水平地面上拉重60N的物体时，物体恰能被拉动；物体运动后只需18N的拉力即可使物体做匀速直线运动.该物体静止在水平地面上，若用15N的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为________；若用30N的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为________；物体与地面间的动摩擦因数为________.1234解析水平力为20N时恰能拉动物体，说明最大静摩擦力Fmax＝20N.若用F1＝15N的力拉物体，由于F1Fmax，故物体不会相对于地面滑动，物体受静摩擦力的作用，由二力平衡得物体此时受到的摩擦力F静＝F1＝15N，又因为物体运动后只需18N的拉力即可使物体做匀速直线运动，故F滑＝18N，当用F2＝30N的力拉物体时，F2Fmax，物体受滑动摩擦力，大小为F滑＝18N.又由F滑＝μFN得μ＝＝0.3.F滑FN＝18N60N答案15N18N0.3