高一物理必修1 静摩擦力 课件

第三章相互作用河北师大附中李喜昌第二课时静摩擦力回首往事2.滑动摩擦力的方向有什么特点？1.滑动摩擦力产生的条件是什么？⑴接触面不光滑（即接触面粗糙）；⑵两物体相互接触且相互挤压（产生弹力的条件）；⑶两物体间有相对运动。弹力和摩擦力都是接触力。弹力是产生摩擦力的必要条件。跟接触面相切，与接触面处的正压力方向垂直，与相对运动方向相反。3.如何求滑动摩擦力的大小？⑴根据二力平衡来判断（匀速运动）⑵滑动摩擦定律两个有关：动摩擦因数和正压力；两个无关：物体运动的速度大小和接触面积的大小。Nf三、静摩擦力1.什么是静摩擦力？一个物体相对于另一个物体静止，但有相对运动趋势时产生的摩擦力，叫静摩擦力。⑴接触面不光滑（即接触面粗糙）⑵两物体相互接触⑷两物体间有相对运动趋势⑶两物体间有挤压（即有弹性形变）2.静摩擦力的产生条件弹力是产生摩擦力的必要条件.下列图中的物体都处于静止状态，有静摩擦力的是BCDABCFDFF3.静摩擦力的方向⑵跟接触面相切，与接触面处的正压力方向垂直），与相对运动趋势方向相反⑴根据二力平衡来判断。推力F静摩擦力f重力G静摩擦力f三轮定位⑴条件法：根据静摩擦力产生的三个条件进行判断。注意：物体的相对运动趋势是指以施摩擦力的物体为参考系，受摩擦力的物体相对于它的运动趋势。⑵假设法：假设接触面光滑，若两物体发生相对滑动，则其运动方向就是原来的运动趋势方向。若无相对滑动，则原来没有运动趋势。⑶反证法：假设静摩擦力存在，利用平衡条件或牛顿运动定律分析推理，看该受力物体是否发生形变或运动状态变化。⑷力的相互性法：直接判断物体受的静摩擦力的方向不易，可以先判断出它施给接触的另一物体的静摩擦力，然后有力的相互性特点判断。静摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同，也可以相反，还可以与运动方向垂直，即静摩擦力可以是动力，也可以是阻力，还可以既不是动力也不是阻力。静摩擦力的方向的判断方法总结4.静摩擦力的大小F=5Nf=5N静摩擦力随着使物体产生相对运动趋势的外力的增大而增大，且两者大小总是相等。（二力平衡）F=8Nf=8NFm=12Nfm=12N静摩擦力没有直接计算其大小的公式。只能结合运动状态根据平衡条件或动力学规律求解.当人的水平推力增大到某一值fmax时候，物体就要滑动，此时静摩擦力达到最大值，我们把fmax叫最大静摩擦力.静摩擦力的大小可以在零到最大静摩擦力之间变化。5.最大静摩擦力⑴定义：静摩擦力的最大值②最大静摩擦力fm接触面的静摩擦因数μ0和物体间的正压力N成正比。①最大静摩擦力大于滑动摩擦力。粗略计算时认为静摩擦力等于滑动摩擦力。②静摩擦力的取值范围：在0到最大静摩擦力之间。Nfm0Fm=12Nfm=12Nmff0①与使物体刚好运动时外力的大小相等⑵大小：⑶说明：思考静摩擦力的方向跟运动方向有关系吗？静摩擦力的大小与正压力有关吗？静摩擦力一定是阻力吗？静止的物体一定有静摩擦力吗？运动的物体一定没有静摩擦力？静摩擦力大小与正压力无关，但最大静摩擦力的大小与正压力成正比不一定静摩擦力的方向跟运动方向没有直接关系静摩擦力可以是阻力，也可以是动力。但它产生的效果一定是阻碍物体间的相对运动趋势已知图中物体都处于静止，试对物体进行受力分析，画出力的示意图。GF静FNGFNFF静GFNFGF静FFN6.静摩擦力的应用静摩擦力的方向可能与运动方向相反，也可能相同；静摩擦力可能是阻力，也可能是动力。静摩擦力的方向可能与运动方向相反，也可能相同；静摩擦力可能是阻力，也可能是动力。摩擦力的方向（1）跟接触面相切，（2）跟弹力的方向垂直，（3）跟相对运动趋势的方向相反，而与物体的运动方向可能相同、相反、垂直或成某一角度，所以摩擦力可能是动力，也可能是阻力。因此摩擦力对物体可能做正功，也可能做负功，还可能不做功。题型二：静摩擦力概念的理解1.静摩擦力产生的条件（1）弹力是产生摩擦力的必要条件（2）“相对运动趋势”是以对研究对象施加摩擦力作用的物体为参考系来研究的。研究对象的运动趋势方向常利用“假设法”，化“静”为“动”，即假设接触面光滑，看研究对象是否会发生相对滑动（相对运动趋势），从而判断有无相对运动趋势，从而确定有无静摩擦力并且确定静摩擦力的方向，这种方法适用于物体受力较少的情况．2.静摩擦力的三要素静摩擦力的大小可以在零到最大静摩擦力之间变化。静摩擦力是“被动力”，它由主动力和物体的运动状态共同决定，只能结合运动状态根据平衡条件或动力学规律求解（2）根据物体的运动状态来分析静摩擦力的有无，判断其方向、计算其大小。这是最基本的也是最有效的方法。①若物体处于平衡状态，分析沿接触面其它力（除静摩擦力）的合力，若合力为零，则静摩擦力不存在，若合力不为零，一定存在静摩擦力，且静摩擦力的大小等于合力，方向与合力方向相反。静摩擦力是“被动力”，它由主动力和物体的运动状态共同决定，因此静摩擦力的有无、方向的判断和大小的计算，通常根据物体是平衡态或非平衡态，利用平衡条件或牛顿第二定律（此法关键是先判断物体的加速度的方向，再根据牛顿第二定律确定合力的方向，最后由受力分析确定摩擦力力的方向和大小）分析。3.静摩擦力的研究方法（1）结合“假设法”根据相对运动趋势判断静摩擦力的有无并确定静摩擦力的方向。②若物体处于非平衡状态，则利用牛顿第二定律来判断静摩擦力的有无、方向及大小。ADBC主动轮从动轮v例1．如图为皮带传动装置，正常运转时的方向如图所示，当机器正常运转时，关于主动轮上的A点、与主动轮接触的皮带上的B点、与从动轮接触的皮带上的C点及从动轮上的D点，这四点的摩擦力的方向的描述，正确的是（）A.A点受到的摩擦力沿顺时针方向B.B点受到的摩擦力沿顺时针方向C.C点受到的摩擦力沿逆时针方向D.D点受到的摩擦力沿逆时针方向AD解析：因为主动轮是由动力机器提供动力转动的，而从动轮是由皮带带动而转动的．假设皮带光滑，则主动轮转，皮带不动，或皮带动，从动轮不转，由此可知主动轮是通过摩擦力带动皮带，皮带阻碍主动轮转动；皮带靠摩擦力带动从动轮，从动轮阻碍皮带转动．结合“假设法”根据力产生的条件分析静摩擦力的方向。例2（95年全国卷）一木块放在水平桌面上在水平方向共受到F1、F2和摩擦力三个力的作用，木块处于静止状态，其中，F1=10N，F2=2N，若撤去力F1，则木块在水平方向受到的合力为（）A.10N，方向向左B.6N，方向向右C.2N，方向向左D.0F2=2NF1=10N解：原来物块受到的静摩擦力为8N，小于等于最大静摩擦力，若撤去力F1，外力等于2N，所以此时仍然静止，静摩擦力为2N，则木块在水平方向受到的合力为0。D结合平衡条件根据力产生的效果分析静摩擦力的大小和方向．F解析：静摩擦力的大小与正压力没有关系。只有最大静摩擦力的大小与正压力成正比。静摩擦力没有计算公式，本题根据二力平衡来间接计算静摩擦力。例3.用水平力F将物体压在竖直墙壁上，物体保持静止状态，物体所受的摩擦力大小（）A。随F的增大而增大B。随F的减小而减小C。等于物体重力的大小D。可能大于物体的重力C四、滚动摩擦力1.什么是滚动摩擦力？一个物体在另一个物体表面滚动时产生的摩擦力，叫滚动摩擦力。在接触面和压力相同的情况下，滚动摩擦力比滑动摩擦力要小得多。V种类产生条件方向大小特点1.两个物体直接接触，2.发生弹性形变。2.轻绳：沿绳且指向绳收缩的方向。1.弹簧的弹力F=kx2.平衡条件计算弹力1.接触面：垂直于接触面，指向被压或支持物体。弹力和静摩擦力没有直接计算公式，通常用平衡条件判断方向和求解大小。摩擦力滑动摩擦力静摩擦力1.接触面粗糙2.相互接触3.发生弹性形变有相对运动趋势有相对运动1.与弹力方向垂直2.与接触面相切与相对运动方向相反与相对运动趋势方向相反Nf两个有关两个无关平衡条件计算0f≤fm滑动摩擦力大小可根据f=μN直接求解或根据平衡条件求解重力物体在地球表面及附近总是竖直向下跟水平面垂直mgG重心（重心不一定在物体上）