2019-2020学年高中物理 第三章 相互作用 3 摩 擦 力课件 教科版必修第一册

摩擦力汽车的轮胎和鞋子的底部有很多花纹，这些花纹有什么作用？新知导入利用了物体之间的相互摩擦！分析事例：材料：塑料杯一个、泡过水的米一杯、竹筷子一根。筷子提杯子新知导入利用物体之间的相互摩擦自行车刹车拔河比赛爬杆比赛1、定义：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力就叫作摩擦力。2、摩擦力的分类摩擦力可分为：滑动摩擦力、静摩擦力、滚动摩擦一、摩擦力静摩擦力滑动摩擦力滚动摩擦力1、两个物体相互接触并挤压，当它们沿接触面发生相对滑动时，每个物体的接触面上都会受到对方施加的阻碍相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力。2、滑动摩擦力的产生条件：①两物体相互接触，且接触面不光滑；②两物体接触处有压力；③两物体接触面有相对运动。二、滑动摩擦力3、滑动摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反。𝒇𝒇5m/s10m/s𝒗𝒇小木块𝑭大木块跟物体相对运动的方向相反注意：①只要发生相对运动，无论静止还是运动的物体都可以受到滑动摩擦力，“相对”是指相对接触产生摩擦力的物体互为参考系，而不一定相对于地面；②滑动摩擦力既可以动力也可以是阻力，但它产生的效果一定是阻碍物体间的相对运动。实验：研究滑动摩擦力的大小1.通过在木块上加砝码的方法改变压力𝑵，用弹簧测力计分别测出各次滑动摩擦力𝒇的大小。2.把木板换成玻璃板，重复上面的实验。二力平衡：𝒇=𝑭拉4、滑动摩擦力的大小由实验可知：滑动摩擦力的大小跟接触面上压力的大小和接触面的粗糙程度、材质等有关。𝒇表示滑动摩擦力的大小；𝑵表示压力的大小。通过进一步的定量实验结果表明：滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比即𝒇＝𝝁𝑵𝝁是比例常数，没有单位，叫动摩擦因数，𝝁的值跟接触面有关，接触面材料不同、粗糙程度不同，动摩擦因数也不同。𝑵如图木块所受的支持力为𝑵。由于木块对木板的压力大小等于𝑵所以动摩擦因数𝝁也可以表示为：𝝁=𝒇𝑵材料动摩擦因数材料动摩擦因数钢—钢0.25钢—冰0.02木—木0.30木—冰0.03木—金属0.20橡胶轮胎—路面（干）0.71皮革—铸铁0.28木—皮带0.40几种材料间的动摩擦因数例题：在我国东北寒冷的冬季，有些地方用雪橇作为运输工具。一个有钢制滑板的雪橇，连同车上木料的总质量为4.9×103kg。在水平的冰道上，马要在水平方向用多大的力，才能够拉着雪橇匀速前进？g取10N/kg。mg𝑭𝑵𝒇典例讲解分析：将雪橇抽象为一个物体，雪橇在重力𝒎𝐠、支持力𝑵、马的拉力𝑭和滑动摩擦力𝒇四个力的作用下，沿水平面匀速前进。根据二力平衡条件，拉力𝑭与滑动摩擦力𝒇的大小相等，而𝒇与𝑵有关，𝑵的大小又等于𝒎𝐠，故可以求得拉力𝑭。解：雪橇所受重力𝒎g＝4.9×104N，查表得µ＝0.02。雪橇匀速运动，拉力𝑭与滑动摩擦力𝒇大小相等，即𝑭＝𝒇由于𝑵＝𝒎g𝒇＝µ𝑵＝µ𝒎g故𝑭＝µ𝒎g＝0.02×4.9×103N×10N/kg＝980N答：马要在水平方向用980N的力，才能够拉着雪橇匀速前进。三、静摩擦力思考讨论：人用平行于地面的力推沙发，但它没有被推动，沙发与地面间存在摩擦力吗？因为沙发相对地面有运动的趋势，所以沙发与地面间存在摩擦力。根据二力平衡的知识可知，这时一定有一个力与推力平衡。这个力与人对沙发的推力大小相等、方向相反。这个力就是沙发与地面之间的摩擦力。只要沙发与地面间没有产生相对运动，静摩擦力的大小就随着推力的增大而增大，并与推力保持大小相等。F𝒇𝑎f静f静f静理解相对运动趋势1、静摩擦力由于相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动，这时产生的摩擦力叫作静摩擦力。2、静摩擦力的产生条件（1）两物体接触且有挤压（即有弹力）。（2）两物体接触面处有压力；（3）两物体接触面有相对运动趋势。BCDABCDFF练习：下列图中的物体都处于静止状态，有静摩擦力的是（）3、静摩擦力的方向静摩擦力的方向总是沿着接触面，跟物体相对运动的趋势方向相反。注意：①运动的物体可以受到静摩擦力，只要相对静止有相对运动趋势②静摩擦力即可以是动力也可以是阻力，但它产生的效果一定是阻碍物体间的相对运动。演示：静摩擦力的大小随拉力的变化1、实验器材木块、长木板、砝码、弹簧测力计测量静摩擦力的实验装置②逐渐增大拉力𝑭，在增大到一定值之前，木块不会运动，观察弹簧测力计的示数，此种情况下静摩擦力等于拉力。③继续用力，当拉力达到某一数值时木块开始移动，观察弹簧测力计的示数有什么变化？2、实验步骤①把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块。④用力传感器代替弹簧测力计做这个实验，能够在计算机屏幕上直接得到拉力随时间变化的𝑭−𝒕图像。实验结论：静摩擦力随拉力的增大而增大，当拉力达到某一数值时木块开始移动，拉力突然减小。𝑭摩擦力𝒇𝒇max𝒐𝒇滑在数值上等于物体即将开始运动时的拉力。两物体之间实际产生的静摩擦力𝑭在0与最大静摩擦力𝑭max之间，即0𝑭≤𝑭max说明：最大静摩擦力一般比滑动摩擦力大一些。在有些情况下认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。4、静摩擦力的最大值𝑭max旅行箱下面为什么要装轮子？地面上有沙子,人为什么容易滑倒？一物体在另一物体表面作无滑动的滚动或有滚动的趋势时，由于两物体在接触部分受压发生形变而产生的对滚动的阻碍作用，叫滚动摩擦。它的实质是静摩擦力。四、滚动摩擦在压力相同的情况下，把滑动变为滚动将会使摩擦大为减小。1、静止在水平地面上的质量为50kg的物体，与水平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，它所受到的是———（填“静”或“动”）摩擦力，其大小为———N。当该力增大到110N时，物体刚要开始滑动，则物体与地面的最大静摩擦力为———N。当该力增大到150N时，物体受到的摩擦力是————（填“静”或“动”）摩擦力，其大小为————N。（g取10m/s2）静30110动100课堂练习2、下列说法中不正确的是（）A.相互接触并有相对运动的两物体间必有摩擦力B.两物体间有摩擦力，则其间必有弹力C.两物体间有弹力，则其间不一定有摩擦力D.两物体间无弹力，则其间必无摩擦力A课堂练习3、如图所示，水平地面上有一货箱，货箱所受的重力𝐆=1000N，某人用𝑭=400N的水平力拉货箱，没有拉动。则货箱受到的静摩擦力大小是（）A.400NB.600NC.1000ND.1400NA课堂练习4、如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上，受到向右的拉力F的作用而向右滑行，长木板处于静止状态，己知木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2，下列说法正确的是（）A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mgB.木板受到地面的摩擦力的大小一定μ2（m＋M）gC.木板受到地面的摩擦力的大小一定等于𝑭D.当𝑭＞μ2（m＋M）g时，木板仍静止AD课堂练习