2020版新教材高中物理 3.3.1 滑动摩擦力及其影响因素课件 鲁科版必修1

第3节摩擦力第1课时滑动摩擦力及其影响因素一、滑动摩擦力的内涵要素1.接触面性质：接触面_____(选填“粗糙”或“光滑”)。2.接触力的情况：___________________。3.运动情况：发生_________时，在接触面上产生的_____________的力。粗糙相互接触且相互挤压相对运动阻碍相对运动二、滑动摩擦力的矢量性1.方向：总是与接触面相切，并且与_________________。2.大小：(1)文字表述：滑动摩擦力的大小与压力的大小成_____。(2)数学关系式：______。相对运动方向相反正比f=μN三、动摩擦因数下列关于动摩擦因数的说法正确的是_________。①它是两个力的比值，没有单位。②它的大小与两个接触面的材料有关。③它的大小与物体间相对运动速度有关。④它的大小与两个接触面的粗糙程度有关。⑤钢-钢间的动摩擦因数比钢-冰间的动摩擦因数大。①②④⑤一认识滑动摩擦力1.滑动摩擦力产生的条件：(1)接触面粗糙。(2)两物体相互接触。(3)两物体相互挤压，即两者之间存在弹力。(4)两物体沿接触面发生相对滑动。2.滑动摩擦力的方向与运动方向的关系：(1)在接触面上，与接触面相切且与物体相对运动的方向相反。(2)与物体的运动方向可能相同，也可能相反。【思考·讨论】情境：如图所示，快件刚放到传送带上的一段时间内，快件随传送带向上运动。讨论：(1)快件与传送带间发生相对运动，向哪滑动？(科学思维)提示：快件相对传送带向下滑动。(2)分析此过程中，快件所受滑动摩擦力的方向？(物理观念)提示：滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，则快件受到的滑动摩擦力沿传送带向上。【典例示范】(多选)如图所示，一只猫在桌边猛的将桌布从鱼缸下向右拉出，鱼缸在桌面上继续向右滑行了一段距离后停下来。鱼缸在桌面上滑动的过程中，请根据相对运动方向的定义，分析下列关于桌面和鱼缸相对运动方向的说法正确的是世纪金榜导学号()A.鱼缸相对桌面向右运动B.鱼缸相对桌面向左运动C.桌面相对鱼缸向右运动D.桌面相对鱼缸向左运动【解题探究】(1)判断鱼缸相对桌面的运动方向时，视哪个物体为静止的？提示：视桌子为静止的。(2)判断桌面相对鱼缸的运动方向时，视哪个物体为静止的？提示：视鱼缸为静止的。【解析】选A、D。视桌子为静止的，鱼缸相对桌面向右运动，则A正确，B错误；视鱼缸为静止的，桌面相对鱼缸向左运动，则D正确，C错误。【母题追问】1.(多选)请根据滑动摩擦力方向的性质，判断【典例示范】情境中，关于鱼缸底和桌面所受滑动摩擦力方向的说法正确的是()(物理观念)A.桌面对鱼缸底的滑动摩擦力方向向左B.桌面对鱼缸底的滑动摩擦力方向向右C.鱼缸底对桌面的滑动摩擦力方向向左D.鱼缸底对桌面的滑动摩擦力方向向右【解析】选A、D。鱼缸相对桌面向右运动，桌面对鱼缸底的滑动摩擦力方向向左。桌面相对鱼缸向左运动，鱼缸底对桌面的滑动摩擦力方向向右。2.(多选)在【典例示范】中下列关于桌布和鱼缸底所受滑动摩擦力方向的说法正确的是()(物理观念)A.桌布对鱼缸底的滑动摩擦力方向向左B.桌布对鱼缸底的滑动摩擦力方向向右C.鱼缸底对桌布的滑动摩擦力方向向左D.鱼缸底对桌布的滑动摩擦力方向向右【解析】选B、C。视桌布为静止的，鱼缸底的滑动摩擦力方向向右，则B正确，A错误；视鱼缸为静止的，桌布的滑动摩擦力方向向左，则C正确，D错误。【补偿训练】1.关于滑动摩擦力，下列说法中正确的是()A.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反B.滑动摩擦力是成对出现的，一个物体在水平地面上滑动时，地面也要受到滑动摩擦力作用C.滑动摩擦力的大小跟物体相对运动的速度大小有关D.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动【解析】选B。滑动摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同，A错误；根据力的相互性可知，B正确；滑动摩擦力的大小只跟接触面的性质和压力有关，与物体相对运动速度大小无关，C错误；滑动摩擦力可能作为动力使物体运动，D错误。2.(多选)如图所示，下列常见事例中受到滑动摩擦力的物体有()A.刹车时，车轮抱死的摩托车B.在竖直绳的拉力作用下沿竖直墙壁运动的重物C.在水平地面上被推动的木箱D.冬天，相互摩擦取暖的双手【解析】选A、C、D。按照产生滑动摩擦力的条件来分析物体是否受到摩擦力。四个事例中的研究对象都与其他物体接触、相对于接触物体有相对运动、接触面都不是光滑的。但是选项B中的重物与墙壁间没有挤压，因此该重物与墙壁间没有滑动摩擦力。其余选项中的研究对象跟与之接触的物体都有相互挤压，因此都受到滑动摩擦力的作用。综上所述，选项A、C、D正确。二科学探究——滑动摩擦力大小与物体间压力的关系1.实验目的：研究滑动摩擦力大小与接触面的情况、压力的定量关系。2.设计思路：(1)实验方法：控制变量法。①控制接触面粗糙程度不变，研究滑动摩擦力与压力的定量关系。②控制滑动摩擦力与压力不变，研究与接触面粗糙程度的关系。fN(2)测量的物理量。①测量滑动摩擦力的大小：根据物体A水平方向二力平衡，滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。②测量压力的大小：a.实验原理：根据竖直方向上二力平衡，压力N=mg。b.数据的收集方法：利用天平测量物体A的质量，由N=mg获得压力的大小。(3)通过在物体A上加砝码的方法改变压力。(4)通过将木板改为玻璃板改变接触面的粗糙程度。3.实验结论：(1)当接触面材料相同，压力不同时：滑动摩擦力f的大小跟压力N成正比，即f=μN。(2)当压力相同，接触面材料不同时：滑动摩擦力与压力的比值不同，说明接触面的动摩擦因数不同。fN【思考·讨论】(1)探究改变拉木板的速度时，物体所受的滑动摩擦力的大小是否变化，请给出你的解释？(科学探究)提示：不变化。根据f=μN，滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数和压力有关，与速度无关。(2)探究改变物体与木板间接触面积的大小时，物体所受的滑动摩擦力的大小是否变化，请给出你的解释？(科学探究)提示：不变化。根据f=μN，滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数和压力有关，与接触面积无关。【典例示范】有位同学要重新布置自己的房间，他用200N的水平拉力匀速拉动质量为50kg的书桌。求书桌与地板间的动摩擦因数是多少？(g取10N/kg)世纪金榜导学号【思维·建模】【解析】匀速拉动时书桌的受力分析如图所示。用200N的水平拉力匀速拉动书桌，书桌受到地面的滑动摩擦力f=200N。书桌受地面的支持力为N=mg=50×10N=500N。根据f=μN可得μ==0.4答案：0.4f200NN500N【母题追问】1.如果该同学要在与【典例示范】同样的情况下匀速移动质量为150kg的书柜，他用200N的力能拉动书柜吗？为什么？(g取10N/kg)(科学思维)【解析】书柜受到地面的支持力N2=m2g=150×10N=1500N匀速移动书柜所需的拉力为F=f2=μN2=0.4×1500N=600N则用200N的力不能拉动书柜。答案：不能，原因见解析2.请依据【典例示范】所涉及的物理过程，利用图示装置来测定AB间的动摩擦因数。A、B两个物体叠放在一起，A的右面用不计重力的弹簧测力计连在墙上，此时测力计是水平的。请分析：(科学探究)(1)需要测量的量有__________________。(2)AB间动摩擦因数的表达式________________。【解析】(1)需要测量的量有弹簧测力计的示数T，A物体的重力G。(2)对A物体，水平方向受拉力T和摩擦力f。因T=f，N=G，又f=μN，则AB间动摩擦因数μ=答案：(1)见解析(2)fTNGTG【补偿训练】1.如图所示为某新型夹砖机，它能用两侧巨大的“手臂”将几吨砖夹起，大大提高了工作效率。已知某夹砖机能夹起质量为m的砖，两侧“手臂”对砖产生的最大压力为Fmax(设此时静摩擦力等于滑动摩擦力)，则“手臂”与砖之间的动摩擦因数至少为()maxmaxmaxmaxFmgmg2mgA.B.C.D.F2FFmg【解析】选B。以砖为研究对象，竖直方向上受到重力和左右两侧两个摩擦力的作用，所以2f=mg，又因为f=μFmax，所以μ=，选B。maxmg2F2.(2018·漳州高一检测)用20N的水平力将一个5kg的物体压在竖直墙壁上，物体沿墙壁下滑，已知物体与墙壁间的动摩擦因数为0.3，求物体受到的滑动摩擦力的大小和方向。【解析】由于用20N的力将物体压在墙壁上，所以物体与墙壁间的正压力为20N，根据f=μN得f=0.3×20N=6N滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反，物体沿墙壁下滑，故滑动摩擦力的方向沿墙壁向上。答案：6N方向沿墙壁向上【拓展例题】考查内容滑动摩擦力的综合应用【典例】如图所示，一重力为20N的物体放在水平地面上，在一大小为F=8N的水平向右拉力作用下，向右匀速运动。(1)求物体所受的摩擦力的大小和方向。(2)求物体与地面间的动摩擦因数μ。(3)若突然将外力F的方向改为水平向左，大小变为16N，求此时物体所受摩擦力大小和方向。【解析】(1)根据二力平衡，物体所受摩擦力f=F=8N，方向与拉力方向相反，即水平向左。(2)动摩擦因数μ==0.4(3)外力突然改为水平向左时，物体仍在向右运动，对水平面的压力没有变，故此时它受到的摩擦力大小、方向都与外力改变前相同。F8Nmg20N答案：(1)8N水平向左(2)0.4(3)8N水平向左【课堂回眸】