2019-2020学年新教材高中物理 第三章 第2节 摩擦力课件 新人教版必修第一册

第2节摩擦力课标要求1.知道滑动摩擦力、静摩擦力的定义。2.理解滑动摩擦力、静摩擦力的产生条件。3.会判断摩擦力的方向及计算摩擦力的大小。4.理解最大静摩擦力的概念。一、滑动摩擦力1．填一填(1)定义：两个的物体，当它们时，在接触面上会产生一种阻碍的力，这种力叫作滑动摩擦力。(2)方向：总是沿着，并且跟物体的相对运动的方向。(3)大小：滑动摩擦力的大小跟的大小成正比，即Ff＝μF压。式中比例系数μ叫作，它的值跟接触面的材料、粗糙程度有关。(4)作用效果：总是阻碍物体间的。相互接触相对滑动相对运动接触面相反压力动摩擦因数相对运动2．判一判(1)静止的物体不可能受到滑动摩擦力作用。()(2)滑动摩擦力的方向一定与接触面的压力方向垂直。()(3)滑动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一定与物体所受的重力大小成正比。()×√××3．选一选(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：滑动摩擦力产生的条件有三个：正压力(相互接触且挤压)、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相对地面是静止的，D错误。答案：B(2)[多选]下列关于滑动摩擦力的说法中，正确的是()A．滑动摩擦力的大小一定与正压力大小成正比B．滑动摩擦力的方向一定与运动方向相反C．滑动摩擦力可能是动力D．滑动摩擦力一定是阻力解析：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，与压力的大小成正比，因此在接触面粗糙程度不变时，压力越大，滑动摩擦力越大，故A正确；滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，但可能与运动方向相同，也可能相反，滑动摩擦力既可以充当动力、也可以充当阻力，故C正确，B、D错误。答案：AC二、静摩擦力1．填一填(1)定义：相互接触的物体处于状态，两个物体之间只有，而没有时的摩擦力叫作静摩擦力。(2)方向：总是沿着，并且跟物体相对运动趋势的方向。(3)最大静摩擦力：静摩擦力有一个最大值Fmax，即物体刚要产生时的摩擦力。(4)静摩擦力的大小：两物体之间实际产生的静摩擦力F在与之间，即。相对静止相对运动的趋势相对运动接触面相反相对运动Fmax00F≤Fmax2．判一判(1)只有静止物体才能受到静摩擦力。()(2)静摩擦力的大小与压力成正比。()(3)静摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反。()(4)静摩擦力既可以是阻力也可以是动力。()×××√3．想一想如图所示，手握住瓶子处于静止状态。(1)瓶子所受静摩擦力的方向怎样？(2)如果手的握力增大，瓶子所受静摩擦力会不会增大，为什么？由此说明什么问题？提示：(1)竖直向上。手握住瓶子，瓶子处于静止状态，手对瓶子的静摩擦力与瓶子受到的重力二力平衡，所以瓶子所受静摩擦力方向竖直向上。(2)手的握力增大，但瓶子所受重力不变，由二力平衡知瓶子所受静摩擦力不变，大小仍等于瓶子所受的重力；由此说明静摩擦力的大小与压力大小无关。突破点一滑动摩擦力的理解[学透用活]1．滑动摩擦力的产生条件两物体①接触面粗糙②相互挤压③具有相对运动滑动缺一不可2．滑动摩擦力大小的计算(1)公式法：根据Ff＝μF压计算。(2)二力平衡法：物体做匀速直线运动时，可以根据二力平衡求解。[特别提醒](1)动摩擦因数μ与接触面积的大小无关。(2)滑动摩擦力的大小与物体的速度大小无关。3．滑动摩擦力的方向(1)滑动摩擦力的方向一定与物体相对运动的方向相反，但与物体运动的方向可能相同，可能相反，还可能不共线。(2)滑动摩擦力的作用总是阻碍物体的相对运动，但不一定阻碍物体的运动。[典例1]质量为3.0kg的空木箱，放置在水平地面上，沿水平方向施加拉力，当拉力F1＝8.0N时，木箱静止；当拉力F2＝10.3N时，木箱做匀速直线运动(g取9.8m/s2)，求：(1)木箱与地面间的动摩擦因数；(2)木箱在F1＝8.0N的拉力作用下受到的摩擦力的大小；(3)木箱在F3＝12.0N水平拉力作用下，受到的摩擦力的大小。[解析](1)当拉力F2＝10.3N时，木箱做匀速直线运动，木箱水平方向受到拉力F2和滑动摩擦力Ff1，根据二力平衡条件有：Ff1＝F2＝10.3N木箱放在水平地面上，则有木箱对地面压力大小等于木箱所受的重力，即F压＝mg根据滑动摩擦力公式Ff＝μF压，则木箱与地面间的动摩擦因数为μ＝Ff1F压联立解得μ≈0.35。(2)当拉力F1＝8.0N时，木箱静止，木箱水平方向所受到的静摩擦力Ff2与F1二力平衡，则有：Ff2＝F1＝8.0N。(3)当拉力F3＝12.0N时，木箱将在地面上滑动，此时木箱所受到的摩擦力为滑动摩擦力，由第(1)问可以知道，Ff3＝Ff1＝10.3N。[答案](1)0.35(2)8.0N(3)10.3N[易错警示](1)在求解摩擦力大小时，一定要分清是求静摩擦力还是求滑动摩擦力。Ff＝μF压只适用于滑动摩擦力的计算，静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定。(2)公式Ff＝μF压中的F压是物体接触面之间的正压力，不一定等于物体所受的重力G，要根据物体的受力来确定。[对点练清]1．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，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，滑动摩擦力越大解析：由滑动摩擦力公式Ff＝μF压知，两物体间滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数μ及正压力F压有关，与接触面积及两物体间的相对运动速度无关，故D正确。答案：D2.如图所示，汽车B在水平路面上以相对于地面的速度v1向右运动，车上的货物A以相对于地面的速度v2向右运动，下列判断正确的是()A．若v1v2，货物A受到了汽车B所施加的向右的滑动摩擦力B．若v1v2，汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力C．若v1v2，货物A受到了汽车B所施加的向左的滑动摩擦力D．若v1v2，汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力解析：若v1v2，货物A相对汽车向右滑动，货物A受到汽车B所施加的向左的滑动摩擦力，汽车B受到货物A所施加的向右的滑动摩擦力，选项A错误，B正确；若v1v2，货物A相对汽车B向左滑动，货物A受到汽车B所施加的向右的滑动摩擦力，汽车B受到货物A所施加的向左的滑动摩擦力，选项C、D错误。答案：B3．重为400N的木箱静止在水平地面上，木箱与地面间的最大静摩擦力是85N，动摩擦因数为0.15，如果用90N的水平力推木箱，则木箱受到的摩擦力大小是()A．85NB．80NC．60ND．0解析：木箱与地面间的最大静摩擦力是85N，用90N的水平力推木箱时，90N85N，木箱要运动，此时受到的摩擦力是滑动摩擦力，滑动摩擦力的大小为：F＝μF压＝0.15×400N＝60N，故C正确，A、B、D错误。答案：C突破点二静摩擦力的有无及方向判断[学透用活]1．静摩擦力的产生条件两物体①接触面粗糙②相互挤压③具有相对运动趋势缺一不可[特别提醒]物体受到静摩擦力时一定与接触面相对静止，但相对于地面可能是运动的。2．“两法”判断静摩擦力的有无(1)假设法(2)平衡条件法：根据二力平衡的条件判定。3．静摩擦力的方向(1)静摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同(做动力)。(2)静摩擦力的方向可能与物体运动的方向相反(做阻力)。(3)静摩擦力的方向还可能与物体运动的方向不共线。[典例2]如图所示，在平直公路上有一辆汽车，车厢中装有一木箱，试判断下列情况中，木箱所受摩擦力的方向，并说明摩擦力是动力还是阻力。(1)汽车由静止加速运动时(木箱和车厢无相对滑动)；(2)汽车刹车时(二者无相对滑动)；(3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动)；(4)汽车刹车，木箱在车上向前滑动时；(5)汽车在匀速行驶过程中突然加速，木箱在车上滑动时。[解析](1)木箱随汽车一起由静止加速运动时，假设二者的接触面是光滑的，木箱将相对于汽车向后滑动，实际上两者无相对滑动，说明木箱有相对汽车向后滑动的趋势，所以木箱受到向前的静摩擦力，是木箱运动的动力。(2)汽车刹车时，速度减小，假设木箱与汽车的接触面是光滑的，则木箱将相对于汽车向前滑动，实际木箱没有滑动，说明有相对汽车向前滑动的趋势，所以木箱受到向后的静摩擦力，是木箱运动的阻力。(3)木箱随汽车一起匀速运动时，二者无相对滑动，也无相对滑动趋势，木箱与汽车间没有摩擦力。(4)汽车刹车，木箱相对汽车向前滑动，所以木箱受到向后的滑动摩擦力，是木箱运动的阻力。(5)汽车在匀速行驶过程中突然加速，木箱相对汽车向后滑动，所以木箱受到向前的滑动摩擦力，是木箱运动的动力。[答案](1)木箱受到向前的静摩擦力，动力(2)木箱受到向后的静摩擦力，阻力(3)木箱与汽车间没有摩擦力(4)木箱受到向后的滑动摩擦力，阻力(5)木箱受到向前的滑动摩擦力，动力[对点练清]4.(2018·山东6月合格考)如图所示，用传送带向上传送货物，货物和传送带之间没有相对滑动，则货物受到的摩擦力是()A．静摩擦力，方向沿传送带向上B．静摩擦力，方向沿传送带向下C．滑动摩擦力，方向沿传送带向下D．滑动摩擦力，方向沿传送带向上解析：货物在传送带上有相对传送带向下滑动的趋势，但货物和传送带之间没有相对滑动，所以货物受到沿传送带向上的静摩擦力作用，A正确。答案：A5．如图所示，物体A、B在力F作用下一起以大小相等的速度沿F方向匀速运动，关于物体A所受的摩擦力，下列说法正确的是()A．甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相同B．甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相反C．甲、乙两图中A均不受摩擦力D．甲图中A不受摩擦力，乙图中A受摩擦力，方向和F相同解析：题图甲中A在水平方向不受外力，相对于B没有运动趋势，故题图甲中A不受摩擦力；题图乙中A有相对于B沿斜面下滑的运动趋势，受到B对其沿斜面向上的摩擦力，即方向和F相同，选项D正确。答案：D6.质量为m的杆AB，处于静止状态，A端用细绳竖直悬挂，B端放在水平地板上，如图所示。下列有关杆B端所受摩擦力的说法中，正确的是()A．B端受到的静摩擦力方向向右B．B端受到的静摩擦力方向向左C．B端受到的静摩擦力沿杆AB斜向下D．B端不受静摩擦力作用解析：假设B端和水平地板是光滑的，则杆AB受到竖直向上的支持力、竖直向上的细绳拉力和竖直向下的重力，能够保持静止状态，则B端和水平地板无相对运动趋势，故假设成立，即B端不受静摩擦力作用，D正确。答案：D突破点三静摩擦力大小的计算[学透用活]1．静摩擦力的大小(1)范围：0＜F≤Fmax。(2)静摩擦力的大小与压力大小无关，但最大静摩擦力的大小与压力大小成正比。[特别提醒]最大静摩擦力Fmax略大于滑动摩擦力，一般情况下，为分析问题方便，可认为二者近似相等。2．计算方法物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时，根据二力平衡条件求解。[典例3][多选]有三个相同的物体甲、乙、丙叠放在一起，置于粗糙水平地面上，物体之间不光滑，如图所示。现用一水平力F作用在乙上，物体仍保持静止，下列说法正确的是()A．丙受到地面的摩擦力大小为F，方向水平向左B．甲受到水平向右的摩擦力作用C．乙对丙的摩擦力大小为F，方向水平向右D．丙对乙的摩擦力大小为F，方向水平向右[思路点拨](1)分析乙对甲的摩擦力时可以以甲为研究对象。(2)分析丙对乙的摩擦力时可以以甲、乙整体为研究对象。(3)分析地面对丙的摩擦力时可以以甲、乙、丙三个物体整体为研究对象。[解析]以甲、乙、丙三者整体为研究对象，此整体在水平方向上受平衡力的作用，因此丙受到地面的摩擦力大小等于拉力F，方向水平向左，A正确；以甲为研究对象，甲不受摩擦力，B错误；乙对丙的摩擦力与丙对乙的摩擦力大小相等、方向相反，以甲、乙整体为研究对象，可知