2013-2014学年高中物理人教版必修一配套课件 第3章 3 摩擦力.ppt

1、3 摩 擦 力1.摩擦力(1)定义：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有_时，在接触面上产生的阻碍_或相对运动趋势的力。(2)分类：_；_。相对运动的趋势相对运动静摩擦力滑动摩擦力2.静摩擦力(1)定义：两个只有_，而没有相对运动的物体之间产生的摩擦力。(2)方向：沿着_，并且跟物体的_的方向相反。(3)大小：范围_,Fmax为最大静摩擦力，由物体的运动状态及外界对它的施力情况决定。(4)作用效果：总是阻碍物体间的_。相对运动趋势接触面相对运动趋势0FFmax相对运动趋势3.滑动摩擦力(1)定义：当一个物体在另一个物体表面上_时，受到另一个物体阻碍它相对_的力。(2)方向：沿着_，并且

2、跟物体_的方向相反。(3)大小：F=FN，FN为_，为_。(4)作用效果：总是阻碍物体间的_。滑动滑动接触面相对运动正压力动摩擦因数相对运动一、判一判1.两个物体相互接触并挤压就一定存在摩擦力。()2.运动的物体也可能受到静摩擦力。()3.静摩擦力和滑动摩擦力总是阻碍物体的运动。()4.摩擦力是有害的，所以摩擦力越小越好。()提示：1.。两物体间虽然相互接触并挤压，若没有相对运动或相对运动趋势，就不会产生摩擦力。2.。静摩擦力的产生条件之一是两物体间有相对运动趋势，物体本身可以静止也可以运动。例如，人走路时，人的鞋底受到的是静摩擦力，但人是运动的。3.。静摩擦力发生在相对静止的物体间，滑动摩擦

3、力发生在相对运动的物体间，它们总是阻碍物体间的相对运动趋势或相对运动，但不一定阻碍物体的运动。4.。在有些情况下要减小摩擦，如机械的转动等；有些情况下要增大摩擦，如鞋底与地面之间的摩擦。所以摩擦力并不都有害，不是越小越好。二、选一选关于摩擦力，下列说法正确的是()A.人走路时，脚和地面之间的摩擦力是阻碍人运动的B.滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反C.受静摩擦力作用的物体一定是静止不动的D.摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同提示：选D。人走路时，当脚向后蹬地时，脚相对于地面有向后的运动趋势，故脚受到向前的摩擦力，此力对人的运动来说为动力，A项错误；滑动摩擦力的方向一定与物体的相对运动方

4、向相反，而不是运动方向，B项错误；运动的物体也可能受静摩擦力作用，C项错误；摩擦力的方向一定与相对运动方向相反，可以与物体的运动方向相同，比如摩擦力作动力时，D项正确。三、想一想受静摩擦力的物体一定静止吗？提示：不一定。物体是否受到静摩擦力，与物体处于静止还是运动状态没有关系，关键是物体相对于与其接触的物体是否相对静止。例如，皮带传送机把货物运往高处，物体是运动的，但相对皮带没有滑动，受到的是静摩擦力。其实，生活中很多运动的物体都受到静摩擦力的作用。例如，一个人端着一杯水走路，杯子受到手的摩擦力；人走路时受到地面的摩擦力；站在启动的火车上的人受到车厢底板的摩擦力；拔河比赛时受到绳子的摩擦力，这

5、些力都是静摩擦力。主题一静摩擦力的产生及方向【情境探究】1.如图甲所示，将一小物体放在固定斜面上，如果：(1)斜面光滑，小物体沿斜面下滑；(2)斜面粗糙，小物体静止在斜面上。2.如图乙所示，货物被一倾斜传送带匀速送到高处，且货物和传送带相对静止。试结合上述现象讨论：(1)试比较图甲中斜面光滑与粗糙两种情况下，小物体受摩擦力情况有何不同？为什么？提示：斜面光滑时，小物体沿斜面下滑，不受摩擦力，虽然小物体与斜面接触而且对斜面有压力，但由于斜面光滑，故不受摩擦力；斜面粗糙时，小物体静止在斜面上会受到静摩擦力作用，因为小物体与斜面接触且对斜面有压力，还有相对斜面下滑的运动趋势，故受静摩擦力作用。(2)

6、静摩擦力的产生条件之一是“物体间有相对运动趋势”，结合图甲情境，讨论何为“相对运动趋势”，如何判断“相对运动趋势的方向”？提示：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。图甲情境中小物体静止在粗糙固定斜面上，小物体有沿斜面向下的相对运动趋势。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，图甲情境中小物体静止在粗糙固定斜面上，假设斜面光滑，小物体将沿斜面下滑，即小物体静止时，相对斜面的相对运动趋势方向沿斜面向下。(3)结合图乙情境，思考传送带靠什么力把货物送到高处？此力方向如何？提示：货物被送到高处是受到了传送带的静摩擦力的作用，

7、静摩擦力方向沿传送带向上。(4)根据上述情境，讨论静摩擦力方向与“相对运动趋势方向”的关系。提示：通过上述分析可知，“静摩擦力的方向”与物体的“相对运动趋势方向”相反。【知识点睛】1.静摩擦力产生的三个必备条件(1)两物体间相互接触且挤压；(2)两物体的接触面粗糙；(3)两物体间有相对运动趋势。2.静摩擦力的方向静摩擦力的方向总是沿着接触面(如果接触面是曲面，静摩擦力的方向与接触面相切)，并且与物体相对运动趋势的方向相反。【规律方法】1.摩擦力与弹力的存在关系两物体间有摩擦力时，必有弹力；而两物体间有弹力时，不一定有摩擦力。2.静摩擦力的有无判断两法(1)条件判断法：接触面之间有压力、粗糙且有

8、相对运动趋势。(2)假设法：3.静摩擦力的方向判定两法(1)假设法：假设接触面是光滑的，判断物体将向哪个方向滑动，从而确定相对运动趋势的方向，进而判断出静摩擦力的方向。(2)状态法：当物体受力处于平衡状态时，根据二力平衡，判断出静摩擦力的方向。【误区警示】外力作用不是产生相对运动趋势的唯一途径(1)如图甲所示，用水平力F拉放在地面上的物块，但未拉动，是因为物块受到水平方向静摩擦力的作用。但由此认为沿接触面的外力是产生静摩擦力的前提条件是片面的、不科学的。(2)如图乙所示，放置在水平传送带上并与传送带保持相对静止的货物，在传送带加速或减速时，也会受到静摩擦力的作用，其原因并不是货物在水平方向上受

9、到静摩擦力以外的其他外力作用，而是因为货物与传送带间存在相对运动趋势。(3)相互接触的物体要产生静摩擦力，物体间必须具有相对运动趋势，而这种“相对运动趋势”既可以由外力产生，也可以由运动状态的改变产生。【典例1】(2013金华高一检测)判断图中物体A是否受摩擦力作用(A和B相对静止)。若有，判断A受的摩擦力沿什么方向。图甲中，A、B相对地面静止；图乙中，A、B一起做匀速运动；图丙中，A、B一起向右做匀速运动。【解题指南】解答本题时应把握以下两点：(1)分析图甲、乙时可以用假设法；(2)分析图丙时可以用状态法。【解析】在甲、乙两种情况下，物体A处于平衡状态，假设物体A受静摩擦力作用，根据二力平衡

10、知识可知，物体A的平衡状态被破坏，因此假设是错误的，故在甲、乙两种情况下物体A均不受摩擦力。丙种情况，由于A做匀速运动，说明A在水平方向上受力平衡，根据二力平衡可知，A在水平方向上一定受到静摩擦力的作用，静摩擦力的方向与运动方向相反。答案：见解析【变式训练】如图所示为皮带传送装置，甲为主动轮，乙为从动轮，传动过程中皮带不打滑，P、Q分别为两轮边缘上的两点，下列说法正确的是()A.P、Q两点的摩擦力方向均与轮转动的方向相反B.P点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相反，Q点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相同C.P点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相同，Q点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相反D.P、Q两点的摩擦

11、力方向均与轮转动的方向相同【解析】选B。由题意可知，甲轮与皮带间、乙轮与皮带间均相对静止，皮带与轮间的摩擦力为静摩擦力，假设甲轮与皮带间无摩擦力，则甲轮转动时皮带不动，P点相对于皮带向前运动，可知P点相对于皮带有向前运动的趋势，则轮子上的P点受到的静摩擦力方向向后，即与甲轮的转动方向相反；再假设皮带与乙轮间没有摩擦力，则当皮带转动时，乙轮将会静止不动，这时，乙轮边缘上的Q点相对于皮带向后运动，可知Q点有相对于皮带向后运动的趋势，故乙轮上Q点所受摩擦力向前，即与乙轮转动方向相同。综合以上分析可知，只有B选项正确。主题二静摩擦力的大小【实验探究】如图所示，把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平

12、方向拉木块，在弹簧测力计的指针下轻塞一个小纸团(可以作为指针到达最大位置的标记)，它可以随指针移动，拉力F逐渐增大，木块保持静止，直到拉力达到某一数值时木块开始移动，观察弹簧测力计示数及其变化。试结合上述现象讨论：(1)随着外力的增大，静摩擦力大小变化吗？若变化，如何变化？提示：由二力平衡知，随着外力的增大，静摩擦力大小发生变化，相应增大。(2)木块开始移动时弹簧测力计的示数有何特点？提示：木块开始移动时弹簧测力计的示数达到最大，即最大静摩擦力。静摩擦力的数值存在一个范围，即0FFmax。【知识点睛】1.静摩擦力的大小(1)静摩擦力的大小比较复杂，一般会随着外力的变化而变化，0FFmax,其具

13、体数值必须结合运动状态，由实际情况来判断。(2)最大静摩擦力是指物体间静摩擦力的最大值。最大静摩擦力与正压力成正比(Fmax=FN),而静摩擦力的大小与正压力无关。2.静摩擦力大小的求解方法(1)根据物体的受力情况和平衡条件求解。(2)根据牛顿第二定律求解(此方法将在本书第四章学到)。【误区警示】静摩擦力不只产生在静止的物体上(1)静摩擦力产生于两个相对静止而又有相对运动趋势的物体间。(2)两物体只是相对静止，它们有可能都静止，也有可能都运动，因而静摩擦力不只产生在静止的物体上。【典例2】(2013岳阳高一检测)如图所示，一个M=2 kg的物体放在=0.2 的粗糙水平面上，用一条质量不计的细绳

14、绕过定滑轮和一只m0=0.1 kg 的小桶相连。已知M与水平面间的最大静摩擦力Fm=4.5 N，滑轮的摩擦不计，g=10 N/kg,求在以下情况中M受到的摩擦力的大小。(1)只挂m0,处于静止状态时；(2)只挂m0,但在M上再放一个M=3 kg的物体时；(3)只在桶内加入 m1=0.33 kg的沙子时。【解题指南】解答本题时应明确以下两点：(1)m0静止时，根据二力平衡知：FT=m0g。(2)M静止时，根据二力平衡知：Ff=FT。【解析】(1)因为m0g=1 NFm,M处于静止状态，所以受静摩擦力作用，由二力平衡得F1=m0g=1 N。(2)在M上再放一个M=3 kg的物体，M仍静止，故受静摩

15、擦力F2=F1=m0g=1 N。(3)因为(m0+m1)g=4.3 NFfmax，物体在水平地面上向左运动，与水平地面之间的摩擦力为滑动摩擦力Ff=FN=150 N 方向水平向右F2=100 NFAFC B.FAFBFCC.FA=FB=FC D.不能比较大小【解析】选C。物体质量相同，都与地面发生了相对运动，即物体与地面间的摩擦力均是滑动摩擦力，Ff=mg,故选C。5.如图所示,一辆汽车在平直公路上，车上有一木箱，试判断下列情况中，木箱所受摩擦力的方向：(1)汽车由静止加速运动时(木箱和车无相对滑动)；(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，

16、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，则汽车加速时，木箱由于惯性要保持原有的静止状态，因此它将相对于汽车向后滑动，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。(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，则木箱将相对汽车向前滑动，说明木箱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。(3)木箱随汽车一起匀速运动时，二者无相对滑动。假设木箱与汽车的接触面光滑，由于惯性，木箱仍做匀速直线运动，木箱与汽车间无相对滑动，说明木箱与汽车间没有相对运动趋势，故木箱不受摩擦力。(4)汽车刹车，木箱相对于汽车向前滑动，易知木箱受到向后的滑动摩擦力。(5)汽车在匀速行驶过程中突然加速，木箱相对于汽车向后滑动，可知木箱受到向前的滑动摩擦力。答案：(1)向前(2)向后(3)不受摩擦力(4)向后(5)向前