高中物理必修《摩擦力》教學(xué)課件2

第三章摩擦力※※知道靜摩擦力產(chǎn)生的條件，會(huì)判斷靜摩擦力的方向※知道什么是最大靜摩擦力※※知道滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件，會(huì)判斷滑動(dòng)摩擦力的方向※※會(huì)用公式F＝μFN計(jì)算滑動(dòng)摩擦力的大小1課前預(yù)習(xí)2課內(nèi)探究3素養(yǎng)提升4課堂達(dá)標(biāo)5課時(shí)作業(yè)1．定義：兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們發(fā)生__________或具有__________________時(shí)，就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生阻礙__________或____________的力，這種力叫做摩擦力。2．分類：_________、______________和滾動(dòng)摩擦力。摩擦力相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力摩擦力項(xiàng)目靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力定義兩個(gè)只有________________，沒有_____________的物體間的摩擦力兩個(gè)發(fā)生______________的物體間的摩擦力產(chǎn)生條件(1)兩物體接觸且擠壓，即存在_________。(2)接觸面__________。(3)兩物體接觸面間有______________。(1)兩物體接觸且擠壓，即存在_________。(2)接觸面_________。(3)兩物體間存在____________。相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)彈力不光滑相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)彈力不光滑相對(duì)運(yùn)動(dòng)摩擦力項(xiàng)目靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力方向與接觸面________，并且跟物體的______________方向相反與接觸面_________，并且跟物體的______________方向相反大小范圍：______________，F(xiàn)max為______________公式：F＝__________，μ為______________作用效果阻礙______________阻礙______________相切相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相切相對(duì)運(yùn)動(dòng)0<F≤Fmax最大靜摩擦力μFN動(dòng)摩擦因數(shù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)1．定義：一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面_______時(shí)產(chǎn)生的摩擦。2．大?。寒?dāng)壓力相同時(shí)，滾動(dòng)摩擦比滑動(dòng)摩擦___得多。3．應(yīng)用：滾動(dòng)軸承。滾動(dòng)摩擦力滾動(dòng)小『判一判』(1)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面滑動(dòng)時(shí)，一定產(chǎn)生摩擦力。(

)(2)摩擦力一定作用于兩個(gè)相互接觸的物體之間。(

)(3)靜止的物體受到的摩擦力一定是靜摩擦力。(

)(4)運(yùn)動(dòng)的物體受到的摩擦力一定是滑動(dòng)摩擦力。(

)(5)摩擦力一定是阻力。(

)×√×××C解析：滑動(dòng)摩擦力與正壓力有關(guān)，在動(dòng)摩擦因數(shù)不變的前提下，正壓力越大，摩擦力越大。拖地時(shí)使勁向下壓拖把，就是為了增加正壓力從而達(dá)到增大拖把與地面之間的摩擦力的目的，選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤，故選C。答案：2.4N解析：根據(jù)F＝μFN，F(xiàn)＝1.2N，因?yàn)榧埖纳舷聝擅娑家艿綍鴮?duì)它的滑動(dòng)摩擦力，所以要把紙從書中拉出，拉力至少應(yīng)為2.4N。繩結(jié)是靠什么性質(zhì)的力使繩子連在一起或把物體綁在一起？為什么有的繩子不容易“死扣”？提示：靜摩擦力；動(dòng)摩擦因數(shù)太小(或繩子光滑)探究一對(duì)摩擦力及產(chǎn)生條件的理解1．產(chǎn)生條件靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力相同點(diǎn)①兩物體相互接觸且存在彈力；②接觸面粗糙不同點(diǎn)兩物體相對(duì)靜止但存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)兩物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)2．“相對(duì)”的含義“相對(duì)”指的是研究對(duì)象相對(duì)于與其接觸的物體而言，即指物體之間的相對(duì)靜止或相對(duì)運(yùn)動(dòng)，都是以施力物體為參考系的，而不一定是物體相對(duì)地的運(yùn)動(dòng)。3．作用效果(1)摩擦力阻礙的是接觸物體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。(2)摩擦力可以是阻力也可以是動(dòng)力，如勻速前進(jìn)的自行車，后輪受到的摩擦力為動(dòng)力，前輪受到的摩擦力為阻力。特別提醒：(1)靜止的物體可能受到滑動(dòng)摩擦力，運(yùn)動(dòng)的物體可能受到靜摩擦力。(2)摩擦力的方向可以與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同，也可以與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反。D解題指導(dǎo)：正確理解摩擦力的產(chǎn)生條件是解題的關(guān)鍵。解析：相互擠壓的粗糙物體間不一定產(chǎn)生摩擦力，只有相互擠壓的粗糙物體間，存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)才有摩擦力，故A錯(cuò)誤；只有相對(duì)靜止的物體才可能受到靜摩擦力，只有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體才有可能受到滑動(dòng)摩擦力，故B錯(cuò)誤；一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面滑動(dòng)時(shí)，如果接觸面粗糙，而又有彈力時(shí)才一定有摩擦力，故C錯(cuò)誤；摩擦力可以是阻力也可以是動(dòng)力，比如物體輕輕放在水平運(yùn)動(dòng)的傳送帶上受到的摩擦力就是動(dòng)力，故D正確。B解析：瓶子不動(dòng)，處于靜止?fàn)顟B(tài)，由物體的平衡條件可得手對(duì)瓶子的靜摩擦力與瓶子的重力等大反向，與手對(duì)瓶子握力的大小無關(guān)，故B正確；摩擦力的方向始終向上，C錯(cuò)誤；握力越大，手越干越粗糙，手對(duì)瓶子的最大靜摩擦力越大，瓶子越不易滑脫，但并沒有改變此時(shí)瓶子所受的靜摩擦力大小，故A、D均錯(cuò)誤。(1)如圖甲所示，用力向右拉A毛刷，毛刷仍靜止不動(dòng)。圖中A的毛刷為什么會(huì)彎曲？B的毛刷為什么沒彎曲？(2)如圖乙所示，用力拉B毛刷。圖中A、B毛刷為什么都發(fā)生了彎曲？提示：(1)A毛刷與地面之間產(chǎn)生了摩擦力；A、B毛刷之間沒產(chǎn)生摩擦力。(2)B與A之間和A與地面之間都產(chǎn)生了摩擦力。探究二摩擦力的有無及方向判定(3)力的作用效果判斷法：如果相互接觸的物體間存在摩擦力，則必有相應(yīng)的作用效果：平衡其他作用力或改變受力物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，可據(jù)此確定有無靜摩擦力。(4)相互作用判斷法：若甲對(duì)乙有摩擦力，則乙對(duì)甲也有摩擦力，并且甲、乙所受摩擦力的方向相反。2．“三步法”判斷摩擦力的方向(1)找出摩擦力的施力物體，并選擇此施力物體為參照物。(2)判斷受力物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向。(3)根據(jù)“摩擦力與其相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反”確定摩擦力的方向。解析：1.(1)木箱隨汽車一起由靜止加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，假設(shè)二者的接觸面是光滑的，則汽車加速時(shí)，木箱由于慣性要保持原有靜止?fàn)顟B(tài)。因此它將相對(duì)于汽車向后滑動(dòng)，而實(shí)際木箱沒有滑動(dòng)，說明木箱有相對(duì)汽車向后滑動(dòng)的趨勢(shì)，所以，木箱受到向前的靜摩擦力。(2)汽車剎車時(shí)，速度減小，假設(shè)木箱與汽車的接觸面是光滑的，則木箱將相對(duì)汽車向前滑動(dòng)，而實(shí)際木箱沒有滑動(dòng)，說明木箱有相對(duì)汽車向前滑動(dòng)的趨勢(shì)，所以木箱受到向后的靜摩擦力。(3)木箱隨汽車一起勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，二者無相對(duì)滑動(dòng)，假設(shè)木箱受水平向右的摩擦力，跟木箱接觸的物體只有汽車，汽車最多能對(duì)它施加兩個(gè)力(支持力F1和摩擦力F2)，由二力平衡條件知：F1與G抵消，但沒有力與F2抵消，不能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這與題意矛盾，所以假設(shè)錯(cuò)誤，即木箱不受摩擦力。(4)汽車剎車，木箱相對(duì)于汽車向前滑動(dòng)，易知木箱受到向后的滑動(dòng)摩擦力。(5)汽車在勻速過程中突然加速，木箱相對(duì)于汽車向后滑動(dòng)，易知木箱受到向前的滑動(dòng)摩擦力。點(diǎn)評(píng)：弄清摩擦力的方向的關(guān)鍵是：搞清物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或趨勢(shì))的方向，摩擦力既可以是動(dòng)力，也可以是阻力。解析：甲圖所示情況，物體A處于靜止?fàn)顟B(tài)，假設(shè)物體A受靜摩擦力作用，根據(jù)二力平衡可知，物體A的平衡狀態(tài)被破壞，因此假設(shè)是錯(cuò)誤的，故在甲圖情況下物體A不受摩擦力作用。乙圖所示情況，物體A也處于平衡狀態(tài)，由于物體A受向右的力F的作用，由二力平衡可知，物體A一定受向左的靜摩擦力作用。丙圖所示情況，用力F拉水平地面上的物體B，物體B及其上面的物體A保持相對(duì)靜止做勻速直線運(yùn)動(dòng)，假設(shè)物體A受靜摩擦力作用，根據(jù)二力平衡可知，物體A的平衡條件被破壞，因此假設(shè)是錯(cuò)誤的，故在丙圖情況下物體A不受摩擦力作用。丁圖所示情況，由于物體A做勻速直線運(yùn)動(dòng)，說明物體A在水平方向上受力平衡，根據(jù)二力平衡可知，物體A在水平方向上一定受到靜摩擦力的作用與F相平衡，靜摩擦力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反。某學(xué)生在研究滑動(dòng)摩擦力與哪些因素有關(guān)而設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。他用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)。實(shí)驗(yàn)中改變被拉木塊的數(shù)量、接觸面的材料、接觸面積的大小及木塊速度的大小，并將若干次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在下表中，試根據(jù)下表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析總結(jié)并回答下列問題：探究三摩擦力大小的計(jì)算實(shí)驗(yàn)次數(shù)接觸面材料拉動(dòng)木塊數(shù)木塊放置情況木塊運(yùn)動(dòng)速度彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)/N1木板1平放v較小3.502木板1平放v較大3.503木板1側(cè)放v較小3.504木板2平放v較小7.005化纖地毯1平放v較小8.006化纖地毯1側(cè)放v較小8.007化纖地毯2平放v較小16.00(1)物體間的滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)？有什么關(guān)系？(2)物體間的滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素?zé)o關(guān)？提示：(1)滑動(dòng)摩擦力與接觸面上的正壓力成正比，還與接觸面的材料有關(guān)，接觸面越粗糙，摩擦力越大。(2)滑動(dòng)摩擦力與接觸面積的大小、物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度大小無關(guān)。1．滑動(dòng)摩擦力的大小(1)公式法：根據(jù)公式f＝μFN計(jì)算。①正壓力FN是物體與接觸面間的壓力，不一定等于物體的重力，F(xiàn)N的大小根據(jù)受力情況確定。②動(dòng)摩擦因數(shù)μ與材料和接觸面的粗糙程度有關(guān)，而與物體間的壓力、接觸面的大小無關(guān)。(2)二力平衡法：物體處于平衡狀態(tài)(勻速運(yùn)動(dòng)、靜止)時(shí)，根據(jù)二力平衡條件求解。2．靜摩擦力的大小(1)大小范圍：0<f≤fmax。(2)計(jì)算：根據(jù)受力情況和二力平衡條件確定，大小總等于使物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的外力。(3)最大靜摩擦力fmax＝μ0FN。(μ0為最大靜摩擦力因數(shù))特別提醒：(1)滑動(dòng)摩擦力f的大小與物體運(yùn)動(dòng)的速度大小無關(guān)，與接觸面的大小無關(guān)。(2)最大靜摩擦力fmax略大于滑動(dòng)摩擦力，一般情況下，為分析問題方便，可認(rèn)為二者相等。(3)靜摩擦力可在0～fmax之間變化，不能用公式f＝μFN計(jì)算，且靜摩擦力與正壓力無關(guān)。解題指導(dǎo)：求解摩擦力大小的方法(1)明確所求摩擦力是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力。(2)靜摩擦力一般根據(jù)二力平衡來求。求解時(shí)應(yīng)注意物體是否處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，若物體處于減速或加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則二力平衡不成立。(3)滑動(dòng)摩擦力一般根據(jù)公式法計(jì)算，計(jì)算時(shí)注意滑動(dòng)摩擦力的大小與物體的速度大小、物體是否勻速運(yùn)動(dòng)無關(guān)，只取決于動(dòng)摩擦因數(shù)和正壓力的大小。解析：當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力為F滑＝μFN＝μG＝0.2×40N＝8N，故木塊受到桌面的最大靜摩擦力為8N。(1)加上F1、F2后，F(xiàn)1和F2相當(dāng)于一個(gè)方向向右的F＝F1－F2＝7N的力。由于F小于最大靜摩擦力，故木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，則木塊受到桌面靜摩擦力的作用，大小為7N，方向水平向左。(2)將F1撤去后，由于F2小于最大靜摩擦力，故木塊仍然保持靜止。由二力平衡知識(shí)知，木塊受到的靜摩擦力大小等于F2，即大小為6N，方向水平向右。(3)撤掉F2后，由于F1大于最大靜摩擦力，則木塊受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，大小為8N，方向水平向左。答案：(1)7N水平向左(2)6N水平向右(3)8N水平向左(1)用50N的水平方向的力推物體，地面對(duì)物體的摩擦力是______N。(2)至少要用______N的水平力，才能把物體推動(dòng)。(3)物體運(yùn)動(dòng)起來以后，若使其保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)在水平方向加______N的推力。508076(4)物體在運(yùn)動(dòng)過程中，若把水平推力增大到80N，地面對(duì)物體的摩擦力為_____N。(5)此后，若把推力減少到50N，直到靜止前，地面對(duì)物體的摩擦力為_____N。(6)若撤去外力，直到靜止前，地面對(duì)物體的摩擦力為_____N。解析：(1)因?yàn)?0N小于最大靜摩擦力80N，物體靜止，故摩擦力為50N。(2)至少用80N的力，才能將物體推動(dòng)。因?yàn)橹挥型屏Υ笥谧畲箪o摩擦力，物體才可以從靜止開始運(yùn)動(dòng)。(3)物體運(yùn)動(dòng)起來以后，受滑動(dòng)摩擦力作用，根據(jù)F＝μFN，F(xiàn)N＝200N，得F＝0.38×200N＝76N，故應(yīng)加76