物理：3.3《摩擦力》(新人教版必修1)(1)省公開(kāi)課一等獎(jiǎng)全國(guó)示范課微課金獎(jiǎng)?wù)n件

3.3摩擦力第1頁(yè)

課前導(dǎo)航

不“聽(tīng)話”鉛筆

伸出兩個(gè)食指，使兩手指平行且位于同一水平面，把一根鉛筆放在這兩個(gè)指頭上，這時(shí)候使兩個(gè)指頭慢慢地向中間靠攏，經(jīng)過(guò)移動(dòng)手指方法來(lái)移動(dòng)鉛筆，會(huì)發(fā)覺(jué)一個(gè)有趣現(xiàn)象：鉛筆總是先相對(duì)一指滑動(dòng)一下，再相對(duì)另一指滑動(dòng)一下，相對(duì)兩指交替移動(dòng)，有時(shí)動(dòng)得多，有時(shí)動(dòng)得少．到底哪個(gè)手指能夠使鉛筆移動(dòng)，完全不受操縱者支配，鉛筆似乎很不“聽(tīng)話”．

請(qǐng)你思索：

1．是什么力使鉛筆在手指上發(fā)生了移動(dòng)？是不是摩擦力？

2．為何鉛筆總是相對(duì)手指交替移動(dòng)？關(guān)鍵在哪里？

3．假如給一只手指戴上一只絨布手套，再做這個(gè)試驗(yàn)，跟以前相比，鉛筆變得“聽(tīng)話”一些了嗎？

4．你猜到影響摩擦力大小原因有哪些了嗎？第2頁(yè)

基礎(chǔ)梳理第3頁(yè)第4頁(yè)

知識(shí)精析

一、摩擦力及產(chǎn)生條件

1．摩擦力產(chǎn)生條件是：(1)兩物體相互壓緊有彈力作用；(2)接觸面不光滑；(3)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)．這三個(gè)條件必須同時(shí)滿足才有摩擦力產(chǎn)生．

2．靜摩擦力中“靜”和滑動(dòng)摩擦力中“動(dòng)”都是相正確，指是接觸面之間相對(duì)靜止或相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而不是物體對(duì)地運(yùn)動(dòng)，所以，靜止物體也可能受到滑動(dòng)摩擦力作用，而運(yùn)動(dòng)物體也可能受到靜摩擦力作用．

3．摩擦力妨礙是接觸物體之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，而不是妨礙物體對(duì)地運(yùn)動(dòng)，所以，摩擦力能夠是阻力，也能夠是動(dòng)力．

4．摩擦力方向與接觸面相切，與相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反，但可能與物體運(yùn)動(dòng)方向同向、反向或有一定夾角．比如趴在勻速行駛火車車廂后壁上一只壁虎，受到靜摩擦力方向豎直向上以阻止它下滑，與運(yùn)動(dòng)方向夾角為90°.第5頁(yè)

二、靜摩擦力方向與大小

1．判斷靜摩擦力是否存在，可用以下兩種方法．

(1)條件判斷法依據(jù)是否滿足靜摩擦力存在條件判定，其中“看物體間有沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)”是關(guān)鍵也是難點(diǎn)．相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)：假如兩物體間光滑，物體會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因?yàn)閮晌矬w間不光滑(有摩擦力)，物體保持相對(duì)靜止，這么物體就有“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)”．

(2)假設(shè)法在判斷物體間是否存在靜摩擦力時(shí)，先假設(shè)接觸面是光滑，看物體是否會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)；假如物體仍保持相對(duì)靜止，則物體不受靜摩擦力，反之則受靜摩擦力．第6頁(yè)

2．靜摩擦力方向一定沿接觸面，與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反．相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向能夠采取假設(shè)法判斷：假設(shè)接觸面光滑，原來(lái)保持相對(duì)靜止但有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)物體，就有了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，物體運(yùn)動(dòng)方向也就是原來(lái)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向．另外也能夠用二力平衡條件判定，如圖14-1所表示，用手握住酒瓶靜止不動(dòng)時(shí)，由二力平衡知，手對(duì)酒瓶靜摩擦力一定豎直向上(與重力反向)．

圖14-1第7頁(yè)

3．靜摩擦力大小沒(méi)有固定計(jì)算公式，這一點(diǎn)與滑動(dòng)摩擦力是不一樣，靜摩擦力大小伴隨相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)強(qiáng)弱改變而在0到最大靜摩擦力Fmax之間改變，跟接觸面相互擠壓力無(wú)直接關(guān)系，求解大小時(shí)普通用平衡條件(當(dāng)然，當(dāng)我們學(xué)習(xí)了牛頓運(yùn)動(dòng)定律后，也可用牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解)．而最大靜摩擦力略大于滑動(dòng)摩擦力，無(wú)特殊說(shuō)明時(shí)，可認(rèn)為它們數(shù)值相等．

三、滑動(dòng)摩擦力大小計(jì)算

1．公式法：依據(jù)公式F=μFN計(jì)算．說(shuō)明：(1)公式中FN是兩個(gè)物體表面間壓力，稱為正壓力(垂直于接觸面力)，性質(zhì)上屬于彈力，它不是物體重力，許多情況下需結(jié)合物體平衡條件等加以確定．

(2)式中μ為動(dòng)摩擦因數(shù)，與材料和接觸面粗糙程度相關(guān)，與接觸面大小無(wú)關(guān)．

(3)滑動(dòng)摩擦力F大小與物體運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)，與接觸面大小也無(wú)關(guān)．

2．二力平衡法：物體處于平衡狀態(tài)(勻速、靜止)時(shí)，依據(jù)二力平衡條件求解．第8頁(yè)

方法指導(dǎo)

一、了解摩擦力

例1以下說(shuō)法正確是(

)

A．兩個(gè)相互接觸物體之間一定有彈力作用

B．一個(gè)物體靜止在另一個(gè)物體表面上，它們之間一定不存在摩擦力作用

C．兩個(gè)物體之間假如有彈力作用，就一定有摩擦力作用

D．兩個(gè)物體之間假如有摩擦力作用，就一定有彈力作用第9頁(yè)

解析

準(zhǔn)確了解摩擦力概念是解答這類問(wèn)題關(guān)鍵，詳細(xì)分析以下：

答案D選項(xiàng)內(nèi)容指向，聯(lián)絡(luò)分析結(jié)論A兩物體相接觸僅是彈力產(chǎn)生條件之一，要產(chǎn)生彈力，兩物體接觸面處必須發(fā)生彈性形變.錯(cuò)誤B兩物體相對(duì)靜止，可能有靜摩擦力存在.錯(cuò)誤C兩物體間有彈力僅是物體間存在摩擦力條件之一，要有摩擦力產(chǎn)生，還必須滿足表面粗糙和有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì).錯(cuò)誤D兩物體間有彈力是摩擦力存在前提條件.正確誤區(qū)警示本題易錯(cuò)選C.原因是沒(méi)搞清彈力與摩擦力存在條件，彈力是摩擦力存在必要條件，有摩擦力一定有彈力，有彈力不一定有摩擦力.第10頁(yè)

二、摩擦力判定

例2如圖14－2所表示，A、B兩物體豎直疊放在水平面上，今用水平力F拉B物體，兩物體均靜止，那么物體A是否受靜摩擦力作用呢？圖14-2

解析

因?yàn)榱ψ饔迷谖矬wB上，且A、B均靜止，故A相對(duì)B無(wú)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所以物體A不受靜摩擦力作用．該題還能夠用假設(shè)法：假設(shè)A受到靜摩擦力作用，該摩擦力方向一定與接觸面平行，即沿水平方向．依據(jù)力作用效果知，A物體在摩擦力作用下不可能處于平衡狀態(tài)，與題意是矛盾，故A物體不受靜摩擦力作用．

答案不受第11頁(yè)

變式訓(xùn)練1

(1)在例2已知條件下，若用水平力F作用于A物體，兩物體均靜止，那么A、B兩物體所受靜摩擦力情況怎樣？

(2)在例2已知條件下，若兩大小相等水平力F分別作用于物體A、B上．如圖14-3所表示，兩物體均靜止，A、B兩物體所受靜摩擦力情況又怎樣？圖14-3第12頁(yè)

解析

(1)假設(shè)A、B接觸面光滑，A物體在力F作用下向右運(yùn)動(dòng)．由此可得：A相對(duì)于B有向右運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，A受靜摩擦力方向向左，而B(niǎo)相對(duì)于A有向左運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，B受A靜摩擦力方向向右；將A、B看做一個(gè)整體，易知B相對(duì)地面有向右運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，地面給B靜摩擦力方向向左．

(2)A物體在力F作用下相對(duì)于B有向左滑趨勢(shì)，所以B對(duì)A靜摩擦力方向向右，B相對(duì)于A有向右運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所以A對(duì)B靜摩擦力方向向左；取A、B為一整體，因兩水平外力作用效果相抵消，B相對(duì)于地面無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所以B與地面間無(wú)靜摩擦力．

答案

(1)A受B靜摩擦力水平向左，B受A靜摩擦力水平向右，B受地面靜摩擦力水平向左．

(2)A受B靜摩擦力水平向右，B受A靜摩擦力水平向左，地面與B之間無(wú)靜摩擦力．第13頁(yè)

三、摩擦力大小計(jì)算

例3如圖14-4所表示，用水平力F將一個(gè)木塊壓在豎直墻壁上，已知木塊重G=6N，木塊與墻壁間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25.問(wèn)：

圖14-4

(1)當(dāng)F=25N時(shí)，木塊沒(méi)有動(dòng)，木塊受到摩擦力為多大？

(2)當(dāng)F增大為30N時(shí)，木塊仍靜止，木塊受到摩擦力為多大？

(3)當(dāng)F=10N時(shí)，木塊沿墻面下滑，此時(shí)木塊受到摩擦力為多大？

(4)當(dāng)F=6N時(shí)，木塊受到摩擦力又為多大？第14頁(yè)

解析

(1)對(duì)木塊進(jìn)行受力分析，木塊沒(méi)動(dòng)，說(shuō)明木塊處于平衡狀態(tài)，依據(jù)二力平衡條件知，木塊受靜摩擦力一定和重力大小相等，方向相反，F(xiàn)1＝6N.

(2)當(dāng)F增大為30N時(shí)，木塊與墻壁之間依然是靜摩擦力，這個(gè)力與重力相平衡，所以F2＝6N.

(3)當(dāng)F＝10N時(shí)，木塊沿墻面下滑，此時(shí)木塊和墻面之間是滑動(dòng)摩擦力，F(xiàn)3＝μFN＝0.25×10N＝2.5N.

(4)當(dāng)F＝6N時(shí)，木塊與墻之間仍是滑動(dòng)摩擦力，F(xiàn)4＝μFN＝0.25×6N＝1.5N.

答案

(1)6N

(2)6N

(3)2.5N

(4)1.5N

點(diǎn)評(píng)

(1)求解靜摩擦力大小時(shí)，要先對(duì)物體進(jìn)行受力分析，然后依據(jù)平衡條件求出大小．

(2)應(yīng)用公式F＝μFN求滑動(dòng)摩擦力大小時(shí)，關(guān)鍵是求解FN，普通情況下，只要在垂直于接觸面方向上進(jìn)行受力分析，再應(yīng)用平衡條件即可求出．要尤其注意：FN不一定等于mg.第15頁(yè)

變式訓(xùn)練2

如圖14-5所表示，質(zhì)量為m木塊被水平推力壓著，靜止在豎直墻壁上，若將推力F大小增加到2F，則(

)

圖14-5

A．木塊所受墻面彈力增加到原來(lái)2倍

B．木塊所受墻面摩擦力增加到原來(lái)2倍

C．木塊所受墻面摩擦力方向向下

D．木塊所受墻面摩擦力不變第16頁(yè)

解析

應(yīng)用二力平衡來(lái)判斷物與墻彈力和摩擦力情況，因?yàn)槟緣K是靜止，所以木塊與墻之間摩擦力應(yīng)為靜摩擦力．木塊在水平方向受到推力F和墻對(duì)它彈力FN，它們是一對(duì)平衡力，即FN＝F，則當(dāng)F增加到2F時(shí)，F(xiàn)N也增加到2F.在豎直方向上，木塊重力與墻面對(duì)木塊靜摩擦力是一對(duì)平衡力，即木塊受到墻面摩擦力恒等于木塊重力．物體相對(duì)墻壁有向下運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，因而靜摩擦力方向沿墻壁向上．總而言之，只有選項(xiàng)A、D正確．

答案

AD第17頁(yè)；/北京拓展基地北京拓展訓(xùn)練北京拓展培訓(xùn)企業(yè)ory19msq么；也夢(mèng)過(guò)幾次我們和爹在漢口鎮(zhèn)上開(kāi)店，在娘娘家吃飯，大家一起說(shuō)話，還有小青姐姐又撒小性子了。就是沒(méi)有夢(mèng)見(jiàn)過(guò)爹給咱們說(shuō)過(guò)什么，就是人常說(shuō)托夢(mèng)什么?！惫⒄f(shuō)：“我也是啊，總是做一些沒(méi)有什么特殊意義夢(mèng)。”耿直說(shuō)：“咱倆今兒個(gè)晚上又睡在這個(gè)屋子里了。若在天有靈，希望爹爹能回來(lái)告訴我們，他在哪里，我們回去了也……”聽(tīng)著耿直已經(jīng)帶著哭腔了，耿正伸手給弟弟掖掖被角，說(shuō)：“睡吧。說(shuō)不準(zhǔn)等我們睡著了，爹真得就回來(lái)給我們托夢(mèng)了呢！”耿直不再說(shuō)話，過(guò)一會(huì)兒也就沉沉地睡著了。耿正卻輾轉(zhuǎn)難眠，眼前總是在晃動(dòng)著當(dāng)年父子四人一同住在這個(gè)屋子里情景……耿英進(jìn)了西邊屋里時(shí)，看到娘娘已經(jīng)將兩床被褥都鋪好了，正坐在桌子邊上等她呢。再一看，洗腳盆、干毛巾也都放在那里。耿英說(shuō)：“娘娘，您洗了？”喬氏說(shuō)：“娘娘洗了。你快洗洗睡吧，明兒個(gè)一早還要趕路呢！”耿英說(shuō)：“娘娘您先睡，我馬上就好！”喬氏說(shuō)：“那我先睡了。你洗完了什么也不要收拾，趕快上來(lái)睡覺(jué)！”“唔！”耿英答應(yīng)著急忙洗罷，快速脫了外衣鉆進(jìn)松軟舒適被窩里。喬氏伸出手來(lái)給她掖掖被角，說(shuō)：“我吹燈了??！你閉眼睡吧，不早了！”耿英又聽(tīng)話地“唔”一聲。燈熄滅了。在黑暗中，耿英也是久久不能入睡。她假裝睡著了，一動(dòng)不動(dòng)地側(cè)臥在娘娘身邊。但她很顯著地感覺(jué)到，娘娘也并沒(méi)有很快睡著了。她時(shí)不時(shí)地盡可能輕輕動(dòng)一動(dòng)，但一直再?zèng)]有和耿英說(shuō)話。耿英知道，娘娘不是沒(méi)有想說(shuō)話，而是將許多想說(shuō)話都藏在心里了……后午夜了，在窗外一陣陣“呼呼啦啦”風(fēng)聲中，耿英終于沉沉地睡著了。第二天醒來(lái)，天已經(jīng)大亮了。聽(tīng)見(jiàn)東伢子在過(guò)廳里壓低嗓音兒說(shuō)：“姆媽，我買是剛宰好魚(yú)！”喬氏說(shuō)：“這么更加好，我簡(jiǎn)單清洗一下就能夠上籠蒸了！沒(méi)你事兒了，去看小伢子吧！”東伢子說(shuō)：“小伢子還沒(méi)醒呢。我先去給大白騾再加點(diǎn)兒草料吧！”耿英趕快起床收拾，發(fā)覺(jué)喬氏母女倆已經(jīng)將早飯準(zhǔn)備大半了……飽餐了香噴噴清蒸武昌魚(yú)拌新蒸米飯后，東伢子對(duì)喬氏說(shuō)