人教版高中物理必修第一冊第3章相互作用-力2摩擦力課件

第三章相互作用——力2.摩擦力自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)合作探究·釋疑解惑課堂小結(jié)隨

堂

練

習(xí)課標(biāo)定位1.理解滑動摩擦力和靜摩擦力的產(chǎn)生條件。2.會判斷摩擦力的方向并計(jì)算摩擦力的大小。3.知道最大靜摩擦力的概念。素養(yǎng)闡釋1.通過實(shí)例分析,體會摩擦力概念的形成過程,掌握判斷摩擦力有無以及摩擦力方向的科學(xué)思維方法。2.通過實(shí)驗(yàn)探究,掌握應(yīng)用“二力平衡”分析計(jì)算摩擦力大小的研究方法。

自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)一、滑動摩擦力1.定義:兩個(gè)相互接觸的物體,當(dāng)它們相對滑動時(shí),在接觸面上會產(chǎn)生一種阻礙相對運(yùn)動的力,這種力叫作滑動摩擦力。2.方向:沿著接觸面,并且跟物體相對運(yùn)動的方向相反。3.滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)?如何計(jì)算滑動摩擦力的大小?提示:滑動摩擦力的大小跟接觸面上壓力的大小及接觸面的粗糙程度、材質(zhì)等有關(guān)?；瑒幽Σ亮Υ笮〉挠?jì)算公式Ff=

μF壓。二、靜摩擦力1.定義:相互接觸的兩個(gè)物體之間只有相對運(yùn)動的趨勢,而沒有相對運(yùn)動時(shí),這時(shí)的摩擦力叫作靜摩擦力。2.方向:總是跟物體相對運(yùn)動趨勢的方向相反。3.靜摩擦力是否能無限度地增大?如不能,請說出靜摩擦力的取值范圍。提示:靜摩擦力的增大是有限度的,其大小在0與最大靜摩擦力Fmax之間?！舅伎加懻摗?/p>

1.判斷下列說法的正誤。(1)滑動摩擦力的方向一定與物體的運(yùn)動方向相反。(

)(2)物體所受的滑動摩擦力與物體的重力成正比。(

)(3)靜摩擦力就是靜止物體受到的摩擦力。(

)(4)在壓力一定時(shí),靜摩擦力的大小可以變化,但有一個(gè)限度。(

)提示:(1)×

(2)×

(3)×

(4)√2.如圖甲所示,小孩用50N的水平力推木箱,木箱不動,此時(shí)木箱與地面間的摩擦力大小為Ff1;如圖乙所示,小孩用60N的水平力恰能推動木箱,此時(shí)木箱與地面間的摩擦力大小為Ff2;如圖丙所示,小孩把木箱推動了,此時(shí)木箱與地面間的摩擦力大小為Ff3。若木箱對地面的壓力大小為100N,木箱與地面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.55,則Ff1、Ff2、Ff3的大小分別為多少?提示:題圖甲中,木箱未被推動,木箱與地面間的靜摩擦力與推力平衡,故Ff1=50

N;題圖乙中,用60

N的水平力恰能推動木箱,故木箱與地面間的靜摩擦力達(dá)到最大值,即Ff2=60

N;題圖丙中,小孩把木箱推動了,木箱受滑動摩擦力,大小為Ff3=μF壓=0.55×100

N=55

N。

合作探究·釋疑解惑知識點(diǎn)一對滑動摩擦力的理解問題引領(lǐng)按如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置做一做:用力拉動木板,使之在桌面上滑動。(1)木塊受到的摩擦力大小和彈簧測力計(jì)的示數(shù)有什么關(guān)系?方向向哪?(2)受到滑動摩擦力作用的物體一定運(yùn)動嗎?滑動摩擦力的方向與物體的運(yùn)動方向有關(guān)嗎?滑動摩擦力的方向與物體的相對運(yùn)動方向有何關(guān)系?(3)在木塊上添加重物,增大木塊對木板的壓力時(shí),摩擦力如何變化?(4)在木板上鋪一塊(較粗糙的)毛巾,摩擦力如何變化?提示:(1)相等,方向沿接觸面水平向右。(2)

受到滑動摩擦力作用的物體不一定運(yùn)動,滑動摩擦力的方向與物體的運(yùn)動方向無關(guān),滑動摩擦力的方向與物體的相對運(yùn)動方向相反。(3)增大。(4)增大。歸納提升1.“相對運(yùn)動”的意義滑動摩擦力存在于發(fā)生相對運(yùn)動的兩個(gè)物體之間,但并不意味著受滑動摩擦力的物體相對于地面是運(yùn)動的,即受到滑動摩擦力作用的物體不一定運(yùn)動,相對運(yùn)動的兩個(gè)物體也不一定都運(yùn)動。2.產(chǎn)生條件(1)兩物體直接接觸且相互擠壓(即有彈力)。(2)接觸面粗糙。(3)兩物體間有相對運(yùn)動。3.方向與相對運(yùn)動方向相反,與物體的運(yùn)動方向無直接關(guān)系,可能與物體的運(yùn)動方向相同,可能相反,也可能與運(yùn)動方向不在同一直線上。4.大小由公式Ff=μF壓計(jì)算(也可以由二力平衡來求解)。(1)F壓是兩個(gè)相接觸的物體間的壓力,它的大小不一定等于重力。(2)動摩擦因數(shù)μ的大小由接觸面的材料和接觸面的粗糙程度決定,與F壓無關(guān)。(3)滑動摩擦力的大小與接觸面的面積無關(guān),與物體間相對運(yùn)動速度的大小無關(guān)。典型例題【例題1】

重為100N、長為l=2m的均勻木棒放在水平桌面上,如圖所示,木棒從原地移動以后,用30N的水平推力,就可以使木棒做勻速運(yùn)動。求:(1)木棒與桌面間的動摩擦因數(shù)μ;(2)當(dāng)水平推力使木棒勻速運(yùn)動至木棒有0.5m露出桌面時(shí)(如圖所示),水平推力的大小F;(3)當(dāng)撤去推力后,木棒減速向右運(yùn)動(露出桌面的長度小于1m)的過程中,受到的摩擦力大小。答案:(1)0.3 (2)30N (3)30N解析:(1)推力F與滑動摩擦力相等時(shí),木棒做勻速運(yùn)動,所以F=μmg(2)當(dāng)水平推力使木棒勻速運(yùn)動至木棒有0.5

m露出桌面時(shí),水平推力等于此時(shí)的滑動摩擦力,而滑動摩擦力與接觸面的面積大小無關(guān),則滑動摩擦力Ff=μF壓=μmg不變,所以F=30

N。(3)滑動摩擦力的大小與速度無關(guān),大小仍為30

N?；瑒幽Σ亮Ψ较虻呐袛?(1)選研究對象(受滑動摩擦力作用的物體)。(2)選跟研究對象接觸的物體為參考系。(3)找出研究對象相對參考系的運(yùn)動方向。(4)滑動摩擦力的方向與相對運(yùn)動的方向相反?！咀兪接?xùn)練1】

下列有關(guān)滑動摩擦力的說法,正確的是(

)A.有壓力一定有滑動摩擦力B.有滑動摩擦力一定有壓力C.滑動摩擦力的方向一定與物體的運(yùn)動方向相反D.只有運(yùn)動的物體才受滑動摩擦力答案:B解析:產(chǎn)生滑動摩擦力的條件有三個(gè),正壓力(相互接觸且擠壓)、接觸面粗糙、發(fā)生相對滑動,缺一不可。由滑動摩擦力的產(chǎn)生條件可知,A錯誤,B正確。滑動摩擦力的方向與物體相對運(yùn)動的方向相反,C錯誤?；瑒幽Σ亮Πl(fā)生于相對滑動的兩物體之間,兩個(gè)物體中可能有一個(gè)相對地面是靜止的,故D錯誤。知識點(diǎn)二對靜摩擦力的理解問題引領(lǐng)如圖所示,某商場的自動扶梯,臺階面水平,扶手是成一定傾角的斜面。某顧客乘坐扶梯,將一小物體放在了傾斜的扶手上,人、物體隨扶梯一起勻速運(yùn)動。勻速上行時(shí),人受摩擦力為F1,扶手上物體受摩擦力為F2;勻速下行時(shí),人受摩擦力為F3,扶手上物體受摩擦力為F4。討論并回答下列關(guān)于這些摩擦力的問題:(1)人受到哪種摩擦力的作用?F1、F3的大小分別是多少?(2)物體受到哪種摩擦力的作用?F2、F4的方向如何?(3)受到靜摩擦力作用的物體一定是靜止的嗎?靜摩擦力的方向與物體的運(yùn)動方向有關(guān)嗎?提示:(1)人在勻速上行或下行時(shí),重力和支持力二力平衡,不受摩擦力作用,F1、F3均為零。(2)物體在勻速上行或下行時(shí),都有沿扶手下滑的趨勢,所以物體受到的是靜摩擦力的作用,F2、F4均沿扶手向上。(3)受到靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的,靜摩擦力的方向與物體的運(yùn)動方向無關(guān)。歸納提升1.“相對靜止”的意義有靜摩擦力作用的兩物體是“相對”靜止的,即這兩個(gè)物體的運(yùn)動狀態(tài)相同。而相對于地面,它們不一定靜止,所以受到靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的,也有可能是運(yùn)動的。2.產(chǎn)生條件(1)兩物體直接接觸且相互擠壓(即有彈力)。(2)接觸面粗糙。(3)兩物體間有相對運(yùn)動趨勢。3.方向靜摩擦力的方向與相對運(yùn)動趨勢方向相反,與物體運(yùn)動方向無直接關(guān)系,既可以與運(yùn)動方向相同,也可以與運(yùn)動方向相反或成某一夾角。靜摩擦力方向的判斷方法:(1)直接法:對于相對運(yùn)動趨勢比較明顯的情況,可以根據(jù)“靜摩擦力的方向沿著接觸面與相對運(yùn)動趨勢的方向相反”直接判斷。(2)利用假設(shè)法判斷:若物體的相對運(yùn)動趨勢不易判斷,可假設(shè)接觸面光滑,看物體怎樣運(yùn)動,根據(jù)相對運(yùn)動的方向判斷物體間相對運(yùn)動趨勢的方向,從而判斷靜摩擦力的方向。(3)根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)判斷:除要研究的摩擦力外,看物體所受的其他作用力與物體的運(yùn)動狀態(tài)是否滿足相應(yīng)的受力特點(diǎn)(目前主要應(yīng)用二力平衡的規(guī)律)。若需要向左的摩擦力才能使物體的受力情況與運(yùn)動情況滿足相應(yīng)的規(guī)律,則摩擦力向左;若需要向右的摩擦力才能使物體的受力情況與運(yùn)動情況滿足相應(yīng)的規(guī)律,則摩擦力向右。(4)利用力的作用效果分析: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,或平衡其他作用力或改變受力物體的運(yùn)動狀態(tài),可利用作用效果確定摩擦力的方向。(5)根據(jù)力的相互性:若甲、乙兩物體間有摩擦力,并且能判斷出甲對乙的摩擦力的方向,則乙對甲的摩擦力的方向與甲對乙的摩擦力的方向相反。4.大小(1)范圍:0<F≤Fmax。(2)計(jì)算:物體處于勻速或靜止時(shí),根據(jù)二力平衡條件求解。(3)靜摩擦力大小與壓力無關(guān)。典型例題【例題2】

(多選)如圖所示,一質(zhì)量為m的木塊靠在豎直粗糙的墻壁上,且受到水平力F的作用,下列說法正確的是(

)A.若木塊靜止,則木塊受到的靜摩擦力大小等于mg,方向豎直向上B.若木塊靜止,當(dāng)F增大時(shí),木塊受到的靜摩擦力隨之增大C.若木塊與墻壁間的動摩擦因數(shù)為μ,當(dāng)木塊沿墻壁向下運(yùn)動時(shí),則墻壁對木塊的摩擦力大小為μFD.若開始時(shí)木塊靜止,當(dāng)撤去F,木塊沿墻壁下滑時(shí),木塊不受摩擦力作用答案:ACD解析:若木塊靜止,則木塊受到的靜摩擦力與重力平衡,大小為mg,方向豎直向上,故A正確,B錯誤;由滑動摩擦力的計(jì)算公式可知,Ff=μF,故C正確;當(dāng)撤去F時(shí),墻與木塊間無彈力,則木塊不受摩擦力作用,故D正確。【變式訓(xùn)練2】

如圖所示,物塊a靜止在水平地面上,物塊b疊放在物塊a上?，F(xiàn)對物塊a施加一個(gè)水平向左的恒定拉力F,a、b仍然都處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是(

)A.a受b向右的摩擦力B.b受a向左的摩擦力C.a、b接觸面間的動摩擦因數(shù)一定為零D.地面對a的摩擦力大小等于F答案:D解析:a、b相對靜止且二者相對于地面也靜止,以b為研究對象,a與b之間沒有相對運(yùn)動趨勢,a與b之間沒有摩擦力,A、B錯誤;a、b之間無摩擦力,動摩擦因數(shù)不一定為零,C錯誤;a在水平方向上受拉力F和地面對其的摩擦力作用,二力平衡,所以地面對a的摩擦力大小為F,D正確。課堂小結(jié)隨

堂

練

習(xí)1.(多選)(滑動摩擦力的理解)下列關(guān)于滑動摩擦力的說法正確的是(

)A.相互接觸且發(fā)生相對運(yùn)動的物體間一定能產(chǎn)生滑動摩擦力B.只有運(yùn)動的物體才可能受到滑動摩擦力的作用C.受彈力作用的物體可能會受到滑動摩擦力的作用D.滑動摩擦力的方向總是垂直于彈力方向答案:CD解析:接觸面粗糙、相互接觸且相互擠壓并發(fā)生相對運(yùn)動的物體間一定能產(chǎn)生滑動摩擦力,選項(xiàng)A錯誤;靜止的物體也可能受到滑動摩擦力的作用,選項(xiàng)B錯誤;受彈力作用的物體如果接觸面光滑,或者無相對運(yùn)動,就不會受到滑動摩擦力的作用,選項(xiàng)C正確;受滑動摩擦力作用的物體一定會受到彈力的作用,滑動摩擦力與彈力方向相互垂直,選項(xiàng)D正確。2.(滑動摩擦力的大小)一物體置于粗糙水平地面上,按如圖所示的不同放法,在水平力F的作用下運(yùn)動,設(shè)地面與物體各接觸面間的動摩擦因數(shù)相等,則物體受到的摩擦力的大小關(guān)系是(

)A.Ff甲>Ff乙>Ff丙

B.Ff乙>Ff甲>Ff丙C.Ff丙>Ff