2019-2020學(xué)年新教材高中物理 第三章 相互作用 2 摩擦力學(xué)案 新人教版必修1

2摩擦力學(xué)習(xí)目標1.知道滑動摩擦力的概念及產(chǎn)生條件，會判斷滑動摩擦力的方向(重點)2.知道滑動摩擦力的大小跟什么有關(guān)，會求滑動摩擦力(重點)3.知道靜摩擦力的概念及產(chǎn)生條件，會判斷靜摩擦力的方向(重點、難點)4.知道最大靜摩擦力的概念，知道靜摩擦力的大小范圍(難點)一、滑動摩擦力1定義：當一個物體在另一個物體表面滑動的時候，會受到另一個物體阻礙它滑動的力2方向：沿著接觸面，并且跟物體的相對運動的方向相反3大?。篎fFN(為動摩擦因數(shù))二、靜摩擦力1定義：兩個只有相對運動趨勢，而沒有相對運動的物體之間產(chǎn)生的摩擦力2方向：沿著接觸面，并且跟物體相對運動趨勢的方向相反3大?。悍秶?<F<Fmax，F(xiàn)max為最大靜摩擦力1正誤判斷(正確的打“”，錯誤的打“×”)(1)只要兩個物體之間有彈力產(chǎn)生，又有相對運動，兩個物體之間就一定存在滑動摩擦力(×)(2)滑動摩擦力一定存在于兩個運動的物體之間(×)(3)靜止的物體受到的摩擦力可能是滑動摩擦力()(4)靜摩擦力總是發(fā)生在相對靜止且有相對運動趨勢的物體之間()(5)運動的物體不可能受靜摩擦力的作用(×)2關(guān)于滑動摩擦力，以下說法中正確的是()A滑動摩擦力總是和物體的運動方向相反B滑動摩擦力總是阻礙物體間的相對運動C只有運動的物體才受到滑動摩擦力D滑動摩擦力總跟物體的重力成正比B滑動摩擦力總跟物體相對運動的方向相反，阻礙物體間的相對運動，但并不一定跟物體的運動方向相反，故選項A錯誤，B正確；滑動摩擦力產(chǎn)生在相對運動的物體間，靜止的物體也可以受滑動摩擦力，故選項C錯誤；滑動摩擦力的大小一定跟接觸面間的壓力成正比，但壓力不一定等于重力，所以，不能說滑動摩擦力跟物體的重力成正比，選項D錯誤3下列關(guān)于物體受靜摩擦力作用的敘述，正確的是()A靜摩擦力的方向一定與物體的運動方向相反B靜摩擦力的方向不可能與物體的運動方向相同C靜摩擦力的方向既可能與物體的運動方向相反，也可能與物體的運動方向相同D靜止物體所受摩擦力一定為零C靜摩擦力的方向總與物體的相對運動趨勢方向相反，與物體的運動方向沒有必然的聯(lián)系，靜止的物體也可能有相對運動趨勢滑動摩擦力1“相對運動”的意義滑動摩擦力存在于發(fā)生相對運動的兩個物體之間，“相對運動”可能是因為兩個物體一個靜止，另一個在運動；可能是因為兩個物體一個運動得快，另一個運動得慢；還可能是因為兩個物體運動方向相反所以發(fā)生相對運動的物體不一定處于運動狀態(tài)，可能是因為另一個物體在運動造成的2滑動摩擦力產(chǎn)生的條件(1)兩物體相互接觸擠壓(2)物體間的接觸面不光滑(3)兩物體間存在相對運動3滑動摩擦力的方向(1)在接觸面上，與接觸面相切，且與物體相對運動的方向相反(2)與物體的運動方向可能相同，也可能相反4滑動摩擦力的大小(1)公式法：根據(jù)公式FfFN計算正壓力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)物體的受力情況確定動摩擦因數(shù)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)(勻速運動或靜止)時，根據(jù)二力平衡條件求解【例1】如圖所示，質(zhì)量為20 kg的物體放在水平地面上，已知物體與水平地面間的最大靜摩擦力為120 N，動摩擦因數(shù)是0.5，物體的一端與一根勁度系數(shù)為4×103 N/m的輕質(zhì)彈簧相連(設(shè)彈簧的形變均在彈性限度內(nèi)，取g10 m/s2)，問：(1)將彈簧拉長2 cm時，物體受到地面的摩擦力Ff1多大？(2)將彈簧拉長4 cm時，物體受到地面的摩擦力Ff2多大？(3)物體在水平面上勻速運動時，彈簧形變量x多大？思路點撥：根據(jù)拉力F和最大靜摩擦力的大小關(guān)系判斷物體受靜摩擦力還是滑動摩擦力靜摩擦力可用二力平衡關(guān)系求解，滑動摩擦力可用公式FfFN求解解析(1)根據(jù)胡克定律Fkx，當x2 cm0.02 m時，F(xiàn)14×103×0.02 N80 N由于拉力F1小于最大靜摩擦力，物體具有向右的運動趨勢，此時物體受到地面的靜摩擦力大小為Ff180 N.(2)當x4 cm0.04 m時，F(xiàn)24×103×0.04 N160 N，大于最大靜摩擦力，物體已經(jīng)運動，這時摩擦力為滑動摩擦力，大小為Ff2FNmg0.5×20×10 N100 N.(3)當物體在水平面上勻速運動時，物體受滑動摩擦力，摩擦力和拉力為一對平衡力，即彈簧拉力Fmg100 N，由Fkx解得x m0.025 m.答案(1)80 N(2)100 N(3)0.025 m求解滑動摩擦力大小的思路(1)判斷滑動摩擦力的有無：根據(jù)接觸面的性質(zhì)和物體間是否產(chǎn)生相對運動，確定物體之間是否存在滑動摩擦力(2)求解方法的選?。喝绻矬w做勻速直線運動，可根據(jù)二力平衡法和公式法求解滑動摩擦力大小如果物體做非勻速直線運動，可根據(jù)公式FfFN求解滑動摩擦力的大小1一物體置于粗糙水平地面上，按如圖所示不同的放法，在水平力F的作用下運動，設(shè)地面與物體各接觸面間的動摩擦因數(shù)相等，則木塊受到的摩擦力的大小關(guān)系是()AFf甲Ff乙Ff丙BFf乙Ff甲Ff丙CFf丙Ff乙Ff甲DFf甲Ff乙Ff丙D物體在三種情況下所受摩擦力均為滑動摩擦力，由FfFNmg知，物體在三種情況下所受摩擦力大小相等，選項D正確靜摩擦力1靜摩擦力產(chǎn)生的條件(1)接觸面是粗糙的(2)兩物體相對靜止但存在相對運動趨勢(3)兩物體在接觸面上有正壓力(彈力)2四種方法判斷靜摩擦力的有無(1)條件判斷法：接觸面之間有壓力、粗糙且有相對運動趨勢(2)假設(shè)法：假設(shè)兩物體間無靜摩擦力，看物體是否相對滑動，判斷思路如下：(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動狀態(tài)，可據(jù)此確定有無靜摩擦力(4)相互作用判斷法：利用力的相互作用性，若甲對乙有靜摩擦力，則乙對甲也有靜摩擦力，據(jù)此可以判斷物體是否受靜摩擦力3靜摩擦力的方向(1)在接觸面上，與接觸面相切，且與物體相對運動趨勢的方向相反(2)與物體運動的方向可能相同，也可能相反4靜摩擦力的大小(1)探究：如圖所示(2)結(jié)論：靜摩擦力會隨著外力的改變而改變，由二力平衡可知，靜摩擦力大小總等于使物體發(fā)生相對運動趨勢的外力靜摩擦力有一個最大的限度，即最大靜摩擦力Fmax，靜摩擦力的大小范圍是0FFmax.【例2】如圖所示，物體A、B疊放在水平地面上，水平力F作用在A上，使二者一起向左做勻速直線運動，下列說法正確的是()AA、B之間無摩擦力BA受到B的摩擦力水平向左CB受到A的摩擦力水平向左D地面對B的摩擦力為靜摩擦力，水平向右思路點撥：C對A物體，由于A勻速運動，由水平方向二力平衡可知，B對A的摩擦力必與F等值反向，故選項A、B錯誤；對B物體，由力的作用的相互性可知，A對B的摩擦力一定與B對A的摩擦力反向，故B受到A的摩擦力水平向左，選項C正確；對A、B整體分析，由于A、B一起向左勻速運動，則地面對B的摩擦力為滑動摩擦力，且水平向右，故選項D錯誤上例中，若將二者一起向左做勻速直線運動改為二者一直靜止不動，其他條件不變，分析A、B受到摩擦力的大小和方向提示A受到B向右的靜摩擦力；B受到A向左的靜摩擦力和地面向右的靜摩擦力靜摩擦力與運動的關(guān)系辨析(1)受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的，關(guān)鍵決定于相對另一物體是否有相對運動趨勢(2)靜摩擦力阻礙的是物體間的相對運動趨勢，但不一定阻礙物體的運動，即靜摩擦力不一定是阻力方向與物體運動方向可能相同，也可能相反，還可能成一定夾角(3)皮帶不打滑說明皮帶與輪接觸處，皮帶相對于輪靜止，靜摩擦力對主動輪是阻力，對從動輪是動力2(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在水平推力F的作用下靜止在豎直墻壁上，若推力F的大小增加到2F，則()A木塊所受墻面的彈力增加到原來的2倍B木塊所受墻面的摩擦力增加到原來的2倍C木塊所受墻面的摩擦力方向向下D木塊所受墻面的摩擦力不變AD由于木塊是靜止的，所以木塊與墻面之間的摩擦力為靜摩擦力，木塊在水平方向上受到推力F和墻對它的彈力FN，它們是一對平衡力，即FNF，則當F增加到2F時，F(xiàn)N也增加到2F，A正確；在豎直方向上，木塊的重力與墻面對木塊的靜摩擦力是一對平衡力，即木塊受到墻面的靜摩擦力大小恒等于木塊的重力大小，方向與重力的方向相反，即沿墻面向上，B、C錯誤，D正確課堂小結(jié)知識脈絡(luò)1.兩個相互接觸并互相擠壓的物體發(fā)生相對運動或具有相對運動的趨勢時，在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對運動或相對運動趨勢的力叫作摩擦力2摩擦力產(chǎn)生的條件：(1)接觸面粗糙；(2)兩個物體之間有彈力；(3)有相對運動或相對運動趨勢這三個條件缺一不可，必須同時滿足才能產(chǎn)生摩擦力3滑動摩擦力的大小FfFN.4靜摩擦力的大小范圍：0<FFmax.靜摩擦力與正壓力無關(guān)，最大靜摩擦力FmaxFN.1下列關(guān)于靜摩擦力的說法中，正確的是()A兩個相對靜止的物體間一定有靜摩擦力B受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的C靜摩擦力對物體的運動總是起阻礙作用D靜摩擦力一定比滑動摩擦力大B兩個相對靜止的物體間要滿足靜摩擦力產(chǎn)生的全部條件才有摩擦力，選項A錯誤；受靜摩擦力作用的物體相對于靜摩擦力的施力物體靜止，但不一定是靜止的，選項B正確；無論靜摩擦力還是滑動摩擦力，都可以與運動的方向相同，選項C錯誤；靜摩擦力大小在零和最大靜摩擦力之間，只有最大靜摩擦力比滑動摩擦力大，選項D錯誤2如圖所示，靜止在水平桌面上的木塊在水平方向受到推力F1、F2和摩擦力Ff的作用已知F110 N，F(xiàn)22 N，則木塊受到的摩擦力大小為()A2 NB10 NC8 N D12 NCFf方向水平向左，由平衡條件可得：F1F2Ff0，可解得FfF1F28 N，故C選項正確3如圖所示，一平板小車在外力作用下由靜止向右滑行一段距離x，同時車上的物體A相對車向左滑行L，此過程中物體A受到的摩擦力方向如何，該摩擦力是動力還是阻力()A水平向左，阻力B水平向左，動力C水平向右，阻力 D水平向右，動力D由于物體相對小車向左滑動，那么受到小車向右的滑動摩擦力的作用，但相對地面是向右運動的，即滑動摩擦力的方向與物體的運動方向相同，所以是動力，故D對4(多選)如圖所示，在水平地面上疊放著A、B、C三個完全相同的物塊，當用水平力F作用于B時，A、B、C均處于靜止狀態(tài)，則下列判斷正確的是()AB對A的摩擦力大小等于FBA對B的摩擦力大小等于CB對C的摩擦力大小等于F D地面對C的摩擦力大小等于FCD以A為研究對象，根據(jù)平衡條件得知，B對A沒有摩擦力，由力的作用是相互的可知，A對B的摩擦力也為零，故A、B錯誤；以A、B組成的整體為研究對象，根據(jù)平衡條件得知，C對B的摩擦力大小等于F，方向水平向左，則B對C的摩擦力大小等于F，方向水平向右，故C正確；以A、B、C三個物塊組成的整體為研究對象，根據(jù)平衡條件得，地面對C的摩擦力大小等于F，方向水平向左，故D正確5如圖所示，物體A重40 N，物體B重20 N，A與B、A與地面間的動摩擦因數(shù)相同，物體B用細繩系在豎直墻面上，當水平力F32 N時，才能將A勻速拉出，求：(1)接觸面間的動摩擦因數(shù)；(2)物體A所受物體B的摩擦力的大小和方向；(3)物體A所受地面的摩擦力的大小和方向解析以A物體為研究對象，則物體B對其壓力FN2GB，地面對A的支持力FN1GAGB，所以A受B的滑動摩擦力Ff2FN2GB，A受地面的摩擦力Ff1FN1(GAGB)，由題意得FFf1Ff2，將F32 N，GA40 N，GB20 N，代入解得0.4，F(xiàn)f2GB8 N，方向水平向左；Ff1(GAGB)24 N，方向水平向左答案(1)0.4(2)8 N水平向左(3)24 N水平向左- 9 -