高中物理 第3章 相互作用 第3節(jié) 摩擦力課件 魯科版必修1.ppt

第3節(jié) 摩擦力,填一填,練一練,一、靜摩擦力與滑動摩擦力(見課本第7073頁),填一填,練一練,二、摩擦力的調控(見課本第75頁) 1.減小摩擦力的方法:減小物體表面的粗糙程度或改變相互接觸的材料來減小動摩擦因數(shù);變滑動摩擦為滾動摩擦。 2.增大摩擦力的方法:增大物體表面的粗糙程度或改變相互接觸的材料來增加動摩擦因數(shù);變滾動摩擦為滑動摩擦。,填一填,練一練,裝修工人在搬運材料時施加一個水平拉力將其從水平臺面上拖出,如圖所示,則在勻速拖出的過程中( ) A.材料與平臺之間的接觸面積逐漸減小,摩擦力逐漸減小 B.材料與平臺之間的接觸面積逐漸減小,拉力逐漸減小 C.平臺對材料的支持力逐漸減小,摩擦力逐漸減小 D.材料與平臺之間的動摩擦因數(shù)不變,支持力也不變,因而工人的拉力也不變,填一填,練一練,解析:勻速拉動的過程只能持續(xù)到重心離開臺面的瞬間,材料的重心在臺面上,故材料對臺面的壓力不變,故材料受到的支持力不變,故C錯誤;而在拉動過程中,動摩擦因數(shù)不變,由f=N可知摩擦力是不變的,故A、B錯誤;因為材料做勻速直線運動,所以工人的拉力是不變的,故D正確。 答案:D,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,對摩擦力的理解 由于摩擦力給我們留下的印象經常是消極的、被動的、負面的,有些同學總以為靜摩擦力是阻力,這種觀點是否正確?,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,靜摩擦力與滑動摩擦力的比較,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,【例題1】 導學號93960050下列關于摩擦力的說法,正確的是( ) A.相互接觸的兩物體間一定存在摩擦力 B.相互接觸且有擠壓的兩物體間一定存在摩擦力 C.摩擦力總是阻礙物體的相對運動或相對運動趨勢 D.摩擦力的方向總是與物體運動的方向相反 解析:相互接觸擠壓、接觸面粗糙、有相對運動或相對運動的趨勢是摩擦力產生的三個條件,三個條件必須同時滿足,才產生摩擦力,選項A、B錯誤;摩擦力的效果總是阻礙物體間的相對運動或相對運動趨勢,選項C正確;摩擦力的方向與物體相對運動的方向或相對運動趨勢的方向相反,與物體運動的方向可能相同,選項D錯誤。 答案:C,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,變式訓練1 (多選)下列關于摩擦力的說法正確的是( ) A.滑動摩擦力的大小一定與正壓力成正比 B.滑動摩擦力的方向一定與運動方向相反 C.摩擦力可能是動力 D.摩擦力一定是阻力 解析:實驗表明,滑動摩擦力的大小與正壓力成正比,A對。滑動摩擦力的方向一定與相對運動方向相反,與物體的運動方向不一定相反,B錯。摩擦力可能是動力,也可能是阻力,C對,D錯。 答案:AC,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,靜摩擦力的有無及其方向的判斷 消防戰(zhàn)士正在沿繩向上進行爬繩練習,他所受的摩擦力是靜摩擦力還是滑動摩擦力?該摩擦力的方向如何?,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,1.判斷靜摩擦力有無的方法 (1)條件判斷法。 根據(jù)靜摩擦力存在的三個條件判定,其中“看物體間有沒有相對運動趨勢”是關鍵也是難點。 相對運動趨勢:如果兩物體間光滑,物體會發(fā)生相對運動,由于兩物體間不光滑(有摩擦力),物體保持相對靜止,這樣的物體就有“相對運動趨勢”。 (2)假設法。 在判斷物體間是否存在靜摩擦力時,先假設接觸面是光滑的,看物體是否會發(fā)生相對運動,如果物體仍保持相對靜止,則物體不受靜摩擦力,反之則受靜摩擦力。 (3)平衡條件法。 根據(jù)二力平衡的條件判定。,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,2.判斷靜摩擦力方向的四種方法 (1)定義法。 靜摩擦力的方向與物體相對運動趨勢的方向相反。 (2)假設法。 若物體的相對運動趨勢不易判斷,可假設接觸面光滑,看物體會怎樣相對運動,根據(jù)相對運動的方向判斷物體間的相對運動趨勢的方向,從而判斷靜摩擦力的方向。 (3)平衡法。 若物體處于平衡狀態(tài),根據(jù)二力平衡,靜摩擦力與物體受到的另一個力大小相等方向相反,從而判斷靜摩擦力的方向。,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,(4)相互作用法。 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。,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,【例題2】 導學號93960051(多選)如圖所示,有三個相同的物體豎直疊放在一起,置于粗糙水平地面上,現(xiàn)用水平力F作用在B上,使三個物體一起勻速向右運動,下列說法中正確的是( ) A.C與地面之間有滑動摩擦力的作用,C所受摩擦力的方向水平向左 B.B與C之間有滑動摩擦力的作用,B所受摩擦力的方向水平向左 C.A與B之間有靜摩擦力的作用,A所受摩擦力的方向水平向右 D.B只受一個靜摩擦力的作用,靜摩擦力的方向水平向左,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,解析:由定義法可知,C與地面之間滿足產生滑動摩擦力的三個條件,即接觸且有壓力,接觸面粗糙,C與地面之間有相對滑動,所以C與地面之間有滑動摩擦力且C所受滑動摩擦力的方向向左,故選項A正確;B與C之間無相對滑動,因此兩者之間不可能產生滑動摩擦力,故選項B錯誤;假設A與B之間有靜摩擦力的作用,無論方向向哪都不能使A保持勻速運動,所以A與B之間無摩擦力作用,故選項C錯誤;與B接觸的面有兩個,A與B之間無摩擦力的作用,所以B與C之間一定有靜摩擦力的作用,要使B勻速運動,B與C之間的摩擦力與拉力F平衡,所以B只受C對它的靜摩擦力的作用,且摩擦力的方向水平向左,故選項D正確。 答案:AD,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,變式訓練2 下圖所示的皮帶傳動裝置中,O1是主動輪,O2是從動輪,A、B分別是皮帶上與兩輪接觸的點,C、D分別是兩輪邊緣與皮帶接觸的點,當O1順時針轉動時,若皮帶與兩輪間不打滑,則A、B、C、D各點所受靜摩擦力的方向是( ) A.向上,向下,向下,向上 B.向下,向上,向上,向下 C.向上,向上,向下,向下 D.向下,向下,向上,向上,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,解析:A、C點:假設接觸面突然光滑,則主動輪O1轉,皮帶不轉,故以主動輪上與A的接觸點C為參考系,A的相對運動方向向下,故不光滑時相對運動趨勢方向向下,A受到的靜摩擦力的方向向上;同理,C的運動趨勢方向向上,C受到的靜摩擦力的方向向下。B、D點:假設接觸面光滑,則從動輪O2不轉,皮帶轉,故以從動輪上與B的接觸點D為參考系,B的相對運動方向向下,故不光滑時相對運動趨勢方向向下,B受到的靜摩擦力的方向向上;同理,D的運動趨勢方向向上,D受到的靜摩擦力的方向向下。 答案:C,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,摩擦力大小的計算 滑動摩擦力公式中的正壓力是否在任何情況下都等于物體的重力?請舉例說明。,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,1.滑動摩擦力大小的計算 (1)公式法:根據(jù)公式f=N計算。 公式中的N是兩個物體表面之間的壓力,稱為正壓力(垂直于接觸面的力),性質上屬于彈力,它不是物體的重力。許多情況下需結合物體的平衡條件等加以確定。 式中的為動摩擦因數(shù),與材料和接觸面的粗糙程度有關,與接觸面的大小無關。 滑動摩擦力f的大小與物體的運動速度無關,與接觸面的大小也無關。 (2)二力平衡法:物體處于平衡狀態(tài)(如勻速運動、靜止)時,根據(jù)二力平衡條件求解。,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,2.靜摩擦力的大小 (1)大小:0ffmax。 (2)計算:當物體靜止或做勻速運動時,根據(jù)受力情況和二力平衡條件確定。 (3)最大靜摩擦力fmax略大于滑動摩擦力,一般情況下,為分析問題方便,可認為二者相等。,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,【例題3】 導學號93960052如圖所示,一個M=2 kg的物體放在=0.2的粗糙水平面上,用一條質量不計的細繩繞過定滑輪和一個m0=0.1 kg的小桶相連。已知M的最大靜摩擦力fm=4.5 N,滑輪上的摩擦不計,g取10 N/kg,求在以下情況中,M受到的摩擦力的大小。 (1)只掛m0,處于靜止狀態(tài)時; (2)只掛m0,但在M上再放一個M'=3 kg的物體時; (3)只在桶內加入m1=0.33 kg的砂子時; (4)只在桶內加入m2=0.5 kg的砂子時。,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,解析:(1)因為m0g=1 Nfm,故物體M運動,受到滑動摩擦力作用,由公式知f4=N=Mg=4 N。 答案:(1)1 N (2)1 N (3)4.3 N (4)4 N,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,變式訓練3 質量為2 kg的物體靜止在水平地面上,如圖所示,物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.5,最大靜摩擦力與滑動摩擦力視為相等。給物體一水平推力F。(g取10 N/kg) (1)當推力大小為5 N時,地面對物體的摩擦力是多大? (2)當推力大小為12 N時,地面對物體的摩擦力是多大? 解析:在地面上,N=mg,則滑動摩擦力(最大靜摩擦力fmax)大小為 fmax=N=mg=0.5×2×10 N=10 N。 (1)當拉力F=5 N時,Ffmax,物體滑動,則f滑=N=mg=10 N。 答案:(1)5 N (2)10 N,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,1 2 3 4 5,1.下列關于摩擦力的說法,正確的是( ) A.相對運動的兩物體間一定存在摩擦力 B.摩擦力總是阻礙物體的運動 C.運動物體受到的摩擦力的方向總是與運動方向相反 D.相對靜止的兩個物體之間,也可能有摩擦力的相互作用 解析:摩擦力產生的條件:兩個物體接觸且有彈力的相互作用,接觸面粗糙,有相對運動(或相對運動趨勢),三者缺一不可,故選項A錯誤;相對靜止的兩個物體間,可能有靜摩擦力的相互作用,故選項D正確;摩擦力的方向總是與相對運動(或相對運動趨勢)的方向相反,所以,摩擦力的方向不一定與物體的運動方向相反,也不一定總是阻力,故選項B、C錯誤。 答案:D,1 2 3 4 5,2.(多選)下列說法中正確的是( ) A.滑動摩擦力的大小與正壓力成正比 B.滑動摩擦力可以跟物體所受重力無關 C.滑動摩擦力的方向總是與物體的運動方向相反 D.滑動摩擦力總是對物體的運動起阻礙作用 解析:滑動摩擦力的大小與正壓力成正比,與物體所受重力無直接關系?；瑒幽Σ亮Φ姆较蚩偸桥c相對運動方向相反,可能與物體的運動方向相同,也可能與物體的運動方向相反,因此可能是物體運動的動力。 答案:AB,1 2 3 4 5,3.(多選)下列關于靜摩擦力的說法,正確的是( ) A.靜摩擦力的方向總是與物體的運動方向相反 B.靜摩擦力的方向總是與物體的相對運動趨勢方向相反 C.最大靜摩擦力的大小略大于滑動摩擦力的大小 D.正壓力越大,靜摩擦力越大 解析:靜摩擦力的方向總是與物體的相對運動趨勢方向相反,與物體的運動方向可能相同,也可能相反,選項A錯誤,選項B正確。靜摩擦力與壓力無關,最大靜摩擦力與壓力成正比,壓力一定時,最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力,選項C正確,選項D錯誤。 答案:BC,1 2 3 4 5,4.用手握住一個瓶子,豎直停在空中,關于瓶子所受的摩擦力,下列說法中正確的是( ) A.握力越大,摩擦力就越大 B.手越干燥、越粗糙,摩擦力就越大 C.握力增大,摩擦力不變 D.以上說法都不正確 解析:此題可由二力平衡的知識判斷,靜摩擦力的大小等于重力,與手的握力大小無關。 答案:C,1 2 3 4 5,5.(選做題)如圖所示,一重力為20 N的物體放在水平地面上,在一大小為F=8 N的水平向右拉力作用下,向右勻速運動。求: (1)物體所受的摩擦力的大小和方向。 (2)物體與地面間的動摩擦因數(shù)。 (3)若突然將外力F的方向改為水平向左,大小變?yōu)?6 N,求此時物體所受摩擦力大小和方向。 解析:(1)根據(jù)二力平衡,物體所受摩擦力f=F=8 N,方向與拉力方向相反,即水平向左。 (2)動摩擦因數(shù) (3)外力突然改為水平向左時,物體仍在向右運動,對水平面的壓力沒有變,故此時它受到的摩擦力大小、方向都與外力改變前相同。,1 2 3 4 5,答案:(1)8 N 水平向左 (2)0.4 (3)8 N 水平向左,