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(dòng)摩擦力(見課本第7073頁(yè)),填一填,練一練,二、摩擦力的調(diào)控(見課本第75頁(yè)) 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(dòng)摩擦因數(shù);變滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)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(dòng)摩擦因數(shù);變滾動(dòng)摩擦為滑動(dòng)摩擦。,填一填,練一練,裝修工人在搬運(yùn)材料時(shí)施加一個(gè)水平拉力將其從水平臺(tái)面上拖出,如圖所示,則在勻速拖出的過程中( ) A.材料與平臺(tái)之間的接觸面積逐漸減小,摩擦力逐漸減小 B.材料與平臺(tái)之間的接觸面積逐漸減小,拉力逐漸減小 C.平臺(tái)對(duì)材料的支持力逐漸減小,摩擦力逐漸減小 D.材料與平臺(tái)之間的動(dòng)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(dòng)的過程只能持續(xù)到重心離開臺(tái)面的瞬間,材料的重心在臺(tái)面上,故材料對(duì)臺(tái)面的壓力不變,故材料受到的支持力不變,故C錯(cuò)誤;而在拉動(dòng)過程中,動(dòng)摩擦因數(shù)不變,由f=N可知摩擦力是不變的,故A、B錯(cuò)誤;因?yàn)椴牧献鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng),所以工人的拉力是不變的,故D正確。 答案:D,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,對(duì)摩擦力的理解 由于摩擦力給我們留下的印象經(jīng)常是消極的、被動(dòng)的、負(fù)面的,有些同學(xué)總以為靜摩擦力是阻力,這種觀點(diǎn)是否正確?,問題導(dǎo)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(dòng)摩擦力的比較,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,【例題1】 導(dǎo)學(xué)號(hào)93960050下列關(guān)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(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) D.摩擦力的方向總是與物體運(yùn)動(dòng)的方向相反 解析:相互接觸擠壓、接觸面粗糙、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)是摩擦力產(chǎn)生的三個(gè)條件,三個(gè)條件必須同時(shí)滿足,才產(chǎn)生摩擦力,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;摩擦力的效果總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),選項(xiàng)C正確;摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反,與物體運(yùn)動(dòng)的方向可能相同,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案:C,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,變式訓(xùn)練1 (多選)下列關(guān)于摩擦力的說法正確的是( ) A.滑動(dòng)摩擦力的大小一定與正壓力成正比 B.滑動(dòng)摩擦力的方向一定與運(yùn)動(dòng)方向相反 C.摩擦力可能是動(dòng)力 D.摩擦力一定是阻力 解析:實(shí)驗(yàn)表明,滑動(dòng)摩擦力的大小與正壓力成正比,A對(duì)?；瑒?dòng)摩擦力的方向一定與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反,與物體的運(yùn)動(dòng)方向不一定相反,B錯(cuò)。摩擦力可能是動(dòng)力,也可能是阻力,C對(duì),D錯(cuò)。 答案:AC,問題導(dǎo)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(dǎo)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(jìn)行爬繩練習(xí),他所受的摩擦力是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力?該摩擦力的方向如何?,探究一,探究二,探究三,問題導(dǎo)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(gè)條件判定,其中“看物體間有沒有相對(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):如果兩物體間光滑,物體會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),由于兩物體間不光滑(有摩擦力),物體保持相對(duì)靜止,這樣的物體就有“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)接觸面是光滑的,看物體是否會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),如果物體仍保持相對(duì)靜止,則物體不受靜摩擦力,反之則受靜摩擦力。 (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(dǎo)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(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。 (2)假設(shè)法。 若物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)不易判斷,可假設(shè)接觸面光滑,看物體會(huì)怎樣相對(duì)運(yùn)動(dòng),根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向判斷物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)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(gè)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(dǎo)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(duì)乙的摩擦力的方向,則乙對(duì)甲的摩擦力的方向與甲對(duì)乙的摩擦力的方向相反。,探究一,探究二,探究三,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,【例題2】 導(dǎo)學(xué)號(hào)93960051(多選)如圖所示,有三個(gè)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(gè)物體一起勻速向右運(yùn)動(dòng),下列說法中正確的是( ) A.C與地面之間有滑動(dòng)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(dòng)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(gè)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(dǎo)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(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力的三個(gè)條件,即接觸且有壓力,接觸面粗糙,C與地面之間有相對(duì)滑動(dòng),所以C與地面之間有滑動(dòng)摩擦力且C所受滑動(dòng)摩擦力的方向向左,故選項(xiàng)A正確;B與C之間無相對(duì)滑動(dòng),因此兩者之間不可能產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;假設(shè)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(yùn)動(dòng),所以A與B之間無摩擦力作用,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;與B接觸的面有兩個(gè),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(yùn)動(dòng),B與C之間的摩擦力與拉力F平衡,所以B只受C對(duì)它的靜摩擦力的作用,且摩擦力的方向水平向左,故選項(xiàng)D正確。 答案:AD,探究一,探究二,探究三,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,變式訓(xùn)練2 下圖所示的皮帶傳動(dòng)裝置中,O1是主動(dòng)輪,O2是從動(dòng)輪,A、B分別是皮帶上與兩輪接觸的點(diǎn),C、D分別是兩輪邊緣與皮帶接觸的點(diǎn),當(dāng)O1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),若皮帶與兩輪間不打滑,則A、B、C、D各點(diǎn)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(dǎo)引,名師精講,典例剖析,解析:A、C點(diǎn):假設(shè)接觸面突然光滑,則主動(dòng)輪O1轉(zhuǎn),皮帶不轉(zhuǎn),故以主動(dòng)輪上與A的接觸點(diǎn)C為參考系,A的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向向下,故不光滑時(shí)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向向下,A受到的靜摩擦力的方向向上;同理,C的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向向上,C受到的靜摩擦力的方向向下。B、D點(diǎn):假設(shè)接觸面光滑,則從動(dòng)輪O2不轉(zhuǎn),皮帶轉(zhuǎn),故以從動(dòng)輪上與B的接觸點(diǎn)D為參考系,B的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向向下,故不光滑時(shí)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向向下,B受到的靜摩擦力的方向向上;同理,D的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)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(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,摩擦力大小的計(jì)算 滑動(dòng)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(qǐng)舉例說明。,探究一,探究二,探究三,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,1.滑動(dòng)摩擦力大小的計(jì)算 (1)公式法:根據(jù)公式f=N計(jì)算。 公式中的N是兩個(gè)物體表面之間的壓力,稱為正壓力(垂直于接觸面的力),性質(zhì)上屬于彈力,它不是物體的重力。許多情況下需結(jié)合物體的平衡條件等加以確定。 式中的為動(dòng)摩擦因數(shù),與材料和接觸面的粗糙程度有關(guān),與接觸面的大小無關(guān)。 滑動(dòng)摩擦力f的大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度無關(guān),與接觸面的大小也無關(guān)。 (2)二力平衡法:物體處于平衡狀態(tài)(如勻速運(yùn)動(dòng)、靜止)時(shí),根據(jù)二力平衡條件求解。,探究一,探究二,探究三,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,2.靜摩擦力的大小 (1)大小:0ffmax。 (2)計(jì)算:當(dāng)物體靜止或做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),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(dòng)摩擦力,一般情況下,為分析問題方便,可認(rèn)為二者相等。,探究一,探究二,探究三,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,【例題3】 導(dǎo)學(xué)號(hào)93960052如圖所示,一個(gè)M=2 kg的物體放在=0.2的粗糙水平面上,用一條質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩繞過定滑輪和一個(gè)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(jì),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?fàn)顟B(tài)時(shí); (2)只掛m0,但在M上再放一個(gè)M'=3 kg的物體時(shí); (3)只在桶內(nèi)加入m1=0.33 kg的砂子時(shí); (4)只在桶內(nèi)加入m2=0.5 kg的砂子時(shí)。,探究一,探究二,探究三,問題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,解析:(1)因?yàn)閙0g=1 Nfm,故物體M運(yùn)動(dòng),受到滑動(dòng)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(dǎo)引,名師精講,典例剖析,變式訓(xùn)練3 質(zhì)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(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力視為相等。給物體一水平推力F。(g取10 N/kg) (1)當(dāng)推力大小為5 N時(shí),地面對(duì)物體的摩擦力是多大? (2)當(dāng)推力大小為12 N時(shí),地面對(duì)物體的摩擦力是多大? 解析:在地面上,N=mg,則滑動(dòng)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(dāng)拉力F=5 N時(shí),Ffmax,物體滑動(dòng),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(dǎo)引,名師精講,典例剖析,1 2 3 4 5,1.下列關(guān)于摩擦力的說法,正確的是( ) A.相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩物體間一定存在摩擦力 B.摩擦力總是阻礙物體的運(yùn)動(dòng) C.運(yùn)動(dòng)物體受到的摩擦力的方向總是與運(yùn)動(dòng)方向相反 D.相對(duì)靜止的兩個(gè)物體之間,也可能有摩擦力的相互作用 解析:摩擦力產(chǎn)生的條件:兩個(gè)物體接觸且有彈力的相互作用,接觸面粗糙,有相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)),三者缺一不可,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;相對(duì)靜止的兩個(gè)物體間,可能有靜摩擦力的相互作用,故選項(xiàng)D正確;摩擦力的方向總是與相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))的方向相反,所以,摩擦力的方向不一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反,也不一定總是阻力,故選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤。 答案:D,1 2 3 4 5,2.(多選)下列說法中正確的是( ) A.滑動(dòng)摩擦力的大小與正壓力成正比 B.滑動(dòng)摩擦力可以跟物體所受重力無關(guān) C.滑動(dòng)摩擦力的方向總是與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反 D.滑動(dòng)摩擦力總是對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用 解析:滑動(dòng)摩擦力的大小與正壓力成正比,與物體所受重力無直接關(guān)系。滑動(dòng)摩擦力的方向總是與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反,可能與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同,也可能與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反,因此可能是物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。 答案:AB,1 2 3 4 5,3.(多選)下列關(guān)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(yùn)動(dòng)方向相反 B.靜摩擦力的方向總是與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反 C.最大靜摩擦力的大小略大于滑動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反,與物體的運(yùn)動(dòng)方向可能相同,也可能相反,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確。靜摩擦力與壓力無關(guān),最大靜摩擦力與壓力成正比,壓力一定時(shí),最大靜摩擦力略大于滑動(dòng)摩擦力,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案:BC,1 2 3 4 5,4.用手握住一個(gè)瓶子,豎直停在空中,關(guān)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(shí)判斷,靜摩擦力的大小等于重力,與手的握力大小無關(guān)。 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(yùn)動(dòng)。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(dòng)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(shí)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(dòng)摩擦因數(shù) (3)外力突然改為水平向左時(shí),物體仍在向右運(yùn)動(dòng),對(duì)水平面的壓力沒有變,故此時(shí)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,