高中物理 第三章 第4節(jié) 力的合成課件 新人教版必修1.ppt

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4摩擦力 第三章相互作用 學(xué)習(xí)目標(biāo) 知識(shí)探究 典例精析 達(dá)標(biāo)檢測(cè) 1 知道摩擦力的定義及分類 2 理解靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的產(chǎn)生條件 3 會(huì)判斷摩擦力的方向及計(jì)算摩擦力的大小 4 了解最大靜摩擦力的概念 一 靜摩擦力 把木塊放在水平桌面上 用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向向右拉木塊 如圖1所示 知識(shí)探究 導(dǎo)學(xué)探究 圖1 當(dāng)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1N時(shí) 木塊沒有動(dòng) 逐漸增大拉力到2N時(shí) 木塊仍靜止 繼續(xù)增大拉力到4N時(shí) 木塊開始移動(dòng) 此時(shí)拉力突然變小到3 8N 此后木塊勻速運(yùn)動(dòng) 拉力保持3 8N不變 答案 1 木塊受到拉力1N時(shí) 有相對(duì)桌面運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)但沒有運(yùn)動(dòng) 說明什么呢 答案說明桌面對(duì)木塊施加一個(gè)與拉力方向相反的 大小也為1N的力 這個(gè)力就是桌面對(duì)木塊的靜摩擦力 2 隨著外力的增大 靜摩擦力有什么變化 答案靜摩擦力的大小隨著外力的增大而增大 但有一個(gè)最大值 3 靜摩擦力在哪里產(chǎn)生 沿什么方向 答案靜摩擦力產(chǎn)生在相對(duì)靜止但有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的物體之間 靜摩擦力的方向與接觸面相切 與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反 對(duì)靜摩擦力的理解 1 定義 兩個(gè)物體之間只有 而沒有時(shí) 產(chǎn)生的摩擦力叫做靜摩擦力 2 產(chǎn)生條件 兩物體直接接觸且相互擠壓有產(chǎn)生 接觸面粗糙 兩物體保持相對(duì)靜止但有 3 方向 總跟接觸面 與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向 4 大小 總是隨迫使發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的外力的變化而變化 與正壓力的大小 填 有關(guān) 或 無關(guān) 靜摩擦力有一個(gè)最大值 即最大靜摩擦力Fmax 靜摩擦力的范圍 F 知識(shí)梳理 相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 相對(duì)運(yùn)動(dòng) 彈力 相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 相切 相反 無關(guān) 0 Fmax 答案 關(guān)于摩擦力的產(chǎn)生 下列說法中正確的是 A 相互壓緊的粗糙物體間一定有摩擦力B 有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的物體間一定有摩擦力C 相互壓緊并運(yùn)動(dòng)的物體間一定有摩擦力作用D 只有相互壓緊且發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng) 或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 的物體間才可能有摩擦力的作用 即學(xué)即用 解析要產(chǎn)生摩擦力 首先要有彈力 其次要接觸面不光滑 還要有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 故只有D正確 D 解析答案 二 滑動(dòng)摩擦力 1 用力將黑板擦 毛較長(zhǎng) 在黑板上滑動(dòng) 觀察毛刷的彎曲方向 如圖2所示 毛刷為什么向后彎曲 導(dǎo)學(xué)探究 圖2 答案因?yàn)槊⑺芑瑒?dòng)摩擦力的方向沿板面 與板擦運(yùn)動(dòng)方向相反 2 把手按在桌面上 用力向前滑動(dòng) 手有什么感覺 增大手與桌面的壓力 感覺有什么不同 這說明什么 閱讀課本 寫出滑動(dòng)摩擦力的公式 答案手受到向后的阻力 滑動(dòng)摩擦力 感覺手受到向后的阻力 滑動(dòng)摩擦力 增大 滑動(dòng)摩擦力大小隨著壓力的增大而增大 F FN 答案 對(duì)滑動(dòng)摩擦力的理解 1 定義 當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面滑動(dòng)時(shí) 會(huì)受到另一個(gè)物體阻礙它滑動(dòng)的力 這種力叫做滑動(dòng)摩擦力 2 產(chǎn)生條件 兩物體且相互擠壓 接觸面 兩物體間有 知識(shí)梳理 相互接觸 粗糙 相對(duì)運(yùn)動(dòng) 答案 3 方向總是沿著接觸面 并且與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向 但可能與運(yùn)動(dòng)方向 4 大小滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力成 公式 為動(dòng)摩擦因數(shù) 取決于相互接觸的兩物體的材料和接觸面的粗糙程度 與接觸面的面積 填 有關(guān) 或 無關(guān) 相同 相反 正比 F FN 無關(guān) 答案 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3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 因而工人拉力也不變 即學(xué)即用 圖3 解析答案 返回 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 FN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) 摩擦力不變 所以工人的拉力是不變的 故D正確 答案D 返回 例1如圖4所示 為傾斜的皮帶傳送裝置 關(guān)于傳送帶上的物體所受的摩擦力 下列說法正確的是 A 若傳送帶靜止 物體也靜止 則物體受到沿傳送帶向上的靜摩擦力B 若傳送帶靜止 物體也靜止 則物體受到沿傳送帶向下的靜摩擦力C 若傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 物體隨傳送帶一起向上做勻速運(yùn)動(dòng) 則物體受到沿傳送帶向上的靜摩擦力D 若傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 物體隨傳送帶一起向上做勻速運(yùn)動(dòng) 則物體受到沿傳送帶向上的滑動(dòng)摩擦力 一 靜摩擦力有無及方向的判斷 典例精析 解析答案 圖4 解析物體靜止在靜止的傳送帶上時(shí) 或物體隨傳送帶一起向上勻速運(yùn)動(dòng)的過程中 都具有沿傳送帶下滑的趨勢(shì) 所以物體均受到沿傳送帶向上的靜摩擦力作用 答案AC 例2如圖5所示 物體A B在外力作用下共同做勻速運(yùn)動(dòng) A是否受到摩擦力 技巧點(diǎn)撥 解析答案 圖5 解析假設(shè)A受到摩擦力 顯然 A的重力和支持力平衡 其所受合外力為摩擦力 因而A不可能處于平衡狀態(tài) 與已知條件矛盾 故假設(shè)錯(cuò)誤 即A不受摩擦力 技巧點(diǎn)撥 1 靜摩擦力的方向總是與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反 假設(shè)接觸面光滑 找出研究對(duì)象相對(duì)接觸面的運(yùn)動(dòng)方向 即相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向 2 靜摩擦力有無及方向也可根據(jù)平衡條件來判斷 3 靜摩擦力的方向與物體運(yùn)動(dòng)方向無直接關(guān)系 可與運(yùn)動(dòng)方向同向 也可與運(yùn)動(dòng)方向反向或成某一夾角 例3質(zhì)量為2kg的物體靜止在水平地面上 如圖6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 取g 10N kg 二 摩擦力大小的計(jì)算 圖6 1 當(dāng)推力大小為5N時(shí) 地面對(duì)物體的摩擦力是多大 解析答案 解析在地面上 FN mg 則滑動(dòng)摩擦力 即最大靜摩擦力Fmax 大小為Fmax FN mg 0 5 2 10N 10N 當(dāng)推力F 5N時(shí) F Fmax 物體靜止 則由二力平衡知 地面對(duì)物體的靜摩擦力的大小F靜 F 5N 答案5N 2 當(dāng)推力大小為12N時(shí) 地面對(duì)物體的摩擦力是多大 解析當(dāng)推力F 12N時(shí) F Fmax 物體滑動(dòng) 則地面對(duì)物體的滑動(dòng)摩擦力的大小F滑 FN mg 10N 答案10N 3 物體運(yùn)動(dòng)過程中突然把推力去掉 此時(shí)地面對(duì)物體的摩擦力是多大 解析物體運(yùn)動(dòng)過程中突然把推力去掉 地面對(duì)物體的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力 其大小F滑 10N 答案10N 總結(jié)提升 解析答案 返回 總結(jié)提升 計(jì)算摩擦力的大小之前 首先判斷是滑動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力 1 靜摩擦力 1 大小的范圍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) 最大靜摩擦力與壓力成正比 2 滑動(dòng)摩擦力F FN 也可以由二力平衡來求解 1 FN是兩個(gè)相接觸的物體間的壓力 它不一定等于重力 FN的大小可以與重力G大小相等 也可以不等 總結(jié)提升 總結(jié)提升 2 動(dòng)摩擦因數(shù) 的大小由接觸面的材料和接觸面的粗糙程度決定 與FN無關(guān) 3 滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的面積無關(guān) 與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的大小無關(guān) 3 最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的關(guān)系 最大靜摩擦力一般稍大于滑動(dòng)摩擦力 但一般計(jì)算中可粗略地認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力 返回 1 多選 置于水平地面上的物體在沿水平方向的拉力作用下 仍處于靜止 則物體所受靜摩擦力的大小 A 與壓力成正比B 等于水平拉力C 小于滑動(dòng)摩擦力D 在物體上疊放另一物體 該物體受到的靜摩擦力不變 達(dá)標(biāo)檢測(cè) 1 2 3 4 解析靜摩擦力的產(chǎn)生取決于使物體產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的外力的作用 也就是等于平行于接觸面切線方向的外力的大小 與壓力大小無關(guān) 故B D正確 BD 5 解析答案 2 一物體置于粗糙水平地面上 按圖7所示不同的放法 在水平力F的作用下運(yùn)動(dòng) 設(shè)地面與物體各接觸面的動(dòng)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乙 Ff甲D Ff甲 Ff乙 Ff丙 1 2 3 4 圖7 解析滑動(dòng)摩擦力Ff FN 滑動(dòng)摩擦力與接觸面的動(dòng)摩擦因數(shù)和彈力有關(guān) 三種情況下 相同 FN也相等 故三種情況下的滑動(dòng)摩擦力相等 D 5 解析答案 3 多選 如圖8所示 有一重力不計(jì)的方形容器 被水平力F壓在豎直的墻面上處于靜止?fàn)顟B(tài) 現(xiàn)緩慢地向容器內(nèi)注水 直到將容器剛好盛滿為止 在此過程中容器始終保持靜止 則下列說法中正確的是 A 容器受到的摩擦力不變B 容器受到的摩擦力逐漸增大C 水平力F可能不變D 水平力F必須逐漸增大 1 2 3 4 解析答案 圖8 5 解析容器處于平衡狀態(tài) 在豎直方向上重力與摩擦力平衡 盛滿水前墻面對(duì)容器的靜摩擦力一直增大 如果一直沒有達(dá)到正壓力F作用下的最大靜摩擦力 則水平力F可能不變 選項(xiàng)B C正確 答案BC 1 2 3 4 5 4 將質(zhì)量為1 0kg的木塊放在水平長(zhǎng)木板上 用力沿水平方向拉木塊 拉力從0開始逐漸增大 木塊先靜止后相對(duì)木板運(yùn)動(dòng) 用力傳感器采集木塊受到圖9的拉力和摩擦力的大小 并用計(jì)算機(jī)繪制出摩擦力大小Ff隨拉力大小F變化的圖象 如圖9所示 木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 g 10m s2 1 2 3 4 圖9 A 0 3B 0 5C 0 6D 1 0 A 5 解析答案 答案 5 用20N的水平力在水平地面上拉重60N的物體時(shí) 物體恰能被拉動(dòng) 物體運(yùn)動(dòng)后只需18N的拉力即可使物體做勻速直線運(yùn)動(dòng) 該物體靜止在水平地面上 若用15N的水平力拉該物體 物體受到的摩擦力大小為 若用30N的水平力拉該物體 物體受到的摩擦力大小為 物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 解析答案 返回 1 2 3 4 5 解析水平力為20N時(shí)恰能拉動(dòng) 說明最大靜摩擦力Fmax 20N 若用F1 15N的力拉物體 由于F1 Fmax 故物體不會(huì)相對(duì)于地面滑動(dòng) 物體受靜摩擦力的作用 由二力平衡得物體此時(shí)受到的摩擦力F靜 F1 15N 又因?yàn)槲矬w運(yùn)動(dòng)后只需18N的拉力即可使物體做勻速直線運(yùn)動(dòng) 故F滑 18N 當(dāng)用F2 30N的力拉物體時(shí) F2 Fmax 物體受滑動(dòng)摩擦力 大小為18N 又由F滑 FN得 返回 答案15N18N0 3 1 2 3 4 5