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 學習目標 知識探究 典例精析 達標檢測 1 知道摩擦力的定義及分類 2 理解靜摩擦力和滑動摩擦力的產生條件 3 會判斷摩擦力的方向及計算摩擦力的大小 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 用彈簧測力計沿水平方向向右拉木塊 如圖1所示 知識探究 導學探究 圖1 當測力計的示數(shù)為1N時 木塊沒有動 逐漸增大拉力到2N時 木塊仍靜止 繼續(xù)增大拉力到4N時 木塊開始移動 此時拉力突然變小到3 8N 此后木塊勻速運動 拉力保持3 8N不變 答案 1 木塊受到拉力1N時 有相對桌面運動的趨勢但沒有運動 說明什么呢 答案說明桌面對木塊施加一個與拉力方向相反的 大小也為1N的力 這個力就是桌面對木塊的靜摩擦力 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 但有一個最大值 3 靜摩擦力在哪里產生 沿什么方向 答案靜摩擦力產生在相對靜止但有相對運動趨勢的物體之間 靜摩擦力的方向與接觸面相切 與物體相對運動趨勢的方向相反 對靜摩擦力的理解 1 定義 兩個物體之間只有 而沒有時 產生的摩擦力叫做靜摩擦力 2 產生條件 兩物體直接接觸且相互擠壓有產生 接觸面粗糙 兩物體保持相對靜止但有 3 方向 總跟接觸面 與相對運動趨勢的方向 4 大小 總是隨迫使發(fā)生相對運動的外力的變化而變化 與正壓力的大小 填 有關 或 無關 靜摩擦力有一個最大值 即最大靜摩擦力Fmax 靜摩擦力的范圍 F 知識梳理 相對運動趨勢 相對運動 彈力 相對運動趨勢 相切 相反 無關 0 Fmax 答案 關于摩擦力的產生 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 有相對運動或有相對運動趨勢的物體間一定有摩擦力C 相互壓緊并運動的物體間一定有摩擦力作用D 只有相互壓緊且發(fā)生相對運動 或有相對運動趨勢 的物體間才可能有摩擦力的作用 即學即用 解析要產生摩擦力 首先要有彈力 其次要接觸面不光滑 還要有相對運動或有相對運動趨勢 故只有D正確 D 解析答案 二 滑動摩擦力 1 用力將黑板擦 毛較長 在黑板上滑動 觀察毛刷的彎曲方向 如圖2所示 毛刷為什么向后彎曲 導學探究 圖2 答案因為毛刷所受滑動摩擦力的方向沿板面 與板擦運動方向相反 2 把手按在桌面上 用力向前滑動 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 寫出滑動摩擦力的公式 答案手受到向后的阻力 滑動摩擦力 感覺手受到向后的阻力 滑動摩擦力 增大 滑動摩擦力大小隨著壓力的增大而增大 F FN 答案 對滑動摩擦力的理解 1 定義 當一個物體在另一個物體表面滑動時 會受到另一個物體阻礙它滑動的力 這種力叫做滑動摩擦力 2 產生條件 兩物體且相互擠壓 接觸面 兩物體間有 知識梳理 相互接觸 粗糙 相對運動 答案 3 方向總是沿著接觸面 并且與相對運動的方向 但可能與運動方向 4 大小滑動摩擦力的大小跟壓力成 公式 為動摩擦因數(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 或 無關 相同 相反 正比 F FN 無關 答案 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3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 因而工人拉力也不變 即學即用 圖3 解析答案 返回 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 FN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 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 若傳送帶順時針勻速轉動 物體隨傳送帶一起向上做勻速運動 則物體受到沿傳送帶向上的靜摩擦力D 若傳送帶順時針勻速轉動 物體隨傳送帶一起向上做勻速運動 則物體受到沿傳送帶向上的滑動摩擦力 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 或物體隨傳送帶一起向上勻速運動的過程中 都具有沿傳送帶下滑的趨勢 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動 A是否受到摩擦力 技巧點撥 解析答案 圖5 解析假設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 故假設錯誤 即A不受摩擦力 技巧點撥 1 靜摩擦力的方向總是與相對運動趨勢的方向相反 假設接觸面光滑 找出研究對象相對接觸面的運動方向 即相對運動趨勢的方向 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動方向無直接關系 可與運動方向同向 也可與運動方向反向或成某一夾角 例3質量為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 取g 10N kg 二 摩擦力大小的計算 圖6 1 當推力大小為5N時 地面對物體的摩擦力是多大 解析答案 解析在地面上 FN mg 則滑動摩擦力 即最大靜摩擦力Fmax 大小為Fmax FN mg 0 5 2 10N 10N 當推力F 5N時 F Fmax 物體靜止 則由二力平衡知 地面對物體的靜摩擦力的大小F靜 F 5N 答案5N 2 當推力大小為12N時 地面對物體的摩擦力是多大 解析當推力F 12N時 F Fmax 物體滑動 則地面對物體的滑動摩擦力的大小F滑 FN mg 10N 答案10N 3 物體運動過程中突然把推力去掉 此時地面對物體的摩擦力是多大 解析物體運動過程中突然把推力去掉 地面對物體的摩擦力為滑動摩擦力 其大小F滑 10N 答案10N 總結提升 解析答案 返回 總結提升 計算摩擦力的大小之前 首先判斷是滑動摩擦力還是靜摩擦力 1 靜摩擦力 1 大小的范圍0 F Fmax 2 計算 物體處于勻速或靜止時 根據(jù)二力平衡條件求解 3 靜摩擦力大小與壓力無關 最大靜摩擦力與壓力成正比 2 滑動摩擦力F FN 也可以由二力平衡來求解 1 FN是兩個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 總結提升 總結提升 2 動摩擦因數(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 3 滑動摩擦力的大小與接觸面的面積無關 與物體間相對運動速度的大小無關 3 最大靜摩擦力和滑動摩擦力的關系 最大靜摩擦力一般稍大于滑動摩擦力 但一般計算中可粗略地認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力 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 達標檢測 1 2 3 4 解析靜摩擦力的產生取決于使物體產生相對運動趨勢的外力的作用 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 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的作用下運動 設地面與物體各接觸面的動摩擦因數(shù)相等 則物體受到的摩擦力的大小關系是 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 解析滑動摩擦力Ff FN 滑動摩擦力與接觸面的動摩擦因數(shù)和彈力有關 三種情況下 相同 FN也相等 故三種情況下的滑動摩擦力相等 D 5 解析答案 3 多選 如圖8所示 有一重力不計的方形容器 被水平力F壓在豎直的墻面上處于靜止狀態(tài) 現(xiàn)緩慢地向容器內注水 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 盛滿水前墻面對容器的靜摩擦力一直增大 如果一直沒有達到正壓力F作用下的最大靜摩擦力 則水平力F可能不變 選項B C正確 答案BC 1 2 3 4 5 4 將質量為1 0kg的木塊放在水平長木板上 用力沿水平方向拉木塊 拉力從0開始逐漸增大 木塊先靜止后相對木板運動 用力傳感器采集木塊受到圖9的拉力和摩擦力的大小 并用計算機繪制出摩擦力大小Ff隨拉力大小F變化的圖象 如圖9所示 木塊與長木板間的動摩擦因數(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 物體恰能被拉動 物體運動后只需18N的拉力即可使物體做勻速直線運動 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時恰能拉動 說明最大靜摩擦力Fmax 20N 若用F1 15N的力拉物體 由于F1 Fmax 故物體不會相對于地面滑動 物體受靜摩擦力的作用 由二力平衡得物體此時受到的摩擦力F靜 F1 15N 又因為物體運動后只需18N的拉力即可使物體做勻速直線運動 故F滑 18N 當用F2 30N的力拉物體時 F2 Fmax 物體受滑動摩擦力 大小為18N 又由F滑 FN得 返回 答案15N18N0 3 1 2 3 4 5
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