摩擦力課件(人教版.ppt
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1、3 摩擦力,一、摩擦力 1.定義:兩個相互接觸的物體,當它們發(fā)生_________或具有 _______________時,在接觸面上產生的阻礙_________或 _____________的力。 2.分類:_________、___________和滾動摩擦力。,相對運動,相對運動的趨勢,相對運動,相對運動趨勢,靜摩擦力,滑動摩擦力,【自我思悟】 1.如圖所示,靜止于斜面的物體有向哪運動 的趨勢?它為何沒有發(fā)生運動? 提示:物體有沿斜面向下運動的趨勢,之所以沒有運動,是因為它受到了斜面的摩擦力阻礙了運動的發(fā)生。 2.人在跑步時,腳受到的摩擦力是靜摩擦力還是滑動摩擦力? 提示:跑步時,腳和地
2、面接觸的時間內,腳并沒有和地面發(fā)生相對運動,故腳受到的摩擦力為靜摩擦力。,二、靜摩擦力與滑動摩擦力,相對運動趨勢,相對運動,相對運動,相切,相對運動趨勢,相切,相對運動,0 3、圖所示:,【盲區(qū)掃描】 1.摩擦力產生的前提是兩物體必須接觸,但接觸的物體間不一定有摩擦力。 2.受到靜摩擦力的物體不一定靜止,但它相對于接觸的物體一定靜止;受到滑動摩擦力的物體不一定運動,但它相對于接觸的物體一定是運動的。 3.由于壓力與接觸面垂直,摩擦力與接觸面相切,故兩物體間的摩擦力和壓力一定相互垂直。 4.物體間有摩擦力一定有彈力,但有彈力不一定有摩擦力。,一、摩擦力的理解 深化理解 1.產生條件:,2.“相對”的含義:“相對”指的是研究對象相對于與其接觸的物體而言,即以與其接觸的物體為參考系,而不一定是物體相對地面的運動。 3.作用效果: (1)摩擦力阻礙的是接觸物體之間 4、的相對運動或相對運動趨勢,不一定阻礙物體的運動。 (2)摩擦力可以是阻力也可以是動力,如勻速前進的自行車,后輪受到的摩擦力為動力,前輪受到的摩擦力為阻力。,4.摩擦力種類的判斷:,【微思考】 (1)物體的“相對運動方向”與“運動方向”的含義相同嗎? 提示:不同?!跋鄬\動”是以接觸的物體為參考系,通常的“運動”是以地面為參考系。兩個方向可能相同、相反,甚至存在一定的方向偏角。 (2)一個物體在另一個物體表面滑動時,一定會產生滑動摩擦力嗎? 提示:不一定?;瑒幽Σ亮Φ漠a生條件是兩物體相互擠壓、接觸面粗糙且物體間存在相對運動,三個條件缺一不可。,【題組通關】 【示范題】(多選)(2012海南高考) 5、下列關于摩擦力的說法, 正確的是() A.作用在物體上的滑動摩擦力只能使物體減速,不可能使物體 加速 B.作用在物體上的靜摩擦力只能使物體加速,不可能使物體減速 C.作用在物體上的滑動摩擦力既可能使物體減速,也可能使物體 加速 D.作用在物體上的靜摩擦力既可能使物體加速,也可能使物體 減速,【解題探究】(1)摩擦力的作用效果:滑動摩擦力阻礙物體間 _____________。 (2)滑動摩擦力一定與物體的運動方向相反嗎?試舉例說明。 提示:不一定。物體沿水平地面向前滑動時,所受摩擦力與其運動方向相反;若貨車司機猛踩油門加速時,車廂中的箱子相對車廂向后滑動,箱子受到向前的摩擦力,摩擦力方向與其運 6、動方向相同。,發(fā)生相對運動,【規(guī)范解答】選C、D。摩擦力的方向可能與物體運動方向相同,也可能與物體運動方向相反,但一定是與物體相對運動方向或相對運動趨勢方向相反。當滑動摩擦力的方向與物體的運動方向相同時,使物體加速,選項A錯誤、C正確;當靜摩擦力的方向與物體的運動方向相反時,使物體減速,選項B錯誤、D正確。,【通關1+1】 1.(多選)下列關于滑動摩擦力的說法正確的是() A.滑動摩擦力一定是阻力 B.滑動摩擦力總是與物體相對運動的方向相反 C.滑動摩擦力總是與物體間壓力的方向垂直 D.物體做減速運動,一定是受到滑動摩擦力的作用,【解析】選B、C?;瑒幽Σ亮梢猿洚斪枇?也可以充當動力, A錯 7、?;瑒幽Σ亮偸桥c物體相對運動的方向相反,B對。壓力的方向與接觸面垂直,而摩擦力的方向又與接觸面相切,所以C對。物體做減速運動,可能受到外力作用,D錯。,2.(2014天津和平區(qū)高一檢測)關于相互接觸的兩個物體之間的彈力和摩擦力,下列說法中正確的是() A.有彈力必有摩擦力 B.有摩擦力必有彈力 C.彈力增大則摩擦力一定增大 D.彈力是動力,摩擦力是阻力,【解析】選B。根據彈力和摩擦力的產生條件知,有摩擦力一定有彈力,有彈力不一定有摩擦力,A錯,B對;靜摩擦力大小與彈力(壓力)大小無關,C錯;彈力或摩擦力都既可能是動力,也可能是阻力,D錯。,【變式訓練】1.(多選)下列哪些情況是因為摩擦力太小 8、造成 的() A.在沙漠中走路比在柏油路上費力 B.在冰面上走很容易跌倒 C.船在水上緩慢行駛 D.數鈔票時,如果手上不沾水會滑 【解析】選B、D。在沙漠中走路,在水中行船所受阻力較大;而在冰面上行走和數鈔票時,會因摩擦力較小而可能出現打滑的現象,故B、D正確。,2.(多選)人類日常生活離不開摩擦力,如果沒有摩擦力,我們將不能走路、汽車不能運動下列關于摩擦力的說法中正確的是() A.吃飯時拿在手中的筷子不會滑落,是因為有摩擦力的作用 B.汽車輪胎表面都有花紋,是為了減小摩擦 C.猴子沿豎直竹竿勻速上爬,是因為摩擦力大于猴子重力 D.在結冰的水平路面上撒些細土,人走上去不易滑倒,是因為此時人與路 9、面間的最大靜摩擦力增大了,【解析】選A、D。吃飯時拿在手中的筷子因為重力而有下落的趨勢,由于靜摩擦力的作用才沒有從手中滑落,A正確。汽車輪胎表面都有花紋,是為了增大摩擦,B錯誤。猴子沿豎直竹竿勻速上爬時,豎直方向的重力和摩擦力平衡,大小相等,C錯誤。在結冰的水平路面上撒些細土,增大了路面的粗糙程度,人與路面間的最大靜摩擦力增大,人走上去不易滑倒,D正確。,【素養(yǎng)升華】 對摩擦力的理解應注意的問題 (1)受靜摩擦力的物體不一定靜止,受滑動摩擦力的物體也不一定運動。 (2)摩擦力并不總是阻礙物體的運動,它既可作動力,又可作阻力。 (3)摩擦力的方向可以與物體的運動方向相反,也可以與運動方向相同,甚 10、至有可能與物體的運動方向不在一條直線上。,二、靜摩擦力有無及方向的判斷 規(guī)律方法 1.四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)假設法:假設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,據此可以判斷物體是否受靜摩擦力。,2.“三步法”判斷摩擦力方向: (1)找出摩擦力的施力物體,并選擇此施力物體 11、為參照物。 (2)判斷受力物體的相對運動方向或相對運動趨勢方向。 (3)根據“摩擦力與其相對運動方向或相對運動趨勢方向相反”確定摩擦力的方向。,【微思考】 如圖所示,汽車上的箱子始終相對車廂靜止, 試判斷以下三種情況下,箱子受不受摩擦力 以及所受摩擦力的方向: (1)汽車勻速前進; (2)汽車加速前進; (3)汽車減速前進。,提示:(1)汽車勻速前進時,假設箱子受摩擦力作用,則它不會保持勻速運動狀態(tài),故此時箱子不受摩擦力;(2)汽車加速前進時,箱子有相對車廂向后滑動的趨勢,所受摩擦力方向向前; (3)汽車減速前進時,箱子有相對車廂向前滑動的趨勢,所受摩擦力方向向后。,【題組通關】 【示范題】下 12、列關于物體受靜摩擦力作用的敘述中,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.靜摩擦力的方向與物體相對運動趨勢方向相反 D.靜止物體所受靜摩擦力一定為零,【解題探究】(1)靜摩擦力的方向總是與物體_____________ 方向相反。 (2)靜止的物體是否一定不受摩擦力? 提示:物體在桌面上滑動時,物體受到桌面的摩擦力作用,根據力的相互作用特點,桌面同樣也受到物體施加的摩擦力作用。,相對運動趨勢,(3)靜止的物體是否一定受靜摩擦力作用? 提示:不一定。探究(2)例子中桌子處于靜止狀態(tài),而它受到的摩擦力是滑動摩擦力。,【規(guī)范解答】 13、選C。靜摩擦力的方向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。比如在平直公路上行駛的汽車,車廂地板上隨汽車一起運動的物體,在啟動過程中所受靜摩擦力與運動方向相同,在減速過程中,靜摩擦力方向與運動方向相反,故A、B錯誤。靜摩擦力的方向總是與物體相對運動趨勢方向相反,C正確。靜止的物體所受靜摩擦力不一定為零,當靜止的物體相對接觸物體有相對運動趨勢時,也會受到靜摩擦力,D錯誤。,【通關1+1】 1.(2013揚州高一檢測)一個長方體木塊被力F 壓在傾斜的墻面上,如圖所示,保持靜止狀態(tài),則 木塊所受作用力的個數可能為() A.2個 B.3個 C.4個 D.5個,【解析】選C。若木塊僅 14、受重力和力F,它不可能處于靜止,表明木塊與墻面間存在壓力,但如果木塊僅受以上所述三個力,它將沿墻面下滑,表明木塊還受到沿墻面向上的摩擦力,故選項C正確。,2.(多選)(2014綿陽高一檢測)物體C置于水 平地面上,A、B由輕繩通過固定在C上的光滑 定滑輪相連,C的上表面水平,連接B的輕繩水平,整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài),如圖所示。下列說法正確的是() A.B與C之間的接觸面一定是粗糙的 B.B與C之間的接觸面可以是光滑的 C.C與地面之間的接觸面一定是粗糙的 D.C與地面之間的接觸面可以是光滑的,【解析】選A、D。B受到C對它向右的靜摩擦力作用,故B、C之間一定是粗糙的,A對,B錯;整體考慮,系統(tǒng)無 15、運動趨勢,C與地面間無摩擦力作用,故不能確定C與地面間粗糙與否,C錯,D對。,【變式訓練】1.某人推著自行車前進時,地面對前輪的摩擦力 為F1,對后輪的摩擦力為F2;當人騎著自行車前進時,地面對前 輪的摩擦力為F3,對后輪的摩擦力為F4,下列說法中正確的是 () A.F1與車前進方向相同 B.F2與車前進方向相同 C.F3與車前進方向相同 D.F4與車前進方向相同,【解析】選D。推著自行車前進時,兩車輪都受向后的摩擦力,與運動方向相反;騎車前進時,后輪產生動力,受向前的摩擦力,前輪仍受向后的摩擦力。故選項D正確。,2.如圖所示,物體A、B放在物體C上,水平力F作用于A,使A、B、C一起勻速運 16、動,各接觸面間的摩擦力的情況是() A.A對C有向左的摩擦力 B.C對B有向左的摩擦力 C.物體C受到三個摩擦力的作用 D.C對地面有向右的摩擦力,【解析】選A。物體A、B、C一起做勻速運動,根據二力平衡,選不同的研究對象,它們在水平方向上可能不受力,也可能受一對平衡力,以整體為研究對象,地面應對C有向右的摩擦力與F達到二力平衡,由于力的作用是相互的,C對地面有向左的摩擦力;以A為研究對象,C對A應有向右的摩擦力與F達到二力平衡,而A對C有向左的摩擦力;以B為研究對象,C對B不應該有摩擦力,因為如果有摩擦力的話,找不到它的平衡力。綜上,選項A正確,選項B、C、D錯誤。,三、摩擦力大小的計算 17、 規(guī)律方法 1.滑動摩擦力的大小: (1)公式法:根據公式F=FN計算。 壓力FN是物體與接觸面間的壓力,不一定等于物體的重力,FN的大小根據物體的受力情況確定。 動摩擦因數與材料和接觸面的粗糙程度有關,而與物體間的壓力、接觸面的大小無關。 (2)二力平衡法:物體處于平衡狀態(tài)(勻速運動或靜止)時,根據二力平衡條件求解。,2.靜摩擦力的大?。?(1)大小的范圍:0 18、【微思考】 (1)解放軍戰(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?該摩擦力的方向向哪? 提示:解放軍戰(zhàn)士在進行爬繩練習時,他的 手、腳與繩子接觸時間內沒有發(fā)生滑動,故他受到的是靜摩擦力。又由于他有向下滑動的趨勢,所以摩擦力的方向豎直向上。,(2)汽車橡膠輪胎表面凹凸不平,試從物理的角度說明這樣制作的道理。 提示:將汽車橡膠輪胎表面做得凹凸不平,目的是增大車輪與地面間的動摩擦因數,提高了汽車的最大靜摩擦力,使汽車行進時動力更強勁、更安全。,【題組通關】 【示范題】如圖所示,物體A、B的質量分別 為mA=10kg,mB=20kg,A與B、B與水平桌面間 的動摩擦因數 19、都等于0.3,且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。當用水平力F=80N向右拉輕滑輪時,B對A的摩擦力和桌面對B的摩擦力為多大?(g取10m/s2),【解題探究】(1)繩子對A、B的拉力分別為多大? 提示:繩子對A、B的拉力大小相等,都等于拉力F的一半,即40N。 (2)如何判斷A相對于B,B相對于桌面是否發(fā)生滑動? 提示:若繩子對A的拉力大于它的最大靜摩擦力,A相對于B就發(fā)生滑動,否則A就不滑動;繩子對B的拉力與A對B的摩擦力的和若大于B與地面間的最大靜摩擦力,B相對于桌面發(fā)生滑動,否則不發(fā)生滑動。,【規(guī)范解答】A與B、B與水平桌面間的最大靜摩擦力分別為: FmA=mAg=30N FmB=(mAg+ 20、mBg)=90N 由于繩子對物體A的拉力FA= =40NFmA 故B對A的摩擦力為滑動摩擦力,大小為30N, 方向向左。,物體B受到向右的拉力 =40N和A施加給它的大小為30N的摩擦力,FB=40N+30N 21、小為30N的摩擦力,FB=80N+30NFmB, 故桌面對B的摩擦力為滑動摩擦力,大小為90N,方向向左。 答案:30N90 N,2.(2014邢臺高一檢測)一物體置于粗糙水平地面上,按圖中 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,【解析】選D。滑動摩擦力的大小F=FN與接觸面積無關,D項正確。,【變式訓練】1.用彈簧測力計在水平方向上 拉動一個置于地面的物體,使它做勻速直線 運動時,彈簧測力計示數為5N。當彈簧測 22、力計示數為6N時,物體運動時受到的摩擦力大小是() A.6 NB.5 NC.1 ND.11 N,【解析】選B。由平衡條件知物體的滑動摩擦力大小為5 N,彈簧測力計示數為6 N時,表明物體受到的拉力變大,物體仍向前滑動,受到的摩擦力仍為大小是5 N的滑動摩擦力,B正確。,2.(2014沈陽高一檢測)如圖所示,物體A重40N,物體B重20N,A與B、A與地面的動摩擦因數相同,物體B用細繩系住,當水平力F=32N時,才能將A勻速拉出,求接觸面間的動摩擦因數。,【解析】以物體A為研究對象,物體B對物體A的正壓力FN=GB 地面對A的支持力:FN1=GA+FN,A受B的滑動摩擦力Ff=FN,A受地面的滑 23、動摩擦力Ff1=FN1 水平方向:F= Ff+Ff1,代入數據即可得到=0.4。 答案:0.4,【素養(yǎng)升華】 摩擦力大小的求解思路及方法 (1)判斷力的性質:明確所求摩擦力是靜摩擦力還是滑動摩擦力。 (2)二力平衡法:靜摩擦力一般根據二力平衡來求。求解時應注意物體是否處于靜止或勻速直線運動狀態(tài),若物體處于減速或加速運動狀態(tài),不能再用二力平衡進行分析。,(3)公式法:滑動摩擦力一般根據公式Ff=FN計算,計算時注意滑動摩擦力的大小與物體的速度大小、物體是否勻速運動無關,只取決于動摩擦因數和壓力的大小。,【資源平臺】備選角度:生活中的摩擦力 【示范題】如圖所示,把兩本書一頁一頁地交叉對插,然后各抓 24、住一本書的書脊用力對拉,平時隨手很容易移動的兩本書竟會變得像強力膠粘在一起似的,難舍難分,關于其中的原因下列說法正確的是(),A.增大了摩擦的接觸面積 B.增大了摩擦因數 C.增加了摩擦力的個數 D.以上說法都不對 【標準解答】選C。此題考查對摩擦力大小的理解,摩擦力的大小只和壓力及動摩擦因數有關,和接觸面積沒有關系,把兩本書一頁一頁地交叉對插后,每頁間的動摩擦因數沒有改變,但每頁間都有壓力作用,拉開兩本書的力等于一本書的每頁受到的摩擦力的和,相當于增加了摩擦力的個數,C項正確。,關于摩擦力認識的四個誤區(qū) 誤區(qū)一誤認為只有靜止的物體才受靜摩擦力作用,滑動摩擦力一定產生于運動的物體間 靜摩擦力產 25、生于兩個相對靜止的物體間,它們可能都運動;滑動摩擦力產生于兩個相對運動的物體間,它們中可能有一個物體靜止。例如,汽車加速前進時,相對于車廂靜止的箱子隨汽車一起運動受到向前的靜摩擦力;狗拉雪橇向前運動時,靜止的地面受到滑動摩擦力。,誤區(qū)二誤認為摩擦力的方向一定與物體的運動方向相反 實際上摩擦力與相對運動方向或相對運動趨勢方向相反,與物體的運動方向可能相反,可能相同,還可能與物體的運動方向不在一條直線上。 誤區(qū)三誤認為物體間的壓力越大,摩擦力就越大 實際上滑動摩擦力、最大靜摩擦力與物體間的壓力有關,壓力越大,則滑動摩擦力和最大靜摩擦力就越大,而靜摩擦力的大小與物體間的壓力無關。,誤區(qū)四誤認為摩擦力 26、一定是阻力 實際上摩擦力阻礙的是物體間的相對運動,摩擦力不一定是阻力,有可能是動力,如傳送帶就是利用摩擦力作為動力,將糧食由低處送到糧倉中。,【案例展示】(2013聊城高一檢測)關于靜摩擦力,下列說法中正確的是() A.靜摩擦力的方向總是與物體運動方向相反 B.受靜摩擦力作用的物體一定是靜止的 C.靜摩擦力大小與壓力成正比 D.靜摩擦力不一定是阻力,【精講精析】選D。靜摩擦力的方向總是與物體的相對運動趨勢方向相反,A錯誤;受靜摩擦力作用的物體可能靜止,也可能運動,但它相對于接觸的另一物體一定是靜止的,B錯誤;根據物體的運動狀態(tài)求解靜摩擦力,與壓力無關,C錯誤;靜摩擦力不一定是阻力,如傳送帶對糧 27、食袋的靜摩擦力就是將糧食袋送往高處糧倉的動力,D正確。,【易錯分析】本題易錯選項及錯誤原因分析如下:,【自我小測】 1.(2014濟南高一檢測)如圖所示,汽車B在水平路面上以相對于地面的速度v1向右運動,車上的貨物A以相對于地面的速度v2向右運動。下列判斷正確的是(),A.若v1v2,貨物A受到了汽車B所施加的向左的滑動摩擦力 D.若v1v2,汽車B受到了貨物A所施加的向右的滑動摩擦力,【解析】選B。若v1v2,A相對于B向左滑動,A受到的滑動摩擦力向右,B受到A施加的摩擦力向左,C、D錯。,2.(多選)(2014揚州高一檢測)如圖所示,一質量 為m的木塊靠在豎直粗糙的墻壁上,且受到水平力F 28、的作用,下列說法正確的是() A.若木塊靜止,木塊受到的靜摩擦力大小等于mg,方向是豎直向上 B.若木塊靜止,當F增大時,木塊受到的靜摩擦力隨之增大 C.若木塊沿墻壁向下運動,則墻壁對木塊的摩擦力大小為F D.若開始時木塊靜止,當撤去F,木塊沿墻壁下滑時,木塊不受滑動摩擦力作用,【解析】選A、C、D。木塊靜止時,豎直方向上靜摩擦力與重力大小相等,方向相反,摩擦力大小與F無關,A對,B錯。木塊向下滑動時受到滑動摩擦力作用,且Ff=FN=F,C對。若從木塊靜止開始撤去F,則木塊與墻壁間無擠壓作用,木塊不受摩擦力作用,D對。,3.(多選)如圖所示,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,【解析】選B、C。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。,
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