高中物理总复习课件 3.2 探究摩擦力 8

欢迎进入物理课堂 学案2研究摩擦力 如图所示 试取一枝铅笔 放到两个水平伸直的食指上 然后使两指互相靠近 并且使铅笔继续保持水平 你马上就会发现 铅笔先在一只手指上滑动 然后在另外一只手指上滑动 这样轮流下去 假如取一根棒代替铅笔 这情形会重复很多次 你能解释这种奇怪的现象吗 铅笔一开始压在两个手指上的力一般是不相等的 假设压在左侧手指上的力大于压在右侧手指上的力 则当两手指移动时 接触面上的摩擦力左侧大于右侧 正是这个较大的摩擦力阻碍了铅笔在压力比较大的支点的滑动 等到两指逐渐移近以后 铅笔的重心就逐渐和滑动的支点接近 滑动支点的压力逐渐增大 增大到跟左侧支点压力相等 但是滑动摩擦力小于最大静摩擦力 因此右侧手指与铅笔的相对滑动要持续一段时间 直到滑动支点上的压力使它停了下来 此时左侧手指开始相对铅笔滑动 即铅笔先相对右侧手指向右移 然后相对左侧手指向左移 并且这种现象会持续下去 铅笔就交替在两手指上滑动从而出现了开始叙述的奇怪现象 学点1滑动摩擦力 1 滑动摩擦力产生在相互接触且相对滑动的物体之间 滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对滑动 但并不一定是阻碍物体的运动 它既可以充当动力 也可以充当阻力 静止的物体也可以受到滑动摩擦力 运动的物体可能不受滑动摩擦力 关键是要注意 相对 二字 如一物体在静止的桌面上滑动 运动的物体受到滑动摩擦力 静止的桌面也受到滑动摩擦力 又如在如图所示的长木板 和其上的木块 当 以共同速度 匀速运动时 间不存在摩擦力 当 的速度大于 的速度 时 以 为参考系 相对 向左运动 则 给 的摩擦力向右 与的方向一致 这个摩擦力是动力 同时 相对 向右运动 对 有向左的摩擦力 与方向相反 这个摩擦力是阻力 2 滑动摩擦力的大小与正压力 成正比 即 N 为动摩擦因数 当接触面光滑时 0 无摩擦力 为正压力 不能理解为物体的重力 如物体用手压住沿竖直墙面下滑时 就是手给物体的压力 3 滑动摩擦力的方向与相对滑动方向相反 是与受到滑动摩擦力的这个物体相对于施给滑动摩擦力的那个物体的运动方向相反 如上图中 当 时 受的摩擦力的方向与运动方向一致 与 相对 的方向相反 例1 关于滑动摩擦力的产生的说法中 正确的是 A 相互接触且发生相对运动的物体间可能产生滑动摩擦力B 只有运动的物体才可能受到滑动摩擦力C 受弹力作用的物体一定会受到滑动摩擦力D 受滑动摩擦力作用的物体一定会受到弹力作用 A D 解析 要产生滑动摩擦力几个条件必须同时具备 相互接触和发生相对滑动是产生滑动摩擦力的必要条件 故A正确 有滑动摩擦力必有弹力 故D正确 所以应该选A D A D 学点2静摩擦力 1 相对滑动趋势的方向 是指假如接触面光滑时 物体将要发生的相对滑动方向 要判定静摩擦力的方向及是否存在 可用假设法 假设接触面光滑 若物体发生相对滑动 则说明不光滑时有静摩擦力 此时静摩擦力的方向与施力物体的相对滑动方向相反 如静止在斜面上的物体可用假设法得出所受静摩擦力的方向沿斜面向上 2 静摩擦力阻碍的是相对滑动趋势 它可能是动力也可能是阻力 受静摩擦力的物体不一定处于静止状态 而是相对静止的 如传送带将货物送到高处 靠的就是静摩擦力 这时货物是运动的 以地面为参考系 3 静摩擦力大小没有计算公式 只能根据物理过程所遵循规律求解 静摩擦力的大小介于零和最大静摩擦力之间 最大静摩擦力一般略大于滑动摩擦力 高中物理定量计算时 一般认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力 例 如图所示 主动轮 通过皮带带动从动轮 按图示方向匀速运动 则 A 物体m受到的摩擦力方向向右B 物体m受到的摩擦力为零C 主动轮上 点所受摩擦力方向向上D 从动轮上 点所受摩擦力方向向下 解析 m物体与皮带 主动轮与皮带及从动轮与皮带间都是相对静止的 若有摩擦力则是静摩擦力 m物体是匀速运动 处于平衡态 由平衡条件知 m不受皮带的摩擦力 P Q处用假设法判定 若 轮与皮带接触面是光滑的 主动轮 转动 皮带也不会动 主动轮上的 点相对皮带向下运动 皮带给主动轮的摩擦力方向与相对滑动趋势方向相反 向上 从动轮对 若皮带与 轮接触面是光滑的 皮带在主动轮带动下运动 轮光滑不会动 轮上的 点相对皮带向下运动 皮带给它的摩擦力向上 D 例3 如图所示 水平面上叠放着两个物体 1 若用力 拉 物体 但拉不动 试判断 之间有无摩擦力 2 若用力 拉 物体 使 一起匀速运动 试判断 之间有无摩擦力 若有 判断 受摩擦力的方向 3 若用力 拉 物体 使 一起加速运动 试判断 之间有无摩擦力 若有 判断 受摩擦力的方向 答案 1 无 2 无 3 有 水平向右 解析 1 假设法 假设 之间有静摩擦力 那么 一定会动 所以无摩擦力 2 假设法 假设 之间有静摩擦力 那么 一定不能匀速运动 所以无摩擦力 3 假设法 假设 之间无静摩擦力 那么 一定不会向右加速 会静止 相对于 向后运动 说明一起加速时有相对于 向后的运动趋势 所以 受的静摩擦力方向水平向右 3 有3个相同的物体叠放在一起 置于粗糙水平面上 物体之间不光滑 如图所示 现用一水平力F作用在B物体上 物体仍保持静止 下列说法正确的是 A C受到地面的摩擦力大小为F 方向水平向左B A受到水平向右的摩擦力作用C B对C的摩擦力大小为水平向右D C和地面间无摩擦力的作用 A C 1 怎样判断静摩擦力的方向 点拨 判断静摩擦力的方向 通常有两种方法 1 假设法 首先假设两物体的接触面光滑 这时若两物体不发生相对运动 则说明它们原来没有相对运动的趋势 也没有静摩擦力 若物体发生相对运动 则说明它们原来就具有相对运动趋势 并且原来相对运动趋势的方向跟假设接触面光滑时相对运动的方向相同 然后根据静摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反确定静摩擦力方向 如图所示 物体A静止在斜面B上 B固定在水平地面上 要判断A所受静摩擦力的方向 可以假设A B的接触面光滑 相对 沿斜面向下滑动 即原来静止时 相对 运动沿斜面向下滑动 即原来静止时 相对 运动趋势的方向是沿斜面向下 所受静摩擦力的方向是沿斜面向上 平衡法 根据二力平衡条件可以判断静摩擦力的方向 例如 用一水平力推桌子时 若桌子在水平地面上静止 这时地面对桌子施一静摩擦力 根据二力平衡条件可知该静摩擦力的方向与推力的方向相反 2 滑动摩擦力 静摩擦力 最大静摩擦力大小与哪些因素有关 点拨 1 滑动摩擦力 N 仅与动摩擦因数和正压力N有关 只要两个物体在相对运动 不管这两个物体运动的速度如何 滑动摩擦力都一样 滑动摩擦力的大小也与两物体接触面积大小无关 2 由于受力或运动情况的不同 静摩擦力的大小具有不确定性和被动适应性 静摩擦力的大小会随着引起相对运动趋势的外力的增大而增大 静摩擦力的大小可根据二力平衡条件确定 它的大小总是与引起相对运动趋势的外力大小相等 3 最大静摩擦力是静摩擦力的最大值 它的大小与接触面的粗糙程度有关 与正压力成正比 接触面越粗糙 正压力越大 最大静摩擦力越大 最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大 但有时在近似计算中可认为二者相等 3 摩擦力的作用效果如何 点拨 摩擦力可以是阻力 阻碍物体的运动 摩擦力也可以是动力 加快物体的运动 例如水平飞行的子弹射入静止在平台上的木块中时 如图所示 木块对子弹的摩擦力是阻力 阻碍子弹的运动 子弹对木块的摩擦力是动力 加快木块的运动 又如人在地面上行走时 脚向后蹬地 脚对地有向后运动的趋势 地面对脚有向前的静摩擦力 这个静摩擦力是动力 综上所述可以看出 摩擦力并不一定阻碍物体的运动 但摩擦力一定阻碍物体的相对运动 显然 摩擦力总是阻碍物体间的相对运动 具体地说滑动摩擦力总是阻碍物体间相对运动的进行 静摩擦力总是阻碍相对运动的产生 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全