高一物理第三章第三节3.3摩擦力课件(新人教版必修1).ppt

3 3摩擦力 1 摩擦力 当一物体在另一物体的表面发生相对运动或有运动趋势时而产生的阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力叫摩擦力 在生活中 摩擦力无处不在 它有时是有益的 有时是有害的 2 减小摩擦力的途径 使接触面变光滑 变滑动摩擦为滚动摩擦等 1 摩擦力摩擦力是指两个相互接触的物体 当它们发生或具有相对运动的趋势时 在接触面上产生的阻碍或的力 2 静摩擦力 1 定义 两个物体之间只有相对运动的趋势 而没有相对运动时 在接触面上产生的阻碍物体间的力 2 方向 静摩擦力的方向总是沿着接触面 跟物体的方向相反 3 大小范围 F静 4 最大静摩擦力 是指静摩擦力的最大值 其大小等于物体刚要运动时所需要的沿相对运动趋势方向的 3 滑动摩擦力 1 定义 当一个物体在另一个物体上时 会受到另一个物体它滑动的力 2 方向 总是沿着接触面 并且跟物体的的方向相反 3 大小 滑动摩擦力的大小跟成正比 即F 其中FN为压力 为动摩擦因数 与相互接触的两个物体 有关 与FN无关 没有单位 4 滚动摩擦力 1 滚动摩擦力是一个物体在另一个物体表面上时产生的摩擦 2 当压力相同时 滚动摩擦比滑动摩擦得多 自我校对1 相对运动相对运动相对运动趋势2 1 相对运动趋势 2 相对运动趋势 3 0Fmax 4 拉力 1 关于静摩擦力 下列说法正确的是 A 两个相对静止的物体之间一定有静摩擦力的作用B 静摩擦力一定是阻力C 受静摩擦力作用的物体一定是静止的D 在压力一定的条件下 静摩擦力的大小是可以变化的 但有一定限度 解析 静摩擦力产生于两个相互接触的有压力和相对运动趋势的不光滑面之间 摩擦力有可能是阻力 也有可能 3 1 滑动阻碍 2 相对运动 3 压力 FN材料接触面的粗糙程度4 1 滚动 2 小 是动力 所以受静摩擦力的物体不一定静止 在压力一定的条件下 静摩擦力在0到最大静摩擦力的范围内变化 只有D正确 答案 D2 关于摩擦力下列说法正确的是 A 相互压紧的粗糙物体间总是有摩擦力的B 正压力增大 摩擦力一定增大C 摩擦力的方向总是与物体的运动方向在同一直线上D 摩擦力的方向与物体的运动方向有时是一致的 解析 相互压紧的粗糙物体间要有摩擦力还必须满足两者之间有相对运动或相对运动趋势 故A错 对于滑动摩擦力来说 由公式F FN 正压力增大 摩擦力一定增大是正确的 但对于静摩擦力来说 是不对的 故B错 摩擦力的方向是与相对运动或相对运趋势方向相反 跟物体实际运动方向可能相同也可能不同 也可能不在一线上 如汽车转弯时 轮子受到的侧向静摩擦力方向是指向转弯方向内侧 答案 D 3 下列关于静摩擦力的说法中正确的是 A 静摩擦力的方向总与物体的运动方向相反B 静摩擦力的大小与相应的正压力成正比C 静摩擦力只能在物体静止时产生D 静摩擦力的方向与接触物体相对运动的趋势方向相反 解析 静摩擦力的方向应与物体相对运动趋势的方向相反且静摩擦力的大小与正压力大小无关 运动的物体也可以产生静摩擦力 如传送带上相对地面运动而相对传送带静止的物体 答案 D 受到静摩擦力作用的物体是否一定处于静止状态 如何理解这一问题 平时所讲的静止状态是以地面为参考系的 而受到静摩擦力的物体需要满足的条件是物体的接触面间相对静止 但存在相对运动的趋势 相对静止并非静止 所以处于运动状态的物体也有可能受静摩擦力的作用 比如一箱货物放置在汽车上 当汽车启动时 若货物没发生相对滑动 如图所示 则货物会受到向右的静摩擦力作用 货物相对于汽车是静止的 但在地面看它是随汽车一起向右运动的 一 摩擦力的产生条件1 静摩擦力的产生条件 1 两物体相互接触且存在弹力作用 2 接触面粗糙 3 两物体相对静止但存在相对运动的趋势 所谓 相对运动趋势 可以理解为研究对象相对于它的接触面要发生相对运动 但又没有发生相对运动 两接触物体始终保持相对静止 2 滑动摩擦力的产生条件 1 两物体相互接触且存在弹力作用 2 接触面粗糙 3 两物体有相对运动 滑动摩擦力中的 动 也是相对的 指的是两接触物体之间的相对运动 而不是物体对地面的运动 因此 静止的物体也可能受到滑动摩擦力的作用 如图所示 当用力F缓慢向右拉动小车B时 放置在小车B上的物块A将受到向右的滑动摩擦力作用 接触面粗糙 物块A相对于地面是静止的 但相对于小车B是向左运动的 例1 2009 武汉 下列说法中正确的是 A 两个互相接触的物体之间一定有弹力作用B 一个物体静止在另一物体的表面上 它们之间一定不存在摩擦力的作用C 两个物体之间如果有弹力的作用 就一定有摩擦力的作用D 两个物体之间如果有摩擦力的作用 就一定有弹力的作用 点拨 弹力是摩擦力存在的必要条件 解析 两物体相接触是弹力产生的条件之一 要产生弹力 两物体接触面处必须发生弹性形变 故A错 根据摩擦力的产生条件可知B错 对于C选项 两物体间有弹力仅是物体间存在摩擦力的条件之一 要有摩擦力产生还必须满足表面粗糙和有相对运动或相对运动的趋势 所以C错 D正确 本题答案为D 答案 D 1 关于静摩擦力 下列说法中正确的是 A 在相对静止的物体间一定存在静摩擦力作用B 运动着的物体不可能受到静摩擦力的作用C 运动着的物体也可能受到静摩擦力的作用D 静止的物体若受到摩擦力的作用 一定是静摩擦力 解析 物体间产生静摩擦力的条件有三个 A选项不满足产生静摩擦力的条件 故A错误 两个相对地面运动的物体有可能相对静止 两物体间也可能存在静摩擦力 故B错误 相对地面静止的物体也可能受滑动摩擦力的作用 故D错误 答案 C 二 摩擦力有无及方向判断1 判断物体是否受摩擦力的作用 可用以下两种方法 1 根据条件判断根据是否满足摩擦力存在的条件来判定 其中 有相对运动或相对静止但存在相对运动的趋势 是判定有无摩擦力的关键 2 假设法在判断物体间是否存在静摩擦力时可用假设法 先假设接触面是光滑的 看物体是否会发生相对运动 如果物体仍保持相对静止 则物体不受静摩擦力 反之则受静摩擦力 2 摩擦力的方向 1 静摩擦力的方向一定沿接触面且与物体相对运动趋势方向相反 而与物体的运动方向无关 可能同向也可能反向 还可能有一定夹角 2 滑动摩擦力的方向一定沿接触面与物体相对运动方向相反 同静摩擦力一样 与物体的运动方向无关 3 摩擦力不一定是阻力 静摩擦力阻碍的是接触物体之间的相对运动趋势 滑动摩擦力阻碍的是物体间的相对运动 都不是阻碍物体的运动 因此 摩擦力可能是阻力 也可能是动力 例2如图所示 A B两物体竖直叠放在水平面上 用力F水平拉A物体 A B均静止 试分析A B是否受静摩擦力作用 点拨 对分析的两物体假设静摩擦力存在时会怎样 不存在时会怎样 解析 对于A物体 假设A B之间接触面光滑 在力F作用下 不可能保持静止状态 将会向右运动 故A相对B有向右运动的趋势 所以物块A受到向左的静摩擦力作用 对于B物体 由于B给A一个向左的静摩擦力作用 根据力的相互性 A物体将给B物体一个向右的静摩擦力作用 假设B与地 面间光滑 B物体将在此静摩擦力作用下向右运动而不可能处于静止状态 因此B物体还受到地面的向左的静摩擦力作用 综上分析 A物体受到B物体的向左的静摩擦力作用 B物体受两个静摩擦力作用 施力物体分别是A物体和地面 点评 由于 相对运动趋势 并非是真实的 相对运动 所以静摩擦力有无的判断比较困难 可采用假设法来判断 2 改编题 如图所示 A B是两个长方体物块 水平力F作用在物块B上 则下说法中正确是 A 若A B一起向右做匀速运动 则B对A有摩擦力 B 若B向右运动 A相对于地面静止 则B对A有摩擦力C 若A B一起向右做匀速运动 则地面对B一定有摩擦力D 若A B均相对于地面静止 地面对B也有摩擦力 解析 若A B一起向右做匀速运动 则A处于平衡状态 B对它一定无摩擦力的作用 若B向右运动 A相对于地面静止 则A相对于B向左运动 相对于地面静止 此时 B对A一定无摩擦力 若A B一起向右做匀速运动 则B处于平衡状态 必然受到地面施加的向左的摩擦力 此力和F平衡 若A B均相对于地面静止 地面对B有静摩擦力作用 此力和F平衡 答案 CD三 摩擦力大小的计算1 静摩擦力的大小其大小没有固定的计算公式 静摩擦力的大小在零到最大静摩擦力Fmax之间变化 跟接触面间的压力无直接关系 在具体 求解时 常用平衡条件或结合物体所处的运动状态去确定 最大静摩擦力略大于滑动摩擦力 在无特殊说明时 可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力 2 滑动摩擦力的大小根据公式F FN来计算 滑动摩擦力的大小决定于物体间的压力及动摩擦因数 与物体的运动速度无关 与物体接触面的面积大小也无关 重为20N的物体在水平桌面上 在4N的水平拉力作用下匀速滑动 则物体与桌面间的动摩擦因数是多少 点拨 根据受力平衡求摩擦力 再用计算公式可求 解析 根据滑动摩擦力的计算式F摩 FN可知 只要知道物体所受的滑动摩擦力F摩 物体对支持面的正压力FN的大小 便能计算出接触面间的动摩擦因数 由题意可 知 如图所示 物体对桌面的压力大小等于物体的重力大小 物体所受摩擦力的大小等于拉力F 它们是一对平衡力 所以 F摩FN 420 0 2 即物体与桌面间的动摩擦因数为0 2 点评 滑动摩擦力与压力成正比 但必须清楚 F摩FN只是 的计算式 的决定因素不是F摩或FN 3 如图所示 用力F把铁块压在竖直墙上不动 那么当F增大时 关于铁块对墙的压力N 铁块受墙的摩擦力f 下列判断中正确的是 A N增大 f不变B N增大 f增大C N变小 f不变D N不变 f不变 解析 如图所示由二力平衡 N与F等大 随F增大 f与G等大而不发生变化 故A正确 答案 A 1 摩擦力一定是阻力吗 摩擦力既可以是阻力 也可以是动力 摩擦力的方向总是与物体的相对运动或相对运动趋势的方向相反 其作用效果总是阻碍物体的相对运动或相对运动的趋势 因此有的同学认为摩擦力只能是阻碍物体运动的力 不可能成为物体运动状态改变的动力 其实不是这样 如人向前行走 脚有向后蹬地的动作 所以后脚所受的摩擦力是向前的 与人的运动方向一致 这是人体向前移动的动力 2 静摩擦力的大小与正压力成正比吗 可以用如图所示的情况来研究静摩擦力的大小 假定图中水 平力F由零逐渐增大到10N时 物体才开始发生运动 显然 当F 0 1N 2N 8N 9N时 物体受到的静摩擦力的大小始终与F的大小对应相等 可见静摩擦力的大小有如下特征 1 静摩擦力的大小总与迫使物体发生相对运动的外力 或沿着接触面的分量 大小相等 且静摩擦力随此外力 或沿着接触面的分量 的增大而增大 2 静摩擦力有一个最大值 即最大静摩擦力 应注意不能机械地套用F FN来求静摩擦力 例如上述例子中的物块对水平面的正压力并没有变化 而静摩擦力却有多个可能值 例 如图所示 放在水平地面上的长木板A与放在A上的木块B 在作用在A上的外力F作用下 突然向右一起加速运动 分析B受到的摩擦力的方向 错解 B受到的摩擦力方向向左 剖析 认为B受到的摩擦力方向向左是混淆了运动方向和运动趋势方向 误认为由于B向右运动 摩擦力和运动方向相反 故摩擦力方向向左 正确分析应为 假设A B接触面光滑 当A突然向右加速 B静止不动 因而B相对于A有向左的运动趋势 B受到A的静摩擦力的方向向右 正解 B受到的摩擦力方向向右