刘第四章 摩擦平衡问题教材
平衡摩擦力
平衡摩擦力为什么要考虑平衡摩擦力？在物理学中，摩擦力是一种力，它是表面接触处的物体间相对运动的阻力，摩擦力的存在限制了机械系统中物体的运动。
在一些实际的物理问题中，我们在分析物体运动时往往需要考虑到摩擦力的作用，而平衡摩擦力作为一种常见的摩擦力类型，在物理中也经常被应用和讨论。
什么是平衡摩擦力？平衡摩擦力是指当一块物体处于静止状态时，物体表面和地面之间所产生的摩擦力，平衡摩擦力的大小等于物体所受的垂直向下的重力的分量，即：f = μN其中，f是平衡摩擦力，μ是摩擦系数，N是物体受到的垂直向下的力。
平衡摩擦力的性质1. 平衡摩擦力方向与物体相对于地面的静止方向相反。
2. 平衡摩擦力的大小由物体的垂直向下的重力来决定，同时也与面和物体之间的摩擦系数有关系。
当物体所受重力增大或摩擦系数增大时，平衡摩擦力也会增大。
平衡摩擦力的应用在物理学中，平衡摩擦力一般被应用在以下问题中：1. 斜面上的物体当物体斜放在斜面上时，由于斜面的存在，物体与地面之间形成一个夹角，这个夹角会影响物体所受的重力及其分量，因此会影响物体受到的平衡摩擦力的大小。
斜面的倾角越大，平衡摩擦力就越大，反之亦然。
2. 吊扭振动系统吊扭振动系统是由吊索、摆球和支架组成的，当摆球悬挂在吊索上并摆动时，摆球与吊索之间摩擦力的作用会影响摆球的运动。
当摆球的运动速度比较慢时，平衡摩擦力的作用不是很显著；而当摆球运动速度较快时，平衡摩擦力的作用则会变得更为明显。
3. 滑动摩擦滑动摩擦是指当物体相对于地面运动时所产生的摩擦力。
在此时，由于物体不再处于静止状态，所以不能再使用平衡摩擦力的公式计算摩擦力。
在滑动摩擦问题中需要考虑到动摩擦力的作用。
4. 重力摩擦平衡重力摩擦平衡是指当物体受到的重力和摩擦力大小相等时所处于的状态。
在这种情况下，物体的运动速度不会发生变化。
重力摩擦平衡在工程和机械设计中经常被应用。
平衡摩擦力实际应用举例1. 汽车轮胎的抓地力当汽车在行驶过程中，由于路面摩擦力的作用，使轮胎产生抓地力，这个抓地力即为平衡摩擦力。
刘第四章 摩擦平衡问题
摩擦力：相应阻碍运动的力称为摩擦力。
三.滑动摩擦力
库伦定律
滑动摩擦力：当两个相互接触的物体具有相对滑动或相对滑 动趋势时，彼此间产生的阻碍相对滑动或相对滑动趋势的力。
滑动摩擦力作用于相互接触处，其方向与相对滑动的趋势或 相对滑动的方向相反，它的大小根据主动力作用的不同，可以
分为三种情况，即静滑动摩擦力，最大静滑动摩擦力和动滑动
sin f s cos sin f s cos PF P cos f s sin cos f s sin
例4-2
梯子AB长为2a，重为P，其一端置于水平 面上，另一端靠在铅垂墙上，如图。设梯子 与地和墙的静摩擦系数均为 f ，问梯子与水 平线的夹角 多大时，梯子能处于平衡？
F
1、 静滑动摩擦力及最大静滑动摩擦力
FN
FS
P
F
Fx 0 : FS F 0 FS F
静摩擦力的大小随水平力F的增大而增大，这是静摩擦力和一般约束反 力共同的性质。 静摩擦力又与一般约束反力不同，它并不随力F的增大而无限度地增大。 当力F的大小达到一定数值时，物块处于将要滑动、但尚未开始滑动的临界 状态。这时，只要力F再增大一点，物块即开始滑动。 当物块处于平衡的临界状态时，静摩擦力达到最大值，即为最大静滑动 摩擦力，简称最大静摩擦力，以Fmax表示。 此后，如果F再继续增大，但静摩擦力不能再随之增大，物体将失去平 衡而滑动。这就是静摩擦力的特点.
对轴矩的正负号来定。
例:
图示轮子上的力P为什么能与M平衡呢？ M
O
R
M O 0
（亦可理解为对通过O点的轴的合力矩为零）
FO
M PR 0
P
例 两根铅直梁AB、CD与水平梁BC铰接，B、C、D均为光滑铰 链，A为固定支座，各梁的长度均为l＝2 m，受力情况如图所示。 已知水平力F＝6 kN，M＝4 kN· m，q＝3 kN/m。求固定端A及铰 链C的约束反力。 D 解: (1) 取BC分析 2l/3
摩擦角及全反力解平衡问题
6摩擦角解平衡问题在物理练习和考试中常见的摩擦力问题都或多或少的与一定的生活实例联系在一起，并且与摩擦因数决定的在工程学中正压力（支持力）和摩擦力的合力与接触面法线的夹角θ=arctan μ，称为摩擦角。
1．在水平面上放有一质量为m 的物体，物体与地面的动摩擦因数为μ，现用力F 拉物体，使其匀速运动，怎样施加F 才能最小。
2．在机械设计中，常用到下面的力学装置，如图只要使连杆AB 与滑块m 所在平面法线的夹角θ小于某个值，那么无论连杆AB 对滑块施加多大的作用力，都不可能使之滑动，且连杆AB 对滑块施加的作用力越大，滑块就越稳定，工程力学上称为‘自锁’现象。
则自锁时θ应满足什么条件？设滑块与所在平面间的动摩擦因数为μ。
3．压延机由两轮构成，两轮的直径均为d =50mm ，轮间的间隙为a =5mm ，两轮按反方向转动，如图中箭头所示。
已知烧红的铁板和铸铁轮之间的摩擦因数为μ=0.1，问能压延的铁板厚度b 是多少？4．结构均匀的梯子AB ，靠在光滑竖直墙上，已知梯子长为L ，重为G ，与地面间的动摩擦因数为μ，如图所示，（1） 求梯子不滑动，梯子与水平地面夹角θ的最小值θ0； （2） 当θ=θ0时，一重为P 的人沿梯子缓慢向上，他上到什么位置，梯子开始滑动？5．如图所示，AOB 是一把等臂夹子，轴O 点处摩擦可以忽略不计，若想在A 、B 处用力去夹住一圆柱形物体C ，则能否夹住与哪些因素有关？如果这一装置刚能夹住C ，这些因素应满足什么条件（不考虑圆柱形物体所受重力）？图21.分析：设拉力与水平面间的夹角为θ，将拉力F 分解，并列出平衡方程，由动摩擦力公式得 F cos θ=μ（mg -F sin θ），化简为)sin(1sin cos 2θϕμμθμθμ++=+=mg mgF （其中令1cos ,11sin 22+=+=μμϕμϕ）当 90=+θϕ时F 有最小值： 12min +=μμmg F ， 且θ = arctan μ。
清华大学本校用理论力学考虑摩擦的平衡问题PPT课件
解 第5章 列出沿斜面和垂直斜面方向的平衡方程
N P cos F P sin
又由于平衡时有 F N
tan tanm 平衡时 m ，即主动力P在摩擦锥内。 讨论：几何法
N
F
P
第5章
例2
上例中，若
，则主动力P落在锥外，物
m
体不平衡。需加一个水平力Q使物体平衡。
求Q的范围
力系简化与平衡问题
n
S
F
mN
Rn
➢ 受力图中多了摩擦力；另一方面，除静力
学平衡方程外还要补充方程：F N
➢ 所得结果是一个范围。
➢ 可求解不等式；也可在极限情况求解等式， 再根据物理意义确定范围。
第5章
例1
设一物块放在粗糙斜面上。斜面与物块间的
摩擦系数为m，问平衡时a满足什么条件？
力系简化与平衡问题
N
F
P
力系简化与平衡问题
物理方程：
FA N A, FB NB
l
b
2
力系简化与平衡问题
第5章
解法二
套 钩 在 全 反 力 RA 、 RB和主动力P三力作
用下平衡，三力必 汇交，其交点必须 位于阴影区中。
由三角形ACD得：
1 2
(b
d
tanm
)
(
d 2
lmin
)
tan m
lmin
b
2 tanm
b
2
平衡条件与工人体重无关？
cos sin
tan(
m
)
Q P
tan(
m
)
N
Q
F
P
解法二 第5章 设Q与P的合力为S，它与P的夹角为b，则
2024年教科版八年级物理《摩擦力》课件
2024年教科版八年级物理《摩擦力》课件一、教学内容本节课选自2024年教科版八年级物理教材，主要讲解第三章第五节《摩擦力》。
详细内容包括：摩擦力的定义、摩擦力的分类、滑动摩擦力的大小计算、摩擦力的作用效果以及如何减小摩擦力。
二、教学目标1. 知识与技能：使学生理解摩擦力的概念，掌握摩擦力的分类和大小计算方法，了解摩擦力的作用效果及减小摩擦力的方法。
2. 过程与方法：培养学生通过实验和观察分析摩擦力的能力，提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3. 情感态度与价值观：激发学生对物理现象的好奇心，培养学生勇于探索、严谨治学的科学态度。
三、教学难点与重点重点：摩擦力的概念、分类、大小计算及作用效果。
难点：滑动摩擦力的大小计算及摩擦力在生活中的应用。
四、教具与学具准备1. 教具：摩擦力演示装置、测力计、滑块、弹簧等。
2. 学具：直尺、三角板、铅笔、橡皮、纸张等。
五、教学过程1. 实践情景引入：展示摩擦力演示装置，让学生观察并思考摩擦力的产生原因。
2. 知识讲解：触面上产生的一种阻碍相对运动的力。
b. 摩擦力的分类：静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力。
c. 滑动摩擦力的大小计算：F=μN（其中，F为滑动摩擦力，μ为摩擦系数，N为物体间的正压力）。
d. 摩擦力的作用效果：摩擦力可以改变物体的运动状态，也可以使物体保持静止。
3. 例题讲解：讲解摩擦力相关例题，分析解题思路和方法。
4. 随堂练习：布置摩擦力相关练习题，让学生巩固所学知识。
5. 实验演示：通过摩擦力演示装置，观察不同情况下摩擦力的变化，引导学生分析原因。
六、板书设计1. 摩擦力的概念2. 摩擦力的分类3. 滑动摩擦力的大小计算4. 摩擦力的作用效果5. 减小摩擦力的方法七、作业设计1. 作业题目：a. 解释摩擦力的概念。
b. 分析摩擦力的分类及其作用效果。
c. 计算：一物体在水平面上受到20N的拉力，摩擦系数为0.3，求物体所受的滑动摩擦力。
2. 答案：生的一种阻碍相对运动的力。
理论力学第七版第四章摩擦资料
F
施以水平阻力时，可能出现两种情况：
30
• 阻力较小，摩擦力阻止其向下运动 • 阻力较大，摩擦力阻止其向上运动
第一种情况
合力作用线
G
如右图，建立参考基，利用 静力平衡关系
y
Fm i n
Fm
x FN
n
Fix 0
i1
Fmin cos Fm Fg sin 0
m
(a)
n
Fiy 0
i1
第一类 问 题
F F max，,物体处于静止 状态，已知主动力求约束力， 与一般平衡问题无异。
第二类 问 题
平衡问题—临界运动趋势 不平衡问题—滑动或翻倒
F ＝ F max
[ 确定平衡位置； 确定各主动力之间的关系。
考虑摩擦时 的平衡问题
例 题1
已知：三角块和矩 形块的质量分别为20 kg和10kg；各部分之 间的摩擦因数均为f s = 0.4 。
§5-3摩擦平衡问题
一、两种运动趋势与临界运动状态
1、滑动（slip)
WW W WW
FPFPFPFPFP
FmFamxFaxmFaxmFamx ax
FNFNFNFNFFNRFRFRFRFR
2、翻 倒（tip over)
FFFPPPFFP P
WWWWW
FFFFssss
FFFFFNNNNN
二、两类摩擦平衡问题
静止状态
运动状态
45° O
FP
F Fmax Fd
临界状态
静止状态
运动状态
O
FP
静止状态 — F＝FP＜F max
运动状 临态界状态
— F＝Fd — F＝F max = fs FN
一般静摩擦力的值： 0 ≤ F≤Fmax
《摩擦力》教科版完整版课件
《摩擦力》教科版完整版课件一、教学内容本节课我们将学习《摩擦力》，该部分内容位于教科书第四章第三节。
详细内容包括：摩擦力的定义、摩擦力的种类、摩擦力的大小和计算方法，以及摩擦力的应用。
二、教学目标1. 理解摩擦力的概念，掌握摩擦力的种类及产生原因。
2. 学习摩擦力的计算方法，并能应用于实际问题。
3. 了解摩擦力在日常生活中的应用，提高学生的科学素养。
三、教学难点与重点教学难点：摩擦力的大小计算和实际应用。
教学重点：摩擦力的概念、种类以及产生原因。
四、教具与学具准备教具：摩擦力演示仪、滑块、弹簧测力计、毛巾、木板等。
学具：弹簧测力计、滑块、毛巾、木板等。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过让学生在桌面上推动书本，感受摩擦力的存在。
2. 知识讲解：a. 摩擦力的概念及种类。
b. 摩擦力的大小与压力、接触面的粗糙程度的关系。
c. 摩擦力的计算方法。
3. 例题讲解：讲解摩擦力计算的例题，引导学生运用公式解决问题。
4. 随堂练习：布置有关摩擦力计算的练习题，让学生独立完成。
5. 小组讨论：讨论摩擦力在日常生活中的应用，分享学习心得。
六、板书设计1. 摩擦力的定义、种类、大小计算公式。
2. 摩擦力的应用实例。
七、作业设计1. 作业题目：a. 解释摩擦力的概念，并列举三种摩擦力的种类。
b. 一物体在水平面上受到30N的拉力，已知摩擦系数为0.2，求摩擦力的大小。
c. 举例说明摩擦力在日常生活中的应用。
答案：a. 摩擦力是两个物体相互接触并相对运动时，在接触面上产生的一种阻碍相对运动的力。
种类有静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。
b. 摩擦力大小为：f = μN = 0.2 × 30N = 6N。
c. 摩擦力的应用如：走路时鞋底与地面的摩擦力、汽车刹车时的摩擦力等。
八、课后反思及拓展延伸1. 学生对摩擦力概念的理解是否深入。
2. 学生是否能够运用摩擦力公式解决实际问题。
3. 课堂实践环节中，学生的参与度和积极性。
高中物理 必修一第4章相互作用 第3节摩擦力 教案
第4章相互作用第3节摩擦力三维目标知识与技能1.描述滑动摩擦力、静摩擦力、最大静摩擦力的定义，能区分滑动摩擦力、静摩擦力、最大静摩擦力.2.了解动摩擦因数、最大静摩擦因数的含义，能区分动摩擦因数、最大静摩擦因数.3.会计算滑动摩擦力的大小.过程与方法1.学生通过设计实验，并使用控制变量法对影响滑动摩擦力和静摩擦力大小的因素进行实验探究.2.培养学生的逻辑思维能力、利用知识解决实际问题的能力.情感态度与价值观1.体验实验探究的乐趣，通过探究活动既能学会表达自己又能倾听别人.通过实验的设计、数据的整理过程，养成实事求是的科学态度.2.体验知识来源于实践而又作用于实践的辩证关系.教学设计教学重点1.滑动摩擦力产生的条件及规律，并会用F摩＝μFμ解决具体问题.2.静摩擦力产生的条件及规律，正确理解最大静摩擦力的概念.教学难点1.正压力F N的确定.2.静摩擦力的有无、大小的判定.3.摩擦产生的原因和滑动摩擦力的方向.教材对滚动摩擦没有单独讲述，而是作为减小摩擦的方法来讲的.教具准备器材：木块、弹簧秤、木板、毛巾、纸、钢板、砂纸、水等.课时安排1课时教学过程导入新课1.你听过摩擦力吗?摩擦力出现在哪些地方?试着将之写出来.摩擦力其实是无所不在的!2.粉笔在黑板上可以写出字来,在玻璃上写得出来吗?试试看.(1)比较这些字的异同,并想想造成异同的原因.(2)想想若在外面的柏油路面上以粉笔写字又会有何不同?为什么？3.今天上课之前，我带了几个小玻璃球准备和同学们一起进行科学研究.但在来学校的路上，小玻璃球变脏了.老师把它们洗干净了.现在，请两个同学把玻璃球夹起来.（请两个同学上台20 s夹球）提出问题：玻璃球为什么不好夹？——学生讨论回答.你认为摩擦力是一种什么样的力？学生用自己的语言叙述摩擦力.推进新课一、摩擦力创设情境：请学生做个小实验：要求学生用逐渐增大的水平力推在教室中放置的桌子，直到推动一段距离.(学生活动:学生按老师要求推桌子，并感受推力的大小变化)(设计意图:让学生体会并分析出桌子受到推力和摩擦力的作用，使学生产生对静摩擦力和滑动摩擦力的感性认识)提出问题：为什么用力推桌子而桌子不一定运动？为什么想让桌子继续运动还要继续推？(学生活动:思考教师提出的问题并提出自己的解释)（小结）初步引出滑动摩擦力和静摩擦力的概念.二、滑动摩擦力（提出要求）利用已有实验仪器设计实验定量研究影响滑动摩擦力大小的因素.（设计意图：使学生意识到应采用控制变量法进行多变量的研究；使学生体会摩擦力的大小的影响因素）1.引导学生进行实验原理的探究.(学生活动:思考并交流讨论得出利用二力平衡定量测量滑动摩擦力的大小)2.引导学生进行实验方法的探究(学生活动:思考并交流讨论得出控制变量法).3.组织学生利用已有器材进行实验探究(学生活动:学生进行分组实验探究).4.要求学生设计表格记录数据，并通过对数据的分析初步得出自己的结论.(学生活动:展示自己的数据，并对数据进行分析，最终定量得出压力与滑动摩擦力的关系，对动摩擦因数有定性的认识)（设计意图：培养学生对实验数据的分析处理能力）（小结）（设计意图：训练学生语言表达及逻辑推理能力）滑动摩擦力的计算公式f=μN.介绍动摩擦因数的物理意义及常见材料间的动摩擦因数.【例题剖析】（设计意图：训练学生利用物理概念和规律解决实际问题的能力）滑雪是北方地区人们喜爱的一种运动.有的地方人们用鹿拉滑雪板进行滑雪比赛.已知滑雪板与冰面间的动摩擦因数为0.02，滑雪板和人的总质量为180 kg.如果鹿拉着滑雪板做匀速直线运动，求鹿的拉力大小.三、静摩擦力（提出问题）根据所学知识及实验体会，提出滑动摩擦力的产生条件.(学生活动:学生交流总结得出滑动摩擦力的产生条件)（提出问题）引导学生思考并交流讨论滑动摩擦力的计算公式能否计算静摩擦力的大小.(学生活动:学生交流讨论并得出结论）1.静摩擦力的大小并不唯一，且不能用滑动摩擦力的公式计算；2.静摩擦力与压力和接触面也有关系（设计意图：训练学生语言表达及逻辑推理能力）提出最大静摩擦力的概念，并区分一般静摩擦力与最大静摩擦力.（提出要求）要求学生利用已有实验仪器设计实验，研究影响最大静摩擦力的因素（方法、步骤同上）.（学生活动:学生进行实验探究，记录并分析整理实验数据，得出结论：最大静摩擦力与压力成正比；最大静摩擦因数与接触面性质有关；落实滑动摩擦力计算公式，加深对动摩擦因数的理解）有益摩擦、有害摩擦增大有益摩擦：1.增大物体表面的粗糙程度.如：鞋底、车轮胎、各种旋钮表面都有花纹.2.增大压力.如：电动机的皮带拉得很紧，以便用增大压力来增大摩擦力，防止皮带打滑.减小有害摩擦：1.用滚动摩擦代替滑动摩擦：用滚动轴承代替滑动轴承.2.减小表面粗糙程度：加润滑油.【例题剖析】（设计意图：训练学生利用物理概念和规律解决实际问题的能力）质量为2 kg的物体，静止在水平面上.物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等.给物体一水平拉力.（1）当拉力大小变为5 N时，地面对物体的摩擦力是多大？（2）当拉力大小变为12 N时，地面对物体的摩擦力是多大？（3）此后若将拉力又减小为5 N（物体仍在滑动），地面对物体的摩擦力是多大？（4）若撤去拉力，在物体继续滑动的过程中，地面对物体的摩擦力是多大？（取g=10 N/kg）课堂小结1.两个互相接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时，在接触面上产生一种阻碍物体间相对运动的力，叫摩擦力.2.摩擦力的大小跟压力大小有关，跟物体的接触面的粗糙程度有关.3.常用增大压力和使接触面更粗糙的方法增大有益摩擦.减小有害摩擦的方法有：使摩擦面光滑，用滚动代替滑动，使摩擦面脱离接触（加润滑油、气垫）这三种方法.布置作业观察自行车上哪些地方存在摩擦，其中哪些是有益的，哪些是有害的，你能想出哪些办法来增大或减小它们.板书设计摩擦力1.摩擦力产生的条件（1）接触面粗糙.（2）在接触面上有垂直作用的正压力；（3）有相对运动或者有相对运动趋势.2.滑动摩擦力（1）大小：F=μF N（2）方向：滑动摩擦力的方向总是与接触面相切，且与相对运动方向相反.3.静摩擦力（1）变力0＜F静≤F max（2）方向：静摩擦力的方向总跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势的方向相反.参考答案【例题剖析】1.解：由于滑雪板做匀速直线运动，可知鹿的拉力F与滑动摩擦力的大小相等，即F=f.同时，滑雪板与冰面的压力N与滑雪板和人的重力相等，即N=G.由滑动摩擦力公式，可求出鹿的拉力大小为F=f=μN=μmg=0.02×180×9.8 N=35.3 N.【例题剖析】2.解：（1）当拉力F=5 N时，F＜f max,物体没有滑动，地面对物体的摩擦力为静摩擦力.f=F=5 N.（2）当拉力F=12 N时，F＞f max,物体滑动起来，地面对物体的摩擦力为滑动摩擦力.F滑=μN=μmg=0.5×2×10 N=10 N.（3）当拉力又减小为5 N时，由于物体仍在地面上滑动，所以物体受到地面的摩擦力仍是滑动摩擦力，所以仍是10 N.（4）当拉力撤去后，由于物体继续在地面上滑动，物体受到地面的摩擦力仍是滑动摩擦力，所以仍为10 N.。
第四章 摩擦
第四章 摩擦一、 判别题（正确和是用√，错误和否×，填入括号内。
） 5-1 物体放在粗糙的水平面上，因为摩擦力为零，故由摩擦定律N s F F f ≤，知f s =0。
（ × ） 5-2 重为P 的物体置于水平面上，如题5-2图所示，其间的摩擦系数为f s =0.2，故水平力F = 10N 的作用下物体静止，则摩擦力的大小为F s = f s P = 20N 。
( × )题5-2图 题5-3图5-3 在题5-3图中，若物体与斜面之间的摩擦系数为f s ，法向反力为F N ，则（1）平衡时摩擦力的大小等于f s F N ；（ × ）（2）临界平衡时最大摩擦力等于f s F N ；（ √ ）5-4 物体重为P ，靠在粗糙的铅直墙壁上，摩擦角ϕf = 20︒，在物体上作用一力F ，且F = P ，θ = 30︒，如题5-4图所示。
则物体一定处于平衡状态。
（ √ ）5-5 用砖夹（未画出）夹住四块砖，每块砖重10N ，夹子与砖之间的静摩擦因数为0.7，砖与砖之间的静摩擦因数为0.32，夹子提供的压力F = 30N 。
经计算可知，夹子能够提起四块砖。
（ × ）5-6 滑动摩擦力是约束力沿接触面公切线的一个分力。
（ × ）5-7 物体平衡时，摩擦力的大小F = fF N 。
（ × ）5-8 只有在摩擦系数非常大时，才会发生摩擦自锁现象。
（ × ）5-9 摩擦角的正切等于静滑动摩擦系数，它们都是表征材料表面性质的量。
（ √ ） 5-10 物体处于临界平衡状态时，摩擦力的大小和方向均是确定的。
（ × ） 二、单项选择题5-11 当左右两木块所受的压力均为F 时，物体A 夹在木板中间静止不动。
若两端木板所受题5-5图压力各为2F，则物体A所受到的摩擦力为（ A ）。
A 和原来相等；B 是原来的两倍；C 是原来的4倍。
题5-5图题5-6图5-12 物体A重力的大小为100kN，物体B重力的大小为25kN，A与地面的摩擦因数为0.2，滑轮处摩擦不计。
2024年《摩擦力》教科版完整版课件
2024年《摩擦力》教科版完整版课件一、教学内容本节课选自《摩擦力》教科版第二章第三节，详细内容包括：摩擦力的定义、摩擦力的分类、摩擦力大小的影响因素、摩擦力的测量方法以及减小摩擦力的方法。
二、教学目标1. 让学生掌握摩擦力的定义及分类，了解摩擦力在生活中的应用。
2. 使学生了解影响摩擦力大小的因素，学会测量摩擦力的方法。
3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点教学难点：摩擦力大小的计算与测量方法。
教学重点：摩擦力的定义、分类及影响摩擦力大小的因素。
四、教具与学具准备1. 教具：摩擦力演示器、弹簧测力计、滑块、斜面、小车等。
2. 学具：纸张、铅笔、橡皮、尺子等。
五、教学过程1. 实践情景引入向学生展示摩擦力演示器，让学生观察摩擦力的现象，提问：“什么是摩擦力？摩擦力在我们的生活中有哪些应用？”2. 知识讲解（1）摩擦力的定义及分类。
（2）影响摩擦力大小的因素。
（3）摩擦力的测量方法。
3. 例题讲解结合教材例题，讲解摩擦力大小的计算方法。
4. 随堂练习出示随堂练习题，让学生当堂完成，巩固所学知识。
5. 学生实验分组进行实验，测量不同情况下的摩擦力，并记录数据。
6. 结果讨论各组汇报实验结果，讨论影响摩擦力大小的因素。
六、板书设计1. 摩擦力的定义2. 摩擦力的分类3. 影响摩擦力大小的因素4. 摩擦力的测量方法5. 减小摩擦力的方法七、作业设计1. 作业题目：（1）解释摩擦力的定义，列举生活中的摩擦力实例。
（2）简述影响摩擦力大小的因素。
2. 答案：（1）见学生个人作业。
（2）见学生个人作业。
（3）摩擦力为1N。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课通过实践情景引入，让学生充分感受摩擦力的存在，有助于提高学生的学习兴趣。
但在实验环节，部分学生对实验操作不够熟练，需要在以后的教学中加强实验操作的指导。
2. 拓展延伸：引导学生思考如何减小摩擦力，提高物体运动的效率。
例如，在自行车行驶中，如何减小轮胎与地面的摩擦力？可以鼓励学生进行课外实验，观察不同情况下的摩擦力变化，提高学生的实践能力。
2024版小学科学教科版四上《运动与摩擦力》课件公开课
分享心得，拓展思维
学生分享自己在探讨问题过程中的心 得体会和收获。
鼓励学生将所学知识与生活实际相联 系，提出具有创新性的见解和解决方 案。
引导学生从多个角度思考运动与摩擦 力的相关问题，拓展思维空间。
06 课程总结与回顾
关键知识点总结
摩擦力的概念
摩擦力是两个接触表面在相对运 动时产生的阻力，它的大小与接 触面的粗糙程度和压力大小有关。
03 实验探究：影响 摩擦力大小因素
实验设计思路及步骤介绍
步骤二
步骤一
准备实验器材，包括测力计、不 同光滑程度的接触面材料（如砂 纸、木板、玻璃等）、不同重量 的物体等。
设计思路
通过改变接触面光滑程度、物体 重量等因素，观察摩擦力大小变 化，从而探究影响摩擦力大小的 因素。
安装测力计，将其固定在水平面 上，确保测力计与接触面平行。
同种类的摩擦力。
我掌握了摩擦力对物体运动的 影响，理解了摩擦力在日常生
活中的应用。
我学会了如何减小摩擦力，知 道了在实际操作中如何运用所
学知识。
我在课堂上积极参与讨论，与 同学们分享了自己的见解和想
法。
下一步学习建议
深入学习摩擦力的产生机理和影响因 素，了解更多关于摩擦力的知识。
通过实验和实践活动，加深对摩擦力 的理解和应用。
04 生活中运动与摩 擦力应用实例分 析
走路时脚与地面间摩擦力作用
ห้องสมุดไป่ตู้
提供前进动力
脚向后蹬地，地面给脚向 前的摩擦力，使人前进。
保持身体平衡
在行走过程中，摩擦力帮 助身体保持平衡，防止摔 倒。
消耗体能
走路时需要克服摩擦力做 功，消耗体能。
2024年《摩擦》优秀教案通用
2024年《摩擦》优秀教案通用一、教学内容本节课选自《物理》八年级下册第四章《力与运动》第三节《摩擦》，内容包括：摩擦力的概念、摩擦力的大小与接触面的粗糙程度及物体间的压力的关系、摩擦力的分类及生活中的应用。
二、教学目标1. 了解摩擦力的概念，理解摩擦力的产生原因及影响摩擦力大小的因素。
2. 学会通过实验探究摩擦力的大小，掌握减小和增大摩擦的方法。
3. 能够运用所学知识解释生活中的摩擦现象，提高学以致用的能力。
三、教学难点与重点重点：摩擦力的概念、影响摩擦力大小的因素、摩擦力的分类。
难点：摩擦力大小与接触面粗糙程度及物体间压力的关系。
四、教具与学具准备1. 教具：摩擦力演示仪、实验器材（弹簧测力计、木块、滑块、砂纸等）。
2. 学具：学生分组实验器材（弹簧测力计、木块、滑块、砂纸等）。
五、教学过程1. 实践情景引入：展示自行车刹车、鞋底花纹等生活中的摩擦现象，引导学生思考摩擦力与生活的密切关系。
2. 教学内容展开：（3）摩擦力的分类：讲解静摩擦、滑动摩擦和滚动摩擦的概念，举例说明生活中的摩擦现象。
3. 例题讲解：通过典型例题，巩固摩擦力的概念、计算方法及摩擦力的应用。
4. 随堂练习：设计针对性练习题，检验学生对摩擦力知识的掌握。
六、板书设计1. 摩擦力的概念2. 影响摩擦力大小的因素3. 摩擦力的分类4. 例题及解答七、作业设计1. 作业题目：（1）摩擦力的大小与接触面的粗糙程度及物体间的压力有什么关系？（2）请举例说明生活中的摩擦现象，并分析其摩擦力的类型。
2. 答案：（1）摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和物体间的压力成正比。
（2）示例：自行车刹车时，刹车皮与轮胎之间的摩擦力属于滑动摩擦力。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对摩擦力的概念和影响摩擦力大小的因素掌握较好，但在摩擦力分类及生活中的应用方面还需加强。
2. 拓展延伸：引导学生思考如何减小有害摩擦，增大有益摩擦，提高生活质量。
重点和难点解析1. 实践情景引入2. 影响摩擦力大小的因素3. 摩擦力的分类4. 例题讲解5. 随堂练习设计6. 作业设计一、实践情景引入实践情景引入是激发学生学习兴趣、引导学生关注摩擦力与生活关系的重要环节。
2024年摩擦力课件初中物理课件下载
2024年摩擦力课件初中物理课件一、教学内容本节课选自人教版初中物理教材八年级下册第十章《力的作用》，具体内容包括：第1节“摩擦力的概念”；第2节“摩擦力的大小与方向”；第3节“摩擦力的应用”。
通过本节课的学习，让学生了解摩擦力的基本概念，掌握摩擦力的大小与方向，以及摩擦力在实际生活中的应用。
二、教学目标1. 知识目标：学生能理解摩擦力的概念，掌握摩擦力的大小与方向，了解摩擦力的应用。
2. 技能目标：培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3. 情感目标：激发学生对物理学科的兴趣，提高学生的实践操作能力。
三、教学难点与重点教学难点：摩擦力的大小与方向。
教学重点：摩擦力的概念、摩擦力的应用。
四、教具与学具准备教具：摩擦力演示仪、三角板、弹簧测力计。
学具：每组一个摩擦力演示仪、三角板、弹簧测力计。
五、教学过程1. 实践情景引入通过一个简单的实践情景（如：两个物体相互摩擦，观察其运动状态）引入摩擦力的概念。
2. 教学内容讲解（1）摩擦力的概念：两个互相接触的物体，在相对运动或有相对运动趋势时，在接触面上产生的一种阻碍相对运动的力。
（2）摩擦力的大小与方向：摩擦力的大小与物体的压力和接触面的粗糙程度有关；摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势的方向相反。
（3）摩擦力的应用：讲解摩擦力在实际生活中的应用，如：汽车刹车、鞋底的花纹等。
3. 例题讲解讲解摩擦力相关例题，巩固所学知识。
4. 随堂练习布置摩擦力相关的随堂练习，检验学生的学习效果。
六、板书设计1. 板书摩擦力2. 板书内容：（1）摩擦力的概念（2）摩擦力的大小与方向（3）摩擦力的应用七、作业设计1. 作业题目：（1）摩擦力的方向是什么？（2）摩擦力的大小与哪些因素有关？（3）举例说明摩擦力在实际生活中的应用。
2. 答案：（1）摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势的方向相反。
（2）摩擦力的大小与物体的压力和接触面的粗糙程度有关。
（3）如：汽车刹车、鞋底的花纹等。
工程力学-材料力学-第4章 摩擦的平衡问题PPT(唐学彬)
实验表明，最大滚动摩擦力偶矩Mmax与支承面法向反力FN的大 小成正比，即 M max FN （4-7） 这就是滚动摩擦定理。式中δ称为滚动摩擦系数，是一个具有 长度量纲的量，常用单位是毫米（mm）。
下面讨论滚子的滚动与滑动之间的关系。设滚子达到将要滚动 而未滚动的临界状态时的受力情况如图4-11（a）所示。如果滚子 开始滚动，则有 （4-8）
tan m f s
（4-4）
2）自锁现象
可以从几何的角度来解释一个很重要的物系平衡现象。如 图4-2（a）所示，主动力FA的作用线在摩擦角内，物系平衡时， 全约束反力FR中需要的摩擦力大小可以表示为线段AB的长度， 而接触面可以提供的最大摩擦力的大小可以表示为线段AC的长 度，线段AC的长度大于线段AB的长度，因此接触面总能提供保 持平衡所需的摩擦力，进而物体处于平衡。当主动力即合力FA 的方向、大小改变时，只要FA的作用线在摩擦角内，C点总是在 B点右侧，物体总是保持平衡，这种平衡现象称为摩擦自锁。
由以上各例的解题过程，可以得到求解摩擦问题的基本方 法和步骤： ①根据题意选取适当的研究对象，正确分析约束的性质和 物体的运动趋势，画受力图。摩擦力总是阻碍物体的运动，因 此，物体所受摩擦力的方向总是与其运动方向相反。 ②列静力平衡方程。考虑摩擦的平衡问题与没有摩擦的平 衡问题一样，它们都应满足静力平衡方程式。为了不解联立方 程，应适当地选取坐标系。 ③列摩擦力的补充方程，求解未知量。由于摩擦力有一个 取值范围，因此，一般需要解不等式。用几何法求解时，主动 力和全约束反力的数目不应多于三个，此时可用三力平衡汇交 定理求解。
例4-5 半径为R的圆轮，在其顶点作用有水平向右的力F，轮与 水平面间的滚动摩擦系数为δ。问：当主动力F使圆轮只滚动而 不滑动时，轮与水平面间的滑动摩擦因数fs应该满足什么条件？
摩擦力课件(刘宪法)
问题5：某兴趣小组的同学在探究“滑动摩擦力的大
为了解决上述问题，小明同学对实验装置进行了改进， 如图11乙所示。利用该装置的优点是—— 木板滑动时可以是变速的，实验操作容易，由于弹簧测力计 。
擦 力
三、方法
5、增大有益摩擦方法有哪些？ 四、应用: 趋利避害 6、减小有害摩擦方法有哪些？
二、重点、难点、易错点突破
问题1：如下图所示：方物块与地面(或斜面)间的接触面是粗糙 的，图中它没有受到摩擦力的是（A ）若受摩擦力，方向向哪 里？
问题2，某人沿竖直竹竿匀速上爬时，所受摩擦力与沿竖直杆 匀速下滑时受摩擦力之间关系为：（B ） A 大小相等 方向相反； B 大小相等 方向相同；
C 大小不等 方法相反； D 大小不等 方向相同。
问题3 如图甲是工厂中运送煤块的皮带传输机，图乙为 它的工作过程简化图，转动轮带动水平皮带匀速向右运动。 当将一煤块A轻轻放在皮带的左端，煤块在皮带的作用下， 相对于地面向右作速度增加的直线运动，此时煤块所受摩 向右 擦力的方向 （选填“向左”或“向右”）。经过 较短时间后，煤块随皮带一起以相同的速度向右作匀速运 为零 。（选填“为 动，此时煤块所受的摩擦力 零”、“方向向左”或“方向向右”）
木块运动状 态 静止
弹簧测力计 示数F/N 0.5
静止
加速 匀速 减速
0.6
0.8 0.7 0
二、填空：
3 、如图所示，在冰壶比赛中， 总是有两名运动在冰壶前方 “刷冰”，这样做可以使表面 熔化 的冰____________ （填物态 变化名称）形成薄薄的一层水， 减小 以便____________ （填“增 加”或“减小”）冰壶与冰面 之间的摩擦。
理论力学(大学)课件9.3 考虑摩擦的平衡问题(解析法)
b
解：取挺杆为研究对象，系统处于临界平衡状态，分 析挺杆受力。列平衡方程：
FSA
FNB
B FSB
F
SFx = 0
FNA - FNB = 0
M
ΣFy = 0 - FSA - FSB + F = 0
e
SM A = 0
-
FNB b
-
FSB d
+
F (a
+
d 2
)
=
0
a
挺杆处于临界平衡状态，摩擦力为最大静滑动摩擦力，故：
滑动摩擦和考虑摩擦的平衡问题
例3 凸轮挺杆机构滑道尺寸为d，宽度为b，挺杆与滑道间静滑动摩擦系数 为fs，不计凸轮与挺杆处摩擦，不计挺杆质量； 求：挺杆不被卡住之尺寸a 值.
分析：由经验可知，当a太大时，挺杆会被卡住，此时挺杆 会在AB两点与滑道接触。可取刚要被卡住还没被卡住的临
A d F的a值。
FA = fsFNA
FB = fs FNB
a
=
b 2 fs
故挺杆不被卡住时： a
<
b 2 fs
3、考虑摩擦的平衡问题 （解析法）
滑动摩擦和考虑摩擦的平衡问题
例4 均质木箱重P=5kN，与地面的静滑动摩擦系数fs=0.4，木箱尺寸 h=2a=2m，在箱子D点作用一斜向上的拉力F，θ=30°。
求：(1)当拉力F=1kN时，木箱是否平衡？ (2)能保持木箱平衡的最大拉力。
A
x
Fs
这一类问题，我们称之为临界平衡问题，即主动力未知，计算系统平衡（不平衡）
时，主动力需要满足何种条件的问题。通常这类问题的解法是，取系统的临界平衡状
态（考虑摩擦时摩擦力对应的为最大静摩擦力），计算此时的主动力大小，得到主动
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FB
X 0 : NB FA 0 ———（1）
Y
0:
NA
FB
P
0
——（2）
mA(F) 0 :
Pa cosmin FB 2a cosmin NB 2a sin min 0
P
A
y
x
P min A FA
NA
—（3）
由库伦定律： FA fN A ——（4） FB fN B ——（5）
将 f tgm 代入上式，解出：
tgmin
1 tg2m 2tgm
ctg2m
tg(
2
2m )
故 应满足的条件是：
2
2
2 m
此条件即为梯子的自锁条件。
静力学小结
本章的学习重点是围绕列平衡方程求约束反力 其解题步骤为： 1、根据所求，对题目进行分析，找到问题求解的突破口； 2、根据分析选取研究对象，画受力图； 3、根据受力图，列平衡方程求解。
静滑动摩擦力：仅有滑动趋势而没有滑动时产生的摩擦力； 动滑动摩擦力：存在相对滑动时产生的摩擦力。
1、 静滑动摩擦力及最大静滑动摩擦力
FN F
FS P
在粗糙的水平面上放置一重为P的物体，该物体在重力P和法向反力FN 的作用下处于静止状态。今在该物体上作用一大小可变化的水平拉力F，当 拉力F由零值逐渐增加但不很大时，物体仍保持静止。可见支承面对物体除 法向约束反力FN外，还有一个阻碍物体沿水平面向右滑动的切向力，此力
第四章 摩擦平衡问题
摩擦是机械运动中普遍存在的一种自然现象，例如人的行走、车辆行驶、 机械各零件联结处及建筑物各杆间接触处等，都存在着摩擦。但在以前各章 中把物体接触表面假设为绝对光滑的，忽略了物体之间的摩擦，这是对实际 情况的一种理想化。如果物体接触面比较光滑，或者有良好的润滑，以致摩 擦作用很小，对问题的研究不起重要作用，此时这种理想化是合理的。但是 当摩擦的作用对问题的研究有重要影响时，就不能忽略摩擦了。对摩擦的研 究涉及到很多学科，是个十分复杂的问题。
§4-2 考虑滑动摩擦时物体的平衡问题
仍为平衡问题，平衡方程照用，求解步骤与前面基本相 同．
几个新特点 1 画受力图时，必须考虑摩擦力； 2 严格区分物体处于临界、非临界状态；
3 因 0 Fs ，F问ma题x 的解有时在一个范围内．
例4-1
已知： P , , fs .
求： 使物块静止，水平推力 F的大小．
由实验证明：最大静滑动摩擦力的大小与两物体间的法向 反力的大小成正比，即：
Fmax fs FN
这就是库伦摩擦定律。式中fs称为静滑动摩擦系数。
静摩擦系数的大小需由实验测定。它与接触物体的材料和 表面情况(如粗糙度、温度和湿度等)有关，而与接触面积的大 小无关。
2、动滑动摩擦力的特点 方向：沿接触处的公切线，与相对滑动趋势反向；
当物块处于平衡的临界状态时，静摩擦力达到最大值，即为最大静滑动摩
擦力，简称最大静摩擦力，以Fmax表示。 此后，如果F再继续增大，但静摩擦力不能再随之增大，物体将失去平衡
而滑动。这就是静摩擦力的特点.
综上所述可知，静摩擦力的大小随主动力的情况而改变， 但介于零与最大值之间，即
0 Fs Fmax
例4-2
B
梯子AB长为2a，重为P，其一端置于水平 面上，另一端靠在铅垂墙上，如图。设梯子 与地和墙的静摩擦系数均为 f ，问梯子与水
平线的夹角 多大时，梯子能处于平衡？
解1：（解析法）以梯子为研 究对象，当梯
子处于向下滑动的临界平衡状态时，受力 NB B
如图，此时 角取最小值min。建立如图坐
F1 cos θ P sin θ Fmax ' 0 F1 sin θ P cos θ FN ' 0
Fmax' fs FN '
F1
sin cos
fs cos fs sin
P
sin fs cos P F sin fs cos P
cos fs sin
cos fs sin
本章只利用经典摩擦理论来研究物体在有摩擦时的平衡问题。分两个部 分进行：
一部分：滑动摩擦。 另一部分：滚动阻碍。
§4-1
一.定义
摩擦的基本概念
摩擦：相互接触的物体或介质在相对运动（包括滑动和滚动） 或有相对运动趋势的情况下，接触表面（或层）会产生阻碍运动 或阻碍运动趋势的机械作用，这种现象称为摩擦。
即静滑动摩擦力，简称静摩擦力，常以FS表示，方向向左，如图。
1、 静滑动摩擦力及最大静滑动摩擦力
FN F
FS
P
Fx 0 : FS F 0 FS F
静摩擦力的大小随水平力F的增大而增大，这是静摩擦力和一般约束反
力共同的性质。
静摩擦力又与一般约束反力不同，它并不随力F的增大而无限度地增大。 当力F的大小达到一定数值时，物块处于将要滑动、但尚未开始滑动的临界 状态。这时，只要力F再增大一点，物块即开始滑动。
摩擦力：相应阻碍运动的力称为摩擦力。
三.滑动摩擦力 库伦定律
滑动摩擦力：当两个相互接触的物体具有相对滑动或相对滑 动趋势时，彼此间产生的阻碍相对滑动或相对滑动趋势的力。
滑动摩擦力作用于相互接触处，其方向与相对滑动的趋势或 相对滑动的方向相反，它的大小根据主动力作用的不同，可以 分为三种情况，即静滑动摩擦力，最大静滑动摩擦力和动滑动 摩擦力。
NB B
FB
将式（4）、（5）代入（1）、（2）得：
NB fN A NA P fN B
y
x
P min A FA
NA
即可解出：
NA
P 1 f
2
NB
fP 1 f
2
将 N A代入（2）求出FB ，将 FB和 NB代入（3），得：
cosmin f 2 cosmin 2 f sinmin 0
大小： Fd fd FN
fd是动摩擦系数，它与接触物体的材料和表面情况有关。
fd fs （对多数材料，通常情况下）
实际上动摩擦系数还与接触物体间相对滑动的速度大小有关。 对于不同材料的物体，动摩擦系数随相对滑动的速度变化规律 也不同。多数情况下，动摩擦系数随相对滑动速度的增大而稍 减小，但当相对滑动速度不大时，动摩擦系数可近似地认为是 个常数。
F
P
解： 使物块有上滑趋势时，推力为F1 画物块受力图
Fx 0
F1 cos P sin Fmax 0
Fy 0
F1 sin P cos FN 0
Fmax fs FN
F1
sin θ cosθ
fs cosθ fs sin θ
P
设物块有下滑趋势时，推力为 F1 画物块受力图
Fx 0 Fy 0