2017-2018学年高中物理必修一(人教版)课件：第三章 3 摩擦力

在我们日常生活中处处可见到摩擦现象。如图,奇人王连海正 在用牙齿咬住绳子拉动汽车,你能分析出什么地方存在摩擦力吗?
简答:绳子和大力士的牙齿之间存在摩擦力、大力士和地面之 间存在摩擦力、汽车和地面之间存在摩擦力。
预习导引
1.静摩擦力 (1)静摩擦力:当两物体之间只有相对运动趋势,而没有相对运 动,这时的摩擦力叫作静摩擦力。 (2)产生静摩擦力的条件:a.接触,且接触面粗糙;b.接触处存在压 力;c.有相对运动趋势。 (3)静摩擦力方向判断: 静摩擦力的方向总是跟接触面相切,并且 跟物体相对运动趋势的方向相反。 (4)最大静摩擦力:静摩擦力的增大有一个最大限度,即是最大静 摩擦力。它是物体刚刚开始运动时所受的摩擦力。 (5)静摩擦力的取值: 在 0 到最大静摩擦力 Fmax 之间 ,即 0<F≤ Fmax。
预习交流 1 想一想,受到静摩擦力作用的物体一定是相对地面静止的吗?试 举例说明。 答案 :不一定。物体是否受到静摩擦力,与物体处于静止还是运 动状态没有关系,关键是物体相对于与其接触的物体是否相对静 止。例如,皮带传送机把货物运往高处,物体是运动的,但相对皮带没 有滑动,受到的是静摩擦力。其实,生活中很多运动的物体都受到静 摩擦力的作用。例如,一个人端着一杯水走路,杯子受到手的摩擦力; 人走路时受到地面的摩擦力;站在启动的火车上的人受到车厢底板 的摩擦力;拔河比赛时受到绳子的摩擦力,这些力都是静摩擦力。
激趣诱思
千百年来,人类一直在利用摩擦力,同时也设法防止摩擦力对生 产与生活的危害。 摩擦力会损坏物品 ,这在我们的日常生活中天天可以见到。衣 服、鞋子穿久了会破,车胎、机械零件用久了会磨损,这都是摩擦力 引起的破坏。摩擦力会阻止运动。火车、轮船等交通运输工具需 要克服摩擦力才能行进,机器克服摩擦力才能够运转…… 总之,摩擦力给人们带来数不清的麻烦。你也许会想,如果没有 摩擦力该有多好啊! 如果没有摩擦力,你家中的一切物品将滑向屋子里最低的角落, 墙上的钉子将被拔出来,镜子会落到地上;早晨你想起床,可是怎么也 爬不起来,要想走出房间,那更是寸步难行。
思考探究 1.实验探究:在水平桌面上放一长木板,上面放一质量较大的木 块。开始时,在木板与木块接触的外侧面作两个对顶的三角形的记 号。当用手沿图中箭头所示方向缓缓地拉木板时,可以看到木块随 木板一起移动,弹簧测力计的示数逐渐增大,但两个三角形记号的相 对位置却没有变化,直到弹簧测力计的示数增大到某一数值后,才看 到两个三角形记号相对位置发生变化。则:(1)在木板和木块未发生 相对运动之前,木板对木块有怎样的作用力?方向如何 ?大小如何 ?(2) 当木块相对木板将要滑动时弹簧测力计的示数如何?有何意义 ?
2.滑动摩擦力 (1)滑动摩擦力:当一个物体在另一个物体表面滑动时,受到另一 个物体阻碍它运动的力。 (2)滑动摩擦力产生条件: ①接触,且接触面粗糙; ②接触处应存在压力 ; ③有相对运动。 (3)滑动摩擦力方向判断:滑动摩擦力的方向总沿着接触面,并且 跟物体的相对运动方向相反。 (4)滑动摩擦力大小:滑动摩擦力的大小跟正压力成正比。 ①公式表示: F=μFN。 ②FN 是两个物体接触面间的压力。 ③μ 是动摩擦因数。 ④影响 μ 大小的因素:两个物体的材料,接触面的情况(如粗糙 程度)有关。 (5)滑动摩擦力一般略小于(选填 “大于”“小于”或 “等于”)最大静 摩擦力。
预习交流 2 想一想:是不是只有运动的物体才受到滑动摩擦力的作用?静止 的物体是否可以受到滑动摩擦力的作用? 答案 :滑动摩擦力存在于相对运动的物体之间,静止的物体也可 以受到滑动摩擦力的作用。例如: 一本书在桌面上滑动,书与桌面发 生相对运动,桌面静止,但桌面受到滑动摩擦力的作用。
一、 静摩擦力
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摩擦力
学习目 标
重点难 点
1.知道摩擦力(动摩擦力与静摩擦力)的含义并能列举实 例。 2.理解静摩擦力及滑动摩擦力的产生条件。 3.会计算滑动摩擦力和静摩擦力的大小并能判断其方 向。 4.知道动摩擦因数,了解不同材料间的动摩擦因数是不 同的。 重点:摩擦力产生的条件、特性和规律,摩擦力大小的 分析与计算。 难点:摩擦力方向的判断。
知识精要 1.静摩擦力的大小 静摩擦力的大小在 0~Ffmax 之间,其具体数值由物体受的其他外 力和运动状态决定,与接触面间的正压力无关,但最大静摩擦力的大 小与正压力成正比。 2.静摩擦力存在与否的判断 在判断物体间是否存在静摩擦力时,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。 3.静摩擦力与相对运动趋势 静止的物体也可能受到滑动摩擦力作用,运动的物体也可能受 到静摩擦力作用。决定静摩擦力的是相对运动趋势,而不是运动方 向。
4.静摩擦力方向的判断 (1)直接法:对于相对运动趋势比较明显的情况,可以根据静摩擦 力的方向沿着接触面,与相对运动趋势的方向相反直接判断。 (2)特殊法:当一些物体的相对运动趋势不明显时,可采用一些特 殊方法来确定静摩擦力的方向,常用方法有: ①假设法:可假设接触面光滑,将会看到物体发生相对运动,根据 相对运动的方向判断物体间的相对运动趋势的方向,从而判断静摩 擦力的方向。 ②受力平衡法:对于受力平衡的物体,分析除静摩擦力外其他力 的共同作用效果的方向,则静摩擦力的方向与其他力的共同作用效 果的方向相反。 ③相互作用法:根据力的相互性,若甲、乙两物体间有静摩擦力, 并且能判断出甲对乙的静摩擦力的方向,则乙对甲的静摩擦力的方 向与甲对乙的静摩擦力的方向相反。
答案 :(1)由于木块受重力和弹簧测力计的拉力,木块相对于木板 有向右运动的趋势,所以木板对木块有向上的支持力和向左的静摩 擦力。支持力的大小等于木块的重力,由于木板缓慢运动,静Байду номын сангаас擦力 的大小等于弹簧测力计的弹力大小,即随着弹簧测力计对木块弹力 的增大而增大。(2)当木块相对木板将要滑动时,测力计的示数达到 最大,此时说明木块与木板之间的静摩擦力达到最大静摩擦力 Ffmax。即静摩擦力大小的取值范围是 0<Ff≤ Ffmax。