新人教版高中物理必修一第三章第3节 摩擦力教学课件 (共68张PPT)

(2)从实际操作考虑，你认为上述哪种方案更可行？ (3)若只给你一把直尺、一条橡皮筋和一些轻绳，你能否 测定木块A与木板B间的动摩擦因数μ？
[思路点拨] 解此题时首先要明确题目中探究的是什么 问题，然后围绕该主题分析方案设计。
[解析] (1)方案一中，A 匀速向右滑动时， 由二力平衡知 f＝F，A 对 B 的压力 N＝G，则 μ＝GF； 同理，方案二中 μ＝FG′。
静
静
止
止
静
止
静
摩 擦 1、接触面不光滑（即接触面粗糙）
力
的 产
2、两物体相互接触
生 3、两物体间有挤压（即有弹性形变） 条
件 4、两物体间有相对运动趋势
判断静摩擦力有无的方法 (1)定义法：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)平衡条件法：根据二力平衡的条件判定。
静
摩 擦
f静
力
的
大 小
f静
静摩擦力的大小随推力
F 的增大而增大f静=F
静摩擦力的大小由外部 因素决定
当人的水平推力增大到
某一值fmax时候，物体
F 就要滑动，此时静摩擦
力达到最大值，我们把
fmax叫最大静摩擦力
两物体间的静摩擦力f静在0与最大静摩擦力
fmax之间，即0 < f静≤ fmax
视频演示二
在木板被水平力推动的过程中，当木板伸出桌边三分之一 时，木板受到的摩擦力又为多大？ 解析：当木板在被推动过程中伸出桌边三分之一时，由于 压力和动摩擦因数均未改变，木板所受滑动摩擦力不变。 所以，F2′＝F2≈2.9 N。 答案：2.9 N
[例3] 怎样用弹簧测力计测定木块A与木板B间的动 摩擦因数μ呢？
6．最大静摩擦力 (1)定义：物体与接触面之间的静摩擦力的最大值， 也即在外力作用下物体将开始沿接触面滑动时的静摩 擦力。用fmax表示。 (2)相关因素： ①与两物体间的压力成正比。 ②与接触面的性质有关。
二：静摩擦力
两个相互接触的物体，当它们具有相对运
动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运 动趋势的力，这种力叫做静摩擦力（static frictional force）。
③将橡皮筋的一端固定于竖直墙上，将木块A放在木 板B上，如图所示，用水平力使木板B在木块A下滑动，测 出此时橡皮筋的长度l2；
(2)在方案一中，弹簧测力计对木块A的拉力只有在木 块匀速前进时才等于滑动摩擦力的大小，但这种操作方式 很难保证木块A匀速前进；而在第二种方案中，不论木板B 如何运动，木块A总是处于静止状态，弹簧测力计的示数 等于木块A所受滑动摩擦力的大小，故第二种方案更切实 可行。
(3)可以，实验方法及步骤如下： ①将橡皮筋的两端栓上两条轻绳，并用直尺测 出橡皮筋的原长l0； ②橡皮筋一端的轻绳连接木块A，另一端的轻 绳竖直悬挂起来，如图所示，测出橡皮筋的长度l1；
f静
v趋
假设法：
即假设接触面是光滑的，物体会相对 接触物体向什么方向运动，静摩擦力 方向即与此相对运动方向相反。
思 考
静摩擦力能不能发生在运 动的物体之间?
可以的!
“静”指的是相对静止!
练 习
已知图中物体都处于静止，试对物体进行受 力分析，画出力的示意图。
N
f
N
N
f静
f静
FN
F
G
G
G
G
F
f静
F
f静
滑动摩擦力的方向跟 运动方向有关系吗？
滑动摩擦力的方 向跟运动方向没 有直接关系
滑动摩擦力可以是阻力， 也可以是动力。但它产生 的效果一定是阻碍物体间 的相对运动
滑动摩擦 力一定是 阻力吗？
1．下列关于滑动摩擦力的认识中正确的是
()
A．滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，因此滑动
摩擦力是阻力
B．相互接触的两个物体间如果存在相对滑动，则它们
2、在木块上放砝码，用弹簧测力计拉木块 匀速运动，读出这时的拉力F；
木板
3、在木板上固定好毛巾，放上木块，用弹簧 测力计拉木块匀速运动，读出这时的拉力F
毛巾
4. 将木块平放和侧放时用弹簧测力计拉木块 匀速运动，读出拉力F即摩擦力的大小
木板
μ的大小跟两接触物体的材料及接触面的
情况（如粗糙程度）有关
滑 滑动摩擦力大小跟哪些因素有关呢？
(3)假设法和平衡法是判断摩擦力是否存在的常用方法， 在解题时要灵活运用。对于多物体叠放在一起的情况，受力 分析时，要注意整体法与隔离法的选用。
1．在如图所示中，A物体受到摩擦力的是( )
A．(a)图中，A沿粗糙的竖直墙面滑下 B．(b)图中，A沿光滑的斜面向上运动 C．(c)图中，A随B一起向右匀速运动 D．(d)图中，A在斜面上静止不动
(1)图甲、乙是两种实验设计方案，请完成横线上的空 白部分。
方案一：如图甲所示，使木板B静止在水平桌面上，用 手通过弹簧测力计向右拉木块A，使木块A向右匀速运动， 读出此时弹簧测力计的读数F，再用弹簧测力计测出木块A 的重力G，由二力平衡可知，滑动摩擦力f＝________，A、 B间的压力N＝________，所以动摩擦因数μ＝________。
练
习 下列图中的物体都处于静止状态，有静摩
擦力的是
BCD
A
B
F
C
D
F
三：静摩擦力的方向
物体所受静摩擦力的方向是与接触面相切， 并且与相对滑动趋势的方向相反。
静摩擦力的作用效果就是阻碍物体间的相对 运动趋势。
静
摩
擦
力
F静
的
方
向
木块保持静止
练 习
N
N
N
f
F推
f
G
G
G
四、静摩擦力的大小
感受一刻： 在扭开瓶盖时， 有时一扭就开； 有时却一味打滑。
3．滑动摩擦力的大小 (1)滑动摩擦力的大小与 压力 成正比，还与接触面的性 质有关。
(2)公式：f＝ μN . 其中N表示压力，μ叫动摩擦因数，与接触面的 材料及 粗糙程度 有关。
探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关 步骤: 1、把木块放在木板上，用弹簧测力计拉木块
匀速运动，读出这时的拉力F；
木板
二：静摩擦力
[自学教材]
1．定义
当两个彼此 接触 、挤压 的物体之间没有发生相对滑动，
但具有相对滑动的趋势时，接触面上会产生一种阻碍
相对滑动趋势 的力，这种力叫做静摩擦力。
2．产生条件
(1)物体直接接触；(2)接触面粗糙 ；(3)接触面间有 压力；
(4)有 相对运动的趋势
。
3．方向 总是与 接触面 相切并且与 相对滑动趋势 的方向相反。 4．效果 阻碍物体间的相对运动的趋势。 5．大小 由 外部因素 决定，随外力的变化而变化。
四、静摩擦力的大小
感受一刻： 注意观察手提电 脑的底座四个脚 是用什么材料做
成的？
四、静摩擦力的大小
只给你用一只 手，你能将矿 泉水瓶盖打开 吗？试试看， 并分析其中的
道理
四、静摩擦力的大小
感受一刻： 用手握着瓶子， 如果将手掌压瓶 子的力逐渐减小， 到某一时候瓶子 会掉下来，为什
么？
四、静摩擦力的大小
方案二：如图乙所示，将弹簧测力计C的吊环套在直 立固定在桌边的铁钉D上，挂钩端与木块A相连，用力拉 平放在桌面上的木板B，使其缓慢向右运动。
A受的滑动摩擦力f等于弹簧拉力，A相对桌面静止，A在 B上相对B向左滑动。读出此时弹簧测力计的示数F′，即为A 所受的滑动摩擦力f。用弹簧测力计测出A的重力G，则A、B 间的动摩擦因数μ＝________。
当F＝2.8 N时，木板受静摩擦力 f1＝F＝2.8 N。 当F＝3.2 N时，木板受滑动摩擦力 f2＝μN＝μmg＝0.3×1×9.8 N≈2.9 N。 [答案] 2.8 N 2.9 N
应用公式f＝μN解决问题时，一定要注意压力N与物 体重力mg的区别，尽管有时二者大小相等(如在本题中)， 但它们不是同一个力，某些问题中二者也不一定相等。
动 摩 擦
接触面 的材料
正压力
力 的 大
滑动摩擦力的大 小跟压力成正比
小
动摩擦因数
滑动摩 f=μN
擦力
正压力或支持力
μ的大小跟两接触物体的材料及接触面的
情况（如粗糙程度）有关
滑动摩擦力
1、大小： f N
注：（1）µ是动摩擦系数，它与相互接触的 物体的材料和接触面的粗糙程度有关。
（2）N为正压力，与物体的重力没必然 的联系。
静
摩 擦 力
大小: 摩擦力的大小随着推力的增大而增
大, 取值范围0≤f≤Fm
说明:
(1)静摩擦力的大小与正压力无关,但最大静
摩擦力的大小与正压力成正比.
(2)静摩擦力可以是阻力,也可以充当动力.
(3)最大静摩擦力一般比滑动摩擦力大一些.
五、静摩擦力的方向
静摩擦力的方向总与 接触面相切，并与物 体相对运动趋势的方 向相反。
[思路点拨] 计算摩擦力时应先判断是静摩擦力还是 滑动摩擦力，如果是静摩擦力，一般不能用公式f＝μN计 算。
[解析] 首先确定木板受到的是静摩擦力还是滑动摩 擦力。
当用2.8 N的水平力推木板时，因推力小于最大静摩 擦力，木板不能被推动而受静摩擦力作用；当用3.2 N的水 平力推木板时，因推力超过最大静摩擦力，木板将被推动 而受滑动摩擦力作用，所以：
问题：有的同学说静摩擦力一 定是阻力，对吗？
[例1] 如图所示，判断下列情况下物体A和C是否受 摩擦力作用(A、B、C均相对静止)：
(1)相对地面静止； (2)一起做匀速运动。 [思路点拨] 根据摩擦力存在的条件，利用假设法或 状态分析法判断。
[解析] (1)(2)两种情况下A、C均处于平衡状态，在水 平方向上所受合力为零。对于(1)情形下，A受到水平向左的 推力F，所以欲满足A合力为零，水平方向必受到向右的静 摩擦力。把A、B、C视为一个整体，向左和向右的推力F相 互抵消，假设地面对C有摩擦力作用，则整体不可能处于平 衡，故地面对C无摩擦力作用；隔离C，C受到水平向右的推 力F，地面对C无摩擦力，所以只有B对C产生向左的静摩擦 力，C才能实现水平方向合力为零。
第3节 摩擦力
生 活 中 的 摩 擦 力
实
验 视频演示一
筷子为何可以提起水杯 用水平力推讲台桌,讲台桌为何不动?
用手握住水杯,水杯为何不动?
说明物体之间存在摩擦力
有摩擦力吗？什么摩擦力？
推而未动
二.滑动摩擦力
[自学教材]
1．定义 当两个物体彼此 接触 和 挤压 ，并发生 相对滑动 时， 在接触面上产生的一种阻碍 相对滑动 的力。 2．滑动摩擦力的方向及效果 滑动摩擦力的方向总是与接触面 相切 ，并与物体的相 对运动方向相反，因此，滑动摩擦力的效果总是阻碍 物体间 的相对运动。
f
f
2、方向：
与物体相对滑动的方向相反，与他们的 接触面相切。
思
考
思考：当
拉力大于
F百度文库ax后，为 什么摩擦
力保持F0不 变
无沙子 沙子
你们挑哪一边场地？
思 考
滑动摩擦力的大小
与重力成正比吗？
滑动摩擦力的大小 与正压力成正比
不 一 定
运动的物体一定有滑动摩擦力吗？ 静止的物体一定没有滑动摩擦力吗？
[答案] (1)A受到水平向右的静摩擦力，C受到来自B的 水平向左的静摩擦力。
(2)A不受摩擦力，C受到来自地面水平向左的滑动摩擦 力、来自B的水平向右的静摩擦力。
(1)摩擦力是否存在与运动和静止无关，而是与相对运 动或相对运动趋势的存在有关。
(2)摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同，也可以 与物体的运动方向相反。
对于(2)情形下，假设A受到静摩擦力，则A不会处于平 衡状态，所以A不受摩擦力作用；将A、B、C视为一个整体， 整体受到向右的拉力F，但做匀速运动，所以地面对整体有 向左的滑动摩擦力，即C受到向左的滑动摩擦力。隔离C，C 受到地面向左的滑动摩擦力，所以只有B对C产生向右的静摩 擦力，C才能满足水平方向合力为零。
之间一定存在相互的滑动摩擦力
C．快速行驶的自行车急刹车时与地面的摩擦力一定比
慢速行驶的自行车同样条件下急刹车摩擦力大
D．滑动摩擦力的方向可以跟物体运动方向相同，也可
能跟物体运动方向相反
解析：滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，但不一 定是阻碍运动，它既可当作动力又可当作阻力，它的大 小与物体运动的速度和接触面大小无关，故选D。 答案：D
解析：选项A中，物体与墙面无挤压，物体不受摩擦力作 用；选项B中，斜面光滑，所以物体不受摩擦力作用；选 项C中，A与B一起向右做匀速运动，二者无相对运动，也 没有相对运动趋势，故A不受摩擦力作用；选项D中，物 体静止在斜面上，物体受摩擦力作用。故选D。 答案：D
[例2] 如图所示，一质量为1 kg的 长木板放在水平桌面上，木板与桌面间 的最大静摩擦力为3.0 N，动摩擦因数为 0.3。如果分别用2.8 N的水平力和3.2 N 的水平力推木板，木板受到的摩擦力分别为多大？