吉林省长白山第一高中物理必修一课件：3.3 摩擦力

课件13张PPT。学案3 摩擦力学点1 静摩擦力(1)定义：两个相互接触且保持相对静止的物体，当它们之间存在相对运动趋势时，在它们的接触面上会产生阻碍物体间相对运动趋势的力，这种力叫静摩擦力。
(2)对定义的理解
①“接触”的含义：两物体相互接触且有形变(弹力)。
②“相对静止”的含义：两个物体都静止或两个物体同向运动且有相同的速度。
③“相对运动趋势”的含义：一个物体相对于与它接触的另一个物体有运动的可能，但还处于相对静止状态。
④“阻碍”的含义：说明了静摩擦力的作用效果，阻碍物体间相对运动趋势。例如人行走时，静摩擦力阻碍鞋与地面间的相对运动趋势，使人向前走；加速行驶汽车上的木箱受到的静摩擦力阻碍木箱在车板面上的相对运动趋势，使木箱加速向前；静止在斜面上的物体受到的静摩擦力阻碍物体相对斜面的相对运动趋势。使物体不能运动。所以静摩擦力既可与物体的运动方向相同做动力，也可与物体的运动方向相反做阻力。TPLK77.TIF,Y〗图3-3-1如图３－３－１所示，水平面上放一静止的物体，当用水平力推物体时，此物体静止不动，据二力平衡条件，说明静摩擦力的大小等于推力的大小，有如下推理：
对木箱：
推力Ｆ二力平衡原理知静摩擦力等于F
推力2F二力平衡原理知静摩擦力等于2F
推力为Fmax物体就要动由二力平衡原理知静摩擦力等于Fmax（称为最大静摩擦力）
故静摩擦力的取值范围为：0≤Ｆ≤Ｆmax
说明：①静摩擦力大小与正压力无关，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，如人跑步时地面给人的静摩擦力就是动力；传送带上的物体随传送带一起运动，静摩擦力也是动力。
③最大静摩擦力一般比滑动摩擦力大些，但有时认为两者是相等的。(3)产生条件：①两物体相互接触；②接触面不光滑；③两物体间有弹力；④两物体间有相对运动的趋势。
如果前三个条件都满足，可用“假设法”判断物体间有无相对运动趋势，如无相对运动趋势，则无静摩擦力。
只有四个条件都满足，才能确定静摩擦力的存在。(4)假设法判断静摩擦力的有无
如果我们想确定物体A与另一物体B的接触面间是否存在摩擦力时，我们可先假设物体A与B接触面没有静摩擦力(或接触面光滑)。然后，分析该物体A在所受的其他力的作用下，能否保持实际运动状态，如静止、匀速、加速、减速。如物体A仍能保持实际运动状态，则说明物体A与B间无静摩擦力；如果该物体A不能保持实际运动状态，则说明物体A与B间一定有静摩擦力。 如图3-3-1所示，水平面上放一静止的物体，当用
水平力推物体时，此物体静止不动，据二力平衡条件，
说明静摩擦力的大小等于推力的大小，有如下推理：
图3-3-1(5)静摩擦力的大小 对木箱：
推力F 二力平衡 静摩擦力等于F
原理知
推力2F 二力平衡 静摩擦力等于2F
原理知
推力为Fmax 物体就要动 静摩擦力等于Fmax(称为最大静摩擦力)
由二力平衡原理知
故静摩擦力的取值范围为：0≤F≤Fmax说明：①静摩擦力大小与正压力无关，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，如人跑步时地面给人的静摩擦力就是动力；传送带上的物体随传送带一起运动，静摩擦力也是动力。
③最大静摩擦力一般比滑动摩擦力大些，但有时认为两者是相等的。(6)静摩擦力的方向
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，如图3-3-2甲所示，静止在斜面上的物体m有沿斜面下滑的趋势，所以物体受到沿斜面向上的静摩擦力。又如图3-3-2乙所示，用力F拉水平地面上的A板，板及板上的物体B保持相对静止做加速运动，对B而言，对地是运动的，但相对A是静止的。可假设A、B间无摩擦力，则A做加速运动时，B不可能随A一起运动，故A、B间有摩擦力。而B毕竟相对A有向后运动的趋势，所以B受到方向与运动方向相同的静摩擦力的作用。注意：运动的物体可以受到静摩擦力的作用，静摩擦力的方向可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反。甲图3-3-2乙 用手握住油瓶，油瓶不掉落下来，表明手对油瓶竖直向上的静摩擦力跟油瓶受到的重力平衡——静摩擦力的大小由瓶的重力(大小)决定；油瓶变重，它受到的静摩擦力必须随之增大，手握得紧一点，相应最大静摩擦力也就大一些，才能保证油瓶不会掉落下来；如果手握得不够紧，正压力不够大，最大静摩擦力小于油瓶的重力，油瓶就会掉下来。所以选项A正确。
手握得越紧，手与瓶之间的正压力越大，最大静摩擦力也越大；但是油瓶受到的是静摩擦力，是与油瓶重力相平衡的静摩擦力，是一个定值——等于油瓶的重力。可见，选项B错误，C正确；显然D也不正确。【例1】 用手握住一个油瓶(瓶始终处于竖直方向)，如图3-3-3所示。下列说法正确的是( )
A.瓶中油越多，手必须握得越紧
B.手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大
C.不管手握得有多紧，油瓶受到的摩擦力总是一定的
D.以上说法都正确AC 正确理解静摩擦力的求法和最大静摩擦力与正压力的关系是解决本题的关键。图3-3-31. 如图3-3-4所示，水平面上叠放着两个物体A、B。
(1)若用力F拉B物体，但拉不动，试判断A、B之间有
无摩擦力。
(2)若用力F拉B物体，使A、B一起匀速运动，试判断
A、B之间有无摩擦力。若有，判断A受摩擦力的
方向。
(3)若用力F拉B物体，使A、B一起加速运动，试判断
A、B之间有无摩擦力。若有，判断A受摩擦力的
方向。 (1)无 (2)无
(3)有，水平向右图3-3-4学点2 滑动摩擦力(1)滑动摩擦力：当一个物体跟另一个物体存在相对滑动时，在它们接触面上产生的摩擦力叫滑动摩擦力。
(2)产生条件：
①两物体之间的接触面不光滑。
②两物体相互挤压，即两物体之间的正压力FN≠0。
③两物体之间有相对滑动。
注意：①三个条件必须同时满足。
②要正确区分“相对运动”和“运动”，运动的物体与跟它接触的物体不一定有相对运动；有相对运动的物体不一定运动。(3)方向：滑动摩擦力的方向总是阻碍物体间的相对运动。
说明：①滑动摩擦力的方向总跟接触面相切，并且跟物体的相对运动的方向相反。
②静止的物体也可以受到滑动摩擦力的作用。
③滑动摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同，也可以相反。
(4)大小：F=?FN。
①?的理解：反映接触面本身特性的物理量，与接触面的材料、粗糙程度有关，与接触面积大小无关，与物体的运动状态无关，与物体的受力情况无关。
②滑动摩擦力F大小与FN成正比，与物体的运动状态无关。
③公式F=?FN中的FN是两个物体接触面的压力，俗称“正压力”(垂直于接触面的力)，性质上属于弹力，它不是物体的重力，许多情况下需结合物体的平衡条件加以确定。
④该公式的适用条件是滑动摩擦力；求静摩擦力的大小时该公式不成立，求最大静摩擦力可以用此公式。 当只有木板在水平桌面上做匀速直线运动时，滑动摩擦力等于弹簧的拉力，有Fk1=F=?FN1，木板与桌面间的弹力FN1=mg，则 Fk1=?FN1=?mg ①
木板上放质量为Δm=5 kg的物体时，木板与桌面间弹力 FN2=(m+Δm)g
弹簧拉力Fk2=?FN2=?(m+Δm)g ②
由②-①得Fk2-Fk1=kx=?Δmg
?=kx/(Δmg)=490×(14-12)×10-2/(5×9.8)=0.2。【例2】用劲度系数k=490 N/m的弹簧沿水平方向拉一木板，在水平桌面上做匀速直线运动，弹簧的长度为12 cm。若在木板上放一质量为5 kg的物体，仍用原弹簧沿水平方向匀速拉动木板，弹簧的长度变为14 cm。试求木板与水平桌面间的动摩擦因数?。 利用?=F/FN求解时，须明确FN的含义，FN为正压力。0.22.如图3-3-5所示，在水平桌面上放一GA＝20N的木块A，已知木块与桌面间的动摩擦因数?A＝0.4，那么：
(1)使木块A沿桌面做匀速直线运动时的水平拉力F拉为 多
大？
(2)如果再在木块A上加一块重GB=10N的木块B，如图3-
3-6所示，已知B与A之间的动摩擦因数为?B=0.2，那
么当A、B两木块一起沿桌面匀速滑动时，所需的水平
拉力F′拉为多大？(1)８ N (2)12 N图3-3-5图3-3-61.下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中，正确的是( )
A.静摩擦力的方向不一定与物体运动方向相反
B.静摩擦力的方向不可能与物体运动方向相同
C.静摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直
D.静止物体所受静摩擦力一定为零2.用手握住竖直的瓶子，瓶子静止在手中，下列说法中正确的是( )
A.手对瓶子的压力恰好等于瓶子的重力
B.手对瓶子的摩擦力恰好等于瓶子的重力
C.手握得越紧，手对瓶子的摩擦力越大
D.手对瓶子的摩擦力一定大于瓶子的重力ACB3.如图3-3-7所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物体B上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度做匀速直线运动。由此可知，A、B间的动摩擦因数?1和B、C间的动摩擦因数?2有可能是( )
A.?1=0,?2=0 B.?1=0,?2≠0
C.?1≠0,?2=0 D.?1≠0,?2≠04.一辆客车正沿平直公路匀速向前行驶，这时一只重为G的苍蝇正一动不动地趴在竖直车窗上。那么，这只苍蝇所受的摩擦力为____摩擦力，大小等于____，方向__________。BD图3-3-7静G竖直向上