课件19张PPT。专题1：摩擦力一、复习动 摩 擦 力 摩 擦 力 静 摩 擦 力 滑动摩擦力 滚动摩擦力 大小方向作用F=μFN 同等条件下,f滚﹤f滑 由状态求解 与物体相对运动方向相反 阻碍物体相对运动 与物体相对运动趋势方向相反阻碍物体相对运动 类一例1、A、B两物体，在拉力F作用下，在水平面上运动，A、B始终保持相对静止， (1)若A、B一起做匀速运动，A、B间是否有摩擦力？摩擦力方向？ (2)若A、B一起做加速运动，A、B间是否有摩擦力？摩擦力方向？解（1）因为B做匀速直线运动B受力如图，GN若其受水平方向摩擦力作用，则，F合不等于0其不可能做匀速直线运动所以，AB间无摩擦力且G=N(2) 因为B作匀加速直线运动B受力如图GNf若其在水平面上不受到A给于的摩擦力，B则不能作匀加速直线运动。所以，B受到向右的摩擦力练习：如图2所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物块上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度作匀速直线运动，由此可知，A、B间的动摩擦因数μ1和B、C间的动摩擦因数μ2有可能是（ ）
(A) μ1 =0 ， μ2 =0
(B) μ1 = 0 ， μ2 ≠0
(C) μ1 ≠0， μ2 = 0
(D) μ1 ≠0， μ2 ≠ 0
B D小结一： 摩擦力产生的条件：
（1）物体间直接接触
（2）接触面粗糙
（3）接触面间有弹力存在
（4）物体间有相对运动或相对运动趋势
这四个条件紧密相连，缺一不可．显然，两物体不接触，或虽接触但接触面是光滑的，则肯定不存在摩擦力．但满足(1)、(2)而缺少(3)、(4)中的任意一条，也不会有摩擦力．如一块砖紧靠在竖直墙，放手后让其沿墙壁下滑，它满足条件(1)、(2)、(4)，却不具备条件(3)，即相互间无压力，故砖不可能受到摩擦力作用．又如，静止在粗糙水平面上的物体它满足了条件(1)、(2)、(3)，缺少条件(4)，当然也不存在摩擦力．特别对于静摩擦力，有无运动趋势难以区分的情况下，需根据物体运动状态进行分析。 类二例1、 如图所示，位于斜面上的物体m在斜面向上力F作用下处于静止状态，则斜面作用于斜面的静摩擦力（1）、方向可能沿斜面向上 （2）、方向可能沿斜面向下 （3）、大小可能为0 （4）、大小可能等于F，以上判断正确的是（ ）
A、只有1、2 B、只有3、4 C、只有1、2 、3 D1、2 、3、4都正确小结二、求静摩擦力大小时要注意：区分动、静摩擦力，滑动摩擦力和静摩擦力大小遵循的规律不同。D类三：方向例1：如图所示，质量为m的物块与转台之间能出现的最大静摩擦力为物块重力的k倍，它与转台转轴OO′相距R，物块随转台由静止开始转动，当转速增加到一定值时，物块即将在转台上滑动，在物块由静止到相对转台开始滑动前的这一过程中，转台对物块做的功为 （ ）
A．0 B．大于kmgR/2
C．等于kmgR/2 D．小于kmgR/2
D解：因为物块随转台一起做加速度圆周运动，所以转台施给物块的静摩擦力有两个作用效果：一是提供做圆周运动的向心力（并且随转速增大而增大）；二是提供切向力用来增大线速度的大小。受力如图：fm=kmg， f心＜ fm=kmgfmf心f切由动能定理：W=mv2/2……（1）f心=mv2/R……（2）所以得： W=f心R/2 ＜kmgR/2小结三： 摩擦力的方向既可以跟物体的运动方向相同（动力），也可以跟物体的运动方向相反（阻力）；即摩擦力方向可以跟物体运动方向在同一条直线上。由本例可知：摩擦力的方向又可以跟物体的运动方向垂直（匀速圆周运动），也可以跟物体的运动方向成一个定角度（加速圆周运动） 。即摩擦力方向可以跟物体运动方向不在同一条直线上。但“摩擦力的方向总是跟物体的相对运动或相对运动趋势方向相反”的类四：f作用效果例1、 如图所示，一圆筒半径为0.2m，它以20rad/s的角速度绕竖直轴OO匀速转动。现用力F将一质量为1kg的物体A压在圆柱的侧面上，并使其以3m/s的速度匀速下滑，若物体与圆柱间的动摩擦因数μ=1/3，求压力F的大小。（已知物体A靠在光滑竖直竿上且不会随轴发上转动，g取10m/s2）解：物体A相对于圆柱体有两个分运动，一个是水平面上得分运动，其速度大小为V水平=w·r=20×0.2m/s=4m/s，另一个分运动在竖直方向上，其速度大小V竖直=3m/s，如左下图所示，因为物体A所受圆柱体的滑动摩擦力Ff的方向与它相对圆柱体的运动方向相反，则物体A在接触处的切平面内受力如右下图所示。由受力平衡Ff·cosθ=G（1）在竖直侧面的切平面方向A受两个力；F与圆柱体对其的支持力相等，即F=FN柱（2）由三角关系：tanθ=v水平/v竖直(3)Ff=μFN(4)其中θ为Ff与竖直方向的夹角，由已知条件并联解四式得：F=50牛练习：如图2所示，在倾角θ=30°的粗糙斜面上放一重量为G的物体，物体能保持静止。现在用与斜面底边平行的力F=G/2推物体，物体恰能做匀速直线运动，则物体与斜面之间的滑动摩擦因数是多少？小结四：物体相对接触面有相对运动或相对运动趋势时，一个接触面只能受到一个与相对运动或相对运动趋势方向相反的摩擦力的作用，这个摩擦力可以有两个作用效果，但不是同时受到两个摩擦力[例1]：质量为2千克的物体A 叠放在4千克的长木板B上，已知A、B间的动摩擦因数为0.5，在水平拉力F的作用下在光滑水平面上由静止开始运动。
（1）当F=12N时，1秒内系统摩擦生热情况如何？
（2）当F=18N时，1秒内系统摩擦生热情况如何？类5解：先判断A、B间的摩擦力是哪种摩擦力。设外力为F时，A、B恰好出现相对滑动。则对A：F-μm1g=m1a1；则对B：μm1g=m2a2；有：a1=a2；代入数据解得：F=15N；解:（1）所以当F=12N时，A、B相对静止（虽然此时F大于μm1g）则对AB整体：F=（m1+m2）a；代入数据解得：a=2m/s2；于是：S=at2/2=1m；V=at=2m/s则对A：WF+Wf=m1v2/2-0得：Wf=-8J则对B：Wf/=m2v2/2-0得：Wf/=8J系统内摩擦力做的总功为：W总= Wf +Wf/=0
热Q=FS-m1v2/2-m2v2/2 =0J=W总可见一对静摩擦力做功系统不产生“热”（2）所以当F=18N时，A、B相对滑动代入数据解得：a1=4m/s2；于是：S1=a1t2/2=2m；V1=a1t=4m/s则对A：Wf=-μm1gS1 =-20J系统内摩擦力做的总功为：
W总= Wf +Wf/=-7.5J可见一对滑动摩擦力做功系统产生“热”则对A：F-μm1g=m1a1；得：a2=2.5m/s2；于是：S2=a2t2/2=1.25m；V2=a2t=2.5m/s则对B：Wf/=μm1gS2 =12.5J则对B：μm1g=m2a2；热Q=FS1-m2v22/2-m1v12/2 =7.5J=-W总且fS相=f（S1-S2）7.5J= W总= Q 一对静摩擦力做的总功为0，不生“热”。静摩擦力只是起着“转手”作用，通过摩擦力做功，把机械能从A转移给B； 而一对滑动摩擦力做功才生“热”，其值等于摩擦力的大小与相对位移的乘积。 即:Q=f滑×S相小结五小结：动静摩擦，首先分清；状态求静，公式求动；压力大小，定要分明；若论方向，相对为要一对静摩擦力做的总功为0，不生“热”；而一对滑动摩擦力做总功为负，才生“热”，Q=f滑×S相。课题：摩擦力专题
学习目标：进一步理解和掌握摩擦力的概念，掌握摩擦力的分析方法及其做功特点
学习重点：摩擦力的分析和计算
学习难点：摩擦力的分析和计算
授课过程：
一、复习：
摩擦力
动摩擦
静摩擦
滑动摩擦
滚动摩擦
大小
F=μFN
同等条件下,f滚﹤f滑
由状态求解
方向
与物体相对运动方向相反
与物体相对运动趋势方向相反
作用
阻碍物体相对运动
阻碍物体相对运动
师：对于摩擦力，我们关心其有无、大小、方向及做功情况，下面，我们沿着这一思路，来一起进一步研究摩擦力问题。
二、进行新课：
类一：摩擦力的有无
例1、A、B两物体，在拉力F作用下，在水平面上运动，A、B始终保持相对静止，(1)若A、B一起做匀速运动，A、B间是否有摩擦力？摩擦力方向？(2)若A、B一起做加速运动，A、B间是否有摩擦力？摩擦力方向？
练习：如图2所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物块上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度作匀速直线运动，由此可知，A、B间的动摩擦因数μ1和B、C间的动摩擦因数μ2有可能是（ B D ）
(A) μ1 =0 ， μ2 =0
(B) μ1 = 0 ， μ2 ≠0
(C) μ1 ≠0， μ2 = 0
(D) μ1 ≠0， μ2 ≠ 0
小结一： 摩擦力产生的条件：
（1）物体间直接接触
（2）接触面粗糙
（3）接触面间有弹力存在
（4）物体间有相对运动或相对运动趋势
这四个条件紧密相连，缺一不可．显然，两物体不接触，或虽接触但接触面是光滑的，则肯定不存在摩擦力．但满足(1)、(2)而缺少(3)、(4)中的任意一条，也不会有摩擦力．如一块砖紧靠在竖直墙，放手后让其沿墙壁下滑，它满足条件(1)、(2)、(4)，却不具备条件(3)，即相互间无压力，故砖不可能受到摩擦力作用．又如，静止在粗糙水平面上的物体它满足了条件(1)、(2)、(3)，缺少条件(4)，当然也不存在摩擦力．
特别对于静摩擦力，有无运动趋势难以区分的情况下，需根据物体运动状态进行分析。
类二：摩擦力的大小
如图所示，位于斜面上的物体m在斜面向上力F作用下处于静止状态，则斜面作用于物体m的静摩擦力（1）、方向可能沿斜面向上（2）、方向可能沿斜面向下（3）、大小可能为0（4）、大小可能等于F，以上判断正确的是（ D ）
A、只有1、2 B、只有3、4 C、只有1、2 、3 D1、2 、3、4都正确
小结二、求静摩擦力大小时要注意：区分动、静摩擦力，滑动摩擦力和静摩擦力大小遵循的规律不同。
类三：方向
师：摩擦力方向是否总是与物体的运动方向在同一直线上？
例1：如图所示，质量为m的物块与转台之间能出现的最大静摩擦力为物块重力的k倍，它与转台转轴OO′相距R，物块随转台由静止开始转动，当转速增加到一定值时，物块即将在转台上滑动，在物块由静止到相对转台开始滑动前的这一过程中，转台对物块做的功为 （ D ）
A．0 B．大于kmgR/2
C．等于kmgR/2 D．小于kmgR/2
解：因为物块随转台一起做加速度圆周运动，所以转台施给物块的静摩擦力有两个作用效果：一是提供做圆周运动的向心力（并且随转速增大而增大）；二是提供切向力用来增大线速度的大小。
受力如图：
fm=kmg， f心＜ fm=kmg
由动能定理：W=mv2/2……（1）
f心=mv2/R……（2）
所以得： W=f心R/2 ＜kmgR/2
小结三： 摩擦力的方向既可以跟物体的运动方向相同（动力），也可以跟物体的运动方向相反（阻力）；即摩擦力方向可以跟物体运动方向在同一条直线上。
由本例可知：摩擦力的方向又可以跟物体的运动方向垂直（匀速圆周运动），也可以跟物体的运动方向成一个定角度（加速圆周运动） 。即摩擦力方向可以跟物体运动方向不在同一条直线上。
但“摩擦力的方向总是跟物体的相对运动或相对运动趋势方向相反”的
类四：f作用效果
如图所示，一圆筒半径为0.2m，它以20rad/s的角速度绕竖直轴OO匀速转动。现用力F将一质量为1kg的物体A压在圆柱的侧面上，并使其以3m/s的速度匀速下滑，若物体与圆柱间的动摩擦因数μ=1/3，求压力F的大小。（已知物体A靠在光滑竖直竿上且不会随轴发上转动，g取10m/s2）
解：物体A相对于圆柱体有两个分运动，一个是水平面上得分运动，其速度大小为V水平=w·r=20×0.2m/s=4m/s，另一个分运动在竖直方向上，其速度大小V竖直=3m/s，如左下图所示，因为物体A所受圆柱体的滑动摩擦力Ff的方向与它相对圆柱体的运动方向相反，则物体A在接触处的切平面内受力如右下图所示。
由受力平衡Ff·cosθ=G（1） 在竖直侧面的切平面方向A受两个力；F与圆柱体对其的支持力相等，即F=FN柱，（2）由三角关系：tanθ=v水平/v竖直(3)
Ff=μFN(4)其中θ为Ff与竖直方向的夹角，由已知条件并联解四式得：F=50牛
练习：如图2所示，在倾角θ=30°的粗糙斜面上放一重量为G的物体，物体能保持静止。现在用与斜面底边平行的力F=G/2推物体，物体恰能做匀速直线运动，则物体与斜面之间的滑动摩擦因数是多少？
小结四：物体相对接触面有相对运动或相对运动趋势时，一个接触面只能受到一个与相对运动或相对运动趋势方向相反的摩擦力的作用，这个摩擦力可以有两个作用效果，但不是同时受到两个摩擦力
类五：f做功
例1：质量为2千克的物体A 叠放在4千克的长木板B上，已知A、B间的动摩擦因数为0.5，在水平拉力F的作用下在光滑水平面上由静止开始运动。
（1）当F=12N时，1秒内系统摩擦生热情况如何？
（2）当F=18N时，1秒内系统摩擦生热情况如何？
解：先判断A、B间的摩擦力是哪种摩擦力。
设外力为F时，A、B恰好出现相对滑动。
则对A：F-μm1g=m1a1；
则对B：μm1g=m2a2；
有：a1=a2
代入数据解得：F=15N；
所以当F=12N时，A、B相对静止（虽然此时F大于μm1g）
则对AB整体：F=（m1+m2）a；
代入数据解得：a=2m/s2；
于是：S=at2/2=1m；V=at=2m/s
则对A：WF+Wf=m1v2/2-0 得：Wf=-8J
则对B：Wf/=m2v2/2-0 得：Wf/=8J
系统内摩擦力做的总功为：W总= Wf +Wf/=0
热Q=FS-m1v2/2-m2v2/2 =0J=W总
可见一对静摩擦力做功系统不产生“热” S相=0
所以当F=18N时，A、B相对滑动
则对A：F-μm1g=m1a1；
代入数据解得：a1=4m/s2；
于是：S1=a1t2/2=2m；V1=a1t=4m/s
则对A：Wf=-μm1gS1 =-20J
则对B：μm1g=m2a2； 得：a2=2.5m/s2
于是：S2=a2t2/2=1.25m；V2=a2t=2.5m/s
则对B：Wf/=μm1gS2 =12.5J
系统内摩擦力做的总功为：
W总= Wf +Wf/=-7.5J
热Q=FS1-m2v22/2-m1v12/2 =7.5J=-W总
且fS相=f（S1-S2）7.5J= W总= Q
可见一对滑动摩擦力做功系统产生“热” 且 Q=f·S相
小结五：一对静摩擦力做的总功为0，不生“热”。静摩擦力只是起着“转手”作用，通过摩擦力做功，把机械能从A转移给B；
而一对滑动摩擦力做功才生“热”，其值等于摩擦力的大小与相对位移的乘积。 即:Q=f滑×S相
三、本节课小结：动静摩擦，首先分清；状态求静，公式求动；压力大小，定要分明；若论方向，相对为要
一对静摩擦力做的总功为0，不生“热”；而一对滑动摩擦力做总功为负，才生“热”，Q=f滑×S相。
四、作业
