3.3 摩擦力 （31张PPT）高一物理教科版（2019）必修一课件

3.3 摩擦力
情景导入
生活中的摩擦现象
1.用力将长毛刷在桌面上向前滑动，观察毛刷的弯曲方向。如图所示，毛刷为什么向后弯曲？
因为毛刷所受力的方向与刷子运动方向相反。
滑动摩擦力
v
F
F
如图所示，在下面三个过程中，物块是否受到摩擦力？施力物体是谁？方向如何？摩擦力的方向与物块运动方向、物块相对于施力物体的运动方向各有什么关系？
给物块一个初速度，最终物块停下来
拴住物块保持静止，将物块下的纸张抽出
将物块置于木板上，用力向右拉动木板
注意桌面及木板上的标记线
f
f
物块受到的摩擦力方向向左，施力物体是桌面，摩擦力方向与物块运动方向相反，与物块相对于桌面的运动方向相反。
物块受到的摩擦力方向向右，施力物体是纸张，物块保持静止，摩擦力方向与物块相对于纸张的运动方向相反。
v物块相对桌子
v物块相对纸张
v物
f
物块受到的摩擦力方向向右，施力物体是木板，摩擦力方向与物块运动方向相同，与物块相对于木板的运动方向相反。
v物块相对木板
滑动摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反
弹力
(1)定义：两个物体相互接触并挤压，当它们沿接触面发生 时，每个物体的接触面上都会受到对方施加的 的力，这种力叫作滑动摩擦力。
(2)条件：
①接触
(3)方向：
总是沿着接触面，
并且跟物体的 方向相反。
③相对运动 ④接触面粗糙
F
无摩擦力
有摩擦力
②相互挤压
两个物体同一个接触面间的摩擦力与弹力的方向一定相互垂直
滑动摩擦力
相对滑动
阻碍相对运动
相对运动
2.手压着桌面向前移动，会明显地感觉到有阻力阻碍手的移动，逐渐增大压力，感受阻力有什么变化。试一试，并说明道理。
手压着桌面向前移动，手受到了桌面的与手运动方向相反的滑动摩擦力，正是此滑动摩擦力阻碍了手的运动。由于滑动摩擦力的大小与压力大小有关，手对桌面的压力越大，所受滑动摩擦力越大，即阻力越大。
v
通过进一步的定量实验，测量同一接触面不同压力下 的滑动摩擦力大小，结果表明：滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比。如果用f表示滑动摩擦力的大小，用N压表示压力的大小，则有f ＝μN 。
μ 是比例常数，叫作动摩擦因数（dynamic friction factor）。它的值跟接触面有关，接触面材料不同、粗糙程度不同，动摩擦因数也不同。
1.运动与相对运动相同吗？滑动摩擦力方向一定与运动方向相反吗？
运动与相对运动不相同，滑动摩擦力方向与物体运动方向可能相同也可能相反。
2.如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下向右拉出，鱼缸在桌面上继续向右滑行了一段距离后停下。试讨论：
(1)鱼缸在桌面上滑动的过程中，桌面对鱼
缸底的滑动摩擦力沿什么方向？鱼缸底对
桌面的滑动摩擦力沿什么方向？
向左，向右
向右，向左
(2)鱼缸在桌布上滑动的过程中，桌布对鱼缸底的滑动摩擦力沿什么方向？鱼缸底对桌布的滑动摩擦力沿什么方向？
(1)滑动摩擦力方向总是与物体运动方向相反。(　　)
(2)两物体间有滑动摩擦力，一定有弹力。(　　)
(3)物体所受滑动摩擦力大小与物体的重力成正比。(　　)
×
√
×
1.(2023·眉山市高一期末)如图所示，在“探究滑动摩擦力大小”实验过程中，用拉力将木板从木块下抽出，弹簧测力计的示数稳定时为3.00 N，已知木块的重力为8.00 N，则木块与木板间的滑动摩擦力大小为
A.3.00 N
B.5.00 N
C.8.00 N
D.11.00 N
√
2.如图所示，汽车B在水平路面上以相对于地面的速度v1向右运动，车上的货物A以相对于地面的速度v2向右运动。下列判断正确的是
A.若v1B.若v1C.若v1>v2，货物A受到了汽车B所施加的向左的滑动摩擦力
D.若v1>v2，汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力
√
3.质量为3 kg的木块放在水平地板上，用F＝6 N且水平向右的拉力拉该木块时，木块恰能做匀速直线运动。(g取10 N/kg)求：
(1)木块与地板间的动摩擦因数；
(2)若在木块运动过程中撤去拉力，在木块继续向前滑行的过程中，木块受到的摩擦力是多大？
(3)若F的大小变为10 N，则木块受到的摩擦力是多大？
(4)若在木块运动过程中将F的方向改为水平向左，则在木块向右运动过程中，受到的摩擦力是多大？方向如何？
(5)若F的大小不变而将方向改为竖直向上作用于该木块上，则此时应加一个多大的水平拉力，才能使该木块保持匀速直线运动状态。
答案　 (1) 0.2　(2) 6 N　(3) 6 N　(4) 6 N　方向水平向左　(5) 4.8 N
滑动摩擦力大小的计算方法
1.公式法：根据公式f＝μN计算。
正压力N是物体与接触面间的压力，不一定等于物体的重力，N的大小根据物体的受力情况确定。
2.二力平衡法：物体处于平衡状态(匀速直线运动或静止)时，根据二力平衡条件求解。
如图所示的情景中，水杯、沙发和货物是否受到摩擦力作用？若有摩擦力，请分析这些摩擦力是如何产生的，方向如何？
手握水杯保持静止
用力推沙发，推而未动
利用传送带匀速向上运送货物
静摩擦力
手握水杯保持静止
用力推沙发，推而未动
利用传送带匀速向上运送货物
物体间并没有发生相对运动，但是存在相对运动的趋势
f
f
水杯相对手有竖直向下运动的趋势，静摩擦力阻碍水杯的相对运动，方向竖直向上
沙发相对地板有水平向右运动的趋势，静摩擦力阻碍沙发的相对运动，方向水平向左
货物相对传送带有斜向下运动的趋势，静摩擦力阻碍货物的相对运动，方向沿传送带向上
静摩擦力
静摩擦力的方向沿着接触面，与物体间的相对运动趋势的方向相反
v
f
弹力
认识静摩擦力
(1)定义：当两个相互接触的物体之间具有相对运动的趋势时，物体间产生的阻碍 发生的力。
(3)静摩擦力的产生条件
(2)方向：总是沿着接触面，并且跟物体 的方向相反。
③相对运动趋势
①接触 ②相互挤压
④接触面粗糙
相对运动
相对运动趋势
1.如图所示，用手握住水杯，杯身竖直且处于静止状态。现缓慢增大手对水杯的压力，水杯所受摩擦力大小如何变化？最大静摩擦力将如何变化？
缓慢增大压力，水杯所受静摩擦力始终等于水杯的重力，大小保持不变，但随着压力的增大，最大静摩擦力将逐渐增大。
2.蹬自行车时，后轮(主动轮)受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力？方向如何？
静摩擦力；方向与自行车前进方向相同。
f
G
F1
F2
f
3.用一个较小的力推讲桌，随着推力的增大，静摩擦力会怎样变化？是否一直存在这种关系呢？
F
随着推力的增大，静摩擦力也随之增大，讲桌静止时，两个力始终大小相等、方向相反。但当推力达到某一数值后，讲桌就会运动起来，此时的静摩擦力变成了滑动摩擦力，不再满足刚才的规律。
[探究实验]
1.如图所示，用弹簧测力计拉静止的木块，注意观察木块的运动状态及弹簧测力计指针示数的变化。你发现了什么现象？
拉力F
摩擦力f
拉力F
摩擦力f
F
f
静摩擦力
滑动摩擦力
最大静摩擦力
当木块与木板保持静止时，随着拉力的增大，弹簧测力计的示数逐渐增大；当木块和木板相对滑动时，示数突然减小；木块匀速运动时，示数几乎不变。
摩擦力
时间
滑动摩擦力
静摩擦力
最大静摩擦力
f＝μN
2.用力传感器研究静摩擦力的大小，你能从图像中获得哪些信息？
0可以知道哪段时间为静摩擦力，哪段时间为滑动摩擦力，且静摩擦力存在一个最大值，该值略大于滑动摩擦力，静摩擦力介于0与最大值之间。
运动的物体也可受静摩擦力
1.范围：02.计算：物体做匀速直线运动或静止时，根据二力平衡条件求解。
静摩擦力的大小
推而不动
手推纸做匀速直线运动
手受到静摩擦力
v
f
F
f
F
静摩擦力大小和压力大小有没有关系？最大静摩擦力与压力大小有关系吗？
静摩擦力大小与压力大小没有关系，最大静摩擦力与压力大小有关，同一个接触面，压力越大，最大静摩擦力也越大。
100N
M
甲
100N
M
m
乙
静止
静止
(1)静摩擦力的方向总是与运动方向相反。(　　)
(2)静摩擦力可以是动力。(　　)
×
√
4.(2023·江苏徐州市高一期中)如图所示，水平力F将物体P压在竖直墙上，物体P处于静止状态，则下列说法中正确的是
A.若增大F，则P所受摩擦力增大
B.若减小F，则P所受摩擦力减小
C.若在P上放一物体，物体P仍处于静止状态，则P所受摩擦力增大
D.若在P上放一物体，物体P仍处于静止状态，则P所受摩擦力不变
√
1.物体做匀速直线运动或静止时，往往根据二力平衡条件求解静摩擦力的大小。
2.静摩擦力大小与正压力无关，正压力只影响最大静摩擦力。
5.质量为m＝3 kg的空木箱，放置在水平地面上，对木箱施加水平向右的拉力，当拉力F1＝8 N时，木箱静止；当拉力F2＝9 N时，木箱恰能被拉动；之后，当拉力F3＝8.5 N时，木箱恰好做匀速直线运动(重力加速度g＝10 m/s2)，求：
(1)木箱在8 N的拉力作用下受到的摩擦力的大小及木箱与地面间的最大静摩擦力的大小；
(2)木箱与地面间的动摩擦因数；
(3)在向右匀速运动期间，F3突然反向，求此后向右运动过程中摩擦力的大小与方向。
答案　 (1) 8 N　9 N　 (2) 0.28　 (3) 8.5 N，方向水平向左
沿着接触面，与相对运动方向相反
①接触
②相互挤压
③相对运动
④接触面粗糙（不光滑）
Ff＝μF压
①接触②挤压③相对运动趋势④接触面粗糙
沿着接触面，与相对运动趋势方向相反
与引起相对运动趋势的力大小相等，与正压力无关
弹力
一：
滑动摩擦力
方向
二：
静摩擦力
摩擦力
大小
条件
方向
大小
条件