第三章 第2节摩擦力--人教版高中物理必修第一册教学课件(共29张PPT)
文档属性
| 名称 | 第三章 第2节摩擦力--人教版高中物理必修第一册教学课件(共29张PPT) |
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| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.7MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-12-30 00:00:00 | ||
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文档简介
(共29张PPT)
第三章 相互作用—力
物理
第2节 摩擦力
学习目标
1.知道摩擦力的影响因素，会计算摩擦力的大小及判断摩擦力的方向，完善相互作用观念。
2.通过改进实验方案，在质疑和创新中发展思维能力。
3.经历设计实验和动手实验过程， 提高合作探究能力。
4.通过探究过程，养成严谨认真、实事求是的科学态度，体会物理学在生产和生活中的用途，增强社会责任感。
学习重难点
重点：
滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断；
静摩擦力有无的判断及方向的判断。
难点：
静摩擦力方向的判断。
夹玻璃珠比赛
比赛规则：在规定的时间内，从装有玻璃珠的盘子里用筷子把玻璃珠夹到另一个空盘子里，夹入个数多的获胜。
新知导入
猜想：摩擦力与接触面的粗糙程度和压力大小有关。
问题：摩擦力大小与压力和粗糙程度到底是怎样的定量关系呢？
新知讲解
一、滑动摩擦力
(一)探究滑动摩擦力的影响因素
1.方案设计：
请在回答下列问题后进行实验方案的设计：
（1）请你通过生活经验定性猜想：滑动摩擦力的影响因素有哪些？
（2）探究多个物理量之间地关系需要采用什么基本实验方法？
（3）木块能不能做稳定的匀速直线运动？如何能够让木块稳定地处于平衡状态？
方案一
方案二
方案选取：
方案一难以控制木块做匀速运动，操作困难，结果不够精确。
方案二便于操作，误差小。
2.实验操作：
实验1：探究滑动摩擦力大小和接触面压力之间的关系
结论：同一接触面上，滑动摩擦力与压力成正比。
测量同一接触面上不同压力下滑动摩擦力的大小并将数据记入表格
FN GA 2GA 3GA
2.实验操作：
实验2：探究滑动摩擦力大小和接触面粗糙程度之间的关系
测量相同压力下不同接触面上的滑动摩擦力的大小及同一接触面上滑动摩擦力与接触面积，速度是否有关，并将数据记入表格
粗糙程度 压力相同 改变接触面积 改变速度
长木板
玻璃板
结论：相同压力下接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，滑动摩擦力与接触面积、速度无关。
3.实验结论
滑动摩擦力的大小Ff跟压力FN成正比
Ff＝μFN
其中μ是比例常数，叫做动摩擦因数，其大小和材料和接触面的粗糙程度有关。FN表示物体间的压力
【思考讨论】
（1）压力一定等于重力吗？
（2）静止的物体可以受滑动摩擦力吗？
（3）滑动摩擦力方向一定与运动方向相反吗？
（4）滑动摩擦力一定是阻力吗？
二、静摩擦力
假如你现在在家里推沙发，但没有推动，思考并回答下列问题：
（1）人用平行于地面的力推沙发，推不动的原因？
（2）不推沙发时，静摩擦力存在吗？
（3）如果沙发推不动，如何求静摩擦力的大小？
（4）人坐到沙发上，用同样大的力推不动沙发，静摩擦力大小变化吗？
实验：用力传感器演示静摩擦力大小与压力和粗糙程度的关系。
结论：两物体相对静止时静摩擦力等于拉力，与压力和粗糙程度无关；物体即将开始运动时静摩擦力最大，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力；压力越大，接触面越粗糙，最大静摩擦力越大。
静摩擦力大小
静摩擦力方向
实验：通过毛刷体验静摩擦力的方向。
结论：静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反
三、解释生活现象
1.如何用所学知识解释夹珠实验
2.请用所学知识解释下列生活中的现象：
（1）人走路时前后脚所受摩擦力？
（2）自行车骑行、推行时前后轮所受摩擦力？
（3）怎样赢得拔河比赛？
典例探究
【例题1】下列说法正确的是（ ）
A．研究在冰面上旋转的花样滑冰运动员的动作，可以将运动员看作质点
B．运动员跑完800m比赛，800m指的是路程大小
C．由动摩擦因数μ= 知，μ与FN成反比
D．滑动摩擦力总是阻力，静摩擦力可以是动力
分析：能否看作质点与物体本身无关，要看所研究问题的性质，看物体的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略，故研究在冰面上旋转的花样滑冰运动员的动作，不可以将运动员看作质点，故A错误；路程是轨迹的长度，运动员跑完800m比赛，800m是路程，故B正确；动摩擦因数μ= 属于比值定义式，即动摩擦因数与压力和滑动摩擦力无关，由接触面粗糙程度，温度和湿度决定，故C错误；摩擦力与相对运动方向（或相对运动趋势方向）相反，与运动方向可以相同、相反、不共线，即可以是动力也可是阻力，故D错误。
答案：B
【变式训练1】 （多选）如图所示，质量为m的物块在质量为M的长木板上滑行，木块与长木板间的动摩擦因数为μ1，长木板与水平面间的动摩擦因数为μ2，关于长木板受地面摩擦力Ff的大小，（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）下列说法正确的是（ ）
A．若长木板处于静止状态， Ff一定等于μ1mg
B．若长木板处于静止状态， Ff一定等于μ2（2M+m）g
C．若长木板也被带动而在水平面上滑行， Ff一定等于μ2Mg
D．若长木板也被带动而在水平面上滑行， Ff一定等于μ2（M+m）g
答案:AB
【例题2】 如图所示，一只猫在水平桌面旁边猛地将桌布从鱼缸下向右拉出，鱼缸最终未滑出桌面。若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则下列说法正确的是（ ）
A．此过程中鱼缸对桌布的摩擦力方向向右
B．此过程中桌布对鱼缸的摩擦力与鱼缸对桌布的摩擦力大小相等
C．此过程中只存在2对滑动摩擦力
D．若猫增大拉力，则鱼缸受到的摩擦力将增大
分析:桌布相对于鱼缸向右滑动，桌布受到的摩擦力方向向左，故A错误；桌布对鱼缸的摩擦力与鱼缸对桌布的摩擦力是相互作用力，大小相等方向相反，故B正确；此过程中存在鱼缸与桌布，桌布与桌面，鱼缸从桌布滑下后鱼缸与桌面共3对滑动摩擦力，故C错误；鱼缸在桌布和桌面上受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小与动摩擦因数、鱼缸的重力大小有关，增大拉力，鱼缸受到的摩擦力大小不变，故D错误。
答案：B
【变式训练2】 自行车的机械碟刹可以让车辆拥有更好的制动性，碟刹是由碟刹器与碟刹片两者间的摩擦力实现制动的。在一次缓慢刹车的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．碟刹器受到的是静摩擦力
B．增大碟刹器与碟刹片的正压力可以增大摩擦力
C．增大碟刹器与碟刹片的正对面积可以增大摩擦力
D．碟刹器受到的摩擦力方向一定与碟刹片的运动方向相反
答案:A
【例题3】 一本书重约6N，有424页，书本正面朝上。现将一张A4纸夹在第106与第107页间，A4能够覆盖几乎整个书页，如图所示。若要将A4纸抽出，至少需用约2N的拉力。不计书皮及A4纸的质量，则A4纸和书之间的摩擦因数最接近（ ）
A．0.17 B．0.33 C．0.50 D．0.67
答案:D
【变式训练3】 某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器与物块用棉线连接，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的F﹣t图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．实验中必须让木板保持匀速运动
B．图乙中曲线反映了物块所受摩擦力的大小随时间变化的关系
C．由图乙知，物块受到的最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力的大小
D．只用图乙中的数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
答案:B
课堂练习
1. “雪龙2号”是我国第一艘自主建造的极地破冰船，能够在1.5m厚的冰层中连续破冰前行。破冰船前行过程中，在船头相对冰层滑动时，碎冰块对船体弹力和摩擦力的示意图正确的是（ ）
答案:A
A B C D
2.木块在a、b、c三种不同材料表面滑动时，其所受滑动摩擦力Ff与木块对材料表面正压力FN的关系如图所示，下列关于木块与不同材料间动摩擦因数的比较，正确的是（ ）
A．a的最大
B．b的最大
C．c的最大
D．a、b、c的一样大
答案:A
3.中央广播电视总台《2024年春节联欢晚会》以“龙行龘龘，欣欣家国”为主题。中国书法历史悠久，是中华民族优秀传统文化之一。如图所示，书法家在水平桌面上平铺一张白纸，为防打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。书写“龙”字“一”这一笔画时，在向右行笔的过程中镇纸和白纸都保持静止，则（ ）
A．毛笔对白纸的摩擦力向左
B．白纸对镇纸的摩擦力向右
C．桌面对白纸的摩擦力向左
D．桌面对白纸的摩擦力小于毛笔对白纸的摩擦力
答案:C
4.如图所示，老师握住一个装满水的圆柱形杯子，杯子始终静止。下列说法正确的是（ ）
A．握杯子用的力越大，杯子所受的摩擦力越大
B．杯子表面越粗糙，所受的摩擦力越大
C．随着杯子内的水量减少，杯子所受的摩擦力也减小
D．杯子和水的总重力一定等于手与杯子间的最大静摩擦力
答案:C
5.一名工人师傅用两侧内壁均粗糙的钳子把5块相同的砖块整齐的竖直提起，沿直线匀速向前走去，每块砖的质量为3kg，g取10N/kg。左侧钳子与砖块的摩擦力为（ ）
A．15N B．30N C．75N D．150N
答案:C
二、静摩擦力
1．静摩擦力的定义
2．静摩擦力的方向
总是沿着接触面，并且跟物体相对运动趋势的方向相反
3．静摩擦力的大小
由物体的运动状态决定，可用二力平衡求解
一、滑动摩擦力
1．滑动摩擦力的定义
2．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
3．滑动摩擦力的大小
Ff＝μFN
μ为动摩擦因数，与接触面的材料和粗糙程度有关
课堂小结
谢谢大家
第三章 相互作用—力
物理
第2节 摩擦力
学习目标
1.知道摩擦力的影响因素，会计算摩擦力的大小及判断摩擦力的方向，完善相互作用观念。
2.通过改进实验方案，在质疑和创新中发展思维能力。
3.经历设计实验和动手实验过程， 提高合作探究能力。
4.通过探究过程，养成严谨认真、实事求是的科学态度，体会物理学在生产和生活中的用途，增强社会责任感。
学习重难点
重点：
滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断；
静摩擦力有无的判断及方向的判断。
难点：
静摩擦力方向的判断。
夹玻璃珠比赛
比赛规则：在规定的时间内，从装有玻璃珠的盘子里用筷子把玻璃珠夹到另一个空盘子里，夹入个数多的获胜。
新知导入
猜想：摩擦力与接触面的粗糙程度和压力大小有关。
问题：摩擦力大小与压力和粗糙程度到底是怎样的定量关系呢？
新知讲解
一、滑动摩擦力
(一)探究滑动摩擦力的影响因素
1.方案设计：
请在回答下列问题后进行实验方案的设计：
（1）请你通过生活经验定性猜想：滑动摩擦力的影响因素有哪些？
（2）探究多个物理量之间地关系需要采用什么基本实验方法？
（3）木块能不能做稳定的匀速直线运动？如何能够让木块稳定地处于平衡状态？
方案一
方案二
方案选取：
方案一难以控制木块做匀速运动，操作困难，结果不够精确。
方案二便于操作，误差小。
2.实验操作：
实验1：探究滑动摩擦力大小和接触面压力之间的关系
结论：同一接触面上，滑动摩擦力与压力成正比。
测量同一接触面上不同压力下滑动摩擦力的大小并将数据记入表格
FN GA 2GA 3GA
2.实验操作：
实验2：探究滑动摩擦力大小和接触面粗糙程度之间的关系
测量相同压力下不同接触面上的滑动摩擦力的大小及同一接触面上滑动摩擦力与接触面积，速度是否有关，并将数据记入表格
粗糙程度 压力相同 改变接触面积 改变速度
长木板
玻璃板
结论：相同压力下接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，滑动摩擦力与接触面积、速度无关。
3.实验结论
滑动摩擦力的大小Ff跟压力FN成正比
Ff＝μFN
其中μ是比例常数，叫做动摩擦因数，其大小和材料和接触面的粗糙程度有关。FN表示物体间的压力
【思考讨论】
（1）压力一定等于重力吗？
（2）静止的物体可以受滑动摩擦力吗？
（3）滑动摩擦力方向一定与运动方向相反吗？
（4）滑动摩擦力一定是阻力吗？
二、静摩擦力
假如你现在在家里推沙发，但没有推动，思考并回答下列问题：
（1）人用平行于地面的力推沙发，推不动的原因？
（2）不推沙发时，静摩擦力存在吗？
（3）如果沙发推不动，如何求静摩擦力的大小？
（4）人坐到沙发上，用同样大的力推不动沙发，静摩擦力大小变化吗？
实验：用力传感器演示静摩擦力大小与压力和粗糙程度的关系。
结论：两物体相对静止时静摩擦力等于拉力，与压力和粗糙程度无关；物体即将开始运动时静摩擦力最大，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力；压力越大，接触面越粗糙，最大静摩擦力越大。
静摩擦力大小
静摩擦力方向
实验：通过毛刷体验静摩擦力的方向。
结论：静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反
三、解释生活现象
1.如何用所学知识解释夹珠实验
2.请用所学知识解释下列生活中的现象：
（1）人走路时前后脚所受摩擦力？
（2）自行车骑行、推行时前后轮所受摩擦力？
（3）怎样赢得拔河比赛？
典例探究
【例题1】下列说法正确的是（ ）
A．研究在冰面上旋转的花样滑冰运动员的动作，可以将运动员看作质点
B．运动员跑完800m比赛，800m指的是路程大小
C．由动摩擦因数μ= 知，μ与FN成反比
D．滑动摩擦力总是阻力，静摩擦力可以是动力
分析：能否看作质点与物体本身无关，要看所研究问题的性质，看物体的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略，故研究在冰面上旋转的花样滑冰运动员的动作，不可以将运动员看作质点，故A错误；路程是轨迹的长度，运动员跑完800m比赛，800m是路程，故B正确；动摩擦因数μ= 属于比值定义式，即动摩擦因数与压力和滑动摩擦力无关，由接触面粗糙程度，温度和湿度决定，故C错误；摩擦力与相对运动方向（或相对运动趋势方向）相反，与运动方向可以相同、相反、不共线，即可以是动力也可是阻力，故D错误。
答案：B
【变式训练1】 （多选）如图所示，质量为m的物块在质量为M的长木板上滑行，木块与长木板间的动摩擦因数为μ1，长木板与水平面间的动摩擦因数为μ2，关于长木板受地面摩擦力Ff的大小，（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）下列说法正确的是（ ）
A．若长木板处于静止状态， Ff一定等于μ1mg
B．若长木板处于静止状态， Ff一定等于μ2（2M+m）g
C．若长木板也被带动而在水平面上滑行， Ff一定等于μ2Mg
D．若长木板也被带动而在水平面上滑行， Ff一定等于μ2（M+m）g
答案:AB
【例题2】 如图所示，一只猫在水平桌面旁边猛地将桌布从鱼缸下向右拉出，鱼缸最终未滑出桌面。若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则下列说法正确的是（ ）
A．此过程中鱼缸对桌布的摩擦力方向向右
B．此过程中桌布对鱼缸的摩擦力与鱼缸对桌布的摩擦力大小相等
C．此过程中只存在2对滑动摩擦力
D．若猫增大拉力，则鱼缸受到的摩擦力将增大
分析:桌布相对于鱼缸向右滑动，桌布受到的摩擦力方向向左，故A错误；桌布对鱼缸的摩擦力与鱼缸对桌布的摩擦力是相互作用力，大小相等方向相反，故B正确；此过程中存在鱼缸与桌布，桌布与桌面，鱼缸从桌布滑下后鱼缸与桌面共3对滑动摩擦力，故C错误；鱼缸在桌布和桌面上受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小与动摩擦因数、鱼缸的重力大小有关，增大拉力，鱼缸受到的摩擦力大小不变，故D错误。
答案：B
【变式训练2】 自行车的机械碟刹可以让车辆拥有更好的制动性，碟刹是由碟刹器与碟刹片两者间的摩擦力实现制动的。在一次缓慢刹车的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．碟刹器受到的是静摩擦力
B．增大碟刹器与碟刹片的正压力可以增大摩擦力
C．增大碟刹器与碟刹片的正对面积可以增大摩擦力
D．碟刹器受到的摩擦力方向一定与碟刹片的运动方向相反
答案:A
【例题3】 一本书重约6N，有424页，书本正面朝上。现将一张A4纸夹在第106与第107页间，A4能够覆盖几乎整个书页，如图所示。若要将A4纸抽出，至少需用约2N的拉力。不计书皮及A4纸的质量，则A4纸和书之间的摩擦因数最接近（ ）
A．0.17 B．0.33 C．0.50 D．0.67
答案:D
【变式训练3】 某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器与物块用棉线连接，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的F﹣t图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．实验中必须让木板保持匀速运动
B．图乙中曲线反映了物块所受摩擦力的大小随时间变化的关系
C．由图乙知，物块受到的最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力的大小
D．只用图乙中的数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
答案:B
课堂练习
1. “雪龙2号”是我国第一艘自主建造的极地破冰船，能够在1.5m厚的冰层中连续破冰前行。破冰船前行过程中，在船头相对冰层滑动时，碎冰块对船体弹力和摩擦力的示意图正确的是（ ）
答案:A
A B C D
2.木块在a、b、c三种不同材料表面滑动时，其所受滑动摩擦力Ff与木块对材料表面正压力FN的关系如图所示，下列关于木块与不同材料间动摩擦因数的比较，正确的是（ ）
A．a的最大
B．b的最大
C．c的最大
D．a、b、c的一样大
答案:A
3.中央广播电视总台《2024年春节联欢晚会》以“龙行龘龘，欣欣家国”为主题。中国书法历史悠久，是中华民族优秀传统文化之一。如图所示，书法家在水平桌面上平铺一张白纸，为防打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。书写“龙”字“一”这一笔画时，在向右行笔的过程中镇纸和白纸都保持静止，则（ ）
A．毛笔对白纸的摩擦力向左
B．白纸对镇纸的摩擦力向右
C．桌面对白纸的摩擦力向左
D．桌面对白纸的摩擦力小于毛笔对白纸的摩擦力
答案:C
4.如图所示，老师握住一个装满水的圆柱形杯子，杯子始终静止。下列说法正确的是（ ）
A．握杯子用的力越大，杯子所受的摩擦力越大
B．杯子表面越粗糙，所受的摩擦力越大
C．随着杯子内的水量减少，杯子所受的摩擦力也减小
D．杯子和水的总重力一定等于手与杯子间的最大静摩擦力
答案:C
5.一名工人师傅用两侧内壁均粗糙的钳子把5块相同的砖块整齐的竖直提起，沿直线匀速向前走去，每块砖的质量为3kg，g取10N/kg。左侧钳子与砖块的摩擦力为（ ）
A．15N B．30N C．75N D．150N
答案:C
二、静摩擦力
1．静摩擦力的定义
2．静摩擦力的方向
总是沿着接触面，并且跟物体相对运动趋势的方向相反
3．静摩擦力的大小
由物体的运动状态决定，可用二力平衡求解
一、滑动摩擦力
1．滑动摩擦力的定义
2．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
3．滑动摩擦力的大小
Ff＝μFN
μ为动摩擦因数，与接触面的材料和粗糙程度有关
课堂小结
谢谢大家