3.3摩擦力（57张ppt）

课件57张PPT。3　
摩　擦　力主题1 静摩擦力
研读教材·自主认知
1.摩擦力：
(1)定义：两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有_______
_________时,在接触面上产生的阻碍_________或相对运动趋势的
力。相对运动的趋势相对运动(2)分类：
①_________;
②___________;
③___________。静摩擦力滑动摩擦力滚动摩擦力2.静摩擦力：
(1)定义：两个只有_____________,而没有相对运动的物体之间产生
的摩擦力。
(2)方向：沿着_______,如果接触面是曲面,静摩擦力的方向与接触
面_____,并且跟物体的_____________的方向相反。
(3)大小：范围_________, Fmax为最大静摩擦力,由物体的运动状态
及外界对它的施力情况决定。
(4)作用效果：总是阻碍物体间的_____________。相对运动趋势接触面相切相对运动趋势0探究点1　静摩擦力的产生条件和方向
情景1：如图甲所示,物块静止在水平面上。
情景2：如图乙所示,在竖直墙面上,如果：
①物块在外力F的作用下静止在粗糙的竖直墙面上。
②撤去外力F,物块沿竖直墙面下滑。情景3：如图丙所示,将一小物体放在固定斜面上,如果：
①斜面光滑,小物体沿斜面下滑。
②斜面粗糙,小物体静止在斜面上。
情景4：如图丁所示,货物被一倾斜传送带匀速送到高处,且货物和传送带相对静止。试结合上述情景,讨论下列问题：
(1)图甲中,物块是否受到静摩擦力的作用?为什么?
提示：物块静止在水平面上,物块在水平方向上不受外力,没有相对地面运动的趋势,故不受静摩擦力作用。(2)试比较图乙中两种情况下,是否都受摩擦力的作用?为什么?
提示：①物块在外力F的作用下,静止在粗糙的竖直墙面上,水平方向上,物块与竖直墙面之间有相互挤压的力。竖直方向上,受向下的重力作用,物块有向下运动的趋势,故物块一定受竖直向上的静摩擦力作用。
②如果撤去外力F,虽然物块与竖直墙面接触,但两者之间没有相互挤压的力,所以,物块沿竖直墙面下落,虽然接触面粗糙,但不受摩擦力。(3)试比较图丙中斜面光滑与粗糙两种情况下,小物体受摩擦力情况有何不同?为什么?
提示：①斜面光滑时,小物体沿斜面下滑,虽然小物体与斜面接触而且对斜面有压力,但由于斜面光滑,故不受摩擦力。
②斜面粗糙时,小物体静止在斜面上会受到静摩擦力作用,因为小物体与斜面接触且对斜面有压力,还有相对斜面下滑的运动趋势,故受静摩擦力作用。(4)图丁中,传送带靠什么力把货物送到高处?此力方向如何?
提示：货物被送到高处是受到了传送带的静摩擦力的作用,静摩擦力方向沿传送带向上。(5)在图甲、乙、丙、丁中存在静摩擦力的情景中,静摩擦力方向与相对运动趋势方向的关系怎样?是动力还是阻力?
提示：①图甲中,不存在静摩擦力;图乙情景中的①、图丙情景中的②、图丁中的静摩擦力方向与相对运动趋势的方向均相反。
②图乙情景中的①、图丙情景②中的静摩擦力是阻力,图丁中的静摩擦力是动力。探究点2　静摩擦力的大小
如图所示,把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块,在弹簧测力计的指针下轻塞一个小纸团(可以作为指针到达最大位置的标记),它可以随指针移动,拉力F逐渐增大,木块保持静止,直到拉力达到某一数值时木块开始移动,观察弹簧测力计示数及其变化情况。试结合上述现象讨论：
(1)随着外力的增大,静摩擦力大小变化吗?若变化,如何变化?
提示：由二力平衡知,随着外力的增大,静摩擦力大小发生变化,相应增大。
(2)木块开始移动时弹簧测力计的示数有何特点?
提示：木块开始移动时弹簧测力计的示数达到最大,即最大静摩擦力。静摩擦力的数值存在一个范围,即0提示：弹簧测力计的示数增大。最大静摩擦力随正压力的增大而增大。【归纳总结】
1.静摩擦力产生的条件：
(1)两物体的接触面是粗糙的。
(2)两物体存在相对运动趋势。
(3)两物体在接触面上有压力(弹力)。
2.静摩擦力的方向：
(1)沿着接触面,并且跟物体间相对运动趋势的方向相反。
(2)跟物体运动的方向可能相同,也可能相反。3.静摩擦力的大小：
(1)大小的范围：0(2)计算：物体处于平衡状态(匀速运动或静止)时,根据二力平衡条件求解。
(3)最大静摩擦力：最大静摩擦力Fmax略大于滑动摩擦力,一般情况下,为分析问题方便,可认为二者相等。
(4)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。【拓展延伸】
1.摩擦力与弹力的存在关系：两物体间有摩擦力时,必有弹力;而两物体间有弹力时,不一定有摩擦力。
2.静摩擦力被动性的表现：
(1)静摩擦力的大小随外力的变化而变化。
(2)静摩擦力的方向可能随外力大小、方向的变化而变化。过关小练·即时应用
1.如图所示,一个木箱放在固定斜面上静止不动。关于木箱所受摩擦力的情况,下列说法正确的是(　　)
A.木箱不受摩擦力
B.木箱受沿着斜面向上的静摩擦力
C.木箱受沿着斜面向下的静摩擦力
D.无法判断木箱是否受摩擦力【解析】选B。假设斜面光滑,木箱将沿斜面下滑,故木箱有相对斜面向下滑动的趋势,故应受到沿斜面向上的静摩擦力,故选B。2.(2015·临沂高一检测)在2014年9月28日第十七届仁川亚运会男子百米比赛中,中国运动员苏炳添勇夺百米亚军,图为苏炳添奔跑途中的两个瞬间,用F1、F2分别表示苏炳添在图甲、乙两瞬间所受到的摩擦力,则关于F1、F2的方向,以下说法正确的是(　　)
A.F1向后,F2向后 B.F1向前,F2向前
C.F1向前,F2向后 D.F1向后,F2向前【解析】选C。人在奔跑时,脚与地面相对静止,受到静摩擦力。题图甲中,脚用力后蹬,相对地面有向后滑的趋势,受到向前的静摩擦力,F1向前;题图乙中脚接触地面时有相对地面向前滑的趋势,受到的静摩擦力向后,F2向后,故C对。 3.如图所示,一个M=2kg的物体放在μ=0.2的粗糙水平面上,用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一只m0=0.1kg的小桶相连。已知M与水平面间的最大静摩擦力Fm=4.5N,滑轮的摩擦不计,g取10m/s2,求在以下情况中M受到的摩擦力的大小。
(1)只挂m0,处于静止状态时。
(2)只挂m0,但在M上再放一个M′=3kg的物体时。
(3)只在桶内加入m1=0.33kg的沙子时。【解题指南】解答本题时应明确以下两点：
(1)m0静止时,根据二力平衡知：FT=m0g。
(2)M静止时,根据二力平衡知：Ff=FT。【解析】(1)因为m0g=1N(2)在M上再放一个M′=3kg的物体,M仍静止,故受静摩擦力F2=F1=m0g =1N。
(3)因为(m0+m1)g=4.3N答案：(1)1N　(2)1N　(3)4.3N【补偿训练】
1.关于静摩擦力,下列说法中正确的是(　　)
A.两个表面粗糙的物体,只要直接接触就会产生静摩擦力
B.静摩擦力总是阻碍物体的运动
C.静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反
D.两个物体之间的静摩擦力总是一个定值【解析】选C。由于静摩擦力产生在彼此直接接触且相互挤压、接触面粗糙又有相对运动趋势的物体之间,所以A错误;静摩擦力的作用是阻碍物体间的相对运动趋势,方向与物体间相对运动趋势的方向相反,不能说成阻碍物体的运动,故B错,C对;两物体间的静摩擦力大小可能会随外部条件的变化在0～Fmax之间变化,故D错。2.(多选)用手握住一个盛有一部分油的油瓶,油瓶始终静止处于竖直方向,如图所示,下列说法中正确的是(　　)
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.不管手握得多紧,油瓶受到的摩擦力总是一定的
D.摩擦力的大于等于油瓶与油的总重力的大小【解析】选A、C、D。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重力平衡,油瓶越重,它受到的静摩擦力越大,如果手握得不够紧,正压力不够大,最大静摩擦力小于油瓶与油的总重力,油瓶就会掉下来,手握得越紧,手与瓶间的压力越大,最大静摩擦力也越大,只要最大静摩擦力大于油瓶与油的总重力,油瓶受到的静摩擦力就与油瓶和油的总重力平衡,可见选项B错误,A、C、D正确。3.(多选)(2015·衡水高一检测)如图所示,有三个相同的物体叠放在一起,置于粗糙的水平地面上,现用水平力F作用在B上,三个物体仍然静止,下列说法中正确的是(　　)
A.B对A有摩擦力作用
B.B受到A、C的摩擦力作用
C.B只受到C的摩擦力作用
D.地面对C有摩擦力作用,大小等于F【解析】选C、D。假设B对A有摩擦力作用,则A受力不能平衡,与题给条件不符,所以B对A无摩擦力作用,A错误。根据力的相互性可知A对B也无摩擦力作用,B错误。假设C对B无摩擦力作用,则B在水平方向上只受力F作用,不可能保持静止,与题给条件不符,故B受到C的摩擦力作用。由于A、B、C是保持静止的,那么地面给C的摩擦力大小为F,方向向左,所以C、D正确。【通法悟道】
1.静摩擦力有无的判断三法：
(1)产生条件判断法：接触面之间有压力、粗糙且有相对运动趋势。
(2)假设法。(3)平衡条件法：根据二力平衡的条件判断。
2.静摩擦力不一定是阻力：静摩擦力方向与物体的运动方向相反时充当阻力,与物体运动方向相同时充当动力。主题2 滑动摩擦力
研读教材·自主认知
1.定义：当一个物体在另一个物体表面上_____时,受到另一个物体
阻碍它_____的力。
2.方向：总是沿着_______,并且跟物体的_________的方向相反。
3.大小：F=μFN,FN为_____,μ为___________。
4.作用效果：总是阻碍物体间的_________。滑动滑动接触面相对运动压力动摩擦因数相对运动合作探究·核心归纳
情景1：如图所示,缓慢拉动木块1下面的木板2,弹簧测力计产生示数。
情景2：在木块1上再加一个物块,缓慢拉动木板2,观察弹簧测力计示数的变化。情景3：在木板上铺上毛巾,缓慢拉动木板2,观察弹簧测力计示数的变化。
情景4：改变木块1上所加物块的质量,分别在情景2、3中重复操作,分别记录木块1的质量、所加物块的质量和弹簧测力计的示数。
结合以上情景思考下列问题：
(1)结合情景1和主题一中探究点1,思考滑动摩擦力的产生条件与静摩擦力产生条件的区别是什么?
提示：物体间产生相对滑动。(2)弹簧测力计的示数和滑动摩擦力的大小是什么关系?
提示：“缓慢”说明木块处于平衡状态,由二力平衡可知,弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力。
(3)情景2中,弹簧测力计的示数将会如何变化?说明什么问题?
提示：将会增大,说明滑动摩擦力的大小随着木块与木板间的压力的增大而增大。(4)情景3中,弹簧测力计的示数将会如何变化?
提示：将会增大,说明滑动摩擦力的大小随着接触面粗糙程度的增大而增大。
(5)分析情景4中记录的数据可知,滑动摩擦力和压力之间存在什么关系?动摩擦因数跟什么因素有关?
提示：①滑动摩擦力和压力成正比。
②动摩擦因数跟相互接触的两个物体接触面的材料有关。【归纳总结】
1.滑动摩擦力产生的条件：
(1)两物体相互接触且有挤压。
(2)物体间的接触面粗糙。
(3)两物体间存在相对运动。2.滑动摩擦力的大小的计算方法：
(1)公式法：根据公式F=μFN计算。
(2)二力平衡法：根据二力平衡条件求解。
3.影响动摩擦因数的因素：μ与材料和接触面的粗糙程度有关,而与物体间的压力、接触面的面积大小无关。【拓展延伸】
静摩擦力和滑动摩擦力作用的比较：
(1)静摩擦力的作用效果：静摩擦力的方向总是与物体间相对运动趋势的方向相反,与物体的运动方向关系不确定,可以相反,也可以相同,还可以成一定角度,即静摩擦力可以是阻力,也可以是动力。(2)滑动摩擦力的作用效果：滑动摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反,与物体的运动方向可以相同,也可以相反,还可以成一定角度,即滑动摩擦力可以是阻力,也可以是动力。过关小练·即时应用
1.(2015·临沂高一检测)关于由滑动摩擦力公式F=μFN推出的μ= ,
下列说法正确的是(　　)
A.动摩擦因数μ与摩擦力F成正比,F越大,μ越大
B.动摩擦因数μ与正压力FN成反比,FN越大,μ越小
C.μ与F成正比,与FN成反比
D.μ的大小由两物体接触面的情况及其材料决定【解析】选D。μ与两个物体的材料和两物体接触面的情况有关,与F、FN均无关。2.(2015·梅州高一检测)如图所示,一质量为1kg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3.0N,动摩擦因数为0.3。如果
分别用2.8N和3.2N的水平力推木板,木板受到的摩擦力分别为多大?
在木板被水平力推动的过程中,当木板伸出桌边 时,木板受到的摩
擦力又为多大?(g取9.8m/s2)【解题指南】解答本题时应明确以下两点：
(1)不同推力作用下木板受的是静摩擦力还是滑动摩擦力。
(2)木板伸出桌面 时的正压力。【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2.8N
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3.2N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;当木板在被推动过程中伸出桌边
时,由于正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,当F=2.8N时,木板受静摩擦力F1=F=2.8N;
当F=3.2N时,木板受滑动摩擦力F2=μFN=μmg=0.3×1×9.8N=2.94N;
当木板在被推动过程中伸出桌边 时,木板所受滑动摩擦力大小未改变,即F2′=F2=2.94N。
答案：2.8N　2.94N　2.94N3.如图所示,水平拉力F=40N时,质量m=10kg的木块可以在水平面上匀速前进,求木块与水平面间的动摩擦因数μ。【解析】拉力F=40N时,滑动摩擦力Ff=40N,木块对水平面的压力FN=mg=100N,由Ff=μFN得,动摩擦因数μ= =0.4。
答案：0.4【互动探究】若在木块上再放一个质量为M的铁块,为使它们匀速前进,水平拉力为60N,求铁块的质量M。(g取10m/s2)
【解析】当拉力F′=60N时,木块对水平面的压力FN′=(10+M)g=100+10M,摩擦力Ff′=60N,由Ff′=μFN′得
60=0.4×(100+10M),解得M=5kg。
答案：5kg【补偿训练】
1.以下关于滑动摩擦力的说法中,正确的是(　　)
A.滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
B.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动
C.滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反
D.两个互相接触且挤压的物体发生相对运动时,它们都要受到滑动摩擦力的作用【解析】选C。滑动摩擦力是发生在相对运动的物体间,故A、B错,而C对;D中只满足滑动摩擦力产生的两个条件,还缺少接触面粗糙的条件,故D错。2.关于动摩擦因数,下列说法中正确的是(　　)
A.动摩擦因数与正压力成正比
B.相同的条件下,接触面积越大,动摩擦因数越大
C.动摩擦因数只与接触面的粗糙程度、相互接触的物体的材料有关
D.动摩擦因数与正压力、接触面积有关,但具体关系不能确定
【解析】选C。动摩擦因数由接触面的材料和粗糙程度决定,与其他因素无关,A、B、D错,C对。3.质量为2kg的物体静止在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等。现给物体一水平推力。(g取10N/kg)
(1)当推力大小为5N时,地面对物体的摩擦力是多大?
(2)当推力大小为12N时,地面对物体的摩擦力是多大?【解析】(1)最大摩擦力Ffmax=μmg=0.5×2×10N=10N。当推力F=5N时,F(2)当推力F=12N时,F>Ffmax,物体在地面上滑动,则Ff滑=μmg=0.5×2× 10N=10N。
答案：(1)5N　(2)10N【通法悟道】
1.判断滑动摩擦力方向的基本步骤：2.求解摩擦力大小的两个注意：
(1)在求解摩擦力大小时,一定要分清是求静摩擦力还是求滑动摩擦力。F=μFN只适用于滑动摩擦力的计算,静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定。
(2)公式F=μFN中的FN是物体接触面之间的正压力,不一定等于物体的重力G,要根据物体的受力情况来确定。