人教版高中物理必修1课件第三章3．3《摩擦力》（共30张PPT）

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惊险刺激是攀岩动作的最根本的特点，其能充分满足人们回归自然，寻求刺激并从中挑战自然，挑战自我的欲望。参与攀岩，会让你在与悬崖峭壁的抗衡中学会坚强，在与大山的拥抱中感受宽容，在征服攀岩路线后享受成功与胜利喜悦，由于攀登者在攀壁上稳如庇护，矫似雄鹰，攀登的动作极具美观感和观赏性。攀岩者主要是靠手脚与岩壁之间的摩擦力来保持平衡的。
一、摩擦力：
摩擦力：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫做摩擦力。
静摩擦力：
两个接触的物体，当一个物体相对另一个物体有相对运动趋势时，产生的摩擦叫静摩擦。
二、静摩擦力
①两个物体必须相互接触
②接触面粗糙
③接触并挤压
④具有相对运动趋势
1.产生的条件：
例：
（1）如图所示，各接触面光滑，墙壁对小球无静摩擦力。
（2）如图所示，人用力推木箱，但没有推动。地面对木箱有摩擦力。
3.静摩擦力的方向
总是跟接触面相切，且跟物体的相对运动的方向相反。
说明：如果接触面是平面，摩擦力的方向就沿着接触面。如果是平面与曲面接触，则方向为该曲面的切面。如果接触面都是曲面，则摩擦力的方向为两个曲面的公共切面。静摩擦力的方向一定与弹力的方向是垂直的。
2.静摩擦力的作用点作用于接触面上。
（1）假设法：即假设接触面是光滑的，物体会向什么方向运动，即与此运动方向相反。
（2）二力平衡：假设没有静摩擦力，看物体所受的其它外力是否平衡来判断静摩擦力的有、无和方向。
静摩擦力方向的判断：
（1）静摩擦力的大小总是等于迫使物体产生相对运动趋势的外力的大小（或沿接触面的分量）。
（2）最大静摩擦力的大小使物体刚要运动时所需要的最小作用力。
4.静摩擦力的大小
（4）静摩擦随着正压力的增大而增大。
说明：①静摩擦力可以充当阻力，也可以充当动力。
例如：走路时静摩擦力充当动力。推箱子推不动时，摩擦力充当阻力。
②运动的物体也可以受到静摩擦力的作用。
如图所示：B 随A 一块运动，B受到静摩擦力的作用。
三、滑动摩擦力
滑动摩擦力：当一个物体在另一个物体上滑动时，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力。
2.滑动摩擦力的作用点：作用于接触面上。
3.滑动摩擦力的方向：与物体相对运动的方向相反。
滑动摩擦力
1.产生的条件：
①两个物体必须相互接触
②接触面粗糙
③接触并挤压
④有相对运动
物体的相对运动的方向，所研究的物体现对于其接触的物体而言的。
物体运动的方向，一般以地面为参照系而言的。
说明：
4.滑动摩擦力的大小
滑动摩擦力的大小跟正压力成正比。
表示式为 ， 表示压力的大小， 为动摩擦因数。
说明： 为两个物体表面间的垂直作用力。跟相互接触的物体的材料和接触面的情况有关系。
（2）滑动摩擦力可以是动力，但它产生的效果一定是阻碍物体间的相对运动。
说明：（1）静止的物体也可以受到滑动摩擦力的作用。
如图所示B 静止，但B受到滑动摩擦力的作用。
滚动摩擦力：滚动摩擦是一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力。
说明：滚动摩擦力比滑动摩擦力小的多。
滚动摩擦力在生活中的应用。
四、滚动摩擦力
静摩擦力的方向： 总是跟接触面相切，且跟物体的相对运动的方向相反。
1.静摩擦力
（1）两个物体必须相互接触
（2）接触面粗糙
（3）接触并挤压
（4）有相对运动趋势
静摩擦力的作用点：作用于接触面上。
静摩擦力的大小总是等与迫使物体产生相对运动趋势的外力的大小。
产生的条件：
（2）滑动摩擦力的作用点：作用于接触面上。
（3）滑动摩擦力的方向：与物体相对运动的方向相反。
2. 滑动摩擦力
①两个物体必须相互接触
②接触面粗糙
③接触并挤压
④有相对运动
（4）滑动摩擦力的大小：表示式为 。
（1）产生的条件：
（2）物体放上传送带后，在初始的一段时间内，物体的速度尚未达到皮带的速度，物体相对皮带向后滑动，所以物体受到皮带给它向前的滑动摩擦力作用，这一摩擦力帮助着物体向前运动。当物体的速度达到皮带的速度后，物体与皮带间无相对运动，亦无相对运动的趋势，而是保持着水平方向的匀速直线运动状态，所以不再受摩擦力的作用。
1.试判断下列两种情况下物体所受的摩擦力方向：
（1）沿水平地面向右滑动的木箱；
（2）放在匀速运动的水平传送带上的物体。
答案：（1）因为木箱相对水平面向右运动，所以它受到地面给它向左的滑动摩擦力作用，这一摩擦力阻碍着木块向右运动。
2.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F=2.8N和F=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，当木板伸出桌边三分之一时，木板受到的摩擦力又为多大？（g取9.8m/s2）
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≈2.9N；
答案：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三分之一时，由于压力和动摩擦因数均未改变，木板所受滑动摩擦力不变。
当木板在被推动过程中伸出桌边三分之一时，木板所受滑动摩擦力大小未改变，即
F2′= F2≈2.9N
计算摩擦力时应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力，如果是静摩擦力，一般不能用公式F=μFN计算。对于木板在被推动过程中伸出桌边三分之一时的摩擦力，有些同学以为木板只有三分之二压在桌面上，会出现F2′= μ·mg = μmg的错误，其实木板对桌面的压力大小仍等于mg，仍是F2′=μmg。
3.如图所示，A、B、C三块砖头叠放在水平地面上，现用两个大小相等、方向相反的水平力F同时推A和C，但未能推动，则A对B、B对C、C对地面的摩擦力分别为多大？
答案：对A 砖，由于受向左的水平推力F，根据二力平衡条件，要保持静止状态，必定还会受到B砖对它向右的静摩擦力FBA=F。由于物体间的作用是相互的，B砖对A砖有向右的静摩擦力，则A砖对B砖有向左的静摩擦力：?FAB= FBA=F
同理，由B砖的平衡可得C 砖对它必有向右的静摩擦力FCB=FAB=F,
由物体间的相互作用可得B 砖对C 砖必有向左的静摩擦力FBC=FCB=F。
由于C 砖受F和FBC的作用能平衡，故地面对C 砖无摩擦力作用，从而C 砖对地面亦无摩擦力的作用。三块砖头沿水平方向的受力情况分析可知，A对B、B对C、C 对地面的摩擦力大小分别为F、F、0。
处理叠放体之间的相互作用问题常常将它们隔离开来研究，这种方法称为“隔离法”。在具体分析时，还需注意一定的顺序，如本题的分析就是从上到下，先从受力较为简单的A 砖分析起。当然，本题也可先采用“整体法”，即将三块砖头整体作为研究对象，确定地面对C 砖无摩擦力作用，再将A 砖、C 砖隔离开来，分别研究B 对A、B 对C 的摩擦力。
你看，在我们的周围，有各种各样的摩擦现象，这种现象有时非常出人意料。有时甚至连我们想不到的地方，也会出现极重要的摩擦现象。假如摩擦在世界上突然消灭了的话，许多普通现象都会完全按照另一种方式进行。
　　法国物理学家希洛姆对于摩擦现象曾经有过生动的描写：
　　我们有时候走上了结着冰的路。为了使身体不至跌倒，我们得用多少力气；为了站稳，又得做多少可笑的动作！这就不得不使我们承认，我们平时所走的路面有多么宝贵的性
假如没有了摩擦
质，由于这种性质，我们才不必特别用力，就能保持平衡。当我们骑着自行车在很滑的路上滑倒的时候，或是马在柏油路上滑倒的时候，我们也会产生同样的思想。研究了类似的现象以后，我们就可以看出摩擦带给我们的后果了。工程师竭力在设法除掉机器上的摩擦，并且得到了很好的成绩。在应用力学里，常常把摩擦说成是最不好的现象。这当然是对的，可是也只有在几个狭窄的领域里才能算是对的。至于在别的情况下，我们还应当感谢摩擦：它使我们能够毫
不提心吊胆地走路、坐定和工作；使书和墨水瓶不会跌落在地板上；使桌子不会自己滑向墙角；使钢笔不会从手里滑掉。
　 摩擦是一种非常普遍的现象。除了很少几种特别情况以外，我们用不着去找它，它自己就会来帮我们的忙。
　 摩擦能够促进稳定。木工刨平地板，目的是使桌子和椅子放在哪里就留在哪里。只要不是在正在摇晃的轮船里，放在桌子上的杯盘，用不着我们特别照顾，就会不动地留在桌子上。

　　如果我们设想已经完全没有摩擦了，这时候任何物体，不论是大石块或是小沙粒，就再也不能相互支持了。所有的东西都要滑着，滚着，直到铺成一个平面为止。如果没有摩擦，地球就像流体一样，变成了一个一点高低都没有的圆球了。我们还可以补充说，没有了摩擦，铁钉和螺钉会从墙上滑出来，我们的手也不能拿东西，任何建筑物都不可能建造起来，起了旋风就永远不会平息。我们会不断地听到发出的声音的回声，因为它从墙壁上反射回来，一点也没有被削弱。
每一次地面上的冻冰，都使我们清楚地看出摩擦的重要性。遇到街上结冰的时候，我们会弄得毫无办法，并且随时都有滑倒的危险。下面是从报上摘下来的几段消息（1927年12月）：
　 “伦敦21日消息，由于地面结了冰，伦敦的街车和电车行动都发生困难。大约有1400人摔坏了手脚等等，被送入医院。”
　 “在海德公园附近，3辆汽车跟两辆电车相撞。由于汽油爆炸，车辆全部被烧毁。”
　　“巴黎21日消息，巴黎城和近郊，由于街道结冰，发生了许多不幸事件……”
　　可是在冰上摩擦力极小这一点，在技术上也可以利用。普通的雪橇就是例子。更好的例子是那用来把树木从伐木的地方运输到铁道或浮送站去的所谓冰路。在这种平滑的冰路上，用两匹马可以拉动装着70吨木材的雪橇。