2012【优化方案】精品课件：物理教科必修1第2章第四节

(共39张PPT)
第四节　摩擦力
课标定位：
应用：1. 判断静摩擦力的大小和方向．
2．判断滑动摩擦力的方向并会用f＝μN计算大小．
理解：1. 滑动摩擦力和静摩擦力的方向．
2．滑动摩擦力与静摩擦力的区别和联系．
认识：1. 滑动摩擦力的概念及产生的条件．
2．静摩擦力的概念及产生的条件．
第四节
核心要点突破
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
课标定位
课前自主学案
一、摩擦力
1．概念：两个__________并发生_____的物体之间产生的阻碍___________的力．
2．分类：____________和__________．
3．性质：摩擦力是接触力，属除重力、弹力之外的另一种性质的力．
相互接触
挤压
相对运动
滑动摩擦力
静摩擦力
二、滑动摩擦力
1．定义：两个相互接触并挤压的物体沿接触面发生___________时，在每个物体的接触面上受到对方作用的阻碍____________的力．
2．产生条件
(1)两物体_______且_______，即存在弹力；
(2)接触面不光滑；
(3)两物体间存在___________．
相对运动
相对运动
接触
挤压
相对运动
3．大小：滑动摩擦力的大小跟______成正比，即f＝μN，其中N为两接触面间的垂直作用力；μ为动摩擦因数．
4．方向：与接触面相切，跟物体的__________方向相反．
三、静摩擦力
1．定义：两个彼此接触且相互挤压没有发生_________但存在__________趋势时，在接触面上产生的阻碍物体间_________的力．
压力
相对运动
相对滑动
相对运动
相对运动
2．产生条件
(1)两物体接触且_____，即存在_______；
(2)接触面不光滑；
(3)接触面间有________________．
3．大小
(1)最大静摩擦力(f静max)：在数值上等于物体将要发生___________时的摩擦力．
(2)静摩擦力的大小范围：0≤f静≤f静max.
4．方向：沿着接触面，跟物体的_______________方向相反．
挤压
弹力
相对运动趋势
相对运动
相对运动趋势
思考感悟
(1)两个不接触的物体间能产生摩擦力吗？
(2)两个相互接触的物体间一定存在摩擦力吗？
(3)摩擦力一定为阻力吗？试举例说明．
提示：(1)不能，摩擦力必须接触才能产生．
(2)两个物体接触不一定会产生摩擦力．
(3)摩擦力与物体的相对运动(或相对运动趋势)的方向相反，并不一定与物体的运动方向相反，所以摩擦力不一定是阻力，如传送带把货物运送到高处，就是靠静摩擦力的作用，静摩擦力为动力．
核心要点突破
一、摩擦力的产生条件
1．产生条件
静摩擦力 滑动摩擦力
相同点 ①两物体相互接触且存在弹力
②接触面粗糙
不同点 两物体相对静止但存在相对运动趋势 两物体有相对运动
2.说明
(1)相对静止的物体可能是静止的，也可能是运动的．
(2)相对运动趋势指两物体间有相对运动的可能，但仍相对静止．如图2－4－1所示，假设物体与车厢底板的接触面是光滑的，当两者一起静止、匀速时，不会发生相对运动，实际上两者无相对运动的趋势；当平板车加速或减速时，物体相对车向后或向前运动，发生相对运动，说明两者实际上有相对运动趋势．
图2－4－1
(3)“阻碍”说明了静摩擦力的作用效果，阻碍物体间的相对运动趋势，但不是阻碍物体的运动，所以静摩擦力可以是动力，也可以是阻力．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
1.关于静摩擦力的说法中，以下正确的有(　　)
A．在相对静止的两物体间一定存在静摩擦力
B．运动着的物体不可能受到静摩擦力的作用
C．运动着的物体也可能受到静摩擦力的作用
D．静摩擦力总是阻碍物体间相对运动的产生
答案：CD
二、摩擦力的有无及方向判定
静摩擦力 滑动摩擦力
有无
判定 (1)定义法：在判断物体间是否存在静摩擦力时，可用假设法，先假设接触面是光滑的，看物体是否发生相对运动．如果物体仍保持相对静止，则物体不受静摩擦力；反之，则受静摩擦力
(2)平衡条件法：根据二力平衡的条件判定 根据滑动摩擦力存在条件来判定
即(1)两物体相互接触
(2)发生形变
(3)产生相对运动
方向的
判定 静摩擦力的方向一定沿接触面，与物体相对运动趋势方向相反，而与物体的运动方向无关．可能同向也可能反向，还可能有一定夹角 滑动摩擦力的方向一定沿接触面与物体相对运动方向相反，像静摩擦力一样，它与物体的运动方向无关
特别提醒：摩擦力不一定是阻力，静摩擦力阻碍的是接触物体之间的相对运动趋势，滑动摩擦力阻碍的是物体间的相对运动，都不是阻碍物体的运动，因此，摩擦力可能是阻力，也可能是动力．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
2.如图2－4－2所示，放在水平地面上的物体a上叠放着物体b，a和b用轻质弹簧相连，已知弹簧处于压缩状态，整个装置处于静止状态，则关于a、b的受力分析正确的是(　　)
图2－4－2
A．b受到向右的摩擦力
B．a受到b对它的向左的摩擦力
C．地面对a的摩擦力向右
D．地面对a无摩擦力作用
答案：ABD
三、摩擦力大小的计算
1．滑动摩擦力的大小
(1)公式：f＝μN.
(2)f的大小与N成正比，与物体的运动状态无关．
(3)动摩擦因数μ与接触面的粗糙程度和材料有关，与物体间的压力，相对运动的速度及接触面的大小均无关．
(4)公式f＝μN中的N是物体与接触面间的正压力，不一定等于物体的重力，求N要根据物体受力情况而定．
2．静摩擦力的大小
(1)大小：0(2)与物体所受压力大小无关．
(3)可由受力情况及二力平衡条件来确定，总等于使物体发生相对运动趋势的外力．
(4)f静m为最大静摩擦力，大小等于物体刚要发生相对运动时所需要的沿相对运动趋势方向的最小外力．其值略大于滑动摩擦力，有时认为二者相等．
特别提醒：(1)计算摩擦力时，应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力．
(2)静摩擦力用平衡条件计算，其大小只与平行于接触面方向的力有关，与垂直接触面方向的力无关．
(3)滑动摩擦力用f＝μN计算或用平衡条件计算，其大小只与垂直接触面方向的力有关，与沿接触面方向的力无关．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
3.如图2－4－3所示，两块木板紧紧夹住木块，一直保持静止，木块重为30 N，木块与木板间的动摩擦因数为0.2，若左右两端的压力F都是100 N，则木块所受的摩擦力大小和方向是(　　)
图2－4－3
A．30 N，方向向上　　　　　　
B．20 N，方向向上
C．40 N，方向向下
D．100 N，方向向上
解析：选A.由于木块静止，故摩擦力与重力平衡，f＝G＝30 N，方向向上．
课堂互动讲练
摩擦力的判断
如图2－4－4所示，A、B、C三个相同的物体叠加在一起，放在水平地面上，B物体虽受水平力F作用，但三个物体都没有运动，试确定A、B、C三个物体分别所受的摩擦力的方向．
例1
图2－4－4
【思路点拨】　在判断摩擦力是否存在时，一定要利用摩擦力产生的条件，结合物体的状态确定．特别是在相对运动趋势难以确定的情况下，更应结合物体的状态利用其满足的力学规律确定．
【精讲精析】　A与B之间无相对运动趋势，可假设A物体受水平向右的摩擦力，则其受力如图2－4－5所示，跟物体A接触的物体只有物体B，B最多能对A施加两个力(支持力N和摩擦力f)，由二力平衡条件知：N与G抵消，但没有力与f抵消，而力是改变物体运动状态的原因，物体A在f的作用下，运动状态将发生变化，不能保持静止，这与题意相矛盾，所以假设错误，即物体A不受摩擦力．
图2－4－5
由上述A与B之间没有相对运动趋势，而B受到向右的外力F，因而B物体存在相对C向右的运动趋势，受C给它的摩擦力向左．
而C有相对B向左的运动趋势，受B给它的摩擦力向右，
再由二力平衡(水平方向)可知，地面必然给C一向左的摩擦力才能保证C物体静止．
【答案】　A物体不受摩擦力；B物体只受C施加的摩擦力，向左；C物体受到B施加的摩擦力，向右，受到地面施加的摩擦力，向左．
变式训练1 如图2－4－6所示，A、B叠放在水平面上，水平力F作用在A上，使二者一起向左做匀速直线运动，下列说法正确的是(　　)
图2－4－6
A．A、B之间无摩擦力
B．A受到的摩擦力水平向右
C．B受到A的摩擦力水平向左
D．地面对B的摩擦力为静摩擦力，水平向右
解析：选BC.对A物体，由于A匀速运动，由二力平衡可知，B对A的摩擦力必与F等大反向，故A错，B正确；对B物体，由力的作用的相互性，B对A的摩擦力一定与A对B的摩擦力反向，故B受到A的摩擦力水平向左，故C正确；对A、B整体分析，由于A、B一起向左匀速运动，则地面对B的摩擦力一定为滑动摩擦力，且水平向右，故D错误．
例2
摩擦力的计算
如图2－4－7所示一个M＝2 kg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＝0.1 kg的小桶相连，已知：M受到的最大静摩擦力fm＝4.5 N，滑轮上的摩擦不计，g＝10 N/kg，求在以下情况中，M受到的摩擦力的大小．
图2－4－7
(1)只挂m0处于静止状态时．
(2)只挂m0但在M上再放一个M′＝3 kg的物体时．
(3)只在桶内加入m1＝0.33 kg的砂子时．
(4)只在桶内加入m2＝0.5 kg的砂子时．
【思路点拨】　
【自主解答】　(1)因为m0g＝1 N(2)在M上再放一个M′＝3 kg的物体，M仍静止，仍受静摩擦力f2＝f1＝m0g＝1 N.
(3)因为(m0＋m1)g＝4.3 N(4)因为(m0＋m2)g＝6 N>fm，故物体运动，受到滑动摩擦力作用，由公式f4＝μN＝μMg＝4 N.
【答案】　(1)1 N　(2)1 N　(3)4.3 N　(4)4 N
变式训练2 如图2－4－8所示，质量为m的木块置于水平的木板上向左滑行，滑行时木板静止，木板质量M＝3m，已知木块与木板间、木板与水平面间的动摩擦因数均为μ，则在木块滑行过程中水平面对木板的摩擦力大小为(　　)　
图2－4－8
A．4μmg
B．3μmg
C．2μmg
D．μmg
解析：选D.当m向左滑行时受到的摩擦力f＝μmg，方向向右，同时m给M一个大小也为f方向向左的摩擦力作用，在整个过程中，M处于静止状态，所以水平面对木板的摩擦力大小也为f＝μmg，方向向右．
知能优化训练
本部分内容讲解结束
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