三章第三節(jié)《摩 擦 力》課件（含詳細(xì)解答）新人教版選修1

1、3．摩 擦 力,消防隊(duì)員能徒手爬上幾米高的線桿，靠的是手腳和線桿之間的摩擦力(如圖)．摩擦力到底是怎樣的一個(gè)力呢？本節(jié)課我們就進(jìn)入摩擦力的世界，主要來探究一下摩擦力產(chǎn)生的條件，及其大小、方向的判定．,1．摩擦力是在兩個(gè)的物體之間產(chǎn)生的．兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們發(fā)生或具有 時(shí)，就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生 的力，這種力叫做摩擦力．2．摩擦力的方向總跟接觸面，并且跟物體的或方向相反3．靜摩擦力的大小

2、隨外力的變化，靜摩擦力的最大值叫，滑動(dòng)摩擦力的大小 .,互相接觸,相對(duì)運(yùn)動(dòng),相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢,阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng),相切,相對(duì)運(yùn)動(dòng),相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢,而變化,最大靜摩擦力,F＝μFN,4．靜摩擦力在生產(chǎn)技術(shù)中的應(yīng)用也很多．皮帶運(yùn)輸機(jī)(如下圖)是靠 和之間的，把貨物送往別處的．,貨物,傳送皮帶,靜摩擦力,5．如圖地面有沙子，易滑倒，這是由于 ．,摩擦比滑動(dòng)摩擦小,滾動(dòng),(1)定義：兩個(gè)物體之間只有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢

3、，而沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)的摩擦力叫做靜摩擦力．(2)產(chǎn)生的條件①兩物體接觸且擠壓，即存在彈力②接觸面不光滑③兩物體接觸面間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢．(3)方向：與接觸面相切，跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢方向相反．,(4)大小：隨沿相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢方向的外力F的變化而變化，但有一個(gè)最大值．(5)最大靜摩擦力：靜摩擦力的最大值Fm，其大小等于物體剛要運(yùn)動(dòng)時(shí)所需要的沿相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢方向的最小外力．兩物體間實(shí)際發(fā)生的靜摩擦力F在零和最大靜摩擦力Fm之間，即

4、0<F≤Fm.,特別提醒：(1)相對(duì)靜止的物體可能是靜止的，也可能是運(yùn)動(dòng)的．(2)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢指兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的可能，但仍相對(duì)靜止．如圖所示．假設(shè)物體與車廂底板的接觸面是光滑的，當(dāng)兩者一起靜止、勻速時(shí)，不會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上兩者無相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢；當(dāng)平板車加速或減速時(shí)，物體相對(duì)車向后或向前運(yùn)動(dòng)，發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，說明兩者實(shí)際上有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢．,(3)“阻礙”說明了靜摩擦力的作用效果，阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢，但不是阻礙物體的運(yùn)

5、動(dòng)，所以靜摩擦力可以是動(dòng)力，也可以是阻力．,如圖所示，有一個(gè)重力不計(jì)的方形容器，被水平力F壓在豎直的墻面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)緩慢地向容器內(nèi)注水，直到將容器剛好盛滿為止，在此過程中容器始終保持靜止，則下列說法中正確的是(　　)A．容器受到的摩擦力不變B．容器受到的摩擦力逐漸增大C．水平力F可能不變D．水平力F必須逐漸增大答案：BC,(1)定義：當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滑動(dòng)的時(shí)候，會(huì)受到另一個(gè)物體阻礙它滑動(dòng)的力，這種力叫做滑

6、動(dòng)摩擦力．(2)產(chǎn)生條件：①兩物體接觸且擠壓，即存在彈力②接觸面不光滑③兩物體間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)(3)方向：與接觸面相切，跟物體相對(duì)滑動(dòng)方向相反．,(4)大?。夯瑒?dòng)摩擦力跟正壓力成正比．即F＝μFN，其中FN為正壓力是兩接觸面間相互擠壓的彈力，μ為動(dòng)摩擦因數(shù)，只與相互接觸的兩個(gè)物體的材料、接觸面的粗糙程度有關(guān)，與FN無關(guān)，無單位．注意：①滑動(dòng)摩擦力與接觸面的大小無關(guān)，與物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)無關(guān)．②正壓力FN與重力無直接關(guān)系，如下圖．

7、,特別提醒：滑動(dòng)摩擦力不一定是阻力，滑動(dòng)摩擦力阻礙的是物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，因此，滑動(dòng)摩擦力可能是阻力，也可能是動(dòng)力．,(河北冀州中學(xué)08－09學(xué)年高一上學(xué)期期末)如圖，把彈簧測力計(jì)的一端固定在墻上，用力F水平向左拉金屬板，金屬板向左運(yùn)動(dòng)，此時(shí)測力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定(圖中已把彈簧測力計(jì)的示數(shù)放大畫出)，則物塊P與金屬板間的滑動(dòng)摩擦力的大小是________N．若用彈簧測力計(jì)測得物塊P重13N，根據(jù)表中給出的動(dòng)摩擦因數(shù)，可推算

8、出物塊P的材料為________.,答案：2.60N　木頭,(貴州清華實(shí)驗(yàn)學(xué)校09－10學(xué)年高一上學(xué)期期中)為了探究滑動(dòng)摩擦力，韓冰同學(xué)利用牙刷做實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用力向右勻速拖動(dòng)牙刷時(shí)，刷發(fā)發(fā)生了彎曲，對(duì)這一實(shí)驗(yàn)的分析正確的是(　　)A．刷發(fā)彎曲越厲害說明牙刷受到的摩擦力越大B．從刷發(fā)彎曲的方向可以判斷牙刷受到摩擦力的方向向左C．牙刷受到的摩擦力作用在刷發(fā)上D．手的拉力大于牙刷受到的摩擦力答案：ABC,一個(gè)物體在另一個(gè)物體

9、表面上滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力．在壓力相同的情況下，滾動(dòng)摩擦力比滑動(dòng)摩擦力小很多．,如下圖所示，整個(gè)系統(tǒng)在地面上保持勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)那么M與m之間的摩擦力情況如何？解析：假設(shè)m與M之間有向前或向后的摩擦，那么m就會(huì)在這個(gè)摩擦力的作用下加速或減速，這與題意相矛盾，所以它們之間沒有摩擦力．,點(diǎn)評(píng)：有人容易認(rèn)為物體向前運(yùn)動(dòng)，就會(huì)受到向后的摩擦，而實(shí)際決定靜摩擦的是相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢，而不是運(yùn)動(dòng)方向．該題所涉及的假設(shè)法，是處理這類題的基本方法，也是物

10、理學(xué)基本方法．,如右圖所示，地面上靜止疊放著A、B兩個(gè)物體，力F作用在A上時(shí)，A、B仍然靜止，試分別分析A、B受到的摩擦力的情況．,答案：(1)F作用于A物體上時(shí)，A相對(duì)B有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢，B相對(duì)A有向左的運(yùn)動(dòng)趨勢，故A受到向左的靜摩擦力，其大小等于F.B受到A給它的向右的靜摩擦力，其大小也等于F.由于A、B靜止，B有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢，因此B受到地面給它的向左的靜摩擦力，大小也等于F.如圖(甲)所示.,如下圖所示，一輛汽車在平直公路上，車

11、上有一木箱，試判斷下列情況中，木箱所受摩擦力的方向．(1)汽車由靜止加速運(yùn)動(dòng)時(shí)(木箱和車面無相對(duì)滑動(dòng))；(2)汽車剎車時(shí)(二者無相對(duì)滑動(dòng))；(3)汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)(二者無相對(duì)滑動(dòng))；(4)汽車剎車，木箱在車上向前滑動(dòng)時(shí)；(5)汽車在勻速過程中突然加速，木箱在車上滑動(dòng)時(shí)．,解析：1.(1)木箱隨汽車一起由靜止加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，假設(shè)二者的接觸面是光滑的，則汽車加速時(shí)，木箱由于慣性要保持原有靜止?fàn)顟B(tài)．因此它將相對(duì)于汽車向后滑動(dòng)，而實(shí)際

12、木箱沒有滑動(dòng)，說明木箱有相對(duì)汽車向后滑動(dòng)的趨勢，所以，木箱受到向前的靜摩擦力．(2)汽車剎車時(shí)，速度減小，假設(shè)木箱與汽車的接觸面是光滑的，則木箱將相對(duì)汽車向前滑動(dòng)，而實(shí)際木箱沒有滑動(dòng)，說明木箱有相對(duì)汽車向前滑動(dòng)的趨勢，所以木箱受到向后的靜摩擦力．,(3)木箱隨汽車一起勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，二者無相對(duì)滑動(dòng)，假設(shè)木箱受水平向右的摩擦力，跟木箱接觸的物體只有汽車，汽車最多能對(duì)它施加兩個(gè)力(支持力F1和摩擦力F2)，由二力平衡條件知：F1與G抵消，但沒

13、有力與F2抵消，不能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這與題意矛盾，所以假設(shè)錯(cuò)誤，即木箱不受摩擦力．(4)汽車剎車，木箱相對(duì)于汽車向前滑動(dòng)，易知木箱受到向后的滑動(dòng)摩擦力．(5)汽車在勻速過程中突然加速，木箱相對(duì)于汽車向后滑動(dòng)，易知木箱受到向前的滑動(dòng)摩擦力．,點(diǎn)評(píng)：弄清摩擦力的方向的關(guān)鍵是：搞清物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或趨勢)的方向，摩擦力既可以是動(dòng)力，也可以是阻力．,(福建福州三中09－10學(xué)年高一上學(xué)期期中)如圖所示，重力G＝20N的物體，在動(dòng)摩擦因數(shù)為0.

14、1的水平面上向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受到大小為10N，方向向右的水平力F的作用，則物體所受摩擦力大小和方向是(　　)A．2N，水平向左B．2N，水平向右C．10N，水平向左D．8N，水平向右答案：B解析：因物塊向左運(yùn)動(dòng)，所以受到的滑動(dòng)摩擦力向右，大小為Ff＝μFN＝0.1×20N＝2N.,某物體的重力為200 N，放置在水平地面上，它與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.38，它與地面間的最大靜摩擦力是80 N(1)用50 N的水平

15、方向的力推物體，地面對(duì)物體的摩擦力是________ N．(2)至少要用多大的水平力，才能把物體推動(dòng)________(3)物體運(yùn)動(dòng)起來以后，若使其保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)在水平方向加________ N的推力(4)物體在運(yùn)動(dòng)過程中，若把水平推力增大到80 N，地面對(duì)物體的摩擦力為________ N．(5)此后，若把推力減少到50 N，直到靜止前，地面對(duì)物體的摩擦力為________ N．(6)若撤去外力，直到靜止前，地面對(duì)物體的摩擦力為_

16、_______ N.,解析：(1)因?yàn)?0 N小于最大靜摩擦力80 N，物體靜止，故摩擦力為50 N．(2)至少用80 N的力，才能將物體推動(dòng)．因?yàn)橹挥型屏Υ笥谧畲箪o摩擦力，物體才可以從靜止開始運(yùn)動(dòng)．(3)物體運(yùn)動(dòng)起來以后，受滑動(dòng)摩擦力作用，根據(jù)F＝μFN，F(xiàn)N＝200 N，得F＝0.38×200 N＝76 N，故應(yīng)加76 N．(5)推力減小后，物體減速運(yùn)動(dòng)，但物體仍受滑動(dòng)摩擦力作用，故F＝ μFN＝0.38×200

17、 N＝76 N．(6)撤去外力后，物體仍向前運(yùn)動(dòng)，還是受滑動(dòng)摩擦力作用，F(xiàn)＝μFN＝0.38×200 N＝76 N.答案：(1)50　(2)80　(3)76　(4)76　(5)76　(6)76,一根重力為G，長度為L的均勻的長條木料放在水平桌面上，木料與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)用水平力F推木料，當(dāng)木料經(jīng)過圖中所示的位置時(shí)，桌面對(duì)它的摩擦力等于________答案：μG,解析：“用水平力F推木料，木料經(jīng)過圖示位置

18、時(shí)”，說明木料是運(yùn)動(dòng)的，受到的摩擦力是滑動(dòng)摩擦力．另外要明確木料在運(yùn)動(dòng)過程中受到的彈力是否改變．木料在豎直方向上受重力和彈力作用，二力平衡，故彈力FN＝G，由滑動(dòng)摩擦力公式知，摩擦力F＝μFN＝μG.,如下圖所示，在實(shí)驗(yàn)探究滑動(dòng)摩擦力大小的規(guī)律活動(dòng)中，要測定滑塊A與木板B的動(dòng)摩擦因數(shù)，必須使測力計(jì)的拉力等于滑動(dòng)摩擦力，即必須使木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這個(gè)條件較難嚴(yán)格保證．事實(shí)也證明了這一點(diǎn)，無論學(xué)生和老師，都想盡可能做到這一點(diǎn)，并且也把它

19、當(dāng)作探究活動(dòng)的必要條件，反復(fù)強(qiáng)調(diào)，效果并不理想，那么，能否設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來克服上述問題呢？,解析：做一個(gè)逆向轉(zhuǎn)換，將測力計(jì)的一端固定，另一端拉住木塊，然后用手拉動(dòng)木板，如下圖所示，用這種方法測量滑動(dòng)摩擦力，木塊雖然沒有滑動(dòng)，但是木塊受到了滑動(dòng)摩擦力，再根據(jù)力的平衡條件很容易就測出摩擦力的大?。擅畹剞D(zhuǎn)換，避開了使木塊做勻速運(yùn)動(dòng)的條件，當(dāng)然，拉動(dòng)木塊滑動(dòng)的探究也是必須要做的實(shí)驗(yàn)，一方面可以作個(gè)對(duì)比，另一方面，可以對(duì)加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的木塊受力情況做

20、一點(diǎn)更深的探究．,點(diǎn)評(píng)：探究滑動(dòng)摩擦力大小規(guī)律的實(shí)驗(yàn)主要體現(xiàn)科學(xué)探究要素：(1)“制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”中的“考慮實(shí)驗(yàn)的變量及控制方法”，因變量是摩擦力，自變量是接觸面的情況和正壓力大小，實(shí)驗(yàn)中采用控制變量法處理．(2)“分析與論證”中的“對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理”．實(shí)驗(yàn)中對(duì)接觸面的情況，引入一個(gè)常數(shù)μ，使本來無法量化的因素可以量化．你在此實(shí)驗(yàn)中，除了遵守體現(xiàn)上述科學(xué)探究要素，采用逆向轉(zhuǎn)換法外，還有沒有其他方法呢？能否用傳感器來完成呢？,如圖

21、所示，在2008年北京奧運(yùn)會(huì)自行車男子公路個(gè)人計(jì)時(shí)賽中，瑞士選手法·坎切拉拉獲得冠軍．請(qǐng)分析法·坎切拉拉的自行車在平直公路上勻速前進(jìn)和自然滑行時(shí)，前后輪所受摩擦力的方向．,答案：自行車勻速行駛時(shí)，兩輪受的摩擦力方向?yàn)椋汉筝喯蚯?，前輪向后；自行車自然滑行時(shí)，前后兩輪受的摩擦力方向都向后．解析：當(dāng)自行車勻速前進(jìn)時(shí)，由于人通過鏈條給后輪一個(gè)力，使后輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)后輪與地面接觸處光滑，則后輪應(yīng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，說明輪有相對(duì)地面

22、向后轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢，由于靜摩擦力的方向與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢方向相反，故后輪所受靜摩擦力F1的方向向前；前輪轉(zhuǎn)動(dòng)是由于前輪受到力的作用，設(shè)前輪與地面接觸處光滑，則前輪就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，故前輪相對(duì)地面有向前的運(yùn)動(dòng)趨勢，則前輪所受摩擦力向后，如圖甲所示．,當(dāng)自行車自然滑行時(shí)，人不再給后輪施加力的作用，由于慣性人和車向前滑行，此時(shí)前、后輪都要受到地面給它們施加的摩擦力作用，即前、后輪都有相對(duì)地面向前運(yùn)動(dòng)的趨勢，所以前、后輪受的靜摩擦力都應(yīng)向后，如圖乙所示