43摩擦力课件41(鲁科版必修1).ppt
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- 43 摩擦力 课件 41 鲁科版 必修
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1、1.1.根据滑动摩擦力的定义,讨论滑动摩擦力的产生条件是根据滑动摩擦力的定义,讨论滑动摩擦力的产生条件是怎样的?怎样的?提示:提示:滑动摩擦力的产生条件是:(滑动摩擦力的产生条件是:(1 1)两物体相互接触且)两物体相互接触且挤压挤压;(2 2)接触面粗糙)接触面粗糙;(3 3)两物体间有相对运动)两物体间有相对运动.2.2.实验:(实验:(1 1)将手在桌面上滑动,感受手受到的滑动摩擦)将手在桌面上滑动,感受手受到的滑动摩擦力的方向力的方向.(2 2)用毛刷扫桌面,观察刷毛的弯曲方向,分)用毛刷扫桌面,观察刷毛的弯曲方向,分析毛刷受到的滑动摩擦力方向析毛刷受到的滑动摩擦力方向.实验后总结滑动
2、摩擦力方向的特点实验后总结滑动摩擦力方向的特点.提示:提示:滑动摩擦力的方向:与接触面相切,与相对运动方滑动摩擦力的方向:与接触面相切,与相对运动方向相反向相反.3 3做课本做课本P72P72实验,同时思考探究以下问题实验,同时思考探究以下问题:(1 1)物体)物体A A是运动的还是静止的?物体是运动的还是静止的?物体A A受到的摩擦力是滑受到的摩擦力是滑动摩擦力吗?弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小吗?动摩擦力吗?弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小吗?提示:提示:在本实验与探究中,物体在本实验与探究中,物体A A是静止的,但物体是静止的,但物体A A相对相对于木板是运动的,所以物体于木板
3、是运动的,所以物体A A受的摩擦力为滑动摩擦力受的摩擦力为滑动摩擦力.因因为物体为物体A A始终处于静止状态,所以根据二力平衡的条件,弹始终处于静止状态,所以根据二力平衡的条件,弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小.(2 2)本实验中若不拖动木板,而是用弹簧测力计拉着物体)本实验中若不拖动木板,而是用弹簧测力计拉着物体A A在木板上滑动,这种情况下弹簧测力计的示数等于滑动摩在木板上滑动,这种情况下弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小吗?如果不是的话,必须在什么情况下弹簧测擦力的大小吗?如果不是的话,必须在什么情况下弹簧测力计的示数才等于滑动摩擦力的大小?力计的
4、示数才等于滑动摩擦力的大小?提示:提示:弹簧测力计的示数并不一定等于滑动摩擦力的大小弹簧测力计的示数并不一定等于滑动摩擦力的大小.根据二力平衡的条件,只有物体处于静止或匀速直线运动根据二力平衡的条件,只有物体处于静止或匀速直线运动状态时,弹簧测力计的示数才等于滑动摩擦力的大小状态时,弹簧测力计的示数才等于滑动摩擦力的大小.(3 3)本实验中物体间的滑动摩擦力的大小与物体间的压力)本实验中物体间的滑动摩擦力的大小与物体间的压力有何关系?如何确定其大小有何关系?如何确定其大小?提示:提示:滑动摩擦力与正压力滑动摩擦力与正压力N N和接触面粗糙程度这两个因素和接触面粗糙程度这两个因素有关有关.当接触
5、面粗糙程度不变时,滑动摩擦力的大小与正压当接触面粗糙程度不变时,滑动摩擦力的大小与正压力成正比,用力成正比,用表示比例常数,则滑动摩擦力表示比例常数,则滑动摩擦力f=Nf=N,其中,其中叫做动摩擦因数,跟相互接触的两个物体的材料有关叫做动摩擦因数,跟相互接触的两个物体的材料有关.(4 4)滑动摩擦力公式中的正压力大小是否在任何情况下都)滑动摩擦力公式中的正压力大小是否在任何情况下都等于物体的重力大小?请举例说明等于物体的重力大小?请举例说明.提示:提示:物体在水平面上运动时,物体在水平面上运动时,由于竖直方向处于二力平衡状态,由于竖直方向处于二力平衡状态,重力大小与正压力大小是相等的,重力大小
6、与正压力大小是相等的,如果物体不是在水平面上运动,如果物体不是在水平面上运动,则不能认为重力大小等于正压力大小则不能认为重力大小等于正压力大小.当物体沿斜面下滑时,当物体沿斜面下滑时,斜面的倾角越大,正压力就越小斜面的倾角越大,正压力就越小.所以正压力与重力不是一所以正压力与重力不是一回事回事.如图所示,小孩沿滑梯下滑时,对滑梯的正压力小于如图所示,小孩沿滑梯下滑时,对滑梯的正压力小于自身的重力自身的重力.4.4.由滑动摩擦力计算公式由滑动摩擦力计算公式f=Nf=N得得 能否说动摩擦因能否说动摩擦因数跟摩擦力成正比,跟正压力成反比?数跟摩擦力成正比,跟正压力成反比?提示:提示:不能不能.动摩擦
7、因数动摩擦因数可由摩擦力可由摩擦力f f和正压力和正压力N N计算得计算得出,但并非由出,但并非由f f或或N N决定决定.与接触面材料的性质和粗糙程度与接触面材料的性质和粗糙程度有关,两接触面确定的情况下,有关,两接触面确定的情况下,是确定的,不随摩擦力是确定的,不随摩擦力f f和正压力和正压力N N的改变而改变的改变而改变.f,N 1.1.对接触面粗糙、光滑的理解对接触面粗糙、光滑的理解接触面粗糙指的是当一个物体沿另一个物体表面滑动时,接触面粗糙指的是当一个物体沿另一个物体表面滑动时,凹凸不平的部分互相啮合,产生阻碍相对运动的力,即为凹凸不平的部分互相啮合,产生阻碍相对运动的力,即为滑动摩
8、擦力;接触面光滑是一种理想情况,在实际中并不滑动摩擦力;接触面光滑是一种理想情况,在实际中并不存在,它不同于实际中形容接触面摩擦力很小的存在,它不同于实际中形容接触面摩擦力很小的“光滑光滑”.凡是题目中出现凡是题目中出现“接触面光滑接触面光滑”、“光滑小球光滑小球”等,一律等,一律不考虑摩擦力不考虑摩擦力.2.2.对滑动摩擦力公式的进一步理解对滑动摩擦力公式的进一步理解(1 1)动摩擦因数)动摩擦因数与接触面的材料、表面的粗糙程度有关,与接触面的材料、表面的粗糙程度有关,无单位无单位.(2 2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关,与接触面)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关,与接触面的大小
9、也无关的大小也无关.(3 3)公式)公式f=Nf=N中的中的N N是两个物体接触面间的压力,是两个物体接触面间的压力,称为称为正压力(垂直于接触面的力),性质上属于弹力,它不是正压力(垂直于接触面的力),性质上属于弹力,它不是物体的重力,大小也不一定等于物体的重力大小,许多情物体的重力,大小也不一定等于物体的重力大小,许多情况下需结合物体的受力情况和运动状态加以确定况下需结合物体的受力情况和运动状态加以确定 .滑动摩擦力滑动摩擦力1.1.定义:当两个物体彼此接触且相互挤压,并发生相对滑定义:当两个物体彼此接触且相互挤压,并发生相对滑动时,在接触面上产生的阻碍相对滑动的力叫做滑动摩擦动时,在接触
10、面上产生的阻碍相对滑动的力叫做滑动摩擦力力.2.2.产生条件产生条件:(1):(1)两物体相互接触且挤压两物体相互接触且挤压;(2 2)接触面粗糙)接触面粗糙;(3 3)两物体间有相对运动)两物体间有相对运动.3.3.方向方向:滑动摩擦力的方向总跟接触面相切,跟物体相对运滑动摩擦力的方向总跟接触面相切,跟物体相对运动的方向相反动的方向相反.4.4.大小大小:(1 1)相关因素:正压力、接触面的性质)相关因素:正压力、接触面的性质;(2 2)公式:)公式:f=N,f=N,为动摩擦因数,为动摩擦因数,N N为正压力为正压力.典例典例1 1 如图所示,某时刻质量如图所示,某时刻质量m=2 kgm=2
11、 kg的木块正以的木块正以3 m/s3 m/s的速的速度在以度在以5 m/s5 m/s的速度向右传送的传送带上水平向右运动,试的速度向右传送的传送带上水平向右运动,试判断:判断:(1 1)木块的运动方向)木块的运动方向()木块相对于传送带的运动方向()木块相对于传送带的运动方向()木块所受滑动摩擦力的方向()木块所受滑动摩擦力的方向()若已知木块与传送带间的动摩擦因数()若已知木块与传送带间的动摩擦因数=0.2=0.2,求木,求木块受到的滑动摩擦力的大小(取块受到的滑动摩擦力的大小(取g=10 N/kgg=10 N/kg)【规范解答【规范解答】(1 1)由题可知木块正以)由题可知木块正以v=3
12、 m/sv=3 m/s的速度向右的速度向右运动运动.(2 2)由于传送带的速度)由于传送带的速度v=5 m/sv=5 m/s,方向向右,则以传送,方向向右,则以传送带为参考系,木块向左运动带为参考系,木块向左运动.(3 3)因为滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,)因为滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,所以木块所受的滑动摩擦力的方向向右所以木块所受的滑动摩擦力的方向向右.(4 4)滑动摩擦力的大小为)滑动摩擦力的大小为f=Nf=N,其中,其中N N是木块受到的传送是木块受到的传送带的支持力,根据木块竖直方向上二力平衡得,带的支持力,根据木块竖直方向上二力平衡得,N=mgN=mg,
13、则,则f=0.2f=0.22 210 N=4 N.10 N=4 N.答案:答案:(1 1)向右)向右 (2 2)向左)向左 (3 3)向右)向右 (4 4)4 N4 N滑动摩擦力的确定方法滑动摩擦力的确定方法1.1.滑动摩擦力方向的判断滑动摩擦力方向的判断(1 1)选取研究对象(受滑动摩擦力作用的物体)选取研究对象(受滑动摩擦力作用的物体).(2 2)选跟研究对象接触的物体为参考系)选跟研究对象接触的物体为参考系.(3 3)找出研究对象相对于参考系的运动方向)找出研究对象相对于参考系的运动方向.(4 4)滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反)滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反.2.2.计算滑
14、动摩擦力大小的方法计算滑动摩擦力大小的方法(1 1)公式法:根据公式)公式法:根据公式f=Nf=N计算计算.(2 2)二力平衡法)二力平衡法:物体处于匀速运动或静止状态时,根据物体处于匀速运动或静止状态时,根据二力平衡求解滑动摩擦力的大小二力平衡求解滑动摩擦力的大小.【变式备选】(【变式备选】(20102010湖州高一检测)在我国东北寒湖州高一检测)在我国东北寒冷的冬季,雪橇是常见的运输工具,如图所示,沿水平冰冷的冬季,雪橇是常见的运输工具,如图所示,沿水平冰道滑行的雪橇总质量道滑行的雪橇总质量m=1 000 kg.m=1 000 kg.某时刻马给雪橇施加的水平拉力某时刻马给雪橇施加的水平拉力
15、大小大小F=500 NF=500 N,雪橇做匀速直线,雪橇做匀速直线运动运动.取取g=10 m/sg=10 m/s2 2,求:,求:(1 1)雪橇受到的摩擦力大小;)雪橇受到的摩擦力大小;(2 2)雪橇与冰道之间的动摩擦因数)雪橇与冰道之间的动摩擦因数.【解析【解析】(1 1)由于雪橇做匀速直线运动,可知马的拉力)由于雪橇做匀速直线运动,可知马的拉力F F和滑动摩擦力和滑动摩擦力f f大小相等,方向相反大小相等,方向相反.根据二力平衡得根据二力平衡得f=F=500 Nf=F=500 N,所以雪橇受到的摩擦力大小为,所以雪橇受到的摩擦力大小为500 N500 N,方向与,方向与拉力拉力F F的方
16、向相反的方向相反.(2 2)雪橇与冰道间的压力)雪橇与冰道间的压力N N与雪橇的总重力大小相等,与雪橇的总重力大小相等,即即N=G=10 000 NN=G=10 000 N,根据滑动摩擦力公式,根据滑动摩擦力公式f=Nf=N得得故雪橇与冰道之间的动摩擦因数为故雪橇与冰道之间的动摩擦因数为0.05.0.05.答案:答案:(1 1)500 N 500 N (2 2)0.050.05f5000.05.N10 000 1.1.根据静摩擦力的定义,讨论静摩擦力的产生条件是什么?根据静摩擦力的定义,讨论静摩擦力的产生条件是什么?提示:提示:静摩擦力的产生条件是:静摩擦力的产生条件是:(1)(1)两物体相互
17、接触且挤压两物体相互接触且挤压;(2);(2)接触面粗糙接触面粗糙;(3);(3)两物体间有两物体间有相对运动趋势相对运动趋势.2.2.实验:(实验:(1 1)当手压在桌面上且有向前的滑动趋势时,)当手压在桌面上且有向前的滑动趋势时,感受手受到的静摩擦力的方向感受手受到的静摩擦力的方向.(2 2)当毛刷压在桌面上且)当毛刷压在桌面上且有向前的运动趋势时,观察刷毛的弯曲方向,分析毛刷受有向前的运动趋势时,观察刷毛的弯曲方向,分析毛刷受到的静摩擦力方向到的静摩擦力方向.实验后总结静摩擦力的方向有怎样的特点实验后总结静摩擦力的方向有怎样的特点.提示:提示:静摩擦力的方向与接触面相切,与相对运动趋势方
18、静摩擦力的方向与接触面相切,与相对运动趋势方向相反向相反.3.3.实验探究实验探究在水平桌面上放一长木板,在水平桌面上放一长木板,上面放一质量较大的木块上面放一质量较大的木块.开始时,在木板与木块接开始时,在木板与木块接触的外侧面做两个对顶的触的外侧面做两个对顶的三角形的记号三角形的记号.当用手沿图中箭头所示方向缓缓地拉木板时,当用手沿图中箭头所示方向缓缓地拉木板时,可以看到木块随木板一起移动,弹簧测力计的示数逐渐增可以看到木块随木板一起移动,弹簧测力计的示数逐渐增大,但两个三角形记号的相对位置却没有变化,直到弹簧大,但两个三角形记号的相对位置却没有变化,直到弹簧测力计的示数增大到某一数值后,
19、才看到两个三角形记号测力计的示数增大到某一数值后,才看到两个三角形记号相对位置发生变化相对位置发生变化.则:则:(1 1)此过程中木板对木块有怎样的作用力?方向如何?大)此过程中木板对木块有怎样的作用力?方向如何?大小如何?小如何?提示:提示:由于木块受重力和弹簧测力计的拉力,木块相对于由于木块受重力和弹簧测力计的拉力,木块相对于木板有向右运动的趋势,所以木板对木块有向上的支持力木板有向右运动的趋势,所以木板对木块有向上的支持力和向左的静摩擦力和向左的静摩擦力.支持力的大小等于木块的重力大小,由支持力的大小等于木块的重力大小,由于木板缓慢运动,所以静摩擦力的大小等于弹簧测力计的于木板缓慢运动,
20、所以静摩擦力的大小等于弹簧测力计的弹力弹力.即随着弹簧测力计对木块弹力的增大而增大即随着弹簧测力计对木块弹力的增大而增大.(2 2)当木块相对木板将要滑动时弹簧测力计的示数如何?)当木块相对木板将要滑动时弹簧测力计的示数如何?有何意义?有何意义?提示:提示:当木块相对木板将要滑动时,测力计的示数达到最当木块相对木板将要滑动时,测力计的示数达到最大,说明此时木块与木板之间的静摩擦力达到最大静摩擦大,说明此时木块与木板之间的静摩擦力达到最大静摩擦力力f fm m.即静摩擦力大小的取值范围是即静摩擦力大小的取值范围是0 0ffffm m.(3 3)思考:最大静摩擦力的大小与哪些因素有关?最大静)思考
21、:最大静摩擦力的大小与哪些因素有关?最大静摩擦力和滑动摩擦力有什么关系?摩擦力和滑动摩擦力有什么关系?提示:提示:物体间的最大静摩擦力与压力和接触面的粗糙程度物体间的最大静摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关,压力越大,表面越粗糙,最大静摩擦力越大有关,压力越大,表面越粗糙,最大静摩擦力越大.最大静最大静摩擦力略大于滑动摩擦力摩擦力略大于滑动摩擦力.通常情况下,为计算方便,可以通常情况下,为计算方便,可以认为二者大小相等认为二者大小相等.4.4.思考讨论运动的物体可以受静摩擦力吗?静摩擦力总是思考讨论运动的物体可以受静摩擦力吗?静摩擦力总是阻力吗?请举例说明阻力吗?请举例说明.提示:提示:静摩擦
22、力作用在相对静止的物体上,但物体不一定静摩擦力作用在相对静止的物体上,但物体不一定静止静止.静摩擦力与相对滑动趋势的方向相反,但不一定与物静摩擦力与相对滑动趋势的方向相反,但不一定与物体的运动方向相反,如图所示传送带将物体运送到高处,体的运动方向相反,如图所示传送带将物体运送到高处,物体与传送带之间是相对静止的,物体与传送带之间是相对静止的,它们之间的摩擦力就是静摩擦力,它们之间的摩擦力就是静摩擦力,在这里,物体所受的静摩擦力的在这里,物体所受的静摩擦力的方向与其运动方向相同,静摩擦方向与其运动方向相同,静摩擦力对物体起到动力的作用效果力对物体起到动力的作用效果.静摩擦力的方向静摩擦力的方向总
23、跟接触面相切,与相对滑动趋势的方向相反总跟接触面相切,与相对滑动趋势的方向相反.所谓所谓“相对滑动趋势的方向相对滑动趋势的方向”,是指假设接触面光滑时,是指假设接触面光滑时,物体将要发生的相对运动的方向物体将要发生的相对运动的方向.【知识归纳【知识归纳】正确理解相对运动、相对运动趋势正确理解相对运动、相对运动趋势(1 1)所谓)所谓“相对运动相对运动”与与“物体运动物体运动”不是同一概念,不是同一概念,“相对运动相对运动”是指受力物体相对于施力物体(以施力物体是指受力物体相对于施力物体(以施力物体为参照物)的位置发生了改变;而为参照物)的位置发生了改变;而“物体的运动物体的运动”一般指一般指物
24、体相对地面的位置发生了改变物体相对地面的位置发生了改变.(2 2)所谓)所谓“相对运动趋势相对运动趋势”,就是说假设没有静摩擦力的,就是说假设没有静摩擦力的存在,物体就会发生相对运动存在,物体就会发生相对运动.比如物体能静止在斜面上就比如物体能静止在斜面上就是由于有静摩擦力的存在;如果接触面光滑,没有静摩擦是由于有静摩擦力的存在;如果接触面光滑,没有静摩擦力,则由于重力的作用,物体会沿斜面下滑力,则由于重力的作用,物体会沿斜面下滑.典例典例2 2(20112011南京高一检测)如图所示南京高一检测)如图所示,两个相同的物体两个相同的物体A A和和B,B,叠放在水平桌面上叠放在水平桌面上,现以水
25、平力现以水平力F F拉拉B,B,而两物体均保持而两物体均保持静止静止,则下列结论正确的是(则下列结论正确的是()A.AA.A和和B B之间不存在摩擦力作用之间不存在摩擦力作用B.AB.A和和B B之间存在静摩擦力作用之间存在静摩擦力作用C.BC.B与桌面间存在静摩擦力作用与桌面间存在静摩擦力作用D.D.若撤去外力若撤去外力F F,则,则A A和和B B之间,之间,B B与水平面之间都不存在摩擦力与水平面之间都不存在摩擦力【规范解答【规范解答】选选A A、C C、D.D.以以A A物体为研究对象:物体为研究对象:A A物体在竖物体在竖直方向上受重力和支持力,二者平衡,假设直方向上受重力和支持力,
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