河北省遷安一中高中物理 摩擦力課件 新人教版必修1

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1、第三章第三章 相互作用相互作用課堂小測畫出物體畫出物體P所受重力及彈力的示意圖所受重力及彈力的示意圖PPPP學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo): 1.知道靜摩擦力的產(chǎn)生條件，能判斷靜摩擦力的有無以及大小和方向。2.理解最大靜摩擦力。能根據(jù)二力平衡條件確定靜摩擦力的大小。3.知道滑動摩擦產(chǎn)生的條件，會正確判斷滑動摩擦力的方向。4.會用公式F=FN計算滑動摩擦力的大小，知道影響動摩擦因數(shù)的大小因素。說明物體之間存在摩擦力說明物體之間存在摩擦力用水平力推講臺桌用水平力推講臺桌,講臺桌為何不動講臺桌為何不動?用手握住水杯用手握住水杯,水杯為何不會掉落水杯為何不會掉落?物體為何可以靜止在斜面上？物體為何可以靜止在斜面上？

2、1.定義定義:兩個相互接觸的物體兩個相互接觸的物體,當(dāng)它們發(fā)生相對當(dāng)它們發(fā)生相對運動或具有相對運動的趨勢時運動或具有相對運動的趨勢時,就會在就會在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對運動或相對運接觸面上產(chǎn)生阻礙相對運動或相對運動趨勢的力動趨勢的力.2.分類分類: （1）靜摩擦力）靜摩擦力（2）滑動摩擦力）滑動摩擦力 小孩推箱，據(jù)二力平衡的知識，這時一小孩推箱，據(jù)二力平衡的知識，這時一定有一個力與推力平衡，阻礙相對運動發(fā)定有一個力與推力平衡，阻礙相對運動發(fā)生的力。生的力。推力推力靜摩靜摩擦力擦力1、定義、定義： 兩相互接觸并擠壓的物間，兩相互接觸并擠壓的物間，存在相對運動趨勢而又沒有相對運動時存在相對運動趨勢而

3、又沒有相對運動時,在接觸面上產(chǎn)生的一種在接觸面上產(chǎn)生的一種阻礙阻礙相對運動趨相對運動趨勢的力勢的力 稱稱 靜摩擦力靜摩擦力。二力平衡二力平衡2. 產(chǎn)產(chǎn) 生生 條條 件：件：（1）、接觸）、接觸（2）、接觸面粗糙）、接觸面粗糙（4）、兩物體間有相對運動趨勢）、兩物體間有相對運動趨勢（3）、接觸面有擠壓（形變）、接觸面有擠壓（形變）3、靜摩擦力方向如何？3.方向：方向： 沿著接觸面，并且跟物體相對運沿著接觸面，并且跟物體相對運動的趨勢的方向相反動的趨勢的方向相反GFF推推FFGGF支支F支支靜摩擦力的大小隨著推力的靜摩擦力的大小隨著推力的增大而增大增大而增大,可以說靜摩擦力的大小由外部因素決定可以

4、說靜摩擦力的大小由外部因素決定.當(dāng)人的水平推力增加到某一值當(dāng)人的水平推力增加到某一值Fm時時,物體物體就要滑動就要滑動,此時靜摩擦力達到最大值此時靜摩擦力達到最大值,我們我們把把Fm叫做叫做最大靜摩擦力最大靜摩擦力FF推推2F2F推推4.大小大小:摩擦力的大小隨著推力的摩擦力的大小隨著推力的增大而增增大而增大大, 取值范圍取值范圍0FFm說明說明:(1)靜摩擦力的大小與正壓力無關(guān)靜摩擦力的大小與正壓力無關(guān),但最大靜但最大靜 摩擦力的大小與正壓力成正比摩擦力的大小與正壓力成正比.(2)靜摩擦力可以是阻力靜摩擦力可以是阻力,也可以是動力也可以是動力.例1、下列圖中的物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)，有靜摩擦力的

5、是( )ADFCFBBCD物塊受靜摩擦力方向如何？靜摩擦力能不能發(fā)生在運靜摩擦力能不能發(fā)生在運動的物體之間動的物體之間?可以的可以的!“靜靜”指的是相對靜止指的是相對靜止!問題：有的同學(xué)說靜摩擦力一問題：有的同學(xué)說靜摩擦力一定是阻力，對嗎？定是阻力，對嗎？水平地面上水平地面上,一個重為一個重為G=100N的木箱的木箱A受受到水平推力到水平推力F1的作用的作用.當(dāng)當(dāng)F1=5N時時,木箱未被木箱未被推動推動,此時木箱受摩擦力此時木箱受摩擦力Ff=_.當(dāng)當(dāng)F1=10N時時,木箱仍未被推動木箱仍未被推動,此時木箱受摩此時木箱受摩擦力擦力Ff=_.當(dāng)當(dāng)F1=25N時時,木箱木箱A剛好剛好被推動被推動,此

6、后木箱此后木箱A做勻速運動做勻速運動,那么木箱是那么木箱是否受摩擦力否受摩擦力,那又是怎樣呢那又是怎樣呢?5N10N1.1.定義定義: : 兩個互相接觸擠壓且發(fā)生相對運動的物體兩個互相接觸擠壓且發(fā)生相對運動的物體,在它們的接觸面上會產(chǎn)生阻礙相對運動的在它們的接觸面上會產(chǎn)生阻礙相對運動的力力.2.產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件：（1）、接觸）、接觸（4）、兩物體間有相對運動）、兩物體間有相對運動（3）、接觸面有擠壓（形變）、接觸面有擠壓（形變）（2）、接觸面粗糙）、接觸面粗糙用表格的形式記錄下在用表格的形式記錄下在不同壓力下物體做不同壓力下物體做勻速勻速運動運動的拉力大小的拉力大小,而在而在水平面上運動時水

7、平面上運動時,物體物體對地面的壓力大小等于對地面的壓力大小等于物體的重力物體的重力.所以我要所以我要測量木塊及砝碼的重力測量木塊及砝碼的重力從而得到木塊對地面的從而得到木塊對地面的壓力壓力.木塊要勻速或緩慢地移動木塊要勻速或緩慢地移動,因為只有這樣才可以保持因為只有這樣才可以保持拉力等于滑動摩擦力拉力等于滑動摩擦力砝碼砝碼木塊木塊1.5 3 4.5 6滑動摩擦力的大小跟壓力成正比滑動摩擦力的大小跟壓力成正比,也也就是跟物體間的垂直作用力成正比就是跟物體間的垂直作用力成正比F=F=FFN N是動摩擦因數(shù)是動摩擦因數(shù),它的數(shù)值個別相互接觸的兩個物體它的數(shù)值個別相互接觸的兩個物體的材料有關(guān)的材料有關(guān)

8、,材料不同材料不同,動摩擦因數(shù)也不同動摩擦因數(shù)也不同.3.大?。捍笮。?.方向方向: 總跟接觸面相切總跟接觸面相切,并且跟它們相對并且跟它們相對運動的方向相反運動的方向相反.注意注意:1.不要把不要把”物體的相對運動方向物體的相對運動方向”與與”物體的運動方向物體的運動方向”等同等同.2.滑動摩擦力的方向可能跟物體的運滑動摩擦力的方向可能跟物體的運動方向相反動方向相反,也可能跟運動方向相同也可能跟運動方向相同3.最大靜摩擦力一般比滑動摩擦力大一些最大靜摩擦力一般比滑動摩擦力大一些.如圖如圖,在水平桌面上放一個重在水平桌面上放一個重GA=20N的物體的物體A,A與桌面間的摩擦因數(shù)與桌面間的摩擦因

9、數(shù)=0.5,使這個物體沿使這個物體沿桌面做勻速運動的水平拉力桌面做勻速運動的水平拉力F為多少為多少?如果在物體如果在物體A上再加一個重上再加一個重GB=10N的物體的物體B,B與與A之間的動摩擦因數(shù)之間的動摩擦因數(shù)=0.2,那么當(dāng)那么當(dāng)A、B兩物兩物體以相同的速度沿桌面勻速滑動時體以相同的速度沿桌面勻速滑動時,對物體對物體A的的水平拉力應(yīng)為多少水平拉力應(yīng)為多少?此時物體此時物體B受到物體受到物體A的摩的摩擦力是多少擦力是多少?FAB練一練B靜止FBVVB判斷物體B受到的摩擦力及方向靜止B靜止VV2009.11.11再見！一個重為一個重為20N的物體，放在水平面上，物體與水平面的物體，放在水平面

10、上，物體與水平面的動摩擦因數(shù)的動摩擦因數(shù)=0.1，試計算該物體在下列幾種情況，試計算該物體在下列幾種情況下受到的摩擦力。下受到的摩擦力。（1）物體開始時靜止，用）物體開始時靜止，用F=5N的水平向右的力拉物的水平向右的力拉物體。體。（2）物體開始時靜止，用）物體開始時靜止，用F=30N的水平向右的力拉的水平向右的力拉物體。物體。（3）物體開始以）物體開始以v=15m/s的初速度向左運動，用的初速度向左運動，用F=15N的水平向右的力拉物體。的水平向右的力拉物體。二、滑動摩擦力二、滑動摩擦力1.產(chǎn)生：一個物體在另一個物體表面上相對于另一個物體發(fā)生相對滑動時，另一個物體阻礙它相對滑阻礙它相對滑動動

11、的力稱為滑動摩擦力。產(chǎn)生條件：相互接觸、相互擠壓、相對運動、表面粗糙。兩個物體直接接觸、相互擠壓有彈力產(chǎn)生。摩擦力與彈力一樣屬接觸作用力，但兩個物體直接接觸并不擠壓就不會出現(xiàn)摩 擦力。擠壓的效果是有壓力產(chǎn)生。壓力就是一個物體對另一個物體表面的垂直作用力，也叫正壓力，壓力屬彈力，可依上一節(jié)有關(guān)彈力的知識判斷有無壓力產(chǎn)生。接觸面粗糙。當(dāng)一個物體沿另一物體表面滑動時，接觸面粗糙，各凹凸不平的部分互相嚙合，形成阻礙相對運動的力，即為摩擦力。凡題中寫明“接觸面光滑”、“光滑小球”等，統(tǒng)統(tǒng)不考慮摩擦力(“光滑”是一個理想化模型)。接觸面上發(fā)生相對運動。特別注意：“相對運動”與“物體運動”不是同一概念，“相

12、對運動”是指受力物體相對于施力物體(以施力物體為參照物)的位置發(fā)生了改變；而“物體的運動”一般指物體相對地面的位置發(fā)生了改變。3方向：總與接觸面相切，且與相對運動方向相反。這里的“相對”是指相互接觸發(fā)生摩擦的物體，而不是相對別的物體?；瑒幽Σ亮Φ姆较蚋矬w的相對運動的方向相反，但并非一定與物體的運動方向相反。【例一】如圖，某時刻木塊正在以3m/s的速度在以5m/s速度向右傳送的傳送帶上向右運動，試判斷：1.木塊的運動方向。2.木塊相對于傳送帶的運動方向。3.木塊所受滑動摩擦力的方向。4大小： 與壓力成正比 FFN壓力FN與重力G是兩種不同性質(zhì)的力，它們在大小上可以相等，也可以不等，也可以毫無關(guān)

13、系，用力將物塊壓在豎直墻上且讓物塊沿墻面下滑，物塊與墻面間的壓力就與物塊重力無關(guān)，不要一提到壓力，就聯(lián)想到放在水平地面上的物體，認為物體對支承面的壓力的大小一定等于物體的重力。是比例常數(shù)，稱為動摩擦因數(shù)，沒有單位，只有大小，數(shù)值與相互接觸的_、接觸面的_程度有關(guān)。在通常情況下，1。計算公式表明：滑動摩擦力F的大小只由和共同決定，跟物體的運動情況、接觸面的大小等無關(guān)。5滑動摩擦力的作用點：在兩個物體的接觸 面上的受力物體上。【例二】在東北的林場中，冬季常用馬拉的雪橇運木材，雪橇有兩個與冰面接觸的鋼制滑板如果冰面是水平的，雪橇和所裝的木材的總質(zhì)量是5.0t（噸），滑板與冰面間的動摩擦因數(shù)是0.02

14、7，馬要在水平方向上用多大的力才能拉著雪橇在冰道上勻速前進？ 三、靜摩擦力三、靜摩擦力1.兩個物體滿足產(chǎn)生摩擦力的條件，有相對 運動趨勢時，物體間所產(chǎn)生的阻礙相對運 動趨勢的力叫靜摩擦力。2.產(chǎn)生條件：兩物體直接接觸、相互擠壓有彈力產(chǎn)生；接觸面粗糙；兩物體保持相對靜止但有相對運動趨勢。所謂“相對運動趨勢”，就是說假設(shè)沒有靜摩擦力的存在，物體間就會發(fā)生相對運動。比如物體靜止在斜面上就是由于有靜摩擦力存在；如果接觸面光滑沒有靜摩擦力，則由于重力的作用，物體會沿斜面下滑。跟滑動摩擦力條件的區(qū)別是：是相對運動還是相對運動趨勢3.大?。簝晌矬w間實際發(fā)生的靜摩擦力F在零和最大 靜摩擦力Fmax之間,即0F

15、Fmax實際大小可根據(jù)二力平衡條件判斷。4.方向：總跟接觸面相切，與相對運動趨勢相反所謂“相對運動趨勢的方向”，是指假設(shè)接觸面光滑時，物體將要發(fā)生的相對運動的方向。比如物體靜止在粗糙斜面上，假沒沒有摩擦，物體將沿斜面下滑，即物體靜止時相對(斜面)運動趨勢的方向是沿斜面向下，則物體所受靜摩擦力的方向沿斜面向上，與物體相對運動趨勢的方向相反。判斷靜摩擦力的方向可用假設(shè)法。其操作程序是：A選研究對象-受靜摩擦力作用的物體；B選參照物體-與研究對象直接接觸且施加靜摩 擦力的物體；C假設(shè)接觸面光滑，找出研究對象相對參照物體 的運動方向即相對運動趨勢的方向D確定靜摩擦力的方向一一與相對運動趨勢的方 向相反

16、 靜摩擦力的方向與物體相對運動趨勢的方向相 反，但并非一定與物體的運動方向相反。5靜摩擦力的作用點：在兩物體的接觸面受力物體 上。【例三】下述關(guān)于靜摩擦力的說法正確的（ ）A. 靜摩擦力的方向總是與物體運動方向相反；B靜摩擦力的大小與物體的正壓力成正比；C靜摩擦力只能在物體靜止時產(chǎn)生；D靜摩擦力的方向與接觸物體相對運動的趨勢相 反【例四】用水平推力F把重為G的黑板擦緊壓在豎直的墻面上靜止不動，不計手指與黑板擦之間的摩擦力，當(dāng)把推力增加到2F時，黑板擦所受的摩擦力大小是原來的幾倍？四、滑動摩擦力和靜摩擦力的比較四、滑動摩擦力和靜摩擦力的比較課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練:1關(guān)于滑動摩擦力，下列說法正確的是：（

17、 ） A、物體在支持面上的滑動速度越大，滑動摩擦力 也一定越大；B、滑動摩擦力的方向一定與物體相對支持面的滑 動方向相反；C、接觸面的滑動摩擦系數(shù)越大，滑動摩擦力也越 大；D、滑動摩擦力的方向與物體運動方向相反。2用100N的力在水平方向勻速推動重500N的箱子，那么接觸面的滑動摩擦力是多大?值為多大?3重100N的物體，靜止在粗糙水平面上，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2，當(dāng)物體受到一個大小為 10N，方向水平向右的力作用時，水平面對物體的摩擦力大小和方向是：（ ）A10N，水平向左； B 10N，水平向右；C20N，水平向左； D20N，水平向右4如圖，木塊放在水平桌面上，在水平方向其受

18、到三個力即F1、F2和摩擦力作用，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中F1=10N，F(xiàn)2=2N。此時水平桌面對木塊的靜摩擦力為多少？方向如何？若撤去力F1，木塊將怎樣運動，桌面對木塊的摩擦力將如何變化 ？閱讀材料閱讀材料: : 從經(jīng)典力學(xué)到相對論的發(fā)展從經(jīng)典力學(xué)到相對論的發(fā)展在以牛頓運動定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)中，空間間隔(長度)S、時間t和質(zhì)量m這三個物理量都與物體的運動速度無關(guān)。一根尺靜止時這樣長，當(dāng)它運動時還是這樣長；一只鐘不論處于靜止?fàn)顟B(tài)還是處于運動狀態(tài)，其快慢保持不變；一個物體靜止時的質(zhì)量與它運動時的質(zhì)量一樣。這就是經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀。到了十九世紀末，面對高速運動的微觀粒子發(fā)生的現(xiàn)象，經(jīng)典力學(xué)遇到了

19、困難。 在新事物面前，愛因斯坦打破了傳統(tǒng)的絕對時空觀，于1905年發(fā)表了題為論運動物體的電動力學(xué)的論文，提出了狹義相對性原理和光速不變原理，創(chuàng)建了狹義相對論。狹義相對論指出：長度、時間和質(zhì)量都是隨運動速度變化的。長度、時間和質(zhì)量隨速度變化的關(guān)系可用下列方程來表示： 2020220221()()1()1vllcttvcmmvc尺縮效應(yīng)鐘慢效應(yīng)質(zhì)速關(guān)系上列各式里的v是物體運動的速度，c是真空中的光速，l0和l分別為在相對靜止和運動系統(tǒng)中沿速度v的方向測得的物體長度；t0和t分別為在相對靜止和運動系統(tǒng)中測得的時間； m0和 m分別為在相對靜止和運動系統(tǒng)中測得的物體質(zhì)量。但是，當(dāng)宏觀物體的運動速度遠小于光速時(vc)，則上面的一些結(jié)果就變?yōu)閘l0、tt0、mm0，因而對于宏觀低速運動的物體，使用牛頓定律來處理問題，還是足夠精確的。