高中物理 第三章 第4節(jié) 力的合成課件 新人教版必修1.ppt

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4 摩擦力,第三章 相互作用,學(xué)習(xí)目標(biāo),知識(shí)探究,典例精析,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1.知道摩擦力的定義及分類(lèi). 2.理解靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的產(chǎn)生條件. 3.會(huì)判斷摩擦力的方向及計(jì)算摩擦力的大小. 4.了解最大靜摩擦力的概念.,一、靜摩擦力,把木塊放在水平桌面上，用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向向右拉木塊，如圖1所示.,,知識(shí)探究,,,導(dǎo)學(xué)探究,圖1,當(dāng)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1 N時(shí)，木塊沒(méi)有動(dòng)；逐漸增大拉力到2 N 時(shí)，木塊仍靜止；繼續(xù)增大拉力到4 N時(shí)，木塊開(kāi)始移動(dòng)，此時(shí)拉力突然變小到3.8 N，此后木塊勻速運(yùn)動(dòng)，拉力保持3.8 N不變.,,答案,(1)木塊受到拉力1 N時(shí)，有相對(duì)桌面運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)但沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明什么呢？,答案 說(shuō)明桌面對(duì)木塊施加一個(gè)與拉力方向相反的、大小也為1 N的力，這個(gè)力就是桌面對(duì)木塊的靜摩擦力.,(2)隨著外力的增大，靜摩擦力有什么變化？,答案 靜摩擦力的大小隨著外力的增大而增大，但有一個(gè)最大值.,(3)靜摩擦力在哪里產(chǎn)生？沿什么方向？,答案 靜摩擦力產(chǎn)生在相對(duì)靜止但有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的物體之間.靜摩擦力的方向與接觸面相切，與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反.,對(duì)靜摩擦力的理解 (1)定義：兩個(gè)物體之間只有 ，而沒(méi)有 時(shí)，產(chǎn)生的摩擦力叫做靜摩擦力. (2)產(chǎn)生條件：①兩物體直接接觸且相互擠壓有 產(chǎn)生；②接觸面粗糙；③兩物體保持相對(duì)靜止但有 . (3)方向：總跟接觸面 ，與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向 . (4)大小：①總是隨迫使發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的外力的變化而變化.與正壓力的大小 (填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”).②靜摩擦力有一個(gè)最大值，即最大靜摩擦力Fmax，靜摩擦力的范圍 ＜F≤ .,,,知識(shí)梳理,相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),相對(duì)運(yùn)動(dòng),彈力,相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),相切,相反,無(wú)關(guān),0,Fmax,,答案,關(guān)于摩擦力的產(chǎn)生，下列說(shuō)法中正確的是( ) A.相互壓緊的粗糙物體間一定有摩擦力 B.有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的物體間一定有摩擦力 C.相互壓緊并運(yùn)動(dòng)的物體間一定有摩擦力作用 D.只有相互壓緊且發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))的物體間才可能有摩擦力的作用,,,即學(xué)即用,解析 要產(chǎn)生摩擦力，首先要有彈力，其次要接觸面不光滑，還要有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，故只有D正確.,D,,解析答案,二、滑動(dòng)摩擦力,(1)用力將黑板擦(毛較長(zhǎng))在黑板上滑動(dòng)，觀(guān)察毛刷的彎曲方 向.如圖2所示，毛刷為什么向后彎曲？,,,導(dǎo)學(xué)探究,圖2,答案 因?yàn)槊⑺芑瑒?dòng)摩擦力的方向沿板面，與板擦運(yùn)動(dòng)方向相反.,(2)把手按在桌面上，用力向前滑動(dòng)，手有什么感覺(jué)？增大手與桌面的壓力，感覺(jué)有什么不同？這說(shuō)明什么？閱讀課本，寫(xiě)出滑動(dòng)摩擦力的公式.,答案 手受到向后的阻力(滑動(dòng)摩擦力).感覺(jué)手受到向后的阻力(滑動(dòng)摩擦力)增大.滑動(dòng)摩擦力大小隨著壓力的增大而增大.F＝μFN.,,答案,對(duì)滑動(dòng)摩擦力的理解 (1)定義：當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面滑動(dòng)時(shí)，會(huì)受到另一個(gè)物體阻礙它滑動(dòng)的力，這種力叫做滑動(dòng)摩擦力. (2)產(chǎn)生條件 ①兩物體 且相互擠壓. ②接觸面 . ③兩物體間有 .,,,知識(shí)梳理,相互接觸,粗糙,相對(duì)運(yùn)動(dòng),,答案,(3)方向 總是沿著接觸面，并且與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向 ，但可能與運(yùn)動(dòng)方向 . (4)大小 滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力成 . 公式： ，μ為動(dòng)摩擦因數(shù)，取決于相互接觸的兩物體的材料和接觸面的粗糙程度，與接觸面的面積 (填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”).,相同,相反,正比,F＝μFN,無(wú)關(guān),,答案,裝修工人在搬運(yùn)材料時(shí)施加一個(gè)水平拉力將其從水 平臺(tái)面上拖出，如圖3所示，則在勻速拖出的過(guò)程 中( ) A.材料與平臺(tái)之間的接觸面積逐漸減小，摩擦力逐漸減小 B.材料與平臺(tái)之間的接觸面積逐漸減小，拉力逐漸減小 C.平臺(tái)對(duì)材料的支持力逐漸減小，摩擦力逐漸減小 D.材料與平臺(tái)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)不變，支持力也不變，因而工人拉力也 不變,,,即學(xué)即用,圖3,,解析答案,返回,解析 勻速拉動(dòng)的過(guò)程只能持續(xù)到重心離開(kāi)臺(tái)面的瞬間，材料的重心在臺(tái)面上，故材料對(duì)臺(tái)面的壓力不變，故材料受到的支持力不變，故C錯(cuò)誤； 而在拉動(dòng)過(guò)程中動(dòng)摩擦因數(shù)不變，由F＝μFN可知摩擦力是不變的，故A、B錯(cuò)誤； 因?yàn)椴牧献鰟蛩僦本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)，摩擦力不變，所以工人的拉力是不變的，故D正確. 答案 D,,返回,例1 如圖4所示，為傾斜的皮帶傳送裝置.關(guān)于傳送帶上 的物體所受的摩擦力，下列說(shuō)法正確的是( ) A.若傳送帶靜止，物體也靜止，則物體受到沿傳送帶向上的靜摩擦力 B.若傳送帶靜止，物體也靜止，則物體受到沿傳送帶向下的靜摩擦力 C.若傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，物體隨傳送帶一起向上做勻速運(yùn)動(dòng)，則物體 受到沿傳送帶向上的靜摩擦力 D.若傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，物體隨傳送帶一起向上做勻速運(yùn)動(dòng)，則物體 受到沿傳送帶向上的滑動(dòng)摩擦力,一、靜摩擦力有無(wú)及方向的判斷,,典例精析,,解析答案,圖4,解析 物體靜止在靜止的傳送帶上時(shí)，或物體隨傳送帶一起向上勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，都具有沿傳送帶下滑的趨勢(shì)，所以物體均受到沿傳送帶向上的靜摩擦力作用. 答案 AC,例2 如圖5所示，物體A、B在外力作用下共同做勻速運(yùn)動(dòng)，A是否受到摩擦力？,,技巧點(diǎn)撥,解析答案,圖5,解析 假設(shè)A受到摩擦力，顯然，A的重力和支持力平衡，其所受合外力為摩擦力，因而A不可能處于平衡狀態(tài)，與已知條件矛盾，故假設(shè)錯(cuò)誤，即A不受摩擦力.,技巧點(diǎn)撥,,(1)靜摩擦力的方向總是與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反，假設(shè)接觸面光滑，找出研究對(duì)象相對(duì)接觸面的運(yùn)動(dòng)方向，即相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向. (2)靜摩擦力有無(wú)及方向也可根據(jù)平衡條件來(lái)判斷. (3)靜摩擦力的方向與物體運(yùn)動(dòng)方向無(wú)直接關(guān)系，可與運(yùn)動(dòng)方向同向，也可與運(yùn)動(dòng)方向反向或成某一夾角.,例3 質(zhì)量為2 kg的物體靜止在水平地面上，如圖6所示，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力視為相等，給物體一水平推力F.(取g＝10 N/kg),二、摩擦力大小的計(jì)算,圖6,(1)當(dāng)推力大小為5 N時(shí)，地面對(duì)物體的摩擦力是多大？,,解析答案,解析 在地面上，F(xiàn)N＝mg，則滑動(dòng)摩擦力(即最大靜摩擦力Fmax)大小為Fmax＝μFN＝μmg＝0.5210 N＝10 N. 當(dāng)推力F＝5 N時(shí)，F(xiàn)Fmax，物體靜止，則由二力平衡知：地面對(duì)物體的靜摩擦力的大小F靜＝F＝5 N. 答案 5 N,(2)當(dāng)推力大小為12 N時(shí)，地面對(duì)物體的摩擦力是多大？,解析 當(dāng)推力F＝12 N時(shí)，F(xiàn)Fmax，物體滑動(dòng).則地面對(duì)物體的滑動(dòng)摩擦力的大小F滑＝μFN＝μmg＝10 N. 答案 10 N,(3)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中突然把推力去掉，此時(shí)地面對(duì)物體的摩擦力是多大？,解析 物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中突然把推力去掉，地面對(duì)物體的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，其大小F滑′＝10 N. 答案 10 N,,總結(jié)提升,解析答案,返回,總結(jié)提升,,計(jì)算摩擦力的大小之前，首先判斷是滑動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力. 1.靜摩擦力 (1)大小的范圍0＜F≤Fmax. (2)計(jì)算：物體處于勻速或靜止時(shí)，根據(jù)二力平衡條件求解. (3)靜摩擦力大小與壓力無(wú)關(guān)，最大靜摩擦力與壓力成正比. 2.滑動(dòng)摩擦力F＝μFN(也可以由二力平衡來(lái)求解) (1)FN是兩個(gè)相接觸的物體間的壓力，它不一定等于重力，F(xiàn)N的大小可以與重力G大小相等，也可以不等.,,總結(jié)提升,總結(jié)提升,,(2)動(dòng)摩擦因數(shù)μ的大小由接觸面的材料和接觸面的粗糙程度決定，與FN無(wú)關(guān). (3)滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的面積無(wú)關(guān)，與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的大小無(wú)關(guān). 3.最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的關(guān)系： 最大靜摩擦力一般稍大于滑動(dòng)摩擦力，但一般計(jì)算中可粗略地認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.,,返回,1.(多選)置于水平地面上的物體在沿水平方向的拉力作用下，仍處于靜止，則物體所受靜摩擦力的大小( ) A.與壓力成正比 B.等于水平拉力 C.小于滑動(dòng)摩擦力 D.在物體上疊放另一物體，該物體受到的靜摩擦力不變,,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1,2,3,4,解析 靜摩擦力的產(chǎn)生取決于使物體產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的外力的作用，也就是等于平行于接觸面切線(xiàn)方向的外力的大小，與壓力大小無(wú)關(guān)，故B、D正確.,BD,5,,解析答案,2.一物體置于粗糙水平地面上，按圖7所示不同的放法，在水平力F的作用下運(yùn)動(dòng)，設(shè)地面與物體各接觸面的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，則物體受到的摩擦力的大小關(guān)系是( ) A.Ff甲＞Ff乙＞Ff丙 B.Ff乙＞Ff甲＞Ff丙 C.Ff丙＞Ff乙＞Ff甲 D.Ff甲＝Ff乙＝Ff丙,1,2,3,4,圖7,解析 滑動(dòng)摩擦力Ff＝μFN，滑動(dòng)摩擦力與接觸面的動(dòng)摩擦因數(shù)和彈力有關(guān)，三種情況下μ相同，F(xiàn)N也相等，故三種情況下的滑動(dòng)摩擦力相等.,D,5,,解析答案,3. (多選)如圖8所示，有一重力不計(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(mǎn)為止，在此過(guò)程中容器始終保持靜止，則下列說(shuō)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,1,2,3,4,,解析答案,圖8,5,解析 容器處于平衡狀態(tài)，在豎直方向上重力與摩擦力平衡，盛滿(mǎn)水前墻面對(duì)容器的靜摩擦力一直增大，如果一直沒(méi)有達(dá)到正壓力F作用下的最大靜摩擦力，則水平力F可能不變，選項(xiàng)B、C正確. 答案 BC,1,2,3,4,5,4. 將質(zhì)量為1.0 kg的木塊放在水平長(zhǎng)木板上，用力沿水平方向拉木塊，拉力從0開(kāi)始逐漸增大，木塊先靜止后相對(duì)木板運(yùn)動(dòng).用力傳感器采集木塊受到圖9的拉力和摩擦力的大小，并用計(jì)算機(jī)繪制出摩擦力大小Ff隨拉力大小F變化的圖象，如圖9所示.木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為(g＝10 m/s2)( ),1,2,3,4,圖9,A.0.3 B.0.5 C.0.6 D.1.0,A,5,,解析答案,,答案,5.用20 N的水平力在水平地面上拉重60 N的物體時(shí)，物體恰能被拉動(dòng)；物體運(yùn)動(dòng)后只需18 N的拉力即可使物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).該物體靜止在水平地面上，若用15 N的水平力拉該物體，物體受到的摩擦力大小為_(kāi)_______；若用30 N的水平力拉該物體，物體受到的摩擦力大小為_(kāi)_______；物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為_(kāi)_______.,,解析答案,返回,1,2,3,4,5,解析 水平力為20 N時(shí)恰能拉動(dòng)，說(shuō)明最大靜摩擦力Fmax＝20 N.若用F1＝15 N的力拉物體，由于F1＜Fmax，故物體不會(huì)相對(duì)于地面滑動(dòng)，物體受靜摩擦力的作用，由二力平衡得物體此時(shí)受到的摩擦力F靜＝F1＝15 N，又因?yàn)槲矬w運(yùn)動(dòng)后只需18 N的拉力即可使物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故F滑＝18 N，當(dāng)用F2＝30 N的力拉物體時(shí)，F(xiàn)2＞Fmax，物體受滑動(dòng)摩擦力，大小為18 N.又由F滑＝μFN得,,返回,答案 15 N 18 N 0.3,1,2,3,4,5,