2022-2023學(xué)年新教材高中物理第三章相互作用-力3.摩擦力課件新人教版必修第一冊(cè)

3.摩擦力必備知識(shí)?自主學(xué)習(xí)關(guān)鍵能力?合作探究新課程標(biāo)準(zhǔn)1．認(rèn)識(shí)摩擦力．2．知道滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力．3．能用動(dòng)摩擦因數(shù)計(jì)算滑動(dòng)摩擦力的大?。诵乃仞B(yǎng)目標(biāo)物理觀念基于物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，抽象概括摩擦力的概念．科學(xué)思維在具體問題情境中會(huì)用假設(shè)法或根據(jù)條件判斷靜摩擦力的有無、方向；會(huì)用二力平衡判斷、計(jì)算靜摩擦力；能用Ff＝μF壓計(jì)算滑動(dòng)摩擦力．科學(xué)探究通過實(shí)驗(yàn)探究靜摩擦力的大小隨拉力的變化，會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)判斷影響滑動(dòng)摩擦力的因素，培養(yǎng)科學(xué)探究能力．科學(xué)態(tài)度與責(zé)任認(rèn)識(shí)摩擦力在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用．必備知識(shí)?自主學(xué)習(xí)一、滑動(dòng)摩擦力1．定義：兩個(gè)相互_____的物體，當(dāng)它們________時(shí)，在接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種_____相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，這種力叫作滑動(dòng)摩擦力．2．方向：總是_____接觸面，并且跟物體________的方向相反．3．大小(1)同一接觸面：壓力越大，滑動(dòng)摩擦力____．(2)相同壓力下：不同接觸面間的滑動(dòng)摩擦力的大小一般不同．(3)文字表述：滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力的大小成_____．(4)公式：Ff＝μF壓，μ是比例常數(shù)，叫作動(dòng)摩擦因數(shù)．接觸相對(duì)滑動(dòng)阻礙沿著相對(duì)運(yùn)動(dòng)越大正比4．動(dòng)摩擦因數(shù)的影響因素動(dòng)摩擦因數(shù)的值跟________有關(guān)，接觸面______不同、粗糙程度______，動(dòng)摩擦因數(shù)也不同．接觸面材料不同【情境思考】

汽車在冰雪路面行駛時(shí)常采用防滑鏈，采用這種措施的目的是什么？提示：是為了增大滑動(dòng)摩擦力．二、靜摩擦力1．定義：相互______的兩個(gè)物體之間只有________的趨勢(shì)，而沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)的摩擦力叫作靜摩擦力．2．方向：靜摩擦力的方向總是跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)______的方向_____．3．最大靜摩擦力：靜摩擦力有一個(gè)最大值Fmax，在數(shù)值上等于物體_____________時(shí)的拉力．4．靜摩擦力的大小：兩物體之間實(shí)際產(chǎn)生的靜摩擦力F在____與最大靜摩擦力_____之間，即___________．接觸相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反即將開始運(yùn)動(dòng)0Fmax0<F≤Fmax【思考辨析】

判斷正誤，正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“×”．(1)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．(

)(2)摩擦力的方向一定與接觸面所受的壓力方向垂直．(

)(3)物體所受的滑動(dòng)摩擦力與物體的重力成正比．(

)(4)靜摩擦力的方向總是與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反．(

)×××√關(guān)鍵能力?合作探究探究點(diǎn)一滑動(dòng)摩擦力導(dǎo)學(xué)探究

如圖所示，傳送帶勻速傳動(dòng)的速度為v1，貨物輕輕放到傳送帶上后某時(shí)刻的速度為v2，v1>v2.問貨物所受滑動(dòng)摩擦力的方向與運(yùn)動(dòng)方向是什么關(guān)系？滑動(dòng)摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向是什么關(guān)系？

提示：貨物受向右的滑動(dòng)摩擦力作用，跟運(yùn)動(dòng)方向相同；由于貨物和傳送帶的速度不相等，則貨物相對(duì)傳送帶(以傳送帶為參考系)向左運(yùn)動(dòng)，故滑動(dòng)摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反．歸納總結(jié)1.滑動(dòng)摩擦力的方向(1)在接觸面上，與接觸面相切，且與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反．(2)與物體的運(yùn)動(dòng)方向可能相同，也可能相反．2．滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件(1)兩物體相互接觸擠壓(即有彈力)．(2)物體間的接觸面不光滑．(3)兩物體間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)．3．滑動(dòng)摩擦力的理解(1)“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”：指的是研究對(duì)象相對(duì)于與其接觸的物體運(yùn)動(dòng)．物體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，都是以施力物體為參考系的，而不一定是物體相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)，相對(duì)地面靜止的物體可能受滑動(dòng)摩擦力．(2)“阻礙效果”：滑動(dòng)摩擦力的作用效果是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)．滑動(dòng)摩擦力既可與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同為動(dòng)力，也可與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反為阻力．典例示范例1[滑動(dòng)摩擦力方向的判斷]如圖所示，汽車B在水平路面上以相對(duì)于地面的速度v1向右運(yùn)動(dòng)，車上的貨物A以相對(duì)于地面的速度v2向右運(yùn)動(dòng)．下列判斷正確的是(

)

A．若v1<v2，貨物A受到了汽車B所施加的向右的滑動(dòng)摩擦力B．若v1<v2，汽車B受到了貨物A所施加的向右的滑動(dòng)摩擦力C．若v1>v2，貨物A受到了汽車B所施加的向左的滑動(dòng)摩擦力D．若v1>v2，汽車B受到了貨物A所施加的向右的滑動(dòng)摩擦力【答案】

B【解析】

A錯(cuò)，B對(duì)：若v1<v2，則A相對(duì)B向右運(yùn)動(dòng)，故B對(duì)A施加向左的滑動(dòng)摩擦力，汽車B受到了貨物A施加的向右的滑動(dòng)摩擦力．C、D錯(cuò)：若v1>v2，則A相對(duì)B向左運(yùn)動(dòng)，故B對(duì)A施加向右的滑動(dòng)摩擦力，汽車B受到了貨物A施加的向左的滑動(dòng)摩擦力．滑動(dòng)摩擦力方向的判斷方法(1)選研究對(duì)象(受滑動(dòng)摩擦力作用的物體)．(2)選跟研究對(duì)象接觸的物體為參考系．(3)找出研究對(duì)象相對(duì)參考系的運(yùn)動(dòng)方向．(4)滑動(dòng)摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反．例2[滑動(dòng)摩擦力大小的計(jì)算][2022·江蘇南通中學(xué)高一期中](多選)如圖所示，木塊放在水平地面上，在水平拉力F作用下做直線運(yùn)動(dòng)，如果F＝6N，木塊向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為1m/s，則下列說法中正確的是(

)A．以0.5m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小為6NB．以2m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大于6NC．當(dāng)水平拉力F＝20N時(shí)，木塊受到的滑動(dòng)摩擦力小于20ND．將水平拉力F撤去，木塊速度越來越慢，是因?yàn)槟緣K受到的滑動(dòng)摩擦力越來越大【答案】

AC【解析】由于此時(shí)木塊處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即平衡狀態(tài)，水平方向受力平衡，F(xiàn)f＝F＝6N，不管運(yùn)動(dòng)速度等于多少，只要是做勻速直線運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)摩擦力總等于6N，故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；滑動(dòng)摩擦力Ff＝μFN與水平方向拉力無關(guān)，故當(dāng)水平拉力F＝20N時(shí)，木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為6N，故C項(xiàng)正確；將拉力撤去后，滑動(dòng)摩擦力不變，木塊在滑動(dòng)摩擦力作用下做減速運(yùn)動(dòng)，速度減小，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．計(jì)算滑動(dòng)摩擦力大小的方法(1)公式法：根據(jù)公式Ff＝μF壓計(jì)算．(2)二力平衡法：物體處于平衡狀態(tài)(勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止)時(shí)，根據(jù)二力平衡條件求解．針對(duì)訓(xùn)練1

如圖所示，輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)k＝20N/cm，用水平力F拉著一個(gè)重力為200N的物體在水平面上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈簧的伸長(zhǎng)量為4cm時(shí)，物體恰在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求：(1)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)．(2)當(dāng)彈簧的伸長(zhǎng)量為6cm時(shí)，物體受到的水平拉力為多大？這時(shí)物體受到的摩擦力為多大？(3)如果在物體運(yùn)動(dòng)過程中突然撤去彈簧，而物體在水平面上仍能繼續(xù)滑行，這時(shí)物體受到的摩擦力為多大？答案：(1)0.4

(2)120N

80N

(3)80N

探究點(diǎn)二靜摩擦力導(dǎo)學(xué)探究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，如圖所示．

當(dāng)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1N時(shí)，木塊沒有動(dòng)；逐漸增大拉力到2N時(shí)，木塊仍靜止；繼續(xù)增大拉力到4N時(shí)，木塊開始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)拉力突然變小到3.8N，此后木塊勻速運(yùn)動(dòng)，拉力保持3.8N不變．(1)木塊受到的拉力為1N時(shí)，有相對(duì)桌面運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)但沒有運(yùn)動(dòng)，說明什么呢？(2)隨著外力的增大，靜摩擦力有什么變化？當(dāng)變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力時(shí)，摩擦力為什么又變小了？提示：(1)說明桌面對(duì)木塊施加了一個(gè)與拉力方向相反、大小也為1N的力，這個(gè)力就是桌面對(duì)木塊的靜摩擦力．(2)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．這個(gè)最大值比滑動(dòng)摩擦力稍微大一些．歸納總結(jié)1.靜摩擦力的產(chǎn)生條件(1)兩物體直接接觸且相互擠壓(即有彈力)．(2)接觸面粗糙．(3)兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)．2．靜摩擦力的方向(1)在接觸面上與接觸面相切，且與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反．(2)當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng))時(shí)，與使物體產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的外力方向相反．說明：靜摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反，與運(yùn)動(dòng)方向可能相同，也可能相反．3．靜摩擦力的理解(1)“相對(duì)靜止”的兩層含義：一是兩個(gè)物體都靜止；二是兩個(gè)物體都做方向相同、速度相同的運(yùn)動(dòng)．(2)“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)”：是指一個(gè)物體相對(duì)于與它接觸的另一個(gè)物體有運(yùn)動(dòng)的可能，但還處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)．(3)“阻礙效果”：靜摩擦力的作用效果是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)．靜摩擦力既可與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同為動(dòng)力，也可與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反為阻力．4．靜摩擦力的大小(1)范圍0<F≤Fmax.(2)計(jì)算：物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí)，根據(jù)二力平衡條件求解．(3)靜摩擦力大小與正壓力無關(guān)．典例示范

例3如圖所示，物體A、B疊放在水平地面上，水平力F作用在A上，使二者一起向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是(

)A．A、B之間無摩擦力B．A受到B的摩擦力水平向左C．B受到A的摩擦力水平向左D．地面對(duì)B的摩擦力為靜摩擦力，水平向右【答案】

C【解析】對(duì)A物體，由于A勻速運(yùn)動(dòng)，由水平方向二力平衡可知，B對(duì)A的摩擦力必與F等大反向，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；對(duì)B物體，由力的作用的相互性可知，A對(duì)B的摩擦力一定與B對(duì)A的摩擦力方向相反，故B受到A的摩擦力水平向左，選項(xiàng)C正確；對(duì)A、B整體分析，由于A、B一起向左勻速運(yùn)動(dòng)，則地面對(duì)B的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，且水平向右，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．“兩法”判斷靜摩擦力的有無(1)假設(shè)法(2)平衡條件法：根據(jù)二力平衡的條件判定．例4質(zhì)量為2000kg的汽車因故障停在水平柏油馬路上，輪胎與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.71，用大小為310N的水平力推汽車但沒有推動(dòng)，則汽車所受的摩擦力大小為(

)A．30NB．186NC．300ND．310N【答案】

D【解析】用大小為310N的水平力推汽車但沒有推動(dòng)，因此汽車受到靜摩擦力，根據(jù)平衡條件可知，靜摩擦力的大小等于推力，即310N，故選項(xiàng)D正確．靜摩擦力大小的計(jì)算方法靜摩擦力的大小通常通過受力情況和平衡條件(二力平衡)進(jìn)行計(jì)算，隨產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力的變化而變化．針對(duì)訓(xùn)練2

如圖，用傳送帶勻速向上傳送貨物，貨物與傳送帶之間沒有相對(duì)滑動(dòng)，則貨物受到的摩擦力是(

)A．靜摩擦力，方向沿傳送帶向上B．靜摩擦力，方向沿傳送帶向下C．滑動(dòng)摩擦力，方向沿傳送帶向下D．滑動(dòng)摩擦力，方向沿傳送帶向上答案：A解析：貨物與傳送帶之間沒有相對(duì)滑動(dòng)，所以兩者之間存在靜摩擦力，貨物相對(duì)傳送帶有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，所以靜摩擦力方向沿傳送帶向上．故選項(xiàng)A正確．針對(duì)訓(xùn)練3

質(zhì)量為2kg的物體靜止在水平地面上，如圖所示．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)摩擦力認(rèn)為相等，給物體一水平推力，g取10N/kg，求：(1)當(dāng)推力大小為5N時(shí)，地面