高中物理人教版（2019） 必修 第一冊(cè)第三章 2　摩擦力 學(xué)案

2摩擦力[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力的概念及產(chǎn)生條件，會(huì)判斷摩擦力的方向(重難點(diǎn))。2.會(huì)判斷摩擦力的大小跟什么有關(guān)，會(huì)求摩擦力的大小(重點(diǎn))。一、滑動(dòng)摩擦力1.用力將長(zhǎng)毛刷在桌面上向前滑動(dòng)，觀察毛刷的彎曲方向。如圖所示，毛刷為什么向后彎曲？________________________________________________________________________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？________________________________________________________________________1．定義：兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們______________時(shí)，在接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種________________的力，這種力叫作滑動(dòng)摩擦力。2．產(chǎn)生條件(1)兩物體相互接觸擠壓(即有________)。(2)物體間的接觸面________。(3)兩物體間存在________________。3．方向：總是沿著____________，并且跟物體________________的方向相反。4．大小(1)滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力的大小成______。(2)公式：Ff＝__________。(3)動(dòng)摩擦因數(shù)μ：它的值跟接觸面的______和________________有關(guān)，與接觸面的大小無(wú)關(guān)。1．靜止的物體可能受滑動(dòng)摩擦力嗎？舉例說(shuō)明？________________________________________________________________________2．舉例說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向一定相反嗎？________________________________________________________________________(1)滑動(dòng)摩擦力方向總是與物體運(yùn)動(dòng)方向相反。()(2)兩物體間有滑動(dòng)摩擦力，一定有彈力。()(3)物體所受滑動(dòng)摩擦力與物體的重力成正比。()例1如圖所示，汽車(chē)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(chē)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(chē)B所施加的向右的滑動(dòng)摩擦力B．若v1<v2，汽車(chē)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(chē)B所施加的向左的滑動(dòng)摩擦力D．若v1>v2，汽車(chē)B受到了貨物A所施加的向右的滑動(dòng)摩擦力例2質(zhì)量為3kg的木塊放在水平地板上，用F＝6N且水平向右的拉力拉該木塊時(shí)，木塊恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(g取10N/kg)(1)求木塊與地板間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)若在木塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中將F的方向改為水平向左，則在木塊向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受到的摩擦力是多大？方向如何？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)若F的大小不變而將方向改為豎直向上作用于該木塊上，則此時(shí)應(yīng)加一個(gè)多大的水平拉力，才能使該木塊保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________滑動(dòng)摩擦力大小的計(jì)算方法1．公式法：根據(jù)公式Ff＝μF壓計(jì)算。正壓力F壓是物體與接觸面間的壓力，不一定等于物體的重力，F(xiàn)壓的大小根據(jù)物體的受力情況確定。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。二、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，如圖所示。當(dāng)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1N時(shí)，木塊沒(méi)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(kāi)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)，為什么木塊沒(méi)有運(yùn)動(dòng)？(2)隨著拉力的增大，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？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．定義：相互接觸的兩個(gè)物體之間只有________________，而沒(méi)有________________，這時(shí)的摩擦力叫作靜摩擦力。2．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____________________。3．方向：總是沿著__________，跟物體________________的方向相反。4．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，一般情況下，最大靜摩擦力比滑動(dòng)摩擦力稍大。5．靜摩擦力大小的范圍：________________。1.如圖所示，用手握住水杯，杯身豎直且處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)緩慢增大手對(duì)水杯的壓力，水杯所受摩擦力大小如何變化？最大靜摩擦力將如何變化？________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．蹬自行車(chē)時(shí)，后輪(主動(dòng)輪)受到的是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力？方向如何？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(1)靜摩擦力的方向總是與運(yùn)動(dòng)方向相反。()(2)靜摩擦力的大小與正壓力有關(guān)。()(3)靜摩擦力可以是動(dòng)力。()例3(2023·徐州市高一期中)如圖所示，水平力F將物體P壓在豎直墻上，物體P處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說(shuō)法中正確的是()A．若增大F，則P所受摩擦力增大B．若減小F，則P所受摩擦力減小C．若在P上放一物體，物體P仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，則P所受摩擦力增大D．若在P上放一物體，物體P仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，則P所受摩擦力不變1．物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí)，往往根據(jù)二力平衡條件求解靜摩擦力的大小。2．靜摩擦力大小與正壓力無(wú)關(guān)，正壓力只影響最大靜摩擦力。例4所受重力為100N的木箱放在水平地板上，至少要用35N的水平推力，才能使它從原地開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。木箱從原地移動(dòng)以后，用30N的水平推力，就可以使木箱繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。由此可知：木箱與地板之間的最大靜摩擦力Fmax＝________；木箱所受的滑動(dòng)摩擦力Ff＝________；木箱與地板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________；如果用20N的水平推力推這個(gè)靜止的木箱，木箱所受的摩擦力大小為_(kāi)_______。2摩擦力[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力的概念及產(chǎn)生條件，會(huì)判斷摩擦力的方向(重難點(diǎn))。2.會(huì)判斷摩擦力的大小跟什么有關(guān)，會(huì)求摩擦力的大小(重點(diǎn))。一、滑動(dòng)摩擦力1.用力將長(zhǎng)毛刷在桌面上向前滑動(dòng)，觀察毛刷的彎曲方向。如圖所示，毛刷為什么向后彎曲？答案因?yàn)槊⑺芰Φ姆较蚺c刷子運(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？答案手受到向后的阻力。感覺(jué)手受到向后的阻力增大，說(shuō)明阻力大小隨著壓力的增大而增大。1．定義：兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，在接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，這種力叫作滑動(dòng)摩擦力。2．產(chǎn)生條件(1)兩物體相互接觸擠壓(即有彈力)。(2)物體間的接觸面粗糙。(3)兩物體間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)。3．方向：總是沿著接觸面，并且跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反。4．大小(1)滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力的大小成正比。(2)公式：Ff＝μF壓。(3)動(dòng)摩擦因數(shù)μ：它的值跟接觸面的材料和粗糙程度有關(guān)，與接觸面的大小無(wú)關(guān)。1．靜止的物體可能受滑動(dòng)摩擦力嗎？舉例說(shuō)明？答案可能，例如用板擦擦黑板，黑板所受摩擦力為滑動(dòng)摩擦力。2．舉例說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向一定相反嗎？答案不一定，例如，兩本書(shū)疊放在一塊，迅速抽走下面的書(shū)本，上面的書(shū)本會(huì)向前移動(dòng)，上面書(shū)所受摩擦力與其運(yùn)動(dòng)方向相同。(1)滑動(dòng)摩擦力方向總是與物體運(yùn)動(dòng)方向相反。(×)(2)兩物體間有滑動(dòng)摩擦力，一定有彈力。(√)(3)物體所受滑動(dòng)摩擦力與物體的重力成正比。(×)例1如圖所示，汽車(chē)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(chē)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(chē)B所施加的向右的滑動(dòng)摩擦力B．若v1<v2，汽車(chē)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(chē)B所施加的向左的滑動(dòng)摩擦力D．若v1>v2，汽車(chē)B受到了貨物A所施加的向右的滑動(dòng)摩擦力答案B解析若v1<v2，則貨物A相對(duì)汽車(chē)B向右運(yùn)動(dòng)，故汽車(chē)B對(duì)貨物A施加向左的滑動(dòng)摩擦力，汽車(chē)B受到了貨物A所施加的向右的滑動(dòng)摩擦力，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；若v1>v2，則貨物A相對(duì)汽車(chē)B向左運(yùn)動(dòng)，故汽車(chē)B對(duì)貨物A施加向右的滑動(dòng)摩擦力，汽車(chē)B受到了貨物A所施加的向左的滑動(dòng)摩擦力，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。例2質(zhì)量為3kg的木塊放在水平地板上，用F＝6N且水平向右的拉力拉該木塊時(shí)，木塊恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(g取10N/kg)(1)求木塊與地板間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)若在木塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中將F的方向改為水平向左，則在木塊向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受到的摩擦力是多大？方向如何？(3)若F的大小不變而將方向改為豎直向上作用于該木塊上，則此時(shí)應(yīng)加一個(gè)多大的水平拉力，才能使該木塊保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。答案(1)0.2(2)6N方向水平向左(3)4.8N解析(1)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則滑動(dòng)摩擦力Ff1＝F＝6N，而Ff1＝μFN＝μmg，故μ＝eq\f(Ff1,mg)＝eq\f(6,3×10)＝0.2。(2)Ff2＝6N，方向向左。(3)此時(shí)木塊和地板間的壓力FN′＝mg－F＝24N，F(xiàn)f3＝μFN′＝4.8N，則此時(shí)要保持木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，需滿足水平拉力F′＝Ff3＝4.8N。滑動(dòng)摩擦力大小的計(jì)算方法1．公式法：根據(jù)公式Ff＝μF壓計(jì)算。正壓力F壓是物體與接觸面間的壓力，不一定等于物體的重力，F(xiàn)壓的大小根據(jù)物體的受力情況確定。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。二、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，如圖所示。當(dāng)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1N時(shí)，木塊沒(méi)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(kāi)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)，為什么木塊沒(méi)有運(yùn)動(dòng)？(2)隨著拉力的增大，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？答案(1)桌面對(duì)木塊有向左的靜摩擦力，大小與拉力相等。(2)靜摩擦力的大小隨著拉力的增大而增大，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。1．定義：相互接觸的兩個(gè)物體之間只有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，而沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)的摩擦力叫作靜摩擦力。2．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)。3．方向：總是沿著接觸面，跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。4．最大靜摩擦力：靜摩擦力有一個(gè)最大值Fmax，在數(shù)值上等于物體即將開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉力，一般情況下，最大靜摩擦力比滑動(dòng)摩擦力稍大。5．靜摩擦力大小的范圍：0<F≤Fmax。1.如圖所示，用手握住水杯，杯身豎直且處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)緩慢增大手對(duì)水杯的壓力，水杯所受摩擦力大小如何變化？最大靜摩擦力將如何變化？答案緩慢增大壓力，水杯所受靜摩擦力始終等于水杯的重力，大小保持不變，但隨著壓力的增大，最大靜摩擦力將逐漸增大。2．蹬自行車(chē)時(shí)，后輪(主動(dòng)輪)受到的是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力？方向如何？答案靜摩擦力。方向與自行車(chē)前進(jìn)方向相同。(1)靜摩擦力的方向總是與運(yùn)動(dòng)方向相反。(×)(2)靜摩擦力的大小與正壓力有關(guān)。(×)(3)靜摩擦力可以是動(dòng)力。(√