陜西省吳起高級中學(xué)高中物理必修一摩擦力講課課件

陜西省吳起高級中學(xué)高中物理必修一摩擦力講課課件匯報時間：2024-01-13匯報人：XX目錄摩擦力基本概念與分類滑動摩擦力探究靜摩擦力探究生活中摩擦應(yīng)用與防止措施摩擦力在科技領(lǐng)域應(yīng)用前景課堂互動環(huán)節(jié)與答疑摩擦力基本概念與分類01摩擦力定義：兩個相互接觸的物體，當(dāng)它們發(fā)生相對運動或具有相對運動趨勢時，就會在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對運動或相對運動趨勢的力，這種力叫做摩擦力。摩擦力產(chǎn)生條件兩物體相互接觸且擠壓，即存在彈力。接觸面粗糙。兩物體間存在相對運動或相對運動趨勢。0102030405摩擦力定義及產(chǎn)生條件01定義02方向當(dāng)一個物體在另一個物體表面上滑動時，會受到另一個物體阻礙它滑動的力，這種力叫做滑動摩擦力。與接觸面相切，與物體間的相對運動方向相反?；瑒幽Σ僚c靜摩擦區(qū)別大?。夯瑒幽Σ亮Φ拇笮∨c壓力成正比，即$f=\muN$，其中$\mu$為動摩擦因數(shù)，$N$為正壓力。滑動摩擦與靜摩擦區(qū)別010203兩個相互接觸的物體，當(dāng)其接觸面之間有相對滑動的趨勢，但尚保持相對靜止時，彼此作用著阻礙相對滑動的力，這種力叫做靜摩擦力。定義與接觸面相切，與物體間的相對運動趨勢方向相反。方向靜摩擦力的大小不是一個定值，其數(shù)值隨著外力的變化而變化，但有一個最大值，叫做最大靜摩擦力。在數(shù)值上，最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力。大小滑動摩擦與靜摩擦區(qū)別定義一物體在另一物體表面作無滑動的滾動或有滾動的趨勢時，由于兩物體在接觸部分受壓發(fā)生形變而產(chǎn)生的對滾動的阻礙作用，叫“滾動摩擦”。特點滾動摩擦一般用阻力矩來量度，其力的大小與物體的性質(zhì)、表面的形狀以及滾動物體的重量有關(guān)。在相等條件下，滾動摩擦比滑動摩擦小得多。滾動摩擦簡介滑動摩擦力探究02滑動摩擦力與接觸面間的壓力成正比，壓力越大，滑動摩擦力越大。壓力接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。接觸面粗糙程度一般來說，接觸面積越大，滑動摩擦力越大。但在某些情況下，接觸面積的變化對滑動摩擦力的影響較小。接觸面積大小滑動摩擦力大小影響因素

滑動摩擦力方向判斷方法與相對運動方向相反滑動摩擦力的方向與物體間相對運動的方向相反。與接觸面相切滑動摩擦力的方向沿著接觸面的切線方向。與物體運動趨勢相反當(dāng)物體有相對運動趨勢時，滑動摩擦力的方向與物體運動趨勢的方向相反。利用二力平衡原理，通過測量物體在水平面上的勻速運動時的拉力來間接測量滑動摩擦力，從而求得滑動摩擦系數(shù)。實驗原理彈簧測力計、木塊、長木板、細(xì)繩、砝碼等。實驗器材實驗：測量滑動摩擦系數(shù)實驗步驟1.將長木板平放在水平桌面上，用細(xì)繩一端拴住木塊，另一端繞過木板下端的定滑輪與彈簧測力計相連。2.在木塊上放適量砝碼，使木塊在木板上做勻速直線運動，讀出此時彈簧測力計的示數(shù)F1。實驗：測量滑動摩擦系數(shù)3.改變木塊與木板間的壓力（增減砝碼），重復(fù)上述實驗步驟，記錄多組數(shù)據(jù)。4.利用測量得到的數(shù)據(jù)，計算滑動摩擦系數(shù)μ=F1/N（N為木塊對木板的壓力）。0102實驗：測量滑動摩擦系數(shù)靜摩擦力探究0301產(chǎn)生條件兩個物體接觸面粗糙、之間存在壓力、且有相對運動趨勢。02大小變化規(guī)律靜摩擦力的大小隨著外力的變化而變化，但總等于外力大小，且不超過最大靜摩擦力。03方向靜摩擦力的方向與物體相對運動趨勢方向相反。靜摩擦力產(chǎn)生條件及大小變化規(guī)律影響因素最大靜摩擦力的大小取決于接觸面的材料和粗糙程度、壓力大小等因素。與滑動摩擦力的關(guān)系最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力，但它們都屬于摩擦力的一種。最大靜摩擦力概念兩個物體間即將發(fā)生相對滑動時的最大靜摩擦力，稱為最大靜摩擦力。最大靜摩擦力概念及影響因素0102通過觀察和分析實驗現(xiàn)象，探究靜摩擦力的產(chǎn)生條件和大小變化規(guī)律。木塊、彈簧測力計、細(xì)繩、砝碼等。實驗?zāi)康膶嶒炂鞑膶嶒灒河^察靜摩擦現(xiàn)象實驗步驟1.將木塊放在水平桌面上，用彈簧測力計水平拉木塊，使木塊保持靜止?fàn)顟B(tài)，記錄彈簧測力計的示數(shù)。2.在木塊上逐漸添加砝碼，重復(fù)上述實驗步驟，觀察并記錄實驗數(shù)據(jù)。實驗：觀察靜摩擦現(xiàn)象3.分析實驗數(shù)據(jù)，總結(jié)靜摩擦力的產(chǎn)生條件和大小變化規(guī)律。實驗結(jié)論：通過實驗觀察和分析可知，靜摩擦力的產(chǎn)生需要滿足一定的條件，其大小隨著外力的變化而變化，但總等于外力大小且不超過最大靜摩擦力。同時，最大靜摩擦力受到接觸面材料和粗糙程度、壓力大小等因素的影響。實驗：觀察靜摩擦現(xiàn)象生活中摩擦應(yīng)用與防止措施0403變滾動為滑動如急剎車時，車輪停止轉(zhuǎn)動，在地面上滑動。01增加接觸面粗糙程度如鞋底、輪胎上制有凹凸不平的花紋。02增大壓力如騎自行車剎車時，用力捏閘。增大有益摩擦方法舉例減少接觸面粗糙程度：如加潤滑油。變滑動為滾動：如行李箱底部裝有滾輪。減小壓力：如自行車車軸處裝有滾珠軸承。使接觸面彼此分離：如氣墊船、磁懸浮列車。減小有害摩擦方法舉例摩擦類型汽車剎車時，輪胎與地面間的摩擦屬于滑動摩擦。影響因素滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度和壓力大小有關(guān)。接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；壓力越大，滑動摩擦力也越大。增大摩擦方法為了增大汽車剎車時輪胎與地面間的摩擦力，可以采取增大壓力或增加接觸面粗糙程度的方法。例如，在輪胎上制有凹凸不平的花紋可以增大接觸面的粗糙程度，從而增大摩擦力。案例分析：汽車剎車時輪胎與地面間摩擦摩擦力在科技領(lǐng)域應(yīng)用前景05研究進(jìn)展近年來，超潤滑材料在理論和實驗方面取得了顯著進(jìn)展，如石墨烯等二維材料的超潤滑性能得到廣泛研究。超潤滑材料定義指具有極低摩擦系數(shù)和磨損率的材料，能夠?qū)崿F(xiàn)近乎無摩擦的狀態(tài)。應(yīng)用意義超潤滑材料可應(yīng)用于高精度機(jī)械、航空航天、微電子等領(lǐng)域，提高設(shè)備運行效率和壽命，降低能源消耗和維修成本。超潤滑材料研究進(jìn)展及意義123在微納米尺度下，表面粗糙度、分子間作用力等因素對摩擦性能影響顯著，呈現(xiàn)出與宏觀尺度不同的摩擦特性。微納米尺度下的摩擦現(xiàn)象利用原子力顯微鏡等先進(jìn)實驗手段，結(jié)合分子動力學(xué)模擬等理論方法，深入研究微納米尺度下的摩擦機(jī)理。研究方法微納米尺度下的摩擦研究有助于開發(fā)高性能微型機(jī)械和MEMS器件，推動微電子、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展。應(yīng)用前景微納米尺度下摩擦特性探討智能化摩擦控制技術(shù)的開發(fā)研究基于機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)的摩擦控制方法，實現(xiàn)摩擦狀態(tài)的實時監(jiān)測和智能調(diào)控。跨尺度摩擦學(xué)理論的完善發(fā)展適用于從宏觀到微觀不同尺度的統(tǒng)一摩擦學(xué)理論框架，揭示不同尺度下摩擦現(xiàn)象的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律。新型超潤滑材料的研發(fā)探索具有更高超潤滑性能和穩(wěn)定性的新型材料，如復(fù)合超潤滑材料、自適應(yīng)超潤滑材料等。未來科技領(lǐng)域可能突破方向預(yù)測課堂互動環(huán)節(jié)與答疑06什么是摩擦力？它產(chǎn)生的條件是什么？提問1提問2提問3摩擦力的方向如何判斷？它與物體運動方向有什么關(guān)系？靜摩擦力和滑動摩擦力有什么區(qū)別？它們的大小如何計算？030201學(xué)生提問環(huán)節(jié)解答101摩擦力是阻礙物體相對運動或相對運動趨勢的力，它產(chǎn)生的條件是物體間存在壓力且接觸面不光滑。摩擦力的方向與物體相對運動或相對運動趨勢的方向相反。解答202靜摩擦力和滑動摩擦力的區(qū)別在于物體是否發(fā)生相對運動。靜摩擦力的大小與外力有關(guān)，滑動摩擦力的大小與正壓力和動摩擦因數(shù)有關(guān)。解答303在計算摩擦力的大小時，需要注意正壓力的方向和大小，以及動摩擦因數(shù)的取值范圍。同時，還需要根據(jù)物體的運動狀態(tài)來判斷摩擦力的方向。教師解