摩擦力课件(人教版.ppt

3 摩擦力,一、摩擦力1.定义：两个相互接触的物体,当它们发生_或具有_时,在接触面上产生的阻碍_或_的力。2.分类：_、_和滚动摩擦力。,相对运动,相对运动的趋势,相对运动,相对运动趋势,静摩擦力,滑动摩擦力,【自我思悟】1.如图所示,静止于斜面的物体有向哪运动的趋势?它为何没有发生运动?提示：物体有沿斜面向下运动的趋势,之所以没有运动,是因为它受到了斜面的摩擦力阻碍了运动的发生。2.人在跑步时,脚受到的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力?提示：跑步时,脚和地面接触的时间内,脚并没有和地面发生相对运动,故脚受到的摩擦力为静摩擦力。,二、静摩擦力与滑动摩擦力,相对运动趋势,相对运动,相对运动,相切,相对运动趋势,相切,相对运动,0FFmax,最大静摩擦力,FN,动摩擦因数,相对运动趋势,相对运动,【自我思悟】1.摩擦力是否一定阻碍物体的运动?试举例说明。提示：摩擦力可能阻碍物体的运动,也可能促进物体的运动。例如,匀速行驶的汽车,驱动轮受到的地面的摩擦力提供了车前进的动力,从动轮受到的地面的摩擦力却是阻碍车子前进的阻力。,2.画出下面物体所受摩擦力的方向。提示：摩擦力的方向与接触面相切,与物体的相对运动或相对运动趋势方向相反,各物体所受摩擦力如图所示：,【盲区扫描】1.摩擦力产生的前提是两物体必须接触,但接触的物体间不一定有摩擦力。2.受到静摩擦力的物体不一定静止,但它相对于接触的物体一定静止;受到滑动摩擦力的物体不一定运动,但它相对于接触的物体一定是运动的。3.由于压力与接触面垂直,摩擦力与接触面相切,故两物体间的摩擦力和压力一定相互垂直。4.物体间有摩擦力一定有弹力,但有弹力不一定有摩擦力。,一、摩擦力的理解 深化理解1.产生条件：,2.“相对”的含义：“相对”指的是研究对象相对于与其接触的物体而言,即以与其接触的物体为参考系,而不一定是物体相对地面的运动。3.作用效果：(1)摩擦力阻碍的是接触物体之间的相对运动或相对运动趋势,不一定阻碍物体的运动。(2)摩擦力可以是阻力也可以是动力,如匀速前进的自行车,后轮受到的摩擦力为动力,前轮受到的摩擦力为阻力。,4.摩擦力种类的判断：,【微思考】(1)物体的“相对运动方向”与“运动方向”的含义相同吗?提示：不同。“相对运动”是以接触的物体为参考系,通常的“运动”是以地面为参考系。两个方向可能相同、相反,甚至存在一定的方向偏角。(2)一个物体在另一个物体表面滑动时,一定会产生滑动摩擦力吗?提示：不一定。滑动摩擦力的产生条件是两物体相互挤压、接触面粗糙且物体间存在相对运动,三个条件缺一不可。,【题组通关】【示范题】(多选)(2012海南高考)下列关于摩擦力的说法,正确的是()A.作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速,不可能使物体加速B.作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速,不可能使物体减速C.作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速,也可能使物体加速D.作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速,也可能使物体减速,【解题探究】(1)摩擦力的作用效果：滑动摩擦力阻碍物体间_。(2)滑动摩擦力一定与物体的运动方向相反吗?试举例说明。提示：不一定。物体沿水平地面向前滑动时,所受摩擦力与其运动方向相反;若货车司机猛踩油门加速时,车厢中的箱子相对车厢向后滑动,箱子受到向前的摩擦力,摩擦力方向与其运动方向相同。,发生相对运动,【规范解答】选C、D。摩擦力的方向可能与物体运动方向相同,也可能与物体运动方向相反,但一定是与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反。当滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相同时,使物体加速,选项A错误、C正确;当静摩擦力的方向与物体的运动方向相反时,使物体减速,选项B错误、D正确。,【通关1+1】1.(多选)下列关于滑动摩擦力的说法正确的是()A.滑动摩擦力一定是阻力B.滑动摩擦力总是与物体相对运动的方向相反C.滑动摩擦力总是与物体间压力的方向垂直D.物体做减速运动,一定是受到滑动摩擦力的作用,【解析】选B、C。滑动摩擦力可以充当阻力,也可以充当动力,A错。滑动摩擦力总是与物体相对运动的方向相反,B对。压力的方向与接触面垂直,而摩擦力的方向又与接触面相切,所以C对。物体做减速运动,可能受到外力作用,D错。,2.(2014天津和平区高一检测)关于相互接触的两个物体之间的弹力和摩擦力,下列说法中正确的是()A.有弹力必有摩擦力B.有摩擦力必有弹力C.弹力增大则摩擦力一定增大D.弹力是动力,摩擦力是阻力,【解析】选B。根据弹力和摩擦力的产生条件知,有摩擦力一定有弹力,有弹力不一定有摩擦力,A错,B对;静摩擦力大小与弹力(压力)大小无关,C错;弹力或摩擦力都既可能是动力,也可能是阻力,D错。,【变式训练】1.(多选)下列哪些情况是因为摩擦力太小造成的()A.在沙漠中走路比在柏油路上费力B.在冰面上走很容易跌倒C.船在水上缓慢行驶D.数钞票时,如果手上不沾水会滑【解析】选B、D。在沙漠中走路,在水中行船所受阻力较大;而在冰面上行走和数钞票时,会因摩擦力较小而可能出现打滑的现象,故B、D正确。,2.(多选)人类日常生活离不开摩擦力,如果没有摩擦力,我们将不能走路、汽车不能运动下列关于摩擦力的说法中正确的是()A.吃饭时拿在手中的筷子不会滑落,是因为有摩擦力的作用B.汽车轮胎表面都有花纹,是为了减小摩擦C.猴子沿竖直竹竿匀速上爬,是因为摩擦力大于猴子重力D.在结冰的水平路面上撒些细土,人走上去不易滑倒,是因为此时人与路面间的最大静摩擦力增大了,【解析】选A、D。吃饭时拿在手中的筷子因为重力而有下落的趋势,由于静摩擦力的作用才没有从手中滑落,A正确。汽车轮胎表面都有花纹,是为了增大摩擦,B错误。猴子沿竖直竹竿匀速上爬时,竖直方向的重力和摩擦力平衡,大小相等,C错误。在结冰的水平路面上撒些细土,增大了路面的粗糙程度,人与路面间的最大静摩擦力增大,人走上去不易滑倒,D正确。,【素养升华】对摩擦力的理解应注意的问题(1)受静摩擦力的物体不一定静止,受滑动摩擦力的物体也不一定运动。(2)摩擦力并不总是阻碍物体的运动,它既可作动力,又可作阻力。(3)摩擦力的方向可以与物体的运动方向相反,也可以与运动方向相同,甚至有可能与物体的运动方向不在一条直线上。,二、静摩擦力有无及方向的判断 规律方法1.四种方法判断静摩擦力的有无：(1)条件判断法：接触面之间有压力、粗糙且有相对运动趋势。(2)假设法：假设两物体间无静摩擦力,看物体是否相对滑动,判断思路如下：,(3)力的作用效果判断法：如果相互接触的物体间存在摩擦力,则必有相应的作用效果：平衡其他作用力或改变受力物体的运动状态,可据此确定有无静摩擦力。(4)相互作用判断法：利用力的相互作用性,若甲对乙有静摩擦力,则乙对甲也有静摩擦力,据此可以判断物体是否受静摩擦力。,2.“三步法”判断摩擦力方向：(1)找出摩擦力的施力物体,并选择此施力物体为参照物。(2)判断受力物体的相对运动方向或相对运动趋势方向。(3)根据“摩擦力与其相对运动方向或相对运动趋势方向相反”确定摩擦力的方向。,【微思考】如图所示,汽车上的箱子始终相对车厢静止,试判断以下三种情况下,箱子受不受摩擦力以及所受摩擦力的方向：(1)汽车匀速前进;(2)汽车加速前进;(3)汽车减速前进。,提示：(1)汽车匀速前进时,假设箱子受摩擦力作用,则它不会保持匀速运动状态,故此时箱子不受摩擦力;(2)汽车加速前进时,箱子有相对车厢向后滑动的趋势,所受摩擦力方向向前;(3)汽车减速前进时,箱子有相对车厢向前滑动的趋势,所受摩擦力方向向后。,【题组通关】【示范题】下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中,正确的是()A.静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反B.静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同C.静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反D.静止物体所受静摩擦力一定为零,【解题探究】(1)静摩擦力的方向总是与物体_方向相反。(2)静止的物体是否一定不受摩擦力?提示：物体在桌面上滑动时,物体受到桌面的摩擦力作用,根据力的相互作用特点,桌面同样也受到物体施加的摩擦力作用。,相对运动趋势,(3)静止的物体是否一定受静摩擦力作用?提示：不一定。探究(2)例子中桌子处于静止状态,而它受到的摩擦力是滑动摩擦力。,【规范解答】选C。静摩擦力的方向可能与物体的运动方向相反,也可能与物体的运动方向相同。比如在平直公路上行驶的汽车,车厢地板上随汽车一起运动的物体,在启动过程中所受静摩擦力与运动方向相同,在减速过程中,静摩擦力方向与运动方向相反,故A、B错误。静摩擦力的方向总是与物体相对运动趋势方向相反,C正确。静止的物体所受静摩擦力不一定为零,当静止的物体相对接触物体有相对运动趋势时,也会受到静摩擦力,D错误。,【通关1+1】1.(2013扬州高一检测)一个长方体木块被力F压在倾斜的墙面上,如图所示,保持静止状态,则木块所受作用力的个数可能为()A.2个 B.3个C.4个 D.5个,【解析】选C。若木块仅受重力和力F,它不可能处于静止,表明木块与墙面间存在压力,但如果木块仅受以上所述三个力,它将沿墙面下滑,表明木块还受到沿墙面向上的摩擦力,故选项C正确。,2.(多选)(2014绵阳高一检测)物体C置于水平地面上,A、B由轻绳通过固定在C上的光滑定滑轮相连,C的上表面水平,连接B的轻绳水平,整个系统处于静止状态,如图所示。下列说法正确的是()A.B与C之间的接触面一定是粗糙的B.B与C之间的接触面可以是光滑的C.C与地面之间的接触面一定是粗糙的D.C与地面之间的接触面可以是光滑的,【解析】选A、D。B受到C对它向右的静摩擦力作用,故B、C之间一定是粗糙的,A对,B错;整体考虑,系统无运动趋势,C与地面间无摩擦力作用,故不能确定C与地面间粗糙与否,C错,D对。,【变式训练】1.某人推着自行车前进时,地面对前轮的摩擦力为F1,对后轮的摩擦力为F2;当人骑着自行车前进时,地面对前轮的摩擦力为F3,对后轮的摩擦力为F4,下列说法中正确的是()A.F1与车前进方向相同 B.F2与车前进方向相同C.F3与车前进方向相同 D.F4与车前进方向相同,【解析】选D。推着自行车前进时,两车轮都受向后的摩擦力,与运动方向相反;骑车前进时,后轮产生动力,受向前的摩擦力,前轮仍受向后的摩擦力。故选项D正确。,2.如图所示,物体A、B放在物体C上,水平力F作用于A,使A、B、C一起匀速运动,各接触面间的摩擦力的情况是()A.A对C有向左的摩擦力B.C对B有向左的摩擦力C.物体C受到三个摩擦力的作用D.C对地面有向右的摩擦力,【解析】选A。物体A、B、C一起做匀速运动,根据二力平衡,选不同的研究对象,它们在水平方向上可能不受力,也可能受一对平衡力,以整体为研究对象,地面应对C有向右的摩擦力与F达到二力平衡,由于力的作用是相互的,C对地面有向左的摩擦力;以A为研究对象,C对A应有向右的摩擦力与F达到二力平衡,而A对C有向左的摩擦力;以B为研究对象,C对B不应该有摩擦力,因为如果有摩擦力的话,找不到它的平衡力。综上,选项A正确,选项B、C、D错误。,三、摩擦力大小的计算 规律方法1.滑动摩擦力的大小：(1)公式法：根据公式F=FN计算。压力FN是物体与接触面间的压力,不一定等于物体的重力,FN的大小根据物体的受力情况确定。动摩擦因数与材料和接触面的粗糙程度有关,而与物体间的压力、接触面的大小无关。(2)二力平衡法：物体处于平衡状态(匀速运动或静止)时,根据二力平衡条件求解。,2.静摩擦力的大小：(1)大小的范围：0FFmax。(2)计算：物体处于平衡状态(匀速运动或静止)时,根据二力平衡条件求解。(3)最大静摩擦力Fmax=0FN。(0为最大静摩擦因数,最大静摩擦力Fmax略大于滑动摩擦力,一般情况下,为分析问题方便,可认为二者相等),【微思考】(1)解放军战士正在沿绳向上进行爬绳练习,他所受的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力?该摩擦力的方向向哪?提示：解放军战士在进行爬绳练习时,他的手、脚与绳子接触时间内没有发生滑动,故他受到的是静摩擦力。又由于他有向下滑动的趋势,所以摩擦力的方向竖直向上。,(2)汽车橡胶轮胎表面凹凸不平,试从物理的角度说明这样制作的道理。提示：将汽车橡胶轮胎表面做得凹凸不平,目的是增大车轮与地面间的动摩擦因数,提高了汽车的最大静摩擦力,使汽车行进时动力更强劲、更安全。,【题组通关】【示范题】如图所示,物体A、B的质量分别为mA=10kg,mB=20kg,A与B、B与水平桌面间的动摩擦因数都等于0.3,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当用水平力F=80N向右拉轻滑轮时,B对A的摩擦力和桌面对B的摩擦力为多大?(g取10m/s2),【解题探究】(1)绳子对A、B的拉力分别为多大?提示：绳子对A、B的拉力大小相等,都等于拉力F的一半,即40N。(2)如何判断A相对于B,B相对于桌面是否发生滑动?提示：若绳子对A的拉力大于它的最大静摩擦力,A相对于B就发生滑动,否则A就不滑动;绳子对B的拉力与A对B的摩擦力的和若大于B与地面间的最大静摩擦力,B相对于桌面发生滑动,否则不发生滑动。,【规范解答】A与B、B与水平桌面间的最大静摩擦力分别为：FmA=mAg=30NFmB=(mAg+mBg)=90N由于绳子对物体A的拉力FA=40NFmA故B对A的摩擦力为滑动摩擦力,大小为30N,方向向左。,物体B受到向右的拉力=40N和A施加给它的大小为30N的摩擦力,FB=40N+30NFmB故桌面对B的摩擦力为静摩擦力,大小为FB=70N,方向向左。答案：30N70 N,【通关1+1】1.(拓展延伸)若将【示范题】中的水平拉力变为F=160N,则B对A的摩擦力和桌面对B的摩擦力为多大?(g取10m/s2)【解析】由于绳子对物体A的拉力FA=80NFmA,故B对A的摩擦力为滑动摩擦力,大小为30N,方向向左。物体B受到向右的拉力=80N和A施加给它的大小为30N的摩擦力,FB=80N+30NFmB,故桌面对B的摩擦力为滑动摩擦力,大小为90N,方向向左。答案：30N90 N,2.(2014邢台高一检测)一物体置于粗糙水平地面上,按图中所示不同的放法,在水平力F的作用下运动,设地面与物体各接触面的动摩擦因数相等,则物体受到的摩擦力的大小关系是()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,【解析】选D。滑动摩擦力的大小F=FN与接触面积无关,D项正确。,【变式训练】1.用弹簧测力计在水平方向上拉动一个置于地面的物体,使它做匀速直线运动时,弹簧测力计示数为5N。当弹簧测力计示数为6N时,物体运动时受到的摩擦力大小是()A.6 NB.5 NC.1 ND.11 N,【解析】选B。由平衡条件知物体的滑动摩擦力大小为5 N,弹簧测力计示数为6 N时,表明物体受到的拉力变大,物体仍向前滑动,受到的摩擦力仍为大小是5 N的滑动摩擦力,B正确。,2.(2014沈阳高一检测)如图所示,物体A重40N,物体B重20N,A与B、A与地面的动摩擦因数相同,物体B用细绳系住,当水平力F=32N时,才能将A匀速拉出,求接触面间的动摩擦因数。,【解析】以物体A为研究对象,物体B对物体A的正压力FN=GB地面对A的支持力：FN1=GA+FN,A受B的滑动摩擦力Ff=FN,A受地面的滑动摩擦力Ff1=FN1水平方向：F=Ff+Ff1,代入数据即可得到=0.4。答案：0.4,【素养升华】摩擦力大小的求解思路及方法(1)判断力的性质：明确所求摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力。(2)二力平衡法：静摩擦力一般根据二力平衡来求。求解时应注意物体是否处于静止或匀速直线运动状态,若物体处于减速或加速运动状态,不能再用二力平衡进行分析。,(3)公式法：滑动摩擦力一般根据公式Ff=FN计算,计算时注意滑动摩擦力的大小与物体的速度大小、物体是否匀速运动无关,只取决于动摩擦因数和压力的大小。,【资源平台】备选角度：生活中的摩擦力【示范题】如图所示,把两本书一页一页地交叉对插,然后各抓住一本书的书脊用力对拉,平时随手很容易移动的两本书竟会变得像强力胶粘在一起似的,难舍难分,关于其中的原因下列说法正确的是(),A.增大了摩擦的接触面积B.增大了摩擦因数C.增加了摩擦力的个数D.以上说法都不对【标准解答】选C。此题考查对摩擦力大小的理解,摩擦力的大小只和压力及动摩擦因数有关,和接触面积没有关系,把两本书一页一页地交叉对插后,每页间的动摩擦因数没有改变,但每页间都有压力作用,拉开两本书的力等于一本书的每页受到的摩擦力的和,相当于增加了摩擦力的个数,C项正确。,关于摩擦力认识的四个误区误区一误认为只有静止的物体才受静摩擦力作用,滑动摩擦力一定产生于运动的物体间静摩擦力产生于两个相对静止的物体间,它们可能都运动;滑动摩擦力产生于两个相对运动的物体间,它们中可能有一个物体静止。例如,汽车加速前进时,相对于车厢静止的箱子随汽车一起运动受到向前的静摩擦力;狗拉雪橇向前运动时,静止的地面受到滑动摩擦力。,误区二误认为摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反实际上摩擦力与相对运动方向或相对运动趋势方向相反,与物体的运动方向可能相反,可能相同,还可能与物体的运动方向不在一条直线上。误区三误认为物体间的压力越大,摩擦力就越大实际上滑动摩擦力、最大静摩擦力与物体间的压力有关,压力越大,则滑动摩擦力和最大静摩擦力就越大,而静摩擦力的大小与物体间的压力无关。,误区四误认为摩擦力一定是阻力实际上摩擦力阻碍的是物体间的相对运动,摩擦力不一定是阻力,有可能是动力,如传送带就是利用摩擦力作为动力,将粮食由低处送到粮仓中。,【案例展示】(2013聊城高一检测)关于静摩擦力,下列说法中正确的是()A.静摩擦力的方向总是与物体运动方向相反B.受静摩擦力作用的物体一定是静止的C.静摩擦力大小与压力成正比D.静摩擦力不一定是阻力,【精讲精析】选D。静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势方向相反,A错误;受静摩擦力作用的物体可能静止,也可能运动,但它相对于接触的另一物体一定是静止的,B错误;根据物体的运动状态求解静摩擦力,与压力无关,C错误;静摩擦力不一定是阻力,如传送带对粮食袋的静摩擦力就是将粮食袋送往高处粮仓的动力,D正确。,【易错分析】本题易错选项及错误原因分析如下：,【自我小测】1.(2014济南高一检测)如图所示,汽车B在水平路面上以相对于地面的速度v1向右运动,车上的货物A以相对于地面的速度v2向右运动。下列判断正确的是(),A.若v1v2,货物A受到了汽车B所施加的向左的滑动摩擦力D.若v1v2,汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力,【解析】选B。若v1v2,A相对于B向左滑动,A受到的滑动摩擦力向右,B受到A施加的摩擦力向左,C、D错。,2.(多选)(2014扬州高一检测)如图所示,一质量为m的木块靠在竖直粗糙的墙壁上,且受到水平力F的作用,下列说法正确的是()A.若木块静止,木块受到的静摩擦力大小等于mg,方向是竖直向上B.若木块静止,当F增大时,木块受到的静摩擦力随之增大C.若木块沿墙壁向下运动,则墙壁对木块的摩擦力大小为FD.若开始时木块静止,当撤去F,木块沿墙壁下滑时,木块不受滑动摩擦力作用,【解析】选A、C、D。木块静止时,竖直方向上静摩擦力与重力大小相等,方向相反,摩擦力大小与F无关,A对,B错。木块向下滑动时受到滑动摩擦力作用,且Ff=FN=F,C对。若从木块静止开始撤去F,则木块与墙壁间无挤压作用,木块不受摩擦力作用,D对。,3.(多选)如图所示,有一重力不计的方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,则下列说法中正确的是()A.容器受到的摩擦力不变B.容器受到的摩擦力逐渐增大C.水平力F可能不变D.水平力F必须逐渐增大,【解析】选B、C。容器处于平衡状态,在竖直方向上重力与摩擦力平衡,盛满水前墙面对容器的静摩擦力一直增大,如果一直没有达到正压力F作用下的最大静摩擦力,则水平力F可能不变,选项B、C正确。,