高中物理-3.2研究摩擦力同步教学课件-粤教版必修1.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,1.,根据滑动摩擦力的定义，讨论滑动摩擦力的产生条件是怎样的？,提示：,滑动摩擦力的产生条件是：,(1),两物体相互接触且挤压,;(2),接触面粗糙,;(3),两物体间有相对运动,.,2.,实验：,(1),将手在桌面上滑动，感受手受到的滑动摩擦力的方向,.(2),用毛刷扫桌面，观察刷毛的弯曲方向，分析毛刷受到的滑动摩擦力方向,.,实验后总结滑动摩擦力方向的特点,.,提示：,滑动摩擦力的方向：与接触面相切，与相对运动方向相反,.,3.,实验探究：如图,所示，先调节木板,水平，用手拉动木,板，木块保持静止,.,弹簧测力计的示数等于木块与木板相互作用的滑动摩擦力的大小,.,分别改变木块的质量、木板的粗糙程度，对照相应弹簧测力计的示数，从实验中得出滑动摩擦力与哪些因素有关,(1),木块是运动的还是静止的？木块受到的摩擦力是滑动摩擦力吗？弹簧测力计的示数与滑动摩擦力的大小关系如何？,提示：,在本实验与探究中，木块是静止的，但木块相对于木板是运动的，所以木块受的摩擦力为滑动摩擦力,.,因为木块始终处于静止状态，所以根据二力平衡的条件，弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小,.,(2),本实验中若不拖动木板，而是直接用弹簧测力计拉着木块在木板上滑动，这种情况下弹簧测力计的示数一定等于滑动摩擦力的大小吗？如果不是的话，必须在什么情况下弹簧测力计的示数才等于滑动摩擦力的大小？,提示：,弹簧测力计的示数并不一定等于滑动摩擦力的大小,.,根据二力平衡的条件，只有物体处于匀速直线运动状态时，弹簧测力计的示数才等于滑动摩擦力的大小,.,(3),本实验中物体间的滑动摩擦力的大小与物体间的压力有何关系？如何确定其大小,?,提示：,滑动摩擦力与压力,F,N,和接触面粗糙程度这两个因素有关,.,当接触面粗糙程度不变时，滑动摩擦力的大小与压力成正比，用,表示比例常数，则滑动摩擦力,f=,F,N,，其中,叫做动摩擦因数，跟相互接触的两个物体的材料有关,.,(4),滑动摩擦力公式中的压力大小是否在任何情况下都等于物体的重力大小？请举例说明,.,提示：,物体在水平面上运动时，由于竖直方向处于二力平衡状态，重力大小与压力大小是相等的，如果物体不是在水平面上运动，则不能认为重力大小等于压力大小,.,当物体沿斜面下滑时，斜面的倾角越大，压力就越小,.,所以压力与重力不是一回事,.,例如，小孩沿滑梯下滑时，对滑梯的压力小于自身的重力,.,4.,由滑动摩擦力计算公式,f=,F,N,得,=,能否说动摩擦因数跟摩擦力成正比，跟压力成反比？,提示：,不能,.,动摩擦因数,可由摩擦力,f,和压力,F,N,计算得出，但并非由,f,或,F,N,决定,.,与接触面材料的性质和粗糙程度有关，两接触面确定的情况下，,是确定的，不随摩擦力,f,和压力,F,N,的改变而改变,.,1.,对接触面粗糙、光滑的理解接触面粗糙指的是当一个物体沿另一个物体表面滑动时，凹凸不平的部分互相啮合，产生阻碍相对滑动的力，即为滑动摩擦力；接触面光滑是一种理想情况，在实际中并不存在，它不同于实际中形容接触面摩擦力很小的,“,光滑,”,.,凡是题目中出现,“,接触面光滑,”,、,“,光滑小球,”,等，一律不考虑摩擦力,.,2.,对滑动摩擦力公式的进一步理解,(1),动摩擦因数,与接触面的材料、表面的粗糙程度有关，无单位,.,(2),滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面的大小也无关,.,(3),公式,f=,F,N,中的,F,N,是两个物体接触面间的压力，性质上属于弹力，它不是物体的重力，大小也不一定等于物体的重力大小，许多情况下需结合物体的受力情况和运动状态加以确定,.,滑动摩擦力,1.,定义：当两个物体彼此接触且相互挤压，并发生相对滑动时，在接触面上产生的阻碍相对滑动的力叫做滑动摩擦力,.,2.,产生条件,:(1),两物体相互接触且挤压,.(2),接触面粗糙,.(3),两物体间有相对运动,.,3.,方向,:,滑动摩擦力的方向总跟接触面相切，跟物体相对运动的方向相反,.,4.,大小,:(1),相关因素：压力、接触面的性质,.(2),公式：,f=,F,N,为动摩擦因数，,F,N,为正压力,.,典例,1,如图所示，某时刻质量,m=,2 kg,的木块正以,3,m/s,的速度在以,5,m/s,的速度向右传送的传送带上,水平向右运动，试判断：,(1),木块的运动方向,(,),木块相对于传送带的运动方向,(,),木块所受滑动摩擦力的方向,(,),若已知木块与传送带间的动摩擦因数,=0.2,，求木块受到的滑动摩擦力的大小,(,取,g=10 N/kg),【规范解答】,(1),由题可知木块正以,v=3,m/s,的速度向右运动,.,(2),由于传送带的速度,v=5,m/s,，方向向右，则以传送带为参考系，木块向左运动,.,(3),因为滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，所以木块所受的滑动摩擦力的方向向右,.,(4),滑动摩擦力的大小为,f=,F,N,，其中,F,N,是木块受到的传送带的支持力，根据木块竖直方向上二力平衡得，,F,N,=mg,，则,f=0.2,2,10 N=4 N.,答案：,(1),向右,(2),向左,(3),向右,(4)4 N,滑动摩擦力的确定方法,1.,滑动摩擦力方向的判断,(1),选取研究对象,(,受滑动摩擦力作用的物体,).,(2),选跟研究对象接触的物体为参考系,.,(3),找出研究对象相对于参考系的运动方向,.,(4),滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反,.,2.,计算滑动摩擦力大小的方法,(1),公式法：根据公式,f=,F,N,计算,.,(2),二力平衡法,:,物体处于匀速运动或静止状态时，根据二力平衡求解滑动摩擦力的大小,.,【变式备选】,(2011,湖州高一,检测,),在我国东北寒冷的冬季，雪橇是,常见的运输工具，如图所示，沿水平,冰道滑行的雪橇总质量,m=1 000 kg.,某时刻马给雪橇施加,的水平拉力大小,F=500 N,，雪橇做匀速直线运动,.,取,g=,10 m/s,2,，求：,(1),雪橇受到的摩擦力大小；,(2),雪橇与冰道之间的动摩擦因数,.,【解析】,(1),由于雪橇做匀速直线运动，可知马的拉力,F,和滑动摩擦力,f,大小相等，方向相反,.,根据二力平衡得,f=F=500 N,，所以雪橇受到的摩擦力大小为,500 N,，方向与拉力,F,的方向相反,.,(2)雪橇与冰道间的压力,F,N,与雪橇的总重力大小相等，即,F,N,=G=10 000 N,，根据滑动摩擦力公式,f=,F,N,得,=,fF,N,=50010 000=0.05.,故雪橇与冰道之间的动摩擦因数为,0.05.,答案：,(1)500 N (2)0.05,1.,根据静摩擦力的定义，讨论静摩擦力的产生条件是什么？,提示：,静摩擦力的产生条件是：,(1),两物体相互接触且挤压,;(2),接触面粗糙,;(3),两物体间有相对运动趋势,.,2.,实验：,(1),当手压在桌面上且有向前的滑动趋势时，感受手受到的静摩擦力的方向,.(2),当毛刷压在桌面上且有向前的运动趋势时，观察刷毛的弯曲方向，分析毛刷受到的静摩擦力方向,.,实验后总结静摩擦力的方向有怎样的特点,.,提示：,静摩擦力的方向与接触面相切，与相对运动趋势方向相反,.,3.,实验探究,在水平桌面上放一长木板，上,面放一质量较大的木块,.,开始,时，在木板与木块接触的外侧,面做两个对顶的三角形的记号,.,当用手沿图中箭头所示方向缓缓地拉木板时，可以看到木块随木板一起移动，弹簧测力计的示数逐渐增大，但两个三角形记号的相对位置却没有变化，直到弹簧测力计的示数增大到某一数值后，才看到两个三角形记号相对位置发生变化,.,则：,(1),此过程中木板对木块有怎样的作用力？方向如何？大小如何？,提示：,由于木块受重力和弹簧测力计的拉力，木块相对于木板有向右运动的趋势，所以木板对木块有向上的支持力和向左的静摩擦力,.,支持力的大小等于木块的重力大小，由于木板缓慢运动，所以静摩擦力的大小等于弹簧测力计的弹力,.,即随着弹簧测力计对木块弹力的增大而增大,.,(2),当木块相对木板将要滑动时弹簧测力计的示数如何？有何意义？,提示：,当木块相对木板将要滑动时，测力计的示数达到最大，说明此时木块与木板之间的静摩擦力达到最大静摩擦力,f,m,.,即静摩擦力大小的取值范围是,0,ff,m,.,(3),思考：最大静摩擦力的大小与哪些因素有关？最大静摩擦力和滑动摩擦力有什么关系？,提示：,物体间的最大静摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关，压力越大，表面越粗糙，最大静摩擦力越大,.,最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,.,通常情况下，为计算方便，可以认为二者大小相等,.,4.,思考讨论运动的物体可以受静摩擦,力吗？静摩擦力总是阻力吗？请举例,说明,.,提示：,静摩擦力作用在相对静止的物,体上，但物体不一定静止,.,静摩擦力与相对滑动趋势的方向相反，但不一定与物体的运动方向相反，如图所示传送带将物体运送到高处，物体与传送带之间是相对静止的，它们之间的摩擦力就是静摩擦力，在这里，物体所受的静摩擦力的方向与其运动方向相同，静摩擦力对物体起到动力的作用效果,.,一、摩擦力的方向,1.,滑动摩擦力的方向：总与接触面相切，且与相对滑动方向相反,.,这里的,相对,”,是指相互接触发生摩擦的物体，而不是相对于别的物体,.,滑动摩擦力的方向跟物体的相对滑动方向相反，但并非一定与物体的运动方向相反,.,2.,静摩擦力的方向：总跟接触面相切，与相对滑动趋势的方向相反,.,所谓,“,相对滑动趋势的方向,”,，是指假设接触面光滑时，物体将要发生的相对滑动的方向,.,二、关于摩擦力的辨析,1.,静摩擦力不一定作用在静止的物体上，滑动摩擦力不一定发生在运动的物体上,.,因为静摩擦力是指相对静止的两物体间的摩擦力，这两个物体可以都在运动，只是运动状态完全相同即相对静止,.,2.,滑动摩擦力一定是发生在两个相对滑动的物体之间，涉及到的两个物体只要是相对滑动就可以,.,静摩擦力,1.,定义：两个相对静止的相接触的物体间，由于存在相对滑动的趋势而产生的摩擦力,.,2.,作用效果：总是起着阻碍物体间相对运动的作用,.,但不一定阻止物体的运动，可以是动力，也可以是阻力,.,3.,产生的条件：,(1),接触面粗糙；,(2),有弹力；,(3),有相对运动趋势,.,4.,大小：等于使物体产生相对运动趋势的外力大小,.,两物体间的静摩擦力,f,在零和最大静摩擦力,f,max,之间，即,020 N,故物体在水平面上滑动，受到滑动摩擦力作用，大小仍为,f=20 N.,答案：,(1)0.2 (2)20 N,