3.2 摩擦力—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课件

第三章 相互作用—力 3.2 摩擦力 摩擦力跟压力存在怎样的关系呢？ 教学目标 1．知道滑动摩擦力、静摩擦力的定义。 2．理解滑动摩擦力、静摩擦力的产生条件。 3．会判断摩擦力的方向及计算摩擦力的大小。 4．理解最大静摩擦力的概念。 如果摩擦力的大小跟压力的大小存在某种定量关系的话，它们可能是怎样的关系呢？ 用弹簧测力计拖动水平固定木板上的木块，使它做匀速运动，测力计的示数等于木块所受摩擦力的大小。改变木块和木板之间的压力，摩擦力的大小也随之改变。 “正比，反比，还是……” 一、滑动摩擦力 1、定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力。 2. 产生条件： 说明：（1）“相对”的含义是指相对跟它接触的物体,而不是相对别的物体。 (2)“相对滑动” 是指两个物体之间的相对位置在变化,可能的情况有：一个物体 静止,另一个运动;两个物体同向运动,但速度不等;两物体反向运动等。因此,静止 的物体也可以受到滑动摩擦力作用,如擦黑板,黑板静止,但受滑动摩擦力。 总结成一句话：接触面粗糙的两个物体间有弹力并且有相对运动。 如果用Ff,表示滑动摩擦力的大小，用F压表示压力的大小，则有 3、大小 通过进一步的定量实验，测量同一接触面不同压力下的滑动摩擦力大小，结果表明：滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比。 其中，μ是比例常数，叫作动摩擦因数。它的值跟接触面有关，接触面材料不同、粗糙程度不同，动摩擦因数也不同。 Ff=μF压 滑动摩擦力大小求解： (1)公式法:根据公式Ff=μFN计算。 ①正压力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。 ②动摩擦因数μ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。 注意：滑动摩擦力的大小由正压力和动摩擦因数决定,与物体的运动状态、接触面积无关。 特别提醒： Ff Ff 4. 方向 (1)在接触面上,与接触面相切,且与物体相对运动的方向相反。 (2)与物体的运动方向可能相同,也可能相反。例如： (1)滑动摩擦力的方向与“相对运动的方向相反”并不是与“运动方向”相反。　　　　 　 (2)滑动摩擦力的作用总是阻碍物体的相对运动，而不是阻碍物体的运动。 以木块在水平木板上滑动为例，木块所受的支持力为FN。由于木块对木板的压力大小等于FN，所以动摩擦因素μ也可以表示为： Ff和FN，所是接触面上木块所受的两个力，Ff在接触面内且与相对运动相反，FN与接触面垂直。 不同的物体间的摩擦因素不同 例题：在我国东北寒冷的冬季，有些地方用雪橇作为运输工具。一个有钢制滑板的雪橇，连同木料的总重为4.9×104N。在水平的冰道上，马要在水平方向上用多大的力，才能够拉着雪橇匀速前进？ 分析 将雪橇抽象为一个物体， 雪橇在重力mg、支持力FN 、马 的拉力F拉和滑动摩擦力Ff四个力 的作用下，沿水平面匀速前进。 根据二力平衡条件，拉力F拉与滑动摩擦力Ff的大小相等，而Ff与FN有关， FN的大小又等于mg，故可以求得拉力F拉。 mg FN F拉 Ff 解：（1）确定研究对象，构建模型 （2）对这个物体进行受力分析： ①竖直向下的重力mg； ②地面对物体向上的支持力FN； 水平向在左的摩擦力Ff。 ③水平向在右的拉力F拉； 雪橇受的重力mg=4.9×104N，查表的μ=0.02 则： mg=FN F拉=Ff 所以： Ff=μFN=μmg 带入数据得： F=μmg=0.02×4.9×104N×10N/kg=980N 马要在水平方向用980N的力，才能够拉着雪橇匀速前进。 $$二、静摩擦力 F静 F推 人用平行于地面的力推沙发，沙发有相对地面运动的趋势，但它没有被推动，沙发与地面仍然保持相对静止。 根据二力平衡的知识可知，这时一定有一个力与推力平衡。这个力与人对沙发的推力大小相等、方向相反。这个力就是沙发与地面之间的摩擦力。 相互接触的物体处于相对静止时，是不是也可能存在摩擦力？ 1.定义：两个相互接触的物体，当一个物体相对另一个物体有相对运动趋势时，产生的摩擦力叫静摩擦力。 相对运动的趋势可以简单理解为：“想动却又没动”或者“可以动，但还没动”。是指物体的位置本来要变化的，但是由于受到了静摩擦力，物体没有运动但假若一旦失去了静摩擦力，物体就会发生运动。 F推 F静 2.产生条件： 3. 方向:(1)在接触面上,与接触面相切,且与物体相对运动趋势的方向相反。 (2)与物体