内容正文:
第三节 摩擦力
核心素养导学
物理观念 (1)理解摩擦力的产生条件,会区分静摩擦力和滑动摩擦力。
(2)知道滑动摩擦力的方向及其计算公式f=μFN。
(3)知道静摩擦力及最大静摩擦力的概念。
科学思维 (1)通过分析摩擦现象,总结出摩擦力的产生条件。
(2)会根据相对运动的方向判断滑动摩擦力的方向,并根据f=μFN计算其大小。
(3)会根据相对运动趋势的方向判断静摩擦力的方向,并会根据物体的受力和运动情况,分析静摩擦力的大小和方向。
科学探究 通过实例,了解最大静摩擦力。
科学态度与责任 知道生产和生活中增大或者减小摩擦力的方法,培养将摩擦力知识应用于生产和生活中的意识。
续表
一、滑动摩擦力
1.定义:两个相互接触并有______的物体之间发生相对运动时,在接触面上产生的阻碍物体_________的作用力。
2.方向:与物体相对运动的方向_____,与它们的接触面_____。
3.大小:滑动摩擦力的大小f跟压力FN成正比,还跟接触面的性质有关,即f=μFN,其中μ为____________,其数值与接触面的性质有关。
(1)滑动摩擦力的方向与物体“相对运动方向相反”,不能等同于与物体“运动方向相反”。
(2)滑动摩擦力的方向与运动方向可能相同,也可能相反,也可能成任意夹角。
挤压
相对运动
相反
相切
动摩擦因数
二、静摩擦力
1.静摩擦:当两个相互接触的物体之间具有_________趋势时,物体间产生的摩擦。
2.静摩擦力:当两个相互接触的物体之间具有__________趋势时,物体间产生的摩擦力。
3.方向:与物体相对运动趋势的方向______,与它们的接触面______。
4.最大静摩擦力:静摩擦力有一个最大值fmax,即物体刚要产生__________时的摩擦力。
5.静摩擦力的大小:两物体之间实际产生的静摩擦力f在___与_____之间,即___________。
相对运动
相对运动
相反
相切
相对运动
0
fmax
0<f静≤fmax
明晰“三个方向”
(1)运动方向:一般指物体相对地面的运动方向。
(2)相对运动方向:一个物体相对于另一个物体的运动方向。
(3)相对运动趋势方向:一个物体相对于另一个物体要发生,但没有发生的相对运动方向。
1 .判断滑动摩擦力方向
水平向左
水平向左
水平向左
水平向右
2.如图所示,手握住杯子处于静止状态。
(1)杯子所受静摩擦力的方向怎样?
(2)如果手的握力增大,杯子所受静摩擦力会不会增大,为什么?由此说明什么问题?
提示:(1)手握住杯子,杯子处于静止状态,所以杯子所受静摩擦力方向沿杯壁向上。
(2)手的握力增大,但杯子所受重力不变,杯子所受静摩擦力不变;由此说明静摩擦力的大小与压力大小无关。
新知学习(一)|对摩擦力的理解
[任务驱动]
(1)如图甲所示,推装满货物的箱子很费劲,但是推空箱子却很轻松,这说明什么?
(2)如图乙所示,狗在冰面上很容易拉动雪橇,但是在马路上就拉不动,这说明什么?
提示:(1)这说明物体滑动时受到的摩擦力大小与压力有关,压力越大,摩擦力越大。
(2)这说明物体滑动时受到的摩擦力与接触面的性质有关。
[重点释解]
1.产生条件对比
静摩擦力 滑动摩擦力
相同点 ①两物体相互接触且存在弹力
②接触面粗糙
不同点 两物体相对静止但存在相对运动趋势 两物体有相对运动
2.对“相对”的理解
静摩擦力和滑动摩擦力中的“静”和“动”都是相对的,指的是相互接触的物体之间的相对静止和相对运动,而不是物体相对地面的静止和运动。
(1)有静摩擦力作用的两物体是“相对”静止的,即这两个物体互为参考系时是静止的,而以其他物体为参考系时并不一定静止。
(2)存在滑动摩擦力作用的两物体间有“相对”运动,但并不意味着这两个物体相对于其他物体都是运动的,所以受到滑动摩擦力作用的物体不一定运动。
(3)摩擦力阻碍的是受力物体相对于施力物体的运动或运动趋势,并不是阻碍物体对地或其他参考系的运动。因此,摩擦力可以是阻力,也可以是动力。
[针对训练]
1.(多选)关于滑动摩擦力,下列说法正确的是 ( )
A.有正压力一定有滑动摩擦力
B.有滑动摩擦力一定有正压力
C.滑动摩擦力总是与接触面上的正压力垂直
D.只有运动的物体才受滑动摩擦力作用
解析:由产生滑动摩擦力的条件知,A错误,B正确;滑动摩擦力的方向与接触面相切,而正压力垂直于接触面,所以滑动摩擦力的方向跟接触面所受正压力的方向垂直,C正确;静止的物体也可以受滑动摩擦力,如擦黑板时,黑板是静止的,但黑板擦是运动的,黑板受黑板擦的滑动摩擦力作用,D错误。
答案:BC
2.关于摩擦力的产生,下列说法正确的是 ( )
A.相互压紧的粗糙物体间一定有摩擦力
B.有相对运动或有相对运动趋势的物