3.2 摩擦力——第2课时 静摩擦力 课件 -2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

摩擦力——第2课时 静摩擦力 思考讨论 人用平行于地面的力推沙发，但它没有被推动，沙发与地面间存在摩擦力吗？ 理论分析 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。 只要沙发与地面间没有产生相对运动，静摩擦力的大小就随着推力的增大而增大，并与推力保持大小相等。 静摩擦力的定义 当两个彼此接触、挤压的物体之间没有发生相对运动，但具有相对运动的趋势时，接触面上会产生一种阻碍相对运动趋势的力，这种力称为静摩擦力。 静摩擦力的方向总是与接触面相切，并且与相对运动趋势的方向相反。 探究小结 静摩擦力产生的条件 （1）两物体的接触面是粗糙的． （2）两物体存在相对运动趋势． （3）两物体在接触面上有压力（弹力）． 静摩擦力的理解 静摩擦力的方向 （1）沿着接触面，并且跟物体间相对运动趋势的方向相反． （2）跟物体运动的方向可能相同，也可能相反． 静摩擦力的大小 （1）大小的范围：0<F≤Fmax． （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：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． 思考：下列情境中物体是否受到静摩擦力 课堂练习 质量为 2 kg 的木箱静止在水平地面上。木箱与地面间的动摩擦因数为 0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，取重力加速度 g = 10 N/kg。现给木箱一水平拉力。 (1)当拉力大小为 5 N 时，地面对木箱的摩擦力是多大？ (2)当拉力大小变为 12 N 时，地面对木箱的摩擦力是多大？ (3)此后若将拉力减小为 5 N( 木箱仍在滑动 )，地面对木箱的摩擦力是多大？ 思路点拨 分析摩擦力时，首先需要判断是静摩擦力还是滑动摩擦力。 判断方法是分析物体间是否发生相对滑动。 滑动摩擦力大小可以用滑动摩擦力公式求解。 静摩擦力的大小与物体受到的其他力有关，在满足二力平衡时，可利用二力平衡条件求解。 标准解答 由题意可知，m = 2 kg，μ = 0.5。 木箱与地面间的最大静摩擦力为 fmax，则 fmax = μN = μmg = 0.5×2 kg×10 N/kg = 10 N (1)当拉力 F = 5 N 时，F < f max，木箱没有滑动，地面对木箱的摩擦力为静摩擦力。 f静= F = 5 N (2)当拉力 F = 12 N 时，F > fmax，木箱滑动起来，地面对木箱的摩擦力为滑动摩擦力。 f滑 = μN = μmg = 0.5×2 kg×10 N/kg = 10 N 摩擦力的应用和危害 在生产和日常生活中，走路、开车行进、机器制动等，都依靠了摩擦力。 但是，在很多情况下，摩擦力是有害的。 例如，现代交通工具中，约有 20%~30% 的能量消耗在克服有害摩擦上。 要减小摩擦，可以用滚动摩擦代替滑动摩擦，也可以在两物体接触面之间加润滑油，或采用气垫悬浮、磁浮等先进技术。 小结 静摩擦力 1．定义：相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动时的摩擦力叫作静摩擦力。 2．方向：总是沿着接触面，并且跟物体相对运动趋势的方向相反。 3．最大静摩擦力：静摩擦力有一个最大值Fmax，即物体刚要产生相对运动时的摩擦力。最大静摩擦力一般比滑动摩擦力要大。 4．静摩擦力的大小：两物体间实际产生的静摩擦力F在0与Fmax之间，即0<F≤Fmax。 5 . 静摩擦力既可以起动力作用，也可以起阻力作用。 思考与练习 下列说法中不正确的是（ ） A.相互接触并有相对运动的两物体间必有摩擦力 B.两物体间有摩擦力，则其间必有弹力 C.两物体间有弹力，则其间不一定有摩擦力 D.两物体间无弹力，则其间必无摩擦力 如图所示，用手握住杯子使其竖直静止于空中。下列说法正确的是 A. 杯子受到的摩擦力方向竖直向上 B. 杯子受到的摩擦力大小与重力大小相等 C. 手握得越紧，杯子受到的摩擦力越大 D. 手握得越紧，杯子和手之间的最大静摩擦力越大 $