3.2摩擦力之滑动摩擦力 课件-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

专题:滑动摩擦力 第三章　相互作用——力 【学习目标】 1.进一步理解摩擦力的概念. 2.会判断摩擦力的方向. 3.能区分滑动和静摩擦力，会用摩擦力公式计算滑动摩擦力的大小. 4.理解摩擦力的突变问题 一.滑动摩擦力的理解 1. 定义 两个物体相互接触并挤压，当它们沿接触面发生相对运动时，每个物体的接触面上都会受到对方作用的阻碍相对运动的力就叫滑动摩擦力 2. 产生滑动摩擦力的条件 3) 接触面粗糙 2) 两物体间有相对运动 1) 接触面间存在弹力（接触并且挤压） V 请判断物块沿粗糙竖直墙面下滑,物块与墙面间有无滑动摩擦力? V F 施加水平外力. 物体间有摩擦力必定有弹力 思考：静止的物体就不会受到滑动摩擦力了吗？ 静止的物体也会受到滑动摩擦力 相对运动 1．发生相对运动的两个物体，把其中一个物体作为参考系 2．“相对”指的是对跟它接触的物体，不是对地，也不是对观察者 3．物体的相对运动方向≠物体的运动方向（地面为参考系） 发生相对运动的两个物体，把其中一个物体作为参考系时另一个物体的运动方向 盒子相对书本向左滑动, 盒子受到书本对它向右的滑动摩擦力f. 3.方向: 与接触面相切,总与物体的相对运动方向相反 书本相对盒子向右滑动, 书本受到盒子对它向左的滑动摩擦力f `. 情景：将下面的书本快速抽拉出来的过程中 F 与弹力方向垂直 1、盒子有没有受到摩擦力？满足条件 2、盒子收到的摩擦力什么方向？ 向前 运动情况来看 摩擦力 盒子向右运动，摩擦力居然也向右，摩擦力方向居然跟物体运动方向相同 初中认知有差别，运动向右，摩擦力肯定向左。 摩擦力方向不是跟运动方向相反，跟相对运动方向相反 3、摩擦力方向与运动方向呈一定夹角（演示：滑动黑板，抹布沿着手臂上滑） 5 （1）.物体的运动方向. =物体的相对运动方向 （2.）滑动摩擦力的方向可能跟物体的运动方向相反,也可能跟物体运动方向相同，（3）.滑动摩擦力可以是阻力，也可以是动力 物体的运动方向：以地面为参考系，即对地运动方向 物体相对运动的方向：在发生相对运动的两物体中，把其中一个物体作为参考系（当作静止）时，另一个物体的运动方向 F 传送带相对物块向左滑动, 传送带受到物块对它向右的滑动摩擦力f. f f` ` 物块相对传送带向右滑动,物块受到传送带对它向左的滑动摩擦力f `. 例1：物体轻放在匀速转动的传送带上 轻放、初速度为零 受力向右 匀速之后 没有摩擦 匀速 7 μ: 动摩擦因数 FN: 接触面之间的弹力 u没有单位，它的大小与相互接触的两个物体的材料和粗糙程度有关. f=μFN 计算公式Ff＝μFN.公式中FN为接触面受到的正压力，与物体的重力G是两种性质的力，大小和方向不一定与重力相同，Ff与物体的运动状态、运动速度的大小、接触面积的大小均无关. F G N G N G N N=G N=G-F N<G 二.滑动摩擦力的大小: 例2　如图5所示，一重力为40 N的木块原来静止在水平桌面上，某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用，其中F1＝13 N，F2＝6 N.已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： (1)木块所受的摩擦力的大小和方向； 答案　7 N　水平向左 解析　当木块运动时受到的滑动摩擦力大小为Ff＝μFN＝μG＝0.2×40 N＝8 N，故木块受到桌面的最大静摩擦力为8 N. F1、F2作用后，F1和F2相当于一个方向向右的F＝F1－F2＝7 N的力.由于F小于最大静摩擦力，故木块处于静止状态，则木块受到桌面静摩擦力的作用，大小为7 N，方向水平向左. (2)当只将F1撤去后，木块受到的摩擦力的大小和方向. 解析　将F1撤去后，由于F2小于最大静摩擦力，故木块仍然保持静止.由二力平衡知识知，木块受到的静摩擦力大小等于F2，即大小为6 N，方向水平向右. (3)若撤去的力不是F1而是F2，求木块受到的摩擦力的大小和方向. 答案　8 N　水平向左 解析　撤去F2后，由于F1大于最大静摩擦力，则木块受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为8 N，方向水平向左. 三.摩擦力有无的判断方法 (1)条件法：根据摩擦力产生的条件判断. (2)假设法：假设接触面光滑，若物体原来的运动状态改变，说明存在摩擦力；否则不存在摩擦力. (3)状态法：由物体所处的状态分析，若物体静止或做匀速直线运动，根据二力平衡的知识可判断是否存在摩擦力. (4)力的相互作用法：当一物体所受摩擦力方向不易判断时，可先确定与之相互作用的另一物体所受摩擦力情况，然后根据牛顿第三定律(第3节学习)作出判断. 例3:(2023·温州市高一期中)如图所示,A、B、C三个物体都随传送带一起匀速运动(物体与传送带相对静止),运动方向如图中箭头指示方向。下列说法正确的是 A.A物体受到的摩擦力方向向右 B.三个物体中只有A物体不受摩擦力作用 C.B物体受到的摩擦力沿传送带向下 D.B、C两物体受到的摩擦力方向相反 √ A物体沿水平方向做匀速直线运动, 与传送带相对静止,无相对运动趋势, 不受摩擦力作用,A错误; B、C两物体均有相对传送带向下的运动趋势,故均受到沿传送带向上的静摩擦力作用,B正确,C、D错误。 针对训练1　如图7所示，质量为m＝2 kg的木块放在水平地面上，受到水平方向的作用力F＝kt，已知k＝2 N/s，木块与水平地面之间的动摩擦因数μ＝0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g＝10 m/s2.求： (1)水平地面对木块的支持力大小； 答案　20 N 解析　木块受到的重力G＝mg＝2×10 N＝20 N 水平地面对木块的支持力大小等于重力， 即FN＝G＝20 N. (2)t＝1.5 s时刻，木块受到的摩擦力大小； 答案　3 N 解析　木块与水平地面之间的最大静摩擦力 Fmax＝μFN＝0.2×20 N＝4 N t＝1.5 s时刻，水平方向的作用力 F1＝kt＝2×1.5 N＝3 N F1<Fmax，木块处于静止状态 所以t＝1.5 s时刻，木块受到的摩擦力Ff＝F1＝3 N. (3)t＝10 s时刻，木块受到的摩擦力大小. 答案　4 N 解析　t＝10 s时刻，水平方向的作用力 F2＝kt＝2×10 N＝20 N F2>Fmax，木块处于运动状态 所以t＝10 s时刻，木块受到的摩擦力Ff′＝μFN＝0.2×20 N＝4 N. 四、摩擦力的突变问题 例4　如图8所示，物体A的质量为1 kg，置于水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，从t＝0开始，物体以一定的初速度v0向右滑行的同时，受到一个水平向左、大小恒为F0＝1 N的作用力，则反映物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图像正确的是(取向右为正方向，g取10 N/kg) √ 解析　物体A向右滑动时，受到地面向左的滑动摩擦力，由Ff1＝μmg，得Ff1＝2 N；物体静止后，因受到向左的拉力F0＝1 N<Ff1，故物体A不再运动，由二力平衡可知，物体A受到向右的静摩擦力，Ff2＝F0＝1 N，故C正确. 1.静摩擦力大小或方向发生突变. 2.静摩擦力突然变为滑动摩擦力. 3.滑动摩擦力突然变为静摩擦力. 可概括为“静—静”突变，“静—动”突变，“动—静”突变，其中相对滑动与相对静止的临界条件为静摩擦力恰好达到最大值. 摩擦力的突变类型 针对训练2． 如图所示6本相同的厚书被两块相同的竖直木板夹在中间，此时两侧对木板施加的水平压力为FN=40N，每本书的质量为m=0.5kg，重力加速度g取10m/s2，木板和书之间的动摩擦因数为0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则：(1)左侧木板对书的摩擦力为多大？ 15N 如图所示6本相同的厚书被两块相同的竖直木板夹在中间，此时两侧对木板施加的水平压力为FN=40N，每本书的质量为m=0.5kg，重力加速度g取10m/s2，木板和书之间的动摩擦因数为0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则：(2)书和书之间的动摩擦因数至少为多大？ 0.25 如图所示6本相同的厚书被两块相同的竖直木板夹在中间，此时两侧对木板施加的水平压力为FN=40N，每本书的质量为m=0.5kg，重力加速度g取10m/s2，木板和书之间的动摩擦因数为0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则：(3)如果把左侧第二本书向上抽出至少需要多大的竖直拉力？ 25N 作业： 1、完成：摩擦力专题同步练习 2、预习：静摩擦力. $$