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

专题:静摩擦力 第三章　相互作用——力 一、静摩擦力的理解 1. 定义 相互接触并且挤压的物体,有相对运动趋势时,接触面产生的阻碍物体的相对运动趋势的力,称为静摩擦力. 2. 产生的条件 2).接触面粗糙 3).相对运动趋势 1).接触面间存在弹力（接触并且挤压） 注意：产生静摩擦力的物体一定是静止的吗？ 物块随传送带向上匀速运动. v A 不是，只是相对静止 请判断下列各种情况下,哪些物体受到静摩擦力? 物体静止斜面上 线绳拉住物体 物体静止斜面上 f 运动的物体也可以受到静摩擦力的作用； 静摩擦力的方向可能跟物体的运动方向相反,也可能跟运动方向相同； 静摩擦力可能是动力，也可能是阻力 1）假设光滑法 2）平衡法 请判断下列各种情况下,哪些物体受到静摩擦力? 2. 静摩擦力产生的条件 1).接触面粗糙 2).相对运动趋势 3).接触面间存在弹力（接触并且挤压） 若物体间发生相对滑动 若物体间仍然相对静止 物体间有静摩擦力 物体间无静摩擦力 假设接触面间光滑 F` 在水平外力F`作用下,物体静止. 线绳悬挂物体，物体静止于竖直粗糙墙面右侧. F` 汽车刹车时(木箱与车相对静止； 物体静止在水平面上. 有一个力拉没有拉动 如何知道是否有相对运动趋势？ 3、判断物体有无静摩擦力的方法: 假设法判断。 假设接触面光滑，物体相对与它接触的物体运动的方向，就是相对运动趋势方向.例如：静止在斜面上的物体受到的静摩擦力的方向沿斜面向上. 二.静摩擦力的方向: 平行于接触面, 与物体的相对运动趋势的方向相反 说明在跑步的甲、乙两任瞬间所受到的摩擦力方向 (2)滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，与物体的运动方向无关. (3)无论是静摩擦力还是滑动摩擦力，都可以是动力，也可以是阻力，如果物体受到的摩擦力的方向与该物体运动的方向相同，则摩擦力为动力，如果物体受到的摩擦力的方向与该物体运动的方向相反，则摩擦力为阻力. 静摩擦力的方向与物体的运动方向可以成任意角度 静摩擦力方向判断方法 (1)假设法：假设接触面光滑，若物体发生运动的方向为相对运动趋势的方向，得到静摩擦力. (2)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摩擦力的方向. (3)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作出判断. 1）．静摩擦力是一个范围值：0<f<f静m 注意: 常用平衡法求静摩擦力的大小，f静 =F外 (平行于接触面使物体发生相对运动趋势) f静 随F外的改变而改变 2）．最大静摩擦力等于物体将要发生相对运动时的摩擦力 即：物体恰能启动的瞬间, F外 = f静m ≈f滑 三.静摩擦力大小： 静摩擦力的大小与正压力无关，但最大静摩擦力的大小与压力成正比。 G f静 FN FN 情景二：保持水杯静止，往瓶中加入一些水，与之前相比那些量变化了？ 情景一：手握水杯，分析静止和来回运动两种情况下物体受到的摩擦力的性质 注意：静摩擦、动摩擦看物体间有没有相对运动，而不是看物体有没有动 静摩擦方向与物体的运动方向无关 情景三：握松一些和握的紧一些，那些量发生了变化？ 静摩擦变了，最大静摩擦没有变。 10 例1 如图所示,一辆汽车在平直公路上向右行驶,车上有一木箱,试判断下列情况中木箱所受的摩擦力种类及摩擦力的方向,是阻力还是动力? (1)汽车由静止向右加速运动时(木箱和车无相对滑动); 答案　静摩擦力　向右　动力 木箱随汽车一起由静止加速运动,假设二者的接触面 是光滑的,则汽车加速时,木箱由于要保持原来相对地 面静止的状态,因此它将相对于汽车向左滑动,而实际上木箱与汽车无相对滑动,即相对静止,说明木箱有相对汽车向左滑动的趋势,所以木箱受到向右的静摩擦力,此静摩擦力为动力。 (2)汽车刹车时(木箱和车无相对滑动); 答案　静摩擦力　向左　阻力 汽车刹车时,速度减小,假设木箱与汽车的接触面是光滑的,则木箱将相对汽车向右滑动,而实际上木箱没有滑动,说明木箱有相对汽车向右滑动的趋势,所以木箱受到向左的静摩擦力,此静摩擦力为阻力。 (3)汽车匀速运动时(木箱和车无相对滑动); 答案　无摩擦力 木箱随汽车一起匀速运动时,二者无相对运动或相对运动趋势,因而木箱不受摩擦力。 (4)汽车刹车,木箱在车上滑动时; 答案　滑动摩擦力　向左　阻力 汽车刹车,木箱相对于汽车向右滑动,可知木箱受到向左的滑动摩擦力,此滑动摩擦力为阻力。 (5)汽车突然向右加速,木箱在车上滑动时。 答案　滑动摩擦力　向右　动力 汽车突然向右加速,木箱相对于汽车向左滑动,可知木箱受到向右的滑动摩擦力,此滑动摩擦力为动力。 四、生活中常见的静摩擦力 M N Q P P、Q分别为主动轮和从动轮，M、N分别为主、从动轮边缘与皮带接触的一点，求：当P顺时针转动时，这两点受摩擦力的方向？ 主动轮带动从动轮 骑 推 思考： 分析骑自行车前进和推自行车前进时，前后轮所受摩擦力的方向 　如图所示，物体A、B叠放在水平地面上，水平力F作用在A上，使二者一起向左做匀速直线运动，下列说法正确的是 A.A、B之间无摩擦力 B.A受到B的摩擦力水平向左 C.B受到A的摩擦力水平向左 D.地面对B的摩擦力为静摩擦力，水平向右 例2 解析　对A物体，由于A匀速运动，由水平方向二力平衡可知，B对A的摩擦力必与F等大反向，故选项A、B错误；对B物体，由力的作用的相互性可知，A对B的摩擦力一定与B对A的摩擦力方向相反，故B受到A的摩擦力水平向左，选项C正确； 对A、B整体分析，由于A、B一起向左匀速运动，则地面对B的摩擦力为滑动摩擦力，且水平向右，故选项D错误. 如图所示，截面为三角形的木块a上放置一铁块b，三角形木块竖直边靠在竖直且粗糙的竖直墙面上，现用竖直向上的作用力F推动木块与铁块一起向上匀速运动，运动过程中铁块与木块始终保持相对静止，则下列说法正确的是(　　) A．木块a与铁块b间一定存在摩擦力 B．木块与竖直墙面间一定存在水平弹力 C．木块与竖直墙面间一定存在摩擦力 D．竖直向上的作用力F大小一定大于铁块与木块的重力之和 √ 例3 A F1=5N F2=5N 三个接触面间的f =？ 当物理情景中涉及物体较多时，就要考虑采用 整体法和隔离法 各物体运动状态相同，将几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析的方法 将所研究的对象从周围的物体中分离出来，单独进行受力分析的方法 针对训练．静止 B C 针对训练1.(2020·南京师范大学附中月考)如图3所示的皮带传动装置中，O1是主动轮，O2是从动轮，A、B分别是皮带上与两轮接触的点，C、D分别是两轮边缘与皮带接触的点(为清楚起见，图中将两轮与皮带画得略为分开，而实际上皮带与两轮是紧密接触的).当O1顺时针启动时，若皮带与两轮间不打滑，则A、B、C、D各点所受静摩擦力的方向分别是 A.向上，向下，向下，向上 B.向下，向上，向上，向下 C.向上，向上，向下，向下 D.向下，向下，向上，向上 解析　假设主动轮O1与皮带间无摩擦力作用，则当O1顺时针启动时，O1与皮带间将会打滑，此时C点将相对于A点向上运动.实际上，O1与皮带间没有打滑，可见C点相对于A点有向上运动的趋势；反之，A点相对于C点有向下运动的趋势.根据静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反，可知C、A两点受到的静摩擦力FC、FA的方向分别是向下、向上.同理，可判断B、D两点所受的静摩擦力FB、FD的方向分别是向上、向下. 针对训练2： 如图所示,A与桌面间的最大静摩擦力为10 N,不计定滑轮与轻绳之间的摩擦。拉力F=30 N时,系统处于静止状态。求物体B的质量M的取值范围。(重力加速度g=10 m/s2) 答案　2 kg≤M≤4 kg 当物体B质量较大时,重物A有向右运动的趋势,则静摩擦力方向向左,当静摩擦力最大时,物体B的质量最大, 有Mmaxg=F+Ffmax, 解得Mmax=4 kg, 当物体B质量较小时,重物A有向左运动的趋势, 则静摩擦力方向向右,当静摩擦力最大时,物体B的质量最小, 有Mming=F-Ffmax, 解得Mmin=2 kg, 综上可知物体B的质量M的取值范围为2 kg≤M≤4 kg。 作业： 1、完成：静摩擦力专题训练 2、预习：导学案 $$