3.2 摩擦力+受力分析 第1课时 课件-2024-2025 学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

2.2　摩擦力 第三章　相互作用——力 新课导入 生活中常见的摩擦力。 情景导入 一.滑动摩擦力 体验:请你将手放在桌面上,向下按压,并向前推动 思考分析 1.感觉到桌面对手的阻碍作用吗? 2.怎样定义滑动摩擦力? 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： 一.滑动摩擦力 3.滑动摩擦力的方向： (1)接触面粗糙； (2)两物体相互接触且有挤压（弹力）； (3)两物体间有相对运动。 相对运动：相对于接触的物体有距离的变化 判断小滑块滑动摩擦力的方向 思考分析 相对运动 相对运动 Ff Ff 注意：滑动摩擦力的方向，不能说与物体运动方向相反 滑动摩擦力的方向：沿着接触面，与相对运动方向相反 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： 一.滑动摩擦力 3.滑动摩擦力的方向： (1)接触面粗糙； (2)两物体相互接触且有挤压（弹力）； (3)两物体间有相对运动。 沿着接触面，与相对运动方向（与接触的物体为参考系）相反。 注意区分： 1.物体相对运动方向、物体运动方向和物体速度方向； 2.物体运动方向和物体速度方向是一致的； 3.物体相对运动方向是相对于以接触物体为参考系的，而物体运动方向和物体速度方向是以地面为参考系的。 1.请你将手放在桌面上，分别向下轻压和重压，并向前推动来感受一下摩擦力的大小，轻压和重压哪个摩擦力更大？ 思考分析 重压 2.影响滑动摩擦力大小的因素是什么? 压力、接触面粗糙程度 一.滑动摩擦力 一.滑动摩擦力 一.滑动摩擦力 研究对象 在木板上运动的木块 需要测量 压力、滑动摩擦力 测量方法 实验装置 数据处理 根据数据作Ff -F压图像分析 实验设计 FN mg F Ff FN=mg = F 压 压力的大小 匀速运动：F=Ff 滑动摩擦力的大小 一.滑动摩擦力 轨道 木板 力传感器 滑块 马达 细绳 细绳 一.滑动摩擦力 一.滑动摩擦力 F 拉 Ff 滑块相对于木板时 细绳 一.滑动摩擦力 实验数据 (1)滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比。 4.大小： Ff ＝ μF 压 F 压:压力的大小，单位：N μ:动摩擦因数，无单位 (2)公式： (3)动摩擦因数μ 一.滑动摩擦力 Ff / N FN / N O μ＞μ 它的值跟接触面的材料、粗糙程度有关； μ = 特别说明 (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(匀速直线运动或静止)时，根据二力平衡条件求解. (4)几种材料间的动摩擦因数。 4.大小： 一.滑动摩擦力 1.滑动摩擦力总是阻力吗？ 思考分析 不是； 当摩擦力的方向与物体的运动方向相同时，它是物体运动的动力； 当摩擦力的方向与物体的运动方向相反时，它是物体运动的阻力. 一.滑动摩擦力 2.静止的物体可以受到滑动摩擦力吗？ 可以；如图所示，B板被抽出时，静止的A物体受到向左的滑动摩擦力. 　有关滑动摩擦力，下列说法中正确的是 A.滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反 B.有滑动摩擦力必有弹力 C.物体在支持面上的滑动速度越大，滑动摩擦力也一定越大 D.公式Ff＝μFN中的压力FN一定等于物体重力的大小 例1 √ 滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，滑动摩擦力的方向一定与物体相对运动的方向相反，但不一定与物体运动方向相反，故A错误； 摩擦力的产生条件是有弹力，接触面粗糙，有相对运动，故B正确； 滑动摩擦力的大小Ff＝μFN，与物体在支持面上的滑动速度无关，其中FN为压力，FN与接触面垂直，不一定等于重力，故C、D错误. 　如图所示，汽车B在水平路面上以相对于地面的速度v1向右运动，车上的货物A以相对于地面的速度v2向右运动.下列判断正确的是 A.若v1<v2，货物A受到了汽车B所施加的向右的滑动摩擦力 B.若v1<v2，汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力 C.若v1>v2，货物A受到了汽车B所施加的向左的滑动摩擦力 D.若v1>v2，汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力 例2 √ 若v1<v2，则货物A相对汽车B向右运动，故汽车B 对货物A施加向左的滑动摩擦力，汽车B受到了货 物A所施加的向右的滑动摩擦力，故A错误，B正确； 若v1>v2，则货物A相对汽车B向左运动，故汽车B对货物A施加向右的滑动摩擦力，汽车B受到了货物A所施加的向左的滑动摩擦力，故C、D错误. 二.静摩擦力 是否存在摩擦力？ 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，这时的摩擦力叫作静摩擦力； 2.产生条件： 3.静摩擦力的方向： (1)接触面粗糙； (2)两物体相互接触且有挤压（弹力）； (3)两物体间有相对运动趋势。 二.静摩擦力 二.静摩擦力 F 沙发相对地面有向右的运动趋势 左 二.静摩擦力 水杯相对手有向下的运动趋势 F 上 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，这时的摩擦力叫作静摩擦力； 2.产生条件： 3.静摩擦力的方向： (1)接触面粗糙； (2)两物体相互接触且有挤压（弹力）； (3)两物体间有相对运动趋势。 二.静摩擦力 与相对运动趋势方向相反。 注意：静摩擦力的方向，不能说与物体运动方向相反 二.静摩擦力 深度思考 1.用力推桌子，但是桌子没有移动，桌子受到的静摩擦力方向是？ 2.逐渐增大推桌子的力，桌子受到的静摩擦力如何变化？ 3.如果一直增大推桌子的力，桌子受到的静摩擦力会无限地持续增大吗？ 二.静摩擦力 二.静摩擦力 实验结论 最大静摩擦力略大于滑动摩擦力 滑动摩擦力 静摩擦力 0 < F≤ Fmax (1)两物体之间实际产生的静摩擦力F在0与最大静摩擦力Fmax之间，即0<F≤Fmax. 静摩擦力的大小 (2)最大静摩擦力Fmax，在数值上等于物体即将开始运动时的推力. 二.静摩擦力 总结 物体间的压力越大，静摩擦力也越大吗？ 思考分析 压力的大小与静摩擦力的大小无关，但是压力越大，最大静摩擦力越大 Ff=5N F推=5N 二.静摩擦力 1.受静摩擦力作用的物体一定处于静止状态吗？ 思考分析 静摩擦力发生在相对静止的两物体之间，受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，运动的物体也可能受静摩擦力作用，如图所示，物体随传送带匀速上升时. 二.静摩擦力 2.静摩擦力既可以是动力，也可以是阻力。 　(2021·福州外国语学校高一期中)关于静摩擦力的说法，正确的是 A.两个相对静止的物体间一定有静摩擦力的作用 B.受静摩擦力作用的物体一定是静止的 C.当两物体间的压力一定时，静摩擦力的大小可以变化，但有一个限度 D.静摩擦力一定是阻力 例3 √ 当两个物体有相对运动趋势时才有可能产生静摩擦力，A错误； 受静摩擦力作用的物体有可能是运动的，B错误； 当两物体间的压力一定时，静摩擦力的大小可以变化，但有一个限度，这个限度就是最大静摩擦力，C正确； 当静摩擦力的方向与运动方向相同时，静摩擦力是动力，D错误. 　(多选)(2022·乌苏市第一中学高一阶段练习)用手握住一个盛有一部分油的油瓶，油瓶始终静止处于竖直方向，如图所示，下列说法中正确的是 A.瓶中装的油越多，油瓶受到的摩擦力越大 B.油瓶所受摩擦力大小总是和油瓶的重力大小相等 C.油瓶所受摩擦力的方向竖直向上 D.手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大 例4 √ √ √ 手握住油瓶，油瓶不掉落下来，表明手对油瓶竖直向上的静摩擦力跟油瓶重力二力平衡，油瓶越重，它受到的静摩擦力越大，增加手握油瓶的力度，摩擦力仍与重力平衡，保持不变，A、B、C正确，D错误. 摩擦力大小的计算 例5　质量为3.0 kg的空木箱，放置在水平地面上，沿水平方向施加拉力，当拉力F1＝8.0 N时，木箱静止；当拉力F2＝10.3 N时，木箱做匀速直线运动(g取9.8 m/s2)，求： (1)木箱与地面间的动摩擦因数； (2)木箱在F1＝8.0 N的拉力作用下受到的摩擦力的大小； (3)木箱在F3＝12.0 N的水平拉力作用下，受到的摩擦力的大小. 解析　当拉力F2＝10.3 N时，木箱做匀速直线运动，木箱水平方向受到拉力F2和滑动摩擦力Ff1，根据二力平衡条件有：Ff1＝F2＝10.3 N 木箱放在水平地面上，则木箱对地面的压力大小等于木箱所受的重力，即F压＝mg. 根据滑动摩擦力公式Ff＝μF压， 联立解得μ≈0.35. (2)木箱在F1＝8.0 N的拉力作用下受到的摩擦力的大小； 答案　8.0 N 解析　当拉力F1＝8.0 N时，木箱静止，木箱水平方向所受到的静摩擦力Ff2与F1二力平衡，则有：Ff2＝F1＝8.0 N. (3)木箱在F3＝12.0 N的水平拉力作用下，受到的摩擦力的大小. 答案　10.3 N 解析　当拉力F3＝12.0 N时，木箱将在地面上滑动，此时木箱受到的摩擦力为滑动摩擦力，由第(1)问可以知道，Ff3＝Ff1＝10.3 N. 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. 例 【解析】　 A对：条件法。物体A有沿墙壁下滑的趋势，受静摩擦力。 B错：条件法。物体A与墙壁间不发生挤压，无弹力，故无摩擦力。 C对：假设法。假设A与传送带接触处光滑，则A将沿传送带下滑，故有静摩擦力。 D错：状态法。假设A受传送带的静摩擦力作用，但在水平方向上没有另一个力与该静摩擦力平衡（二力平衡），物体不可能做匀速运动，故不存在静摩擦力。 AC 四、物体受力的初步分析 1.受力分析 根据研究的问题，选取合适的物体作为研究对象，分析它受到哪些力的作用，并画出所受力的示意图，这一过程即为物体的受力分析. 2.受力分析的步骤 　如图所示，粗糙的长方体木块A、B叠在一起静止在水平地面上，在B上施加水平外力F，使A、B一起向右匀速运动.试分别画出A、B的受力示意图. 例4 先隔离A对其受力分析： 再隔离B对其受力分析： 则木箱与地面间的动摩擦因数为μ＝ $$