3.2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

第2节　摩擦力 第三章 相互作用——力 高中物理人教版（2019）必修第一册 将两本书一页一页的交叉重叠在一起，你能把它们拉开吗？这是为什么？ 书的每页纸面并不平滑，这些纸面在相互叠放时会产生一定的摩擦力，当书页重叠的越多，摩擦力就越大，书本就越难分开 情景导入 生活中的摩擦现象 2 知道滑动摩擦力的大小跟什么有关，会求滑动摩擦力. 1 知道滑动摩擦力的概念及产生条件，会判断滑动摩擦力的方向. 重点 重难点 滑动摩擦力的产生及方向 目标一 如图所示，在下面三个过程中，物块是否受到摩擦力？施力物体是谁？方向如何？摩擦力的方向与物块运动方向、物块相对于施力物体的运动方向各有什么关系？ 给物块一个初速度，最终物块停下来 拴住物块保持静止，将物块下的纸张抽出 将物块置于木板上，用力向右拉动木板 注意桌面及木板上的标记线 观察与思考 物块受到的摩擦力方向向左，施力物体是桌面，摩擦力方向与物块运动方向相反，与物块相对于桌面的运动方向相反 物块受到的摩擦力方向向右，施力物体是纸张，物块保持静止，摩擦力方向与物块相对于纸张的运动方向相反 观察与思考 物块受到的摩擦力方向向右，施力物体是木板，摩擦力方向与物块运动方向相同，与物块相对于木板的运动方向相反 滑动摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反. 观察与思考 滑动摩擦力的产生及方向 弹力 (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)条件： ①接触 (3)方向： 总是沿着接触面，与物体间相对运动的方向相反. ③相对运动 ④接触面粗糙 无摩擦力 有摩擦力 ②相互挤压 两个物体同一个接触面间的摩擦力与弹力的方向一定相互垂直 滑动摩擦力的方向与物体运动的方向一定相反吗？滑动摩擦力都是阻力吗？只有运动的物体才受滑动摩擦力吗？ 思考与讨论 一般情况下所说的物体运动方向是指相对于地面的运动方向，而滑动摩擦力是阻碍物体间的相对运动，物体所受摩擦力的方向与物体相对于施力物体运动的方向相反，与物体本身运动方向无关；滑动摩擦力按效果来说，既可以是阻力，也可以是动力；静止的物体也可以受到滑动摩擦力的作用，如手压桌子往前推，手与桌子有相对运动，桌子处于静止状态，但手给桌子的摩擦力即为滑动摩擦力. 1.(多选)有关滑动摩擦力的说法正确的是 A.相互接触并有相对运动的物体间必有摩擦力 B.两物体之间有滑动摩擦力，则其间必有弹力 C.摩擦力的方向总是与物体运动方向相反 D.滑动摩擦力一定与压力的方向垂直 √ √ 导练 滑动摩擦力的产生需要满足四个条件：接触、挤压、相对运动、不光滑，接触挤压时一定存在弹力，A错误，B正确； 摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，与物体相对运动方向相反，而不是与物体的运动方向相反，C错误； 摩擦力沿着物体表面，而压力垂直于物体表面，两者一定垂直(同一接触面处)，D正确. 2.假设下面图中各接触面均不光滑，判断下列各情况下物块所受滑动摩擦力的方向. 图(1)桌子静止，物块在力F作用下向右运动； 图(2)力F将物块压在竖直墙上，物块沿墙面向下运动； 图(3)物块放在斜面上，然后沿斜面向下运动； 图(4)小车和物块一起水平向右运动，小车通过的距离更大． (1)沿桌面向左　 (2)沿墙面竖直向上　 (3)沿斜面向上　 (4)水平向右 滑动摩擦力的大小 目标二 1.手压着桌面向前移动，会明显地感觉到有阻力阻碍手的移动.逐渐增大压力，感受阻力有什么变化.试一试，并说明道理. 手压着桌面向前移动，手受到了桌面的与手运动方向相反的滑动摩擦力，正是此滑动摩擦力阻碍了手的运动.由于滑动摩擦力的大小与压力大小有关，手对桌面的压力越大，所受滑动摩擦力越大，即阻力越大. 观察与思考 2.请结合以下问题，设计实验来定量研究滑动摩擦力与压力的关系. (1)需要测量哪些物理量？ (2)如何测量这些物理量？ (3)如何设计实验装置？ (4)如何处理实验数据？ 观察与思考 实验思路 压力 滑动摩擦力 物块及砝码的重力 拉力 间接测量量 直接测量量 F压G 匀速直线运动 静止 1.物理量测量 2.实验方案 力传感器 观察与思考 17 实验器材 进行实验 观察与思考 摩擦力 压力 通过图像，你能得出什么样的结论呢？ 数据分析 观察与思考 滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比 即： 是比例系数，叫作动摩擦因数。实验表明，不同材料的接触面所得的比例系数不同，所以它的值跟接触面有关，接触面材料不同、粗糙程度不同，动摩擦因数就会不同. 由于 实验结论 观察与思考 1.滑动摩擦力的大小与物体的速度有关吗？与接触面的面积有关吗？ 思考与讨论 滑动摩擦力只与压力及动摩擦因数有关，而动摩擦因数与接触面的材质及粗糙程度有关，因此滑动摩擦力大小与物体的速度及接触面的面积均无关. 2.根据下面两个图，思考表达式中物体对接触面的压力等于物体的重力吗？ 不一定，题图甲由相互作用力及二力平衡关系可知，压力大小等于重力，但题图乙物体与天花板间的压力大小无法确定. 3.某次实验探究活动中需要测定木块和长木板之间的动摩擦因数，有两位同学分别设计了甲、乙两种方案(如图所示)，通过弹簧测力计水平地拉住木块.其中甲方案中长木板固定不动，乙方案中外力拉动长木板在水平桌面上滑动. (1)甲方案能测量动摩擦因数的前提是木块在长木板上做___________运动. 匀速直线 当木块做匀速直线运动时，拉力大小与滑动摩擦力大小相等. 导练 (2)乙方案中弹簧测力计示数为________N，木块的质量为1 kg，长木板的质量也为1 kg，g＝10 m/s2，则木块与长木板之间的动摩擦因数为________. 2.60 0.26 4.(课本第64页例题)在我国东北寒冷的冬季，有些地方用雪橇作为运输工具.一个有钢制滑板的雪橇，连同车上木料的总质量为4.9×103 kg.在水平的冰道上，马要在水平方向用多大的力，才能够拉着雪橇匀速前进？g取10 N/kg. 答案　980 将雪橇抽象为一个物体，如图， 雪橇所受重力mg＝4.9×104 N，查表得μ＝0.02. 雪橇匀速运动，拉力F与滑动摩擦力Ff大小相等， 即F＝Ff 由于FN＝mg Ff＝μFN＝μmg 故F＝μmg＝0.02×4.9×103×10 N＝980 N.即马要在水平方向用980 N的力，才能拉着雪橇匀速前进. 5.质量为3 kg的木块放在水平地板上，用F＝6 N且水平向右的拉力拉该木块时，木块恰能做匀速直线运动.(g取10 N/kg)求： (1)木块与地板间的动摩擦因数； 答案　0.2　 木块做匀速直线运动，则滑动摩擦力Ff1＝F＝6 N， 而Ff1＝μFN＝μmg， (2)若在木块运动过程中撤去拉力，在木块继续向前滑行的过程中，木块受到的摩擦力是多大？ 答案　6 N　 Ff2＝μFN＝Ff1＝6 N. (3)若F的大小变为10 N，则木块受到的摩擦力是多大？ 答案　6 N Ff3＝μFN＝Ff1＝6 N. (4)若在木块运动过程中将F的方向改为水平向左，则在木块向右运动过程中，受到的摩擦力是多大？方向如何？ 答案　6 N　方向水平向左 Ff4＝μFN＝Ff1＝6 N，方向水平向左. (5)若F的大小不变而将方向改为竖直向上作用于该木块上，则此时应加一个多大的水平拉力，才能使该木块保持匀速直线运动状态. 答案　4.8 N 此时木块和地板间的压力FN′＝mg－F＝24 N，Ff5＝μFN′＝4.8 N.则此时要保持木块做匀速直线运动，需满足拉力F′＝Ff5＝4.8 N. 沿着接触面，与相对运动方向相反 阻碍相对运动 弹力 ①接触 ②相互挤压 ③相对运动 ④接触面粗糙（不光滑） 目标一：滑动摩擦力的产生及方向 定义 条件 方向 目标二：滑动摩擦力的大小 定量关系 定性关系 压力、接触面粗糙程度 摩擦力(一) 弹簧测力计示数为2.60 N，μ＝＝＝＝0.26. 故μ＝＝＝0.2. $$