3.3 摩擦力 课件-2024-2025学年高一上学期物理教科版（2019）必修第一册

高中物理必修一 演 讲 者：曹雄 3.3 摩擦力 更多模板请关注：https://haosc.taobao.com 情境引入 冰壶为什么会停止运动？ 冰壶运动中，运动员为什么要不停地刷冰？ 摩擦力 My First Template 一、滑动摩擦力 体验一： 请同学们： ①将手放在空中，水平移动 ②将手放在桌面上，静止不动 ③慢慢地在桌面上推动手，接着再用更大的力按压桌面 向前推动 小组讨论：滑动摩擦力的产生条件是什么？ ①两物体接触且有挤压（即有弹力）； ②两物体接触面粗糙； ③两物体发生相对运动。 1、滑动摩擦力的产生条件： My First Template 一、滑动摩擦力 2、滑动摩擦力的定义： 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施加的阻碍相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力。 My First Template 一、滑动摩擦力 3、滑动摩擦力的方向： 现在用毛刷来刷书本，有什么办法能快速判断毛刷所受的摩擦力方向？ 刷毛方向与滑动摩擦力方向相同 f My First Template 一、滑动摩擦力 3、滑动摩擦力的方向： 如果毛刷和书本都在运动，但运动速度不同，这时摩擦力的方向该如何判断？该如何操作？ 向右运动，V毛刷>V书本，V毛刷<V书本 向左运动，V毛刷>V书本，V毛刷<V书本 温馨提示：观察毛刷相对于书本的运动方向 My First Template 一、滑动摩擦力 3、滑动摩擦力的方向： 向右运动 毛刷相对于书本的运动方向 毛刷受到的摩擦力方向 向左运动 毛刷相对于书本的运动方向 毛刷受到的摩擦力方向 向右 向左 向右 向左 向左 向左 向右 向右 V毛刷>V书本 V毛刷<V书本 V毛刷>V书本 V毛刷<V书本 My First Template 一、滑动摩擦力 3、滑动摩擦力的方向： 如果毛刷和书本都在运动，但运动速度不同，这时摩擦力的方向该如何判断？该如何操作？ 总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反。 结论： My First Template 毛刷在静止的木板上滑动 一、滑动摩擦力 理解相对运动 “相对”指的是研究对象相对接触的物体而言的 “相对运动”——两物体分别以对方为参考系表现出来的运动，而不是相对地面或其他物体的运动 “实际运动”——相对地面（以地面为参考系）的运动 “阻碍”——阻碍的是相对运动而不是阻碍物体的运动 物体相对运动方向≠物体的运动方向 静止的物体也会受到滑动摩擦力 小木块 大木块 滑动摩擦力可以是动力也可以是阻力 5m/s 10m/s A B f滑木板→毛刷 f滑毛刷→木板 My First Template 一、滑动摩擦力 小组讨论：滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？ 猜想：1、接触面的粗糙程度 2、压力 3、相对运动的速度 4、接触面的面积 实验探究 控制变量法 在物理学中对于多变量的问题，把多因素转变为单因素，且每次只改变一个变量的研究方法称为控制变量法 √ √ × × My First Template CX990215 (C) - 一、滑动摩擦力 实验探究：滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度、压力的大小之间的关系 1、摩擦力大小怎么测量？ 利用二力平衡，使木块匀速运动，用弹簧测力计读出摩擦力的大小。 My First Template 一、滑动摩擦力 实验探究：滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度、压力的大小之间的关系 1、摩擦力大小怎么测量？ 2、怎样保证物块在匀速运动，能否在图3的基础上进行改进？ √ f F弹 My First Template 一、滑动摩擦力 实验探究：滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度、压力的大小之间的关系 1、摩擦力大小怎么测量？ 2、怎样保证物块在匀速运动？ 3、当研究多个物理量时，可以采用什么方法？ √ √ 研究粗糙程度与滑动摩擦力大小的关系： 使用同一粗糙程度的木板B，增加砝码改变物块A的压力 同一个物块A放在不同粗糙程度的物体B上进行实验 研究压力大小与滑动摩擦力大小的关系： My First Template 一、滑动摩擦力 My First Template 一、滑动摩擦力 实验探究：滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度、压力的大小之间的关系 实验结论 1、在其他条件不变时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大 2、在其他条件不变时，接触面上的正压力越大，滑动摩擦力越大，且与正压力成正比关系 My First Template 一、滑动摩擦力 通过进一步的定量实验结果表明：滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比即 ＝ 表示滑动摩擦力的大小；表示压力的大小。 My First Template 几种材料间的动摩擦因数 材料 动摩擦因数 材料 动摩擦因数 钢—钢 0.25 钢—冰 0.02 木—木 0.30 木—冰 0.03 木—金属 0.20 橡胶轮胎—路面（干） 0.71 皮革—铸铁 0.28 木—皮带 0.40 一、滑动摩擦力 是不是动摩擦因素都小于1？ 金属——橡皮：1~4 化纤丝——玻璃导杆：8 My First Template 回顾总结 冰壶运动中，运动员为什么要不停地刷冰？ 减小接触面的粗糙程度，从而减小摩擦力，使冰壶向前滑动 My First Template 一、滑动摩擦力 1、(多选)有关滑动摩擦力，下列说法中正确的有(　　) A．有正压力一定有滑动摩擦力 B．有滑动摩擦力一定有正压力 C．滑动摩擦力总是与接触面上的正压力垂直 D．只有运动的物体才受滑动摩擦力作用 BC My First Template 一、滑动摩擦力 2．物体与支持面间有滑动摩擦力时，下列说法正确的是 (　　) A．物体与支持面间的压力越大，滑动摩擦力越大 B．物体与支持面间的压力不变，动摩擦因数一定， 接触面积越大，滑动摩擦力越大 C．物体与支持面间的压力不变，动摩擦因数一定，速度越大，滑动摩擦力越大 D．动摩擦因数一定，物体与支持面间的压力越大，滑动摩擦力越大 D My First Template 一、滑动摩擦力 3.在μ=0.4的水平面上向左运动的物体，重为20N，在运动过程中，还受到一个水平向右大小为10N的拉力作用，则物体受到滑动摩擦力为（ ）（g=10m/s²) A.2N，向右 B.2N，向左 C.8N，向右 D.8N，向左 C My First Template 一、滑动摩擦力 4.一个有钢制滑板的雪橇，连同木料的总重量为4.9×104N。在水平的冰道上，小路要在水平方向用多大的力，才能够拉着雪橇匀速前进？（动摩擦因数为0.02） F=980N My First Template 一、滑动摩擦力 滑动摩擦力 定义 产生条件 方向 大小 两物体接触且有挤压（即有弹力） 两物体接触面粗糙 两物体发生相对运动 总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反。 f = µN My First Template 一根筷子能否提起杯子？ 二、静摩擦力 My First Template 根据二力平衡的知识可知，这时一定有一个力与推力平衡。这个力与人对箱子的推力大小相等、方向相反。这个力就是箱子与地面之间的摩擦力。 二、静摩擦力 思考讨论：人用平行于地面的力推箱子，但它没有被推动，箱子与地面间存在摩擦力吗？ 因为箱子相对地面有运动的趋势，所以箱子与地面间存在静摩擦力。 F My First Template 二、静摩擦力 1、静摩擦力 两个相互接触并挤压的物体，当它们具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动趋势的力，这种力就叫作静摩擦力。 2、静摩擦力的产生条件 （1）两物体接触且有挤压（即有弹力）； （2）两物体接触面不光滑； （3）两物体接触面有相对运动趋势。 My First Template 二、静摩擦力 理解相对运动趋势 f静 v v 试分析以下情形中木箱所受的摩擦力方向： 假设法 假设接触面光滑，若物体会发生运动，则受到静摩擦力 My First Template 二、静摩擦力 3、静摩擦力的方向： 静摩擦力的方向总是沿着接触面，跟物体相对运动的趋势方向相反。 v 运动的物体可能受到静摩擦力 V f静（车→木箱） ①汽车启动瞬间 ②汽车刹车瞬间 车上的木箱运动情况： f静（车→木箱） 汽车有没有受到摩擦力的作用？ 滑动摩擦力:地面给的 静摩擦力：木箱给的 若汽车和木箱都以相同速度向右运动，汽车和木箱之间有没有摩擦力？ 无相对运动趋势，故无静摩擦力 My First Template 练习：下列图中的物体都处于静止状态，有静摩擦力的是（ ） A B F F C D 二、静摩擦力 BCD 状态分析法 My First Template 二、静摩擦力 4、静摩擦力的大小： F=10N f静=10N f静=30N F=30N 若更换为50N的力，沙发刚好被推动了，推力还等于静摩擦力等于50N吗？ 静摩擦力大小始终与推力大小相等，且随着推力增大而增大 发生了相对运动，物体不再受到静摩擦力，故不相等，我们把这个使物体刚好发生相对运动的摩擦力称为最大静摩擦力，记为f静max。 My First Template 二、静摩擦力 f静max = f滑 ？ 演示： 静摩擦力的大小随拉力的变化 测量静摩擦力的实验装置 1、实验器材 木块、长木板、砝码、弹簧测力计 My First Template 摩擦力 max 滑 实验结论：静摩擦力随拉力的增大而增大，当拉力达到某一数值时木块开始移动，拉力突然减小。 二、静摩擦力 My First Template 静摩擦力的最大值max 在数值上等于物体即将开始运动时的拉力。两物体之间实际产生的静摩擦力在0与最大静摩擦力max之间，即 说明：最大静摩擦力一般比滑动摩擦力大一些。在有些情况下认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。 二、静摩擦力 My First Template 三、课堂练习 My First Template 三、课堂练习 骑车 主动轮 从动轮 V V My First Template 三、课堂练习 推车 从动轮 从动轮 V V My First Template 三、课堂练习 1、静止在水平地面上的质量为50 kg的物体，与水平面间的动摩擦因数为0.2，当作用在该物体上的水平拉力为30 N时，它所受到的是——— （填“静”或“动”）摩擦力，其大小为———N。当该力增大到110 N时，物体刚要开始滑动，则物体与地面的最大静摩擦力为———N。当该力增大到150 N时，物体受到的摩擦力是————（填“静”或“动”）摩擦力，其大小为———— N。（g取10 m/s2） 静 30 110 动 100 My First Template 2、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 A 三、课堂练习 My First Template 3、如图所示，水平地面上有一货箱，货箱所受的重力=1000 N，某人用=400 N的水平力拉货箱，没有拉动。则货箱受到的静摩擦力大小是（ ） A. 400 N B. 600 N C. 1000 N D. 1400 N A 三、课堂练习 My First Template 三、课堂练习 4、如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上，受到向右的拉力F的作用而向右滑行，长木板处于静止状态，己知木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2，下列说法正确的是（ ） A. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg B. 木板受到地面的摩擦力的大小一定μ2（m＋M）g C. 木板受到地面的摩擦力的大小一定等于 D. 当＞μ2（m＋M）g时，木板仍静止 AD My First Template 六、课堂小结 My First Template 感谢您的观看 Lavf58.28.100 d834fa9079263588793a9465f2c2a714 $$