内容正文:
第2节 摩擦力(两课时)
人教版(2019) 物理(必修第一册)
第三章 相互作用——力
—— 身正心定 闳中博学 ——
制作:张二朝
学习目标
1.理解静摩擦力和滑动摩擦力的概念及产生条件;
3.会运用公式计算滑动摩擦力大小;
4.通过实例分析懂得摩擦力在日常生活中的益害、利弊,感悟其利用价值。
2.会判断摩擦力的有无、大小和方向,了解最大静摩擦力;
课堂引入
学生两两分组,将两本物理教材内页交叉叠放,两个人分别用力拉教材的两侧。
以小实验的形式直观感受到摩擦力的存在。
为什么怎么用力也拉不开两本书哪?
课堂引入
课堂引入
用弹簧测力计拖动水平固定木板上的木块,使它做匀速运动,测力计的示数等于木块所受摩擦力的大小。改变木块和木板之间的压力,摩擦力的大小也随之改变。
如果摩擦力的大小跟压力的大小存在某种定量关系的话,它们可能是怎样的关系呢?
力学常见的三种力
两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或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或相对运动趋势的力,这种力叫摩擦力(frictional force)。
1.重力
2.弹力
3.摩擦力
课堂引入
摩擦力的分类
滑动摩擦力
静摩擦力
滚动摩擦力
课堂引入
冰壶比赛中的冰壶和滑雪的人,都会因受到摩擦力,这个摩擦力是什么摩擦力?
课堂引入
一、滑动摩擦力
把手按在桌面上,用力向前滑动,手有什么感觉?说明了什么?
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(sliding frictional force)
在手掌压在桌面上滑动的过程中;桌面越粗糙,滑起来越费力。手掌受到滑动摩擦力
一、滑动摩擦力
1、光滑平面有滑动摩擦力吗?
2、两个互相接触的物体一定有滑动摩擦力吗?
3、两个相对静止的物体有滑动摩擦力吗?
没有
不一定
没有
产生条件:
相互接触、挤压
粗糙
发生相对运动
无摩擦力
有摩擦力
思考:静止的物体会受到滑动摩擦力吗?
一、滑动摩擦力
一、滑动摩擦力
摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势的方向相反,不能说与物体的运动的方向相反。可以与速度方向相同,也可以相反。
摩擦力的作用总是阻碍物体的相对运动或阻碍物体发生相对运动,但不一定阻碍物体的运动。
摩擦力的方向总是跟两物体的接触面相切,与两物体间压力的方向垂直。
一、滑动摩擦力
(1)通过以上视频观看,你认为毛刷所受滑动摩擦力的方向有何特点?
(2)滑动摩擦力的方向是否与毛刷运动方向相反?
(3)滑动摩擦力是否一定是阻力?
传送带运动方向
物体相对传送带运动方向
Ff
物体运动方向
分析:物体v0=0
一、滑动摩擦力
1.滑动摩擦力的方向:总是沿着接触面,并且跟物体相对运动方向相反。
2.“相对”于“谁”:相对于接触的物体,而不是一定相对于地面。
3.判断方向的步骤:
4.滑动摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动,而不是阻碍物体的运动,所以滑动摩擦力的方向可能与物体运动方向相同,也可能相反。
①找接触的物体——②判断相对运动方向——③画出具体方向。
一、滑动摩擦力
一、滑动摩擦力
μ是动摩擦因数,它的数值只跟相互接触的两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关;动摩擦因数无单位。
3. 几种材料不同的动摩擦因数:
2. 公式:Ff=μFN
1. 大小:滑动摩擦力的大小跟压力成正比。
【例1】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,连同木料的质量为4.9×103kg。在水平的冰道上,马要在水平方向上用多大的力,才能够拉着雪橇匀速前进?
mg
FN
F
Ff
解析:
对雪橇进行受力分析:
F=Ff
FN =mg
Ff =μFN=μmg
F= μmg
马要在水平方向用 980 N 的力,才能够拉着雪橇匀速前进。
= 0.02×4.9×103 ×10 N = 980 N
一、滑动摩擦力
二、静摩擦力
拔河比赛中,相持阶段,图中运动员与地面相对静止,图中运动员收到哪些力?谁施加的力?图中运动员为甚么没有动?产生静摩擦力的条件是什么?
手握着装有可乐的瓶子,是什么力阻止了瓶子下滑?这个力等于多大?持续增大手握瓶子的力,这个力是否变化?影响静摩擦力的因素是什么?
二、静摩擦力
二、静摩擦力
人用平行于地面的推力推沙发,沙发有相对地面运动的趋势,但它没有被推动,沙发与地面仍然保持相对静止。根据二力平衡的知识可知,这时一定有一个力与推力平衡。这个力与人对沙发的推力大小相等、方向相反。这个力就是沙发与地面之间的摩擦力。
二、静摩擦力
1.定义:
两个互相接触的物体只有相对运动趋势,而没有相对运动,这时的摩擦力叫作静摩擦力(static fricitional force)。
①两物体相互接触且有挤压
有静摩擦力一定有弹力
②接触面不光滑(粗糙)
③两物体间有相对运动趋势
2.静摩擦力产生的条件:
体验静摩擦力
二、静摩擦力
假设法:假设两物体间无静摩擦力,看物体是否相对滑动。
判断静摩擦力有无的方法:
条件法:根据静摩擦力的产生条件,直接判断静摩擦力的有无.(有无相对运动趋势)
状态法:根据物体所处的状态和有关力学条件加以判断。
二、静摩擦力
(1)物体所受静摩擦力的方向有何特点?
(2)静摩擦力的方向是否与物体运动方向相反?
(3)静摩擦力是否可以与运动方向垂直呢?请举例说明。
(4)静摩擦力是否一定是阻力?请举例说明。
二、静摩擦力
1.静摩擦力的方向:总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势方向相反。
2.“相对”于“谁”:相对于接触的物体,而不是一定相对于地面。
3.静摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动趋势,而不是阻碍物体的运动,所以静摩擦力的方向可能与物体运动方向相同,也可能相反,还可能垂直。
二、静摩擦力
用力传感器代替弹簧测力计探究静摩擦力的大小
二、静摩擦力
1. 随着产生相对运动趋势的外力大小的变化而变化;
2. 跟物体间接触面的压力大小无关;
3. 大小取值范围0<F≤Fm;
F拉
f滑
Fmax
F
静止
滑动
4. 最大静摩擦力大于滑动静摩擦力。
二、静摩擦力
静摩擦力 滑动摩擦力 说明
产生
条件 相同点 最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大
不同点
力
的
三
要
素
大 大小 不同点
方向 相同点
不同点
作用
点 相同点
F拉
f滑
Fmax
F
①相互接触且挤压;②接触面粗糙
有相对运动趋势
有相对运动
与压力无关,
大小为0 < f ≤ fmax
与压力成正比,
公式Ff =μFN
①与接触面相切;
②与同一接触面上的弹力方向垂直
③与运动方向无关,可与运动方向同向,也可与运动方向反向或者成某一夹角;
与相对运动趋势方向相反
与相对运动方向相反
在接触面上,作力的图示时,可根据等效原理画到物体的重心上
课堂小练
1.下列关于物体受静摩擦力作用的叙述,正确的是( )
A.静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反
B.静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同
C.静摩擦力的方向既可能与物体的运动方向相反,也可能与物体的运动方向相同
D.静止物体所受静摩擦力一定为零
C
课堂小练
2.(多选)某人骑自行车在水平路面上行驶,两轮皆不打滑,关于前轮和后轮所受的摩擦力,下列说法中正确的是 ( )
A.前轮受静摩擦力,方向向后
B.前轮受静摩擦力,方向向前
C.后轮受静摩擦力,方向向后
D.后轮受静摩擦力,方向向前
AD
课堂小练
3. 如图所示,重力G=20 N的物体,在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动,同时受到大小为10 N、方向向右的水平力F的作用,则物体所受摩擦力大小和方向是( )
A.2 N,水平向左 B.2 N,水平向右
C.10 N,水平向左 D.12 N,水平向右
B
课堂小练
4.(多选)如图所示,质量为m的木块被水平推力压着,静止在竖直墙壁上,若将推力F的大小增加到2F,则( )
A.木块所受墙面的弹力增加到原来的2倍
B.木块所受墙面的摩擦力增加到原来的2倍
C.木块所受墙面的摩擦力方向向下
D.木块所受墙面的摩擦力不变
AD
课堂小练
5. 关于静摩擦力,下列说法中正确的是( )
A.两个表面粗糙的物体,只要直接接触就会产生静摩擦力
B.静摩擦力总是阻碍物体的运动
C.静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反
D.两个物体之间的静摩擦力总是一个定值
C
课堂小练
6. 如图所示,杆的上端用细绳吊在天花板上的O点,下端放在水平面上,且杆都处于静止状态,则地面对杆的摩擦力方向向左的是( )
A
课堂小结
① 滑动摩擦力
(1)产生条件:
①接触并挤压(即两物体间存在弹力);
②两物体有相对运动;
③接触面粗糙.
(2)方向:总是跟接触面相切,并且跟相对运动方向相反.
(3)大小:
1
阻碍相对运动
有摩擦力一定有弹力,有弹力不一定有摩擦力
运动方向 ≠ 相对运动方向 ≠ 相对运动趋势方向
正压力不一定等于重力
课堂小结
① 静摩擦力
(1)产生条件:
①接触并挤压(即两物体间存在弹力);
②两物体间有相对运动趋势;
③接触面粗糙.
(2)方向:总是跟接触面相切,并且跟相对运动趋势方向相反.
(3)大小:
(4)静摩擦力的有无及方向的判定:①假设法;②状态法等.
2
阻碍相对运动趋势
运动方向 ≠ 相对运动方向 ≠ 相对运动趋势方向
最大静摩擦力与压力、接触面的材料及粗糙程度等有关
THANKS
谢谢
人教版(2019) 物理(必修第一册)
—— 身正心定 闳中博学 ——
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