3.3摩擦力 课件-2026-2027学年高一上学期物理鲁科版必修第一册
2026-08-09
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普通
摘要:
该高中物理课件聚焦摩擦力,系统讲解滑动摩擦力、静摩擦力的定义、产生条件、方向及大小规律,结合冰壶、滑雪等生活实例导入,通过手掌按压实验探究影响因素,过渡到公式推导与静摩擦力分析,构建从现象到规律的学习支架。
其亮点在于融合科学探究与科学思维,采用控制变量法实验(如猜想压力、粗糙程度影响)、F-t图像及“三步法”方向判断,帮助学生建构摩擦力模型。对比表格梳理静动摩擦差异,强化相互作用观念,提升学生探究能力,也为教师提供结构化教学资源。
内容正文:
第3节 摩擦力
第三章 相互作用
1
摩擦力在生活中无处不在
摩擦力有哪些特点呢?
2
一:滑动摩擦力
滑动中慢慢停下来的冰壶和滑雪的人,受到的是什么摩擦力呢?
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。
相对运动不同于运动
接触且相互挤压
两物体相互接触且有弹力(挤压)
接触面粗糙(不光滑)
两物体间有相对运动
2.滑动摩擦力的产生条件
有摩擦力一定有弹力
运动的物体不一定受滑动摩擦力
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?
注意桌面及木板上的标记线
v物块相对桌子
v物块相对纸张
摩擦力的方向总是沿着接触面
摩擦力跟物体相对运动的方向相反
摩擦力可以阻碍物体运动,也可以是物体的动力
二:探究滑动摩擦力大小与物体间压力大小的关系
把手掌压在桌面或其他物体的表面,在大小不同的压力下向前平移手掌;改变接触面的材料,体会在相同大小的压力下向前平移手掌。通过比较,感受滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
说一说:滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关?
轻按移动
重按移动
实验探究
猜想:1.接触面的粗糙程度 2.压力
3.接触面的面积 4.与相对运动的速度
控制变量法
滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关,与物体间相对运动速度的大小无关。如果滑动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?
滑动摩擦力的大小跟压力成正比,即
f=μN
说明:(1)公式中的 N 是指两个物体间的压力,称为正压力(垂直于接触面的压力),是研究对象所受的弹力,它不一定等于物体的重力(斜面上物体所受弹力小于物体的重力)。
(2)公式中的 μ 叫作动摩擦因数,没有单位。它的数值与相互接触的两个接触面的材料、粗糙程度有关,与物体的受力情况、运动状态、接触面积的大小均无关。
几种材料间的动摩擦因数
三:静摩擦力
推力
静摩擦力
二力平衡
1.静摩擦力定义: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,这时就会在接触面上会产生一种阻碍相对运动趋势的力,这种力叫作静摩擦力。
有挤压有弹力
用力推箱子,箱子有相对运动趋势,但没动,这时箱子一定受到一个阻碍其相对运动趋势的力。
相互接触,且有弹力(挤压)
接触面粗糙(不光滑)
两物体间相对运动趋势
轻推:不动
用力:还不动
物块静止在斜面上
2.静摩擦力的产生条件:
有静摩擦力一定有弹力
产生静摩擦力的条件有哪些?
f静
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的方向相反。
(作用点在接触面、受力物体上)
f静
物块可看成质点,且都保持静止
·
f静
3.静摩擦力的方向
若接触面是曲面,则与接触面相切
(1)找出摩擦力的施力物体,并选择此施力物体为参照物。
(2)判断受力物体的相对运动方向或相对运动趋势方向。
(3)根据“摩擦力与其相对运动方向或相对运动趋势方向相反”确定摩擦力的方向。
“三步法” 判断摩擦力(动和静)的方向
易混淆的“三个方向”
运动方向 物体的运动方向一般指物体相对地面(以地面为参考系)的运动方向
相对运动方向 以物体A为参考系,物体B相对物体A的运动方向即为物体B的相对运动方向
相对运动趋势的方向 由于物体间静摩擦力的作用而没有发生相对运动,可用假设法判定相对运动趋势的方向
F
静摩擦力的大小随推力的增大而增大,即f静=F
当人的水平推力增大到某一值Fmax时候,物体就要滑动,此时静摩擦力达到最大值fmax ,我们把fmax叫最大静摩擦力。
两物体间的静摩擦力f静在0与最大静摩擦力fmax之间,即0 < f静≤ fmax
F
f静
f静
即:f静总是与产生相对运动趋势的外力大小相等。
二力平衡
0 < f≤ fmax
fmax
静摩擦力
滑动摩擦力
最大静摩擦力略大于滑动摩擦力
f=μN
f静=F拉
F-t图像
静摩擦力与滑动摩擦力的比较
静摩擦力 滑动摩擦力 说明
产生
条件 相同点 ①相互接触;②相互挤压;③接触面粗糙 最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大
不同点 有相对运动趋势 有相对运动
力
的
三
要
素
大小 不同点 被动力,与压力无关,大小为0 < f ≤ fmax 与压力成正比,
公式f =μN
方向 相同点 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;
不同点 与相对运动趋势方向相反 与相对运动方向相反
作用
点 相同点 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
F拉
f滑
fmax
F
五:摩擦力的调控
增大摩擦力
加润滑油
气垫船
变滑动为滚动
滑动变滚动
使接触面分离
减小压力
使接触面光滑
润滑油
磁悬浮
气垫船
减小摩擦力
摩擦力
滑动摩擦力
产生条件
方向
沿着接触面,与相对运动的方向相反
大小
f=μN
静摩擦力
摩擦力的调控
产生条件
方向
沿着接触面,与相对运动趋势的方向相反
大小
与引起相对运动趋势的力大小相等,范围0<f≤fmax
1.下列说法正确的是( )
A.运动的物体一定受到滑动摩擦力
B.静止的物体不可能受到滑动摩擦力
C.滑动摩擦力的方向一定与相对滑动方向相反
D.滑动摩擦力的方向一定与运动方向相反
C
2.(多选)下列说法中正确的是( )
A.若某接触面上有滑动摩擦力,则也一定有弹力
B.弹力的方向与滑动摩擦力的方向一定垂直
C.滑动摩擦力一定阻碍物体的相对滑动
D.滑动摩擦力一定阻碍物体的运动
ABC
A
3.一本书重约6 N,有424页,书本正面朝上。现将一张A4纸夹在106~107页间,A4纸能够覆盖几乎整个书页,如图所示。若要将A4纸抽出,至少需用约1 N的拉力。不计书皮及A4纸的质量,则A4纸和书之间的摩擦因数最接近( )
A.0.33 B.0.45
C.0.56 D.0.67
4.如图甲所示,一人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上质量为10 kg的木箱,木箱所受的摩擦力Ff与F的关系如图乙所示,g取10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.木箱所受的滑动摩擦力Fmax=21 N
B.木箱所受的最大静摩擦力Fmax=20 N
C.木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.21
D.木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.2
D
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