3.2 摩擦力（教学课件）物理人教版必修第一册

人教版必修第一册 第三章 相互作用—力 2.摩擦力 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 认识静摩擦、滑动摩擦，理解摩擦力产生条件，掌握摩擦力大小、方向规律，建立相互作用的力学观念。 02 科学思维 通过实例区分两类摩擦力，运用二力平衡、公式分析摩擦问题，培养模型建构与受力分析思维。 03 科学探究 探究滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度关系，学会控制变量，能分析实验误差，归纳实验结论。 04 科学态度与责任 了解摩擦在生活生产中的利弊，学会辩证看待摩擦，能利用摩擦知识解释、解决实际问题。 教学重难点 教学难点 教学重点 1. 静摩擦力、滑动摩擦力的产生条件。 2. 摩擦力大小的计算与方向的判断。 静摩擦力的有无的判断以及静摩擦力方向的判断。 课堂引入 为什么交叉相叠两本书本很难拉开？是有什么神秘力量吗？ 知识点1 滑动摩擦力 1.定义：两个互相接触挤压且发生相对运动的物体,在它们的接触面上会产生阻碍相对运动的力，此力即为滑动摩擦力。 接触面粗糙 2.产生条件 物体间相互接触且挤压 两物体间有相对运动 ① ② ③ 探究新知——滑动摩擦力的定义和条件 探究新知——滑动摩擦力的方向 (1)通过刷毛方向变化，你认为滑动摩擦力方向是哪个方向，与毛刷运动方向是否相反？ 思考与讨论： (2)滑动摩擦力方向是否有可能与物体运动方向相同呢？ 探究新知——滑动摩擦力的方向 思考与讨论： (3)静止的物体可以受到滑动摩擦力吗？ (5)我们如何准确描述滑动摩擦力的方向？ (4)滑动摩擦力是否一定是阻力？ 1.滑动摩擦力的方向：始终沿接触面，且与物体相对运动方向相反。 2.“相对”于“谁”：相对于接触物体，而非一定相对于地面。 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，而非阻碍物体的运动，因此滑动摩擦力方向可与物体运动方向相同，亦可相反。 ①确定接触物体——②判断相对运动方向——③标注具体方向。 探究新知——滑动摩擦力的方向 探究新知——滑动摩擦力的大小 1. 大小：滑动摩擦力的大小跟压力成正比。 探究新知——滑动摩擦力的大小 2. 公式：Ff=μFN（FN为正压力） 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。 【例1】质量为的物体沿水平地面向右运动，同时受到的向左水平拉力，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，取。则物体在运动过程中受到的摩擦力为（　　） A．，水平向右 B．，水平向右 C．，水平向左 D．，水平向左 典例解析 D 典例解析 【答案】D 【详解】物体相对地面向右运动，则受到地面向左的滑动摩擦力， 大小为。 故选D。 【例2】如图所示，一质量为m的物块用水平轻质细线连接，细线绕过光滑的滑轮后其下悬挂一质量为的物体，物块放在水平传送带上，水平传送带以的速度顺时针匀速转动，物块以初速度向右运动，传送带与物块间的动摩擦因数为。则关于物块m所受的摩擦力f，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）。 A．若，则，方向向左 B．若，则，方向向右 C．若，且物块m保持匀速运动，则 D．若，且物块m保持匀速运动，则，方向向左 典例解析 D 典例解析 【答案】D 【详解】A．若，则物块相对于传送带向左滑动，故滑动摩擦力方向向右，大小为，故A错误； B．若，则物块相对于传送带向右滑动，故滑动摩擦力方向向左，大小为，故B错误； CD．若，且物块保持匀速运动，由物块处于平衡可知，摩擦力方向向左，且大小为，故C错误，D正确。 故选D。 知识点2 静摩擦力 探究新知——观察与思考 为什么筷子可以轻松的把整瓶的大米提起？ 1.定义：两个相互接触挤压而保持相对静止的物体,当它们之间存在相对运动趋势时,在它们的接触面上会产生阻碍物体间相对运动趋势的力，此力即为静摩擦力。 接触面粗糙 2. 产生条件 物体间相互接触且挤压 两物体间有相对运动趋势 ① ② ③ 探究新知——静摩擦力的定义和条件 如图所示，图中物体都处于静止状态，接触面都粗糙，其中有静摩擦力的是哪些？ 探究新知——思考与讨论 A. D. C. F B. F 探究新知——静摩擦力的方向 (1)通过刷毛方向变化，你认为静摩擦力方向是否与毛刷运动趋势方向是否相反？ 思考与讨论： (2)静摩擦力方向是否有可能与物体运动方向相同呢？ 探究新知——静摩擦力的方向 思考与讨论： (3)受静摩擦力作用的物体一定处于静止状态吗？ (4)静摩擦力一定是阻力吗？ (5)静摩擦力是否可以与运动方向垂直呢？请举例说明。 探究新知——静摩擦力的方向 手水平持瓶移动时，手对瓶子施加的静摩擦力竖直向上，瓶子沿水平方向运动，二者方向相互垂直。 (6)我们如何准确描述静摩擦力的方向？ 1.静摩擦力的方向：总沿接触面，且与物体相对运动趋势方向相反。 2.“相对”于“谁”：相对于接触物体，而非一定相对于地面。 3.判断方向的步骤： 4.静摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动趋势，而非阻碍物体的运动，因此静摩擦力的方向可与物体运动方向相同，也可相反，还可垂直。 ①确定接触物体——②判断相对运动趋势方向——③绘出具体方向 探究新知——静摩擦力的方向 【例3】如图为皮带传动装置．当机器正常运物时．关于主动轮上A点、与主动轮接触的皮带上的B点、与从动轮接触的皮带上的C点及从动轮上的D点，这四点的摩擦力的方向的描述，正确的是（ ） A．A点受到的摩擦力沿顺时针方向 B．B点受到的摩擦力沿顺时针方向 C．C点受到的摩擦力沿逆时针方向 D．D点受到的摩擦力沿顺时针方向 典例解析 A 典例解析 【答案】A 【详解】当主动轮逆时针启动时，若皮带与两轮不打滑，则皮带B处阻碍轮A点的滑动，则B点的静摩擦力方向逆时针，而A所受到的摩擦力与B点受到的摩擦力是作用力与反作用力关系，所以A点的摩擦力方向顺时针．同理由于从动轮，皮带带动，轮D点阻碍皮带C处滑动，所以D点的摩擦力方向逆时针，而C点的摩擦力方向顺时针。 故选A． 探究新知——静摩擦力的大小 1. 静摩擦力的大小会随着产生相对运动趋势的外力大小的变化而变化； 2. 静摩擦力的大小跟物体间接触面的压力大小无关； 3. 大小取值范围0<F≤Fm，Fm为最大静摩擦力； F拉 f滑 Fmax F 静止 滑动 4. 最大静摩擦力Fm略大于滑动摩擦力，为分析问题方便，可认为二者相等，最大静摩擦力的大小与正压力成正比。 探究新知——静摩擦力的大小 【例4】静止在地面上的物块A、B分别重60N和80N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25；劲度系数为4N/cm的轻弹簧两端栓接在A、B上，处于压缩状态，压缩量为 2cm。现将大小为2N、方向水平向右的拉力 F 作用在木块B 上，如图所示，则（     ） A．物块 A 所受摩擦力大小为6N B．物块 A 所受摩擦力大小为10N C．物块 B 所受摩擦力大小为8N D．物块 B 所受摩擦力大小为10N 典例解析 D 典例解析 【答案】D 【详解】AB．根据胡克定律，可得弹簧弹力， 物块A的最大静摩擦力， 故物块 A 所受摩擦力大小为8N，故AB错误； CD．物块B的最大静摩擦力，对B施加向右的拉力后， B受到向右的合力为，故物块 B 所受摩擦力大小为10N，故C错误，D正确。 故选D。 课堂小结 课堂小结 摩擦力 条件 滑动摩擦力 方向 静摩擦力 ①相互接触且挤压；②接触面粗糙③有相对运动 与接触面相切 大小 Ff =μFN 条件 大小 ①相互接触且挤压；②接触面粗糙③有相对运动趋势 与压力无关，大小为0 < F≤ Fmax 方向 与接触面相切 课堂练习 1．如图所示为军校学生的日常体能训练的场景，该同学开始阶段沿杆加速向上运动然后匀速运动，最后在最高点停留片刻。下列说法中正确的是（     ） A．爬升时，由于同学相对于杆向上运动，故摩擦力向下 B．在匀速运动阶段，该同学受到的摩擦力为静摩擦力，加速阶段为滑动摩擦力 C．无论加速、还是匀速阶段，该同学与杆之间的摩擦力均是静摩擦力 D．该同学手与杆之间的弹力越大，所受的摩擦力越大 课堂练习 C 课堂练习 【答案】C 【详解】ABC．同学向上爬时，无论加速、还是匀速阶段，先将一只手拿起脱离杆，另一只手不动；再将先拿起的手放下，拿起另一只手，所以，在运动过程中，拿起的手与杆之间没有摩擦力，没拿起的手与杆相对静止，受静摩擦力，由于同学受重力，有相对于杆向下运动的趋势，所以静摩擦力方向向上，故AB错误，C正确； D．弹力不影响静摩擦力的大小，只影响最大静摩擦力的大小，故D错误。 故选C。 课堂练习 D 2．下列关于摩擦力的说法正确的是（     ） A．静止的物体受静摩擦力，运动的物体受滑动摩擦力 B．摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反 C．滑动摩擦力大小跟两物体间接触面积有关，面积越大摩擦力越大 D．两物体间有摩擦力就一定有弹力，且两者方向互相垂直 课堂练习 【答案】D 【详解】A．静摩擦力产生于相对静止的两个物体之间，两物体可均处于运动状态（如随水平加速小车共同运动的物块，受静摩擦力但本身是运动的）；滑动摩擦力产生于有相对滑动的物体之间，其中某一物体可静止（如在静止桌面滑动的木块，桌面静止但受滑动摩擦力），故A错误； B．摩擦力的方向与物体相对运动（或相对运动趋势）的方向相反，而非与物体对地的运动方向相反，例如传送带向上输送货物时，静摩擦力方向与货物运动方向相同，是动力，故B错误； C．滑动摩擦力满足公式，大小仅与动摩擦因数和接触面正压力有关，与接触面积无关，故C错误； D．摩擦力产生的必要条件包括：两物体接触挤压（存在弹力）、接触面粗糙、有相对运动/相对运动趋势，因此有摩擦力一定有弹力；弹力方向垂直于接触面，摩擦力方向沿接触面切线方向，二者互相垂直，故D正确。 故选D。 3．如图所示，某同学在水平桌面上平铺一张白纸，为防打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住，使得白纸始终保持静止，则在自左向右行笔的过程中（     ） A．毛笔给白纸的摩擦力向左 B．桌面给白纸的摩擦力向左 C．白纸给镇纸的摩擦力向右 D．镇纸给桌面的摩擦力向右 课堂练习 B 课堂练习 【答案】B 【详解】A．滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，阻碍相对运动，毛笔向右行笔的过程中，毛笔给白纸的摩擦力向右，故A错误； B．对白纸和镇纸的整体而言，系统合外力为0，故系统受到的外力包含毛笔给白纸向右的摩擦力和桌面给白纸向左的摩擦力，故B正确； C．以镇纸为研究对象，镇纸处于静止状态，水平方向受力为零，不受摩擦力作用，故C错误； D．镇纸与桌面无接触，两者之间无摩擦力作用，故D错误。 故选B。 课堂练习 B 4．如图所示，放在粗糙水平桌面上的一个物体，受到水平方向的两个力，，方向向右，，方向向左，当从16N逐渐减小到零时，物体始终保持静止，物体与桌面间摩擦力大小变化情况是（  ） A．先增大后减小，方向先向右后向左 B．先减小后增大，方向先向左后向右 C．逐渐减小，方向一直向右 D．逐渐增大，方向一直向左 课堂练习 【答案】B 【详解】物块处于平衡状态，所受合外力为零，所以摩擦力为f=F1−F2，因为F1逐渐减小，所以摩擦力先减小，方向向左；当F1< F2时，摩擦力为f= F2− F1，所以摩擦力增大，方向向右。 故选B。 5．如图所示，质量为M的木板B放在粗糙的水平面上，质量为m的木块A放在B的上面，A的右端通过一轻弹簧固定在竖直墙上，B与地面之间的动摩擦因数为，现用水平恒力向左拉动B，使B做匀速运动，速度为v，A保持静止，此时轻弹簧水平且弹力大小为，下面说法正确的是（　　） A．木块A受到的是静摩擦力，大小等于 B．若木板B加速向左运动，则弹簧弹力大小大于 C．木板B与地面之间的摩擦力大小为 D．若木板B以3v的速度匀速运动，则A受到的摩擦力为 课堂练习 C 课堂练习 【答案】C 【详解】A．A、B间发生相对滑动，木块A受到的是滑动摩擦力，对A受力分析，水平方向上受到B对A的摩擦力、弹簧的弹力，二力平衡，故木块A受到的滑动摩擦力大小等于，故A错误； BD．不论木板B加速向左运动还是木板B以3v的速度匀速运动，A受力情况不发生变化，则弹簧弹力大小仍等于，故BD错误； C．木板B与地面之间的摩擦力大小为，故C正确。 故选C。 课后作业 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf58.12.100 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 $