高中物理 第3章 第2節(jié) 研究摩擦力課件 粵教版必修11

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1、 第 二 節(jié) 研 究 摩 擦 力 1關于彈力的產(chǎn)生，下列說法正確的是()A只要兩物體接觸就一定產(chǎn)生彈力B只要兩物體相互吸引就一定產(chǎn)生彈力C只要物體發(fā)生形變就一定有彈力產(chǎn)生D只有發(fā)生彈性形變的物體才會對與它接觸的物體產(chǎn)生彈力作用【答案】D精 彩 回 眸 【解釋】此題根據(jù)彈力的產(chǎn)生條件，接觸和彈性形變?nèi)币徊豢?，A、C都只是彈力產(chǎn)生條件的一個方面，而B只說是“有相互吸引”，只能證明有力存在，不是彈力，故選D. 2關于彈力的方向，以下說法不正確的是()A壓力的方向總是垂直于接觸面，并指向被壓物體B支持力的方向總是垂直于支持面，并指向被支持物體C繩對物體拉力的方向總是沿著繩，并指向繩收縮的方向D桿對物體

2、的彈力方向總是沿著桿，并指向桿收縮的方向【答案】D【解釋】需要注意的是桿對物體產(chǎn)生的彈力可能沿桿方向，也可能不沿桿方向，這點與繩是不同的 3如圖323所示，各接觸面光滑且物體A靜止，畫出物體A所受彈力的示意圖圖323 【答案】如圖所示 一、滑動摩擦力1定義：兩個相互接觸的物體有_時，物體之間存在的摩擦叫做滑動摩擦，在滑動摩擦中，物體間產(chǎn)生的_物體_的作用力，叫做滑動摩擦力2表達式：f_.3動摩擦因數(shù)：，它與相互接觸的物體的_和接觸面的_有關知 識 梳 理相對滑動阻礙相對滑動FN 材料 粗糙程度 4方向：總是與物體_的方向相反，與它們的_相切5運動與相對運動的區(qū)別運動：相對地面來說，物體的位置發(fā)

3、生了變化(默認以地面為參考系)相對運動：相對接觸的物體或選擇的參考系來說，物體的位置發(fā)生了變化相對滑動接觸面 二、靜摩擦力1靜摩擦力：當物體具有相對滑動趨勢時，物體間產(chǎn)生的摩擦叫做靜摩擦，這時產(chǎn)生的摩擦力叫做靜摩擦力2最大靜摩擦力：物體所受到的靜摩擦力有一個最大限度，這個最大值叫做最大靜摩擦力最大靜摩擦力比滑動摩擦力略大，為計算簡便可認為相等3方向：總與接觸面相切，并與物體相對運動趨勢的方向相反 思考：(1)兩個不接觸的物體間能產(chǎn)生摩擦力嗎？(2)兩個相互接觸的物體間一定存在摩擦力嗎？(3)靜摩擦力是否一定是發(fā)生在靜止的物體上，而滑動摩擦力是否一定發(fā)生在運動的物體上呢？(4)摩擦力一定是阻力嗎

4、？ 【答案】(1)摩擦力是接觸力，不接觸的物體間不能產(chǎn)生摩擦力(2)摩擦力存在的條件有三個：兩物體接觸且接觸面粗糙，有壓力，有相對運動或者相對運動趨勢，因此接觸的物體間不一定存在摩擦力(3)不一定，例如：放在斜面上的物體隨斜面一起運動時受到的就是靜摩擦力；而用木塊壓住一張紙，把紙抽出的過程，靜止的木塊受到紙的滑動摩擦力 (4)摩擦力可以是阻力，也可以是動力比如物體在粗糙水平面上向前滑動，物體所受摩擦力是阻力；將一個物體輕輕放到傳送帶上，物體在傳送帶作用下運動起來，這時物體所受的摩擦力是動力 1產(chǎn)生(1)產(chǎn)生滑動摩擦力的條件：兩個物體互相接觸；兩接觸的物體必須相互擠壓，發(fā)生形變，有彈力；兩物體間

5、要發(fā)生相對滑動；兩接觸面間不光滑(2)滑動摩擦力產(chǎn)生的原因是相互接觸的物體間有相對運動而產(chǎn)生的力(3)滑動摩擦力的作用效果是阻礙物體間的相對運動，但不阻礙物體的運動它可以是阻力，也可以是動力滑動摩擦力 2方向總跟接觸面相切，并跟物體相對運動的方向相反圖324 “與相對運動方向相反”不能等同于“與運動方向相反”，滑動摩擦力的方向可能與運動方向相同、相反，還可以成任意角度如圖324所示，斜面體豎直向上運動的同時，物體A沿斜面向下勻速下滑，那么A所受的摩擦力將與A的運動方向(對地)成一夾角，但仍與相對滑動方向相反 3大小滑動摩擦力的大小可用fFN來表示，式中f、FN、分別表示滑動摩擦力、正壓力、動摩

6、擦因數(shù)(1)叫動摩擦因數(shù)，它的數(shù)值跟兩個物體的材料和接觸面的粗糙程度有關，它無單位(2)FN是接觸面的正壓力，它與物體的重力G是兩種不同性質(zhì)的力，F(xiàn)N的大小、方向與G的大小、方向均不一定相同(3)滑動摩擦力f的大小與物體的運動速度、接觸面積的大小沒有關系(4)計算摩擦力時關鍵是根據(jù)二力平衡知識計算正壓力的大小 【例1】 如圖325所示，重20 N的物體放在水平桌面上，用F8 N的水平拉力拉物塊可以使其做勻速直線運動求：圖325 (1)物體所受的摩擦力多大？(2)物塊和桌面間的動摩擦因數(shù)多大？(3)當水平拉力增加到16 N時，物塊受到的摩擦力多大？(4)物塊在運動過程中突然撤去外力，在物塊停止運

7、動前它受到的摩擦力多大？ 解析：(1)物塊勻速運動時，在水平方向和豎直方向各受到兩個力的作用，如右圖所示，水平方向受到水平拉力F和滑動摩擦力f，物塊勻速運動時，這兩個力大小相等，方向相反，即：fF，所以物塊所受的滑動摩擦力f8 N. 答案：(1)8 N(2)0.4(3)8 N(4)8 N題后反思：計算摩擦力的大小之前，首先判斷是滑動摩擦力還是靜摩擦力(1)滑動摩擦力大小fFN.與f、FN均無關，只與接觸面的性質(zhì)有關，F(xiàn)N指正壓力，并不一定等于重力當物體勻速運動時，也可由二力平衡求解 (2)FN是兩個相接觸的物體間的壓力，稱為正壓力(垂直于接觸面的力)，性質(zhì)上屬于彈力它不一定等于重力，F(xiàn)N的大小

8、可以與重力G大小相等，也可以不等，也可以無任何關系(3)動摩擦因數(shù)的大小由接觸面的材料和接觸面的粗糙程度決定(4)滑動摩擦力的大小與接觸面的面積無關，與物體間相對運動速度的大小無關 如圖326所示，重力為20 N的物體與木板間的動摩擦因數(shù)為0.1，物體向左運動同時物體受到大小為10 N，方向向右的水平力F的作用，則物體所受摩擦力的大小和方向是()A2 N，向左B2 N，向右C10 N，向左D12 N，向右圖326 【答案】B 【解釋】物體重力為20 N，在水平面上運動，所以正壓力大小FN20 N，由fFN，知f0.120 N2 N滑動摩擦力方向與物體相對運動方向相反，所以向右 1產(chǎn)生的條件(1

9、)接觸面是粗糙的(2)兩物體有相對運動的趨勢(3)兩物體在接觸面上有正壓力(彈力)靜摩擦力產(chǎn)生的原因是相互接觸的物體間有相對運動趨勢靜摩擦力的作用效果是阻礙物體間的相對運動趨勢，但不一定阻礙運動靜摩擦力 2方向總跟物體相對運動趨勢方向相反(1)“相對運動趨勢”指的是靜摩擦力的受力者相對于施力者的運動趨勢(2)靜摩擦力的方向與相對運動趨勢方向相反，但與運動方向的關系可能相同、相反、垂直，還可以成任意角度(3)靜摩擦力的方向跟接觸面相切，可做動力，也可做阻力 3大小靜摩擦力的大小比較復雜，一般會隨著外力的變化而變化，其具體數(shù)值必須結合運動狀態(tài)，由實際情況來決定靜摩擦力的大小一般可以根據(jù)物體處于平衡

10、狀態(tài)時求解，f靜F外 4最大靜摩擦力最大靜摩擦力(fm)是指物體接觸面間靜摩擦力的最大值，所以靜摩擦力的取值范圍是0FN.但有時認為二者是相等的， 0FNFN. 5兩種摩擦力的比較摩擦力靜摩擦力滑動摩擦力定義兩個只有相對運動趨勢沒有相對運動的物體間的摩擦力兩個具有相對運動的物體間的摩擦力產(chǎn)生條件(1)接觸面粗糙(2)接觸面處有正壓力(3)兩物體間有相對運動趨勢(1)接觸面粗糙(2)接觸面處有正壓力(3)兩物體間有相對運動大小0ffm，fm為最大靜摩擦力由物體的運動狀態(tài)及外界對它的施力情況決定fFN，F(xiàn)N為壓力，為動摩擦因數(shù)方向與接觸面相切，并且跟物體的相對運動趨勢方向相反與接觸面相切，并且跟物

11、體的相對運動方向相反作用效果總是阻礙物體間的相對運動趨勢總是阻礙物體間的相對運動 【例2】 如圖327所示，物體A放在斜面上，處于靜止狀態(tài)，試判斷物體A是否受到摩擦力？若受摩擦力，方向如何？圖327 解析：處于靜止狀態(tài)的物體，有無相對運動的趨勢，不易判斷在這種情況下，通?？捎谩凹僭O法”來判斷本題中，我們可以假設斜面光滑，則物體A將沿斜面下滑，說明物體A在靜止時，有相對斜面下滑的趨勢故物體A受到沿斜面向上的靜摩擦力答案：受靜摩擦力，方向沿斜面向上 題后反思：“假設法”是判斷物體間有無相對運動趨勢和相對運動趨勢方向的有效方法，在假設物體間光滑的情況下，若物體不發(fā)生相對運動則無相對運動趨勢；若物體發(fā)

12、生相對運動，其方向就是相對靜止時的相對運動趨勢方向 圖328是一主動輪A通過皮帶帶動從動輪B的示意圖，主動輪的轉(zhuǎn)動方向如圖所示，試分析A輪上M點和B輪上N點受到的摩擦力的方向：fM_，fN_.【答案】沿過M點的切線向下沿過N點的切線向下圖328 【解析】解法一：主動輪上的M點運動方向為過M點的切線向上，輪上的M點有相對皮帶向上的運動趨勢，所受靜摩擦力沿M點的切線向下；主動輪帶動皮帶轉(zhuǎn)，皮帶帶動從動輪轉(zhuǎn)，皮帶上的N點相對從動輪有向下的運動趨勢，因此，皮帶上的N點所受靜摩擦力沿N點切線向上，物體間力的作用是相互的，因此，輪上的N點所受靜摩擦力向下 解法二：根據(jù)力的作用效果分析皮帶對主動輪的摩擦力對

13、主動輪的運動起阻礙作用，所以，輪上M點所受摩擦力與輪的運動方向相反，沿過M點的切線向下；從動輪的運動就是靠皮帶對從動輪摩擦力帶動的，這個摩擦力對從動輪而言是動力，應與從動輪的運動方向相同所以輪上N點的摩擦力方向沿過N點的切線向下 【例3】 如圖329所示，一個M2 kg的物體放在0.2的粗糙水平面上，用一條質(zhì)量不計的細繩繞過定滑輪和一只m 00.1 kg的小桶相連已知：M受到的最大靜摩擦力fm4.5 N，滑輪上的摩擦不計，g10 N/kg，求在以下情況中，M受到的摩擦力的大小綜 合拓 展提 高圖329 (1)只掛m 0處于靜止狀態(tài)時(2)只掛m 0但在M上再放一個M3 kg的物體時(3)只在桶內(nèi)加入m 10.33 kg的沙子時(4)只在桶內(nèi)加入m 20.5 kg的沙子時 解析：(1)因為m 0g1 Nfm，M處于靜止狀態(tài)，受靜摩擦力作用，由二力平衡得F1m 0g1 N.(2)在M上再放一個M3 kg的物體，M仍靜止，仍受靜摩擦力F2F1m 0g1 N.(3)因為(m 0m 1)g4.3 Nfm，故物體運動，受到滑動摩擦力作用，由公式fF NMg4 N.答案：(1)1 N(2)1 N(3)4.3 N(4)4 N 題后反思：