《科学探究 摩擦力》.ppt

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1、 第三节第三节 摩擦力摩擦力弹力产生的条件弹力产生的条件1、直接接触、直接接触2、发生弹性形变、发生弹性形变知识回顾知识回顾 导导入入新新课课（演示）用手拿着粉笔处于竖直状态（演示）用手拿着粉笔处于竖直状态,粉笔为何没有掉落粉笔为何没有掉落?用水平力推讲台桌用水平力推讲台桌,讲台桌为何不动讲台桌为何不动?说明物体间存在摩擦力说明物体间存在摩擦力两个相互接触的物体两个相互接触的物体,当它们当它们发生相对运动或具有相对运发生相对运动或具有相对运动的趋势时动的趋势时,就会在接触面上就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力动趋势的力.摩摩擦擦力力分分类类:1静摩擦力静摩

2、擦力2动摩擦力动摩擦力滑动摩擦力滚动摩擦力定义：定义：一一、静静摩摩擦擦力力推力推力二力二力平衡平衡不动？不动？静摩擦力1、定义、定义：两个相互接触而保持相对静止的物两个相互接触而保持相对静止的物体体,当它们之间存在相对运动趋势时当它们之间存在相对运动趋势时,在它们的在它们的接触面上会产生阻碍物体间相对运动的力接触面上会产生阻碍物体间相对运动的力.静静摩摩擦擦力力2 2、静摩擦力产生的条件、静摩擦力产生的条件（1 1）、接触面不光滑（即接触面粗糙）、接触面不光滑（即接触面粗糙）、接触面不光滑（即接触面粗糙）、接触面不光滑（即接触面粗糙）（2 2）、两物体相互接触）、两物体相互接触）、两物体相互

3、接触）、两物体相互接触（3 3）、两物体间有挤压（即有弹性形变）、两物体间有挤压（即有弹性形变）、两物体间有挤压（即有弹性形变）、两物体间有挤压（即有弹性形变）（4 4）、两物体间有相对运动趋势）、两物体间有相对运动趋势）、两物体间有相对运动趋势）、两物体间有相对运动趋势思考：怎样判断相对思考：怎样判断相对运动趋势方向呢？运动趋势方向呢？判断相对运动趋势的方向判断相对运动趋势的方向启动时启动时 箱子受到的静摩擦力的方向？箱子受到的静摩擦力的方向？刹车时刹车时 箱子受到的静摩擦力的方向？箱子受到的静摩擦力的方向？FF向前向前向后向后F静静F静静F静静 假设接触面光滑时的假设接触面光滑时的相对运动

4、方向即为相相对运动方向即为相对运动趋势方向对运动趋势方向 静静摩摩擦擦力力练习：练习：下列图中的物体都处于静止状态，有静摩擦下列图中的物体都处于静止状态，有静摩擦力的是力的是(接触面粗糙接触面粗糙)()B B B BA A A AF FC C C CF FD D D DBCD 静静摩摩擦擦力力3、静摩擦力的方向、静摩擦力的方向F F静静沿着接触面沿着接触面，并且跟，并且跟物体物体相对运动趋势相对运动趋势的的方向相反；方向相反；静摩擦力方向与接触静摩擦力方向与接触面间弹力方向垂直面间弹力方向垂直思考：静摩擦力一定发生在静止的物体之间吗？思考：静摩擦力一定发生在静止的物体之间吗？人走路（演示）不一

5、定，“静”指物体间的相对静止人走路时所受摩擦力的分析 静静摩摩擦擦力力3、静摩擦力的大小、静摩擦力的大小静摩擦力随拉力的变化而变化，静摩擦力随拉力的变化而变化，并且并且F静静=F。（静摩擦力由使物体产生（静摩擦力由使物体产生运动趋势的外力决定。）运动趋势的外力决定。）当拉力增大到某一值时候，物体就要滑当拉力增大到某一值时候，物体就要滑当拉力增大到某一值时候，物体就要滑当拉力增大到某一值时候，物体就要滑动，此时静摩擦力达到最大值，我们把动，此时静摩擦力达到最大值，我们把动，此时静摩擦力达到最大值，我们把动，此时静摩擦力达到最大值，我们把FmaxFmax叫叫叫叫最大静摩擦力最大静摩擦力最大静摩擦力

6、最大静摩擦力两物体间的静摩擦力两物体间的静摩擦力F静在静在0与最大静摩擦力与最大静摩擦力Fmax之间，即之间，即0 F静静 Fmax 静静摩摩擦擦力力4、静摩擦力、静摩擦力取值范围：取值范围：说明：说明：(1)静摩擦力的大小与正压力无关。静摩擦力的大小与正压力无关。(2)静摩擦力可以是阻力静摩擦力可以是阻力,也可以是动力也可以是动力.F F例题：如图所示，重力为G的物块相对于墙面处于静止状态，试求压力是F和2F时物块受到的摩擦力。最大最大静摩擦力静摩擦力静摩擦力的最大值叫最大静摩静摩擦力的最大值叫最大静摩擦力，擦力，物物体受最大静摩擦力时，其状态为即体受最大静摩擦力时，其状态为即将滑动而未滑动

7、的临界状态。将滑动而未滑动的临界状态。注意：注意：最大静摩擦力比滑动静摩擦力略最大静摩擦力比滑动静摩擦力略大一些。有时可粗略的认为二者相等大一些。有时可粗略的认为二者相等静摩擦力大小跟物体接触面静摩擦力大小跟物体接触面间的压力大小无关间的压力大小无关思考：思考：1.静摩擦力的大小与物体间静摩擦力的大小与物体间的压力有关系吗？的压力有关系吗？2.那那最大静摩擦力呢？最大静摩擦力呢？最大静摩擦力跟物体最大静摩擦力跟物体间的压力有关间的压力有关,随着压随着压力的增大而增大力的增大而增大最大静摩擦力最大静摩擦力（1）与接触面的性质有关）与接触面的性质有关（2）与压力有关）与压力有关（3）同一对接触面，

8、在压力相同的条件下，）同一对接触面，在压力相同的条件下，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力最大静摩擦力略大于滑动摩擦力静摩擦因数，略大于滑动摩擦因数静摩擦因数，略大于滑动摩擦因数注意：若物体需要的摩擦力大于最大静摩擦力，则物体会相对滑动起来 思思考考水平地面上水平地面上,一个重为一个重为G=100N的木箱的木箱A受到水平受到水平推力推力F的作用的作用.已知木箱与地面间最大静摩擦力为已知木箱与地面间最大静摩擦力为20N。试求当试求当F=15N时时,此时木箱受摩擦力此时木箱受摩擦力Ff=_.当当F=25N时时,此时木箱受摩擦力此时木箱受摩擦力Ff=_.15N 二二、滑滑动动摩摩擦擦力力1、定义：两个互相

9、接触挤压且发生相对运动的物体两个互相接触挤压且发生相对运动的物体,在它在它 们的接触面上会产生阻碍相对运动的力们的接触面上会产生阻碍相对运动的力.2、滑动摩擦力产生的条件：（1 1）、接触面不光滑（即接触面粗糙）、接触面不光滑（即接触面粗糙）、接触面不光滑（即接触面粗糙）、接触面不光滑（即接触面粗糙）（2 2）、两物体相互接触）、两物体相互接触）、两物体相互接触）、两物体相互接触（3 3）、两物体间有挤压（即有弹性形变）、两物体间有挤压（即有弹性形变）、两物体间有挤压（即有弹性形变）、两物体间有挤压（即有弹性形变）（4 4）、两物体间有）、两物体间有）、两物体间有）、两物体间有相对运动相对运动

10、相对运动相对运动滑动摩擦滑动摩擦力的方向：力的方向：与相对与相对（施力物）施力物）运动方向相反运动方向相反3、摩擦力的方向、摩擦力的方向 v沿接触面沿接触面与物体与物体相对运动相对运动方向相反方向相反，与物体是否受其他力作用无关与物体是否受其他力作用无关vf滑动摩擦力的方向：滑动摩擦力的方向：F 滑滑动动摩摩擦擦力力4、滑动摩擦力的大小滑动摩擦力大小跟哪些因素有关呢？滑动摩擦力大小跟哪些因素有关呢？（实验演示实验演示）接触面接触面的情况的情况正压力正压力选择探究方法 滑滑动动摩摩擦擦力力滑动摩擦力的大小探究实验滑动摩擦力的大小探究实验实验目的：实验目的：实验目的：实验目的：保持接触面材料不变，

11、研究保持接触面材料不变，研究保持接触面材料不变，研究保持接触面材料不变，研究滑动摩擦力与滑动摩擦力与滑动摩擦力与滑动摩擦力与 正压力的关系正压力的关系正压力的关系正压力的关系。实验步骤：实验步骤：用表格的形式记录下在不同压力下物体用表格的形式记录下在不同压力下物体做做匀速运动匀速运动的拉力大小的拉力大小,而在水平面上运动时而在水平面上运动时,物体对地物体对地面的压力大小等于物体的重力面的压力大小等于物体的重力.所以我要测量木块及砝码所以我要测量木块及砝码的重力从而得到木块对地面的压力的重力从而得到木块对地面的压力.木块要匀速或缓慢地移动木块要匀速或缓慢地移动,因为只有这样才可以保持因为只有这样

12、才可以保持拉力等于滑动摩擦力拉力等于滑动摩擦力 滑滑动动摩摩擦擦力力F实验改进：实验改进：弹簧测力计弹簧测力计需沿水平方向匀速拉力块，需沿水平方向匀速拉力块，比较难做到，我们可以固定比较难做到，我们可以固定弹簧测力计而拉木板。拉动弹簧测力计而拉木板。拉动木板就不必匀速。物块一直木板就不必匀速。物块一直处于静止状态，则处于静止状态，则Ff=F弹弹F F 滑滑动动摩摩擦擦力力正压力正压力正压力正压力F FN N N N/N/N/N/N滑动摩擦力滑动摩擦力滑动摩擦力滑动摩擦力F Ff f f f/N/N/N/N1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6如何更直如何

13、更直如何更直如何更直观地处理观地处理观地处理观地处理数据数据数据数据FN/NO 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.00.60.50.40.30.20.1Ff/N 滑滑动动摩摩擦擦力力2、滑动摩擦力的大小、滑动摩擦力的大小滑动摩擦力的大小跟压力成正比滑动摩擦力的大小跟压力成正比,也就是跟物体也就是跟物体间的垂直作用力成正比间的垂直作用力成正比F Ff f=F FN N滑动摩滑动摩擦力擦力正压力或支持力正压力或支持力动动摩擦因数。摩擦因数。的大小跟两接触物的大小跟两接触物的大小跟两接触物的大小跟两接触物 体的材料及接触面的情况（如体的材料及接触面的情况（如体的材料及接触面的情况（如体的材

14、料及接触面的情况（如粗糙程度）有关粗糙程度）有关粗糙程度）有关粗糙程度）有关 滑滑动动摩摩擦擦力力例题：在我国东北寒冷的冬季，雪橇是常见的运输工具。一个由钢制滑板的雪橇，连同车上的木料总重量为 。在水平的冰道上，马在水平方向用多大的力，才能够拉着雪橇匀速前进？滑滑动动摩摩擦擦力力说明：1、运动的物体可以受到滑动摩擦力，静止的物体也可以受到、运动的物体可以受到滑动摩擦力，静止的物体也可以受到滑动摩擦力。滑动摩擦力。B静止AA受到B对它的滑动摩擦力：B受到A对它的滑动摩擦力。2.“相对运动相对运动”指的是研究对象相对与其接触的物体而言指的是研究对象相对与其接触的物体而言.3、滑动摩擦力与、滑动摩擦

15、力与、F FN N有关，而与其他外力无关有关，而与其他外力无关4、滑动摩擦力可是阻力，也可是动力（、滑动摩擦力可是阻力，也可是动力（传送带演示传送带演示）。）。例如：思思考考滑动摩擦力的方向一定滑动摩擦力的方向一定跟运动方向相反吗？跟运动方向相反吗？滑动摩擦力的大小滑动摩擦力的大小与重力成正比吗？与重力成正比吗？摩擦力一定摩擦力一定是阻力吗？是阻力吗？运动的物体受到的摩擦力一定是滑动吗运动的物体受到的摩擦力一定是滑动吗？静止的物体受到的摩擦力一定是静静止的物体受到的摩擦力一定是静摩擦力吗？摩擦力吗？滑动摩擦力的大小滑动摩擦力的大小与正压力成正比与正压力成正比不不一一定定不一定不一定滑动摩擦力可

16、以是阻力，也滑动摩擦力可以是阻力，也可以是动力。可以是动力。但它产生的效但它产生的效果一定是阻碍物体间的相对果一定是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势运动或相对运动趋势弹力和摩擦力关系如何？弹力和摩擦力关系如何？方向：互相垂直方向：互相垂直产生：有摩擦力必有弹力，产生：有摩擦力必有弹力，有弹力不一定有摩擦力有弹力不一定有摩擦力讨论讨论1 1：在分析受力时，必须先分析弹力，再分析与其对应的摩擦力在分析受力时，必须先分析弹力，再分析与其对应的摩擦力摩擦力的方向一定与运动方向相反吗？摩擦力的方向一定与运动方向相反吗？讨论讨论2 2：运动的物体只能受滑动摩擦力，运动的物体只能受滑动摩擦力，静止的物体只

17、能受静摩擦力静止的物体只能受静摩擦力吗？吗？作用对象：作用对象：运动的物体也可以受静摩擦力，静运动的物体也可以受静摩擦力，静止的物体也可以受滑动摩擦力。止的物体也可以受滑动摩擦力。讨论讨论3:例、用手握住一个瓶子，恰好处于静例、用手握住一个瓶子，恰好处于静止（竖直方向）。下列说法正确的是止（竖直方向）。下列说法正确的是A.若增加瓶子质量若增加瓶子质量,手需要握的越紧手需要握的越紧B.手握的越紧手握的越紧,瓶子受到的摩擦力越瓶子受到的摩擦力越大大C.不管手握得多紧不管手握得多紧,瓶子受到的摩擦瓶子受到的摩擦力总是一定的力总是一定的.D.以上说法都不正确以上说法都不正确AC 巩巩固固练练习习1、要

18、使放在水平地面上重、要使放在水平地面上重200N的木块从原地移动，必的木块从原地移动，必须用须用70N的最小水平推力，木块从原地移动以后，为了的最小水平推力，木块从原地移动以后，为了使它继续匀速滑动，只要使它继续匀速滑动，只要60N的水平推力就行了。的水平推力就行了。（1）、木块与地面的最大静摩擦力是多大？）、木块与地面的最大静摩擦力是多大？（）、滑动摩擦力是多大？（）、滑动摩擦力是多大？（）、若拉力增大至，滑动摩擦力是多大？（）、若拉力增大至，滑动摩擦力是多大？2、在粗糙水平面上一物体由静止到运动，所受摩擦力的变化如何？（演示）3 3已知图中物体都处于静止状态，试已知图中物体都处于静止状态，

19、试对物体进行受力分析，画出力的示对物体进行受力分析，画出力的示意图。意图。GF静静FNGFNFF静静GFNGF静静FFN摩摩 擦擦 力力静摩擦力静摩擦力滑动滑动摩擦力摩擦力方向方向:与相对运动趋势与相对运动趋势 方向相反方向相反产生条件产生条件大小：大小：0 0FFmaxFFmax产生条件产生条件方向：与相对运方向相反方向：与相对运方向相反大小：大小：三、总结三、总结F FFFN N思考题思考题1、受到静摩擦力的物、受到静摩擦力的物体可以是运动的吗？体可以是运动的吗？2、静摩擦力方向一定跟物体、静摩擦力方向一定跟物体的运动方向相反吗？的运动方向相反吗？3、静摩擦力可以是动力吗、静摩擦力可以是动

20、力吗?4、相对运动趋势方向和运动、相对运动趋势方向和运动方向的关系？方向的关系？不一定不一定可可 以以可以可以相同、相反、不共线相同、相反、不共线 例题例题1.质量为质量为3.0 kg的空木箱，放置在水平地面上，的空木箱，放置在水平地面上，沿水平方向施加拉力，当拉力沿水平方向施加拉力，当拉力F18.0 N时，木箱时，木箱静止；当拉力静止；当拉力F210.3 N时，木箱做匀速运动，时，木箱做匀速运动，求：求：(1)木箱与地面间的动摩擦因数；木箱与地面间的动摩擦因数；(2)木箱在木箱在8.0 N的拉力作用下受到的摩擦力的大小；的拉力作用下受到的摩擦力的大小；(3)木箱在木箱在12.0 N水平拉力作

21、用下，受到的摩擦力水平拉力作用下，受到的摩擦力的大小的大小【解析解析】(1)当拉力当拉力F210.3 N时，木箱匀速运时，木箱匀速运动，木箱水平方向受到拉力动，木箱水平方向受到拉力F2和滑动摩擦力和滑动摩擦力Ff1，根据二力平衡条件有：根据二力平衡条件有：Ff1F210.3 N。木箱放。木箱放在水平地面上，则有木箱对地面压力大小等于木箱在水平地面上，则有木箱对地面压力大小等于木箱重力即重力即FNmg (2)当拉力当拉力F28.0 N时，木箱静止，木箱水平方向所时，木箱静止，木箱水平方向所受到的静摩擦力受到的静摩擦力Ff2与与F1是一对平衡力，则有：是一对平衡力，则有：Ff2F18.0 N.(3

22、)当拉力当拉力F312.0 N时，木箱将在地面上滑动，此时，木箱将在地面上滑动，此时木箱所受到的擦力为滑动摩擦力由第一问可以知时木箱所受到的擦力为滑动摩擦力由第一问可以知道，道，Ff2Ff110.3 N.【答案答案】(1)0.35(2)8.0 N(3)10.3 N 在计算摩擦力的大小之前，必须先分析物体的运动在计算摩擦力的大小之前，必须先分析物体的运动情况，判断是滑动摩擦，还是静摩擦情况，判断是滑动摩擦，还是静摩擦(1)滑动摩擦力的计算方法滑动摩擦力的计算方法可用可用FFN计算但要注意计算但要注意FN是接触面的正压力，是接触面的正压力，并不总是等于物体的重力并不总是等于物体的重力计算滑动摩擦力

23、时要特别注意正压力的求解，以及计算滑动摩擦力时要特别注意正压力的求解，以及滑动摩擦力的大小与接触面积和相对运动速度无关滑动摩擦力的大小与接触面积和相对运动速度无关(2)静摩擦力的计算方法静摩擦力的计算方法一般应根据物体的运动情况一般应根据物体的运动情况(静止、匀速运动或加静止、匀速运动或加速运动速运动)，利用平衡条件或牛顿运动定律列方程求，利用平衡条件或牛顿运动定律列方程求解解 例题例题2.如右图所示，如右图所示，A、B叠放在叠放在水平面上，水平力水平面上，水平力F作用在作用在A上，上，使二者一起向左做匀速直线运动，使二者一起向左做匀速直线运动，下列说法正确的是下列说法正确的是()AA、B之间

24、无摩擦力之间无摩擦力BA受到的摩擦力水平向右受到的摩擦力水平向右CB受到受到A的摩擦力水平向左的摩擦力水平向左D地面对地面对B的摩擦力为静摩擦的摩擦力为静摩擦力，水平向右力，水平向右【解析解析】对对A物体，由于物体，由于A匀速运动，由匀速运动，由二力平衡可知，二力平衡可知，B对对A的摩擦力必与的摩擦力必与F等值等值反向，故反向，故A错，错，B正确；对正确；对B物体，由力的物体，由力的作用的相互性，作用的相互性，B对对A的摩擦力一定与的摩擦力一定与A对对B的摩擦力反向，故的摩擦力反向，故B受到受到A的摩擦力水平的摩擦力水平向左，故向左，故C正确；对正确；对A、B整体分析，由于整体分析，由于AB一

25、起向左匀速运动，则地面对一起向左匀速运动，则地面对B的摩擦的摩擦力一定为滑动摩擦力，且水平向右，故力一定为滑动摩擦力，且水平向右，故D错错误误【答案答案】BC 例题例题3.如右图所示为皮带传送装置，甲为主动轮，如右图所示为皮带传送装置，甲为主动轮，乙为从动轮，传运过程中皮带不打滑，乙为从动轮，传运过程中皮带不打滑，P、Q分别分别为两轮边缘上的两点，下列说法正确的是为两轮边缘上的两点，下列说法正确的是()AP、Q两点的摩擦力方向均与轮转动的方向相两点的摩擦力方向均与轮转动的方向相反反BP点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相反，点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相反，Q点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相同点

26、的摩擦力方向与乙轮的转动方向相同CP点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相同，点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相同，Q点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相DP、Q两点的摩擦力方向均与轮转动的方向相两点的摩擦力方向均与轮转动的方向相同同 【解析解析】由题意可知甲轮与皮带间、乙轮与皮由题意可知甲轮与皮带间、乙轮与皮带间均相对静止，皮带与轮间摩擦力为静摩擦力，带间均相对静止，皮带与轮间摩擦力为静摩擦力，假设甲轮与皮带间无摩擦力，则甲轮转动时皮带假设甲轮与皮带间无摩擦力，则甲轮转动时皮带不动，不动，P点相对于皮带向前运动，可知点相对于皮带向前运动，可知P点相对于点相对于皮带有向前运动的趋势，则甲轮上的皮带有向前运动的趋势，则甲轮上的P点受到的点受到的静摩擦力方向向后，即与甲轮的转动方向相反；静摩擦力方向向后，即与甲轮的转动方向相反；再假设皮带与乙轮间没有摩擦力，则当皮带转动再假设皮带与乙轮间没有摩擦力，则当皮带转动时，乙轮将会静止不动，这时，乙轮边缘上的时，乙轮将会静止不动，这时，乙轮边缘上的Q点相对于皮带向后运动，可知点相对于皮带向后运动，可知Q点有相对于皮带点有相对于皮带向后运动的趋势，故乙轮上向后运动的趋势，故乙轮上Q点所受摩擦力向前，点所受摩擦力向前，即与乙轮转动方向相同即与乙轮转动方向相同【答案答案】B