1、3 摩擦力,第三章 相互作用,学习目标,1.知道摩擦力的定义及分类. 2.理解静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件. 3.会判断摩擦力的方向及计算摩擦力的大小. 4.了解最大静摩擦力的概念.,内容索引,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习 预习新知 夯实基础,自主预习,一、摩擦力 1.定义：两个相互接触的物体，当它们发生 或具有 时，就会在接触面上产生阻碍 或 的力. 2.分类： 摩擦力、 摩擦力和滚动摩擦力.,相对运动,相对运动,的趋势,相对运动,相对运动趋势,静,滑动,二、静摩擦力 1.定义：两个物体之间只有 ，而没有 时，产生的摩擦力叫做静摩擦力. 2.方向：总
2、是沿着 ，并且跟物体相对运动趋势的方向 . 3.最大静摩擦力：静摩擦力有一个最大值Ffmax，在数值上等于物体刚要产生 时所需要的沿相对运动趋势方向的外力. 4.静摩擦力的大小：两物体间实际发生的静摩擦力Ff在 与 之间，即 .,相对运动趋势,相对运动,接触面,相反,相对运动,0,Ffmax,0FfFfmax,三、滑动摩擦力 1.定义：当一个物体在另一个物体表面滑动的时候，会受到另一个物体它滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力. 2.方向 总是沿着接触面，并且跟物体的 的方向相反. 3.大小 滑动摩擦力的大小跟压力成 . 公式： ，为动摩擦因数，它的数值跟相互接触的两个物体的材料和接触面的情况 (填
3、“有关”或“无关”).,阻碍,相对运动,正比,FFN,有关,1.判断下列说法的正误. (1)有相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力.( ) (2)一个静止的物体也可能受到滑动摩擦力.( ) (3)摩擦力的方向一定与接触面的压力方向垂直.( ) (4)摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同.( ) (5)物体所受的滑动摩擦力与物体的重力成正比.( ),即学即用,答案,2.已知木箱重200 N，木箱与水平桌面间的动摩擦因数为0.2，当木箱在水平桌面上以10 m/s的速度运动时，木箱所受桌面的摩擦力大小为_ N；当木箱以15 m/s的速度运动时，木箱所受摩擦力大小为_ N；当在该木箱上放一相
4、同的木箱，两箱一起以10 m/s的速度运动时，下面木箱所受桌面的摩擦力大小为_ N.,答案,40,40,80,重点探究,一、静摩擦力,导学探究 把木块放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块，如图1所示.,图1,当测力计的示数为1 N时，木块没有动；逐渐增大拉力到2 N 时，木块仍静止；继续增大拉力到4 N时，木块开始移动，此时拉力突然变小到3.8 N，此后木块匀速运动，拉力保持3.8 N不变. (1)木块受到的拉力为1 N时，有相对桌面运动的趋势但没有运动，说明什么呢？,答案,答案 说明桌面对木块施加了一个与拉力方向相反、大小也为1 N的力，这个力就是桌面对木块的静摩擦力.,(2)随
5、着外力的增大，静摩擦力有什么变化？,答案,答案 静摩擦力的大小随着外力的增大而增大，但有一个最大值.,知识深化 1.静摩擦力的产生条件 (1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力). (2)接触面粗糙. (3)两物体间有相对运动趋势. 2.静摩擦力的方向 与相对运动趋势方向相反，与物体运动方向无直接关系，既可与运动方向相同，也可与运动方向相反或成某一夹角.,3.静摩擦力的大小 (1)范围：0FfFfmax. (2)计算：物体匀速直线运动或静止时，根据二力平衡条件求解. (3)静摩擦力大小与正压力无关，最大静摩擦力与正压力成正比.,例1 (多选)如图2所示，一质量为m的木块靠在粗糙的竖直 墙壁上，
6、且受到水平力F的作用，下列说法正确的是 A.若木块静止，则木块受到的静摩擦力大小等于mg，方向竖直向上 B.若木块静止，当F增大时，木块受到的静摩擦力随之增大 C.若木块静止，当F增大时，最大静摩擦力随之增大 D.若开始时木块静止，当撤去F，木块沿墙壁下滑时，木块不受摩擦力作用,答案,解析,图2,解析 若木块静止，则木块受到的静摩擦力与mg平衡，大小为mg，方向竖直向上，故A正确，B错误； 最大静摩擦力与正压力成正比，故C正确； 当撤去F时，墙壁与木块间无弹力，则木块不受摩擦力作用，故D正确.,1.静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反，与运动方向可能相同，也可能相反. 2.静摩擦力发生在相对
7、静止的两物体之间，受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，运动的物体也可能受静摩擦力作用. 3.物体静止或匀速直线运动时，静摩擦力的大小可由平衡条件求得.,针对训练1 如图3所示，物体A随倾斜传送带一起斜向上做匀速直线运动.则：,答案,图3,(1)物体A受到_(填“静”或“滑动”)摩擦力作用. (2)摩擦力的方向为_. (3)此摩擦力为_(填“动”或“阻”)力.,静,沿传送带向上,动,二、滑动摩擦力,导学探究 1.按如图4所示实验装置做一做：用力拉动木板，使之在桌面上滑动.,图4,(1)木块受到的摩擦力大小和弹簧测力计示数有什么关系？,答案 相等,答案,(2)在木块上添加重物，增大木块对木板的压力
8、时，摩擦力如何变化？,答案 增大,答案,(3)在木板上铺一块较粗糙的毛巾，摩擦力如何变化？,答案 增大,2.(1)如图5所示，B的速度v2大于A的速度v1，画出A、B所受滑动摩擦力的方向.,图5,答案 如图所示,答案,(2)滑动摩擦力总是阻碍物体的运动吗？,答案 滑动摩擦力一定阻碍物体的相对运动，但与物体的运动方向可能相同，也可能相反，即滑动摩擦力可能是阻力，也可能是动力.,答案,知识深化 1.滑动摩擦力的产生条件 (1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力). (2)接触面粗糙. (3)两物体间有相对运动. 2.滑动摩擦力的方向 与相对运动方向相反，与物体的运动方向无直接关系，与物体的运动方向
9、可能相同，也可能相反.,3.滑动摩擦力的大小 由公式FFN计算(也可以由二力平衡来求解) (1)FN是两个相接触的物体间的压力，它不一定等于重力，FN的大小可以与重力G大小相等，也可以不等. (2)动摩擦因数的大小由接触面的材料和接触面的粗糙程度决定，与FN无关. (3)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.,例2 下列有关滑动摩擦力的说法中，正确的是 A.有压力一定有滑动摩擦力 B.有滑动摩擦力一定有压力 C.滑动摩擦力方向一定与物体的运动方向相反 D.只有运动物体才受滑动摩擦力,解析 产生滑动摩擦力的条件有三个：正压力(相互接触且挤压)、接触面粗糙、发生相对滑
10、动，缺一不可.由产生条件可知，A错误，B正确. 滑动摩擦力方向与物体相对运动方向相反，C错误. 滑动摩擦力发生于相对滑动的两物体之间，两个物体中可能有一个相对地面是静止的，故D错误.,答案,解析,三、摩擦力大小的计算,1.静摩擦力大小的计算 静摩擦力随外力的变化而变化，范围在0到最大静摩擦力Ffmax之间，因此不能由公式FfFN求解.静摩擦力的大小根据物体受力平衡的条件来求解. 2.滑动摩擦力大小的计算 (1)公式法：根据FfFN计算. 根据物体的受力情况，求出正压力FN. 根据FfFN求出滑动摩擦力. (2)二力平衡法：物体处于平衡状态(匀速直线运动或静止)时，根据二力平衡的条件求解.,例3
11、 如图6所示，一重为40 N的木块原来静止在水平 桌面上，某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反 的力F1、F2的作用，其中F113 N，F26 N.已知木 块与桌面间的动摩擦因数为0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： (1)木块所受的摩擦力的大小和方向；,图6,答案 7 N 水平向左,解析 当木块运动时受到的滑动摩擦力为F滑FNG0.240 N8 N， 故木块受到桌面的最大静摩擦力为8 N. 加上F1、F2后，F1和F2相当于一个方向向右的力FF1F27 N.由于F小于最大静摩擦力，故木块处于静止状态，则木块受到桌面静摩擦力的作用，大小为7 N，方向水平向左.,答案,解析,(2)只将F
12、1撤去，木块受到的摩擦力的大小和方向；,答案 6 N 水平向右,解析 将F1撤去后，由于F2小于最大静摩擦力，故木块仍然保持静止.由二力平衡知识知，木块受到的静摩擦力大小等于F2，即大小为6 N，方向水平向右.,答案,解析,(3)若撤去的力不是F1而是F2，求木块受到的摩擦力的大小和方向.,答案 8 N 水平向左,解析 撤去F2后，由于F1大于最大静摩擦力，则木块受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为8 N，方向水平向左.,答案,解析,针对训练2 水平桌面上有一个重200 N的物体，与桌面间的动摩擦因数为0.2，当依次用15 N、30 N、80 N的水平力拉此物体时，物体受到的摩擦力依次为(设最大静
13、摩擦力等于滑动摩擦力) A.15 N、30 N、40 N B.15 N、30 N、80 N C.0、0、40 N D.15 N、40 N、40 N,答案,解析,解析 物体与桌面间的最大静摩擦力FfmaxFN0.2200 N40 N.拉力为15 N、30 N时，物体静止，根据二力平衡知，静摩擦力大小分别为15 N、30 N； 当拉力为80 N时，物体滑动，受滑动摩擦力，大小FfFN0.2200 N40 N，选项A正确.,达标检测,1.(对静摩擦力的理解)关于静摩擦力，下列说法中正确的是 A.受静摩擦力作用的物体一定是静止的 B.静摩擦力总是阻力 C.静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反
14、D.两个物体之间的静摩擦力总是一个定值,解析 静摩擦力产生在两个相对静止的物体之间，但物体可以是运动的，所以A错误； 静摩擦力的作用是阻碍物体间的相对运动趋势，方向与物体间相对运动趋势的方向相反，但可能与运动方向相同，所以B错误，C正确； 两物体间静摩擦力的大小由平行于接触面的外力决定，因此D错误.,答案,1,2,3,4,解析,2.(对滑动摩擦力的理解)装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出，如图7所示，则在匀速拖出的过程中(材料重心未离开桌面边缘)A.材料与平台之间的接触面积逐渐减小，摩擦力逐渐减小 B.材料与平台之间的接触面积逐渐减小，拉力逐渐减小 C.平台对材料的支持力
15、逐渐减小，摩擦力逐渐减小 D.材料与平台之间的动摩擦因数不变，支持力也不变，因而工人的拉力也不变,图7,答案,1,2,3,4,解析,1,2,3,4,解析 匀速拉动的过程只能持续到重心离开台面的瞬间，材料的重心在台面上，故材料对台面的压力不变，故材料受到的支持力不变，C错误； 而在拉动过程中动摩擦因数不变，由FFN可知摩擦力是不变的，A、B错误； 因为材料做匀速直线运动，摩擦力不变，所以工人的拉力是不变的，D正确.,3.(静摩擦力的大小)如图8所示，质量为m的木块放在 粗糙的水平地面上，木块与地面间的动摩擦因数为0.5， 水平推力F作用于木块上，但未把木块推动，则在选项 图中反映木块受到的静摩擦
16、力Ff随水平推力F变化的关系图线是,1,2,3,4,答案,解析,图8,解析 推而未动，故摩擦力FfF，所以A正确.,4.(滑动摩擦力的大小及计算)质量为3.0 kg的空木箱，放置在水平地面上，沿水平方向施加拉力，当拉力F18.0 N时，木箱静止；当拉力F210.3 N时，木箱做匀速运动，(g取9.8 N/kg)求： (1)木箱与地面间的动摩擦因数；,1,2,3,4,答案,解析,答案 0.35,1,2,3,4,解析 当拉力F210.3 N时，木箱匀速运动，木箱水平方向受到拉力F2和滑动摩擦力Ff1，根据二力平衡条件有：Ff1F210.3 N 木箱放在水平地面上，则有木箱对地面压力大小等于木箱的重力，即FNmg,(2)木箱在8.0 N的拉力作用下受到的摩擦力的大小；,1,2,3,4,答案,解析,答案 8.0 N,解析 当拉力F18.0 N时，木箱静止，木箱水平方向所受到的静摩擦力Ff2与F1是一对平衡力，则有：Ff2F18.0 N.,(3)木箱在12.0 N水平拉力作用下，受到的摩擦力的大小. 答案 10.3 N 解析 当拉力F312.0 N时，木箱将在地面上滑动，此时木箱所受到的摩擦力为滑动摩擦力.由第(1)问可以知道，Ff3Ff110.3 N.,
