人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力评课课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力评课课件ppt，文件包含人教版高中物理必修第一册第三章第2节摩擦力课件ppt、人教版高中物理必修第一册第三章第2节摩擦力学案docx等2份课件配套教学资源，其中PPT共60页， 欢迎下载使用。
1．理解摩擦力的产生条件，会区分静摩擦力和滑动摩擦力。2．知道滑动摩擦力的方向及其计算公式Ff＝μF压。3．知道静摩擦力及最大静摩擦力的概念。4．会结合生活中的实例判断摩擦力的有无及方向。5．知道生产和生活中增大或者减小摩擦力的方法。
1．定义：两个相互接触的物体，当它们__________时，在接触面上会产生一种______________的力，这种力叫作滑动摩擦力。2．产生条件：(1)物体相互接触且__________。(2)接触面粗糙。(3)两物体间有__________。
探究重构·关键能力达成
3．方向：总是沿着接触面，并且跟物体__________的方向相反。4．大小：Ff＝μF压，即滑动摩擦力的大小跟压力的大小成______。式中μ为____________，没有单位 ，它的数值跟相互接触的两个物体的______和接触面的__________有关。
平整的水平木桌上放置一个质量为2 kg的木块，图甲是用弹簧测力计将它水平匀速拉动；图乙是在木块上加一个砝码，用弹簧测力计将它水平匀速拉动；图丙是桌面铺上了棉布，用弹簧测力计将它水平匀速拉动。
问题1　以上三种情境中的木块除了受到水平拉力外，水平方向都还要受到一个什么性质的力？根据二力平衡，你能确定三种情境中这种性质力的大小吗？
提示：滑动摩擦力，3.6 N、6.6 N、5.6 N。
问题2　以上三种情境中木块所受的摩擦力是哪个方向？滑动摩擦力的方向与相对运动方向有何规律？
提示：都是水平向左，其方向总与相对运动方向相反。
问题3　比较甲、乙两图，表明滑动摩擦力大小与何种因素有关？比较甲、丙两图，表明滑动摩擦力大小又与何种因素有关？
提示：甲、乙表明，滑动摩擦力的大小与压力大小有关；甲、丙表明，滑动摩擦力的大小与接触面间的材料有关。
2．滑动摩擦力的方向(1)与接触面相切，且与物体相对运动的方向相反。(2)“相对运动”与“运动”意义不同，因此，摩擦力方向与物体的运动方向可能相同，也可能相反。
3．滑动摩擦力的大小(1)公式法：根据公式Ff＝μF压计算。①正压力F压是物体与接触面间的压力，不一定等于物体的重力，其大小根据物体的受力情况确定。②动摩擦因数μ与材料和接触面的粗糙程度有关，而与物体间的压力、接触面的大小无关。(2)二力平衡法：物体处于平衡状态(匀速运动或静止)时，根据二力平衡条件求解。
角度1　滑动摩擦力的理解【典例1】　有关滑动摩擦力，下列说法中正确的是(　　)A．滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反B．有滑动摩擦力必有弹力C．物体在支持面上的滑动速度越大，滑动摩擦力也一定越大D．公式Ff＝μFN中的压力FN一定等于物体重力的大小
B　[滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，滑动摩擦力的方向一定与物体相对运动的方向相反，但不一定与物体运动方向相反，故A错误；摩擦力的产生条件是有弹力，接触面粗糙，有相对运动，故B正确；滑动摩擦力的大小Ff＝μFN，与物体在支持面上的滑动速度无关，其中FN为压力，FN与接触面垂直，不一定等于重力，故C、D错误。]
角度2　滑动摩擦力大小的计算【典例2】　有的地方，人们常用狗拉雪橇载人及物品。已知雪橇与雪地间的动摩擦因数为0.02，雪橇(包括所载人及物品)的总质量为300 kg。若近似认为狗以水平拉力拉着雪橇在水平雪地上做匀速直线运动，求狗拉雪橇的拉力大小。(取重力加速度 g＝9.8 N/kg)
[思路点拨]　以雪橇为研究对象，其受到的拉力和摩擦力如图所示。雪橇在水平雪地上做匀速直线运动，由二力平衡可知，狗拉雪橇的拉力与滑动摩擦力大小相等，由此可求出狗拉雪橇的拉力大小。
[解析]　由题意可知，μ＝0.02，m＝300 kg。雪橇做水平方向的匀速直线运动，则F＝Ff，FN＝mg由滑动摩擦力公式Ff＝μFN，知F＝μmg＝0.02×300 kg×9.8 N/kg＝58.8 N故狗拉雪橇的拉力大小为58.8 N。
[答案]　58.8 N
[母题变式]　如果雪地的情况不变，当狗拉着雪橇在水平雪地上加速前进时，雪橇所受的摩擦力是否改变？请简述理由。
[解析]　雪撬所受的滑动摩擦力Ff＝μFN，因狗以水平拉力拉雪撬，无论匀速运动，还是加速运动，雪撬对地面的压力均为FN＝mg，故滑动摩擦力Ff＝μmg＝58.8 N，不会改变。
[答案]　不变，理由见解析
规律方法　求解滑动摩擦力大小的思路(1)判断滑动摩擦力的有无：根据接触面的性质和物体间是否产生相对运动，确定物体之间是否存在滑动摩擦力。(2)求解滑动摩擦力大小方法的选取①如果物体做匀速直线运动，可根据二力平衡法和公式法求解滑动摩擦力的大小。②如果物体做非匀速直线运动，可根据公式Ff＝μFN求解滑动摩擦力的大小。
[跟进训练]1．(多选)如图所示，用力拉动木板，使之在桌面上向右滑动。已知木块重20 N，木板重20 N，木块与木板、木板与桌面的动摩擦因数都是0.1，以下说法正确的是(　　)A．木块受到向左的滑动摩擦力B．木板的上下表面都受到向左的滑动摩擦力C．弹簧测力计的读数为2 ND．拉动木板的力为4 N
BC　[以木板为参考系，木块是向左的运动的，所以木块受到向右的滑动摩擦力，故A错误。木板向右运动，其上下表面都受到向左的滑动摩擦力，故B正确。以木板为研究对象，其受力情况如图所示，则木块与木板之间的压力FN2＝20 N，所以木块与木板之间的滑动摩擦力大小Ff2＝μFN2＝2 N，由二力平衡可知，弹簧测力计的读数为2 N，故C正确。桌面对木板的支持力FN1＝FN2＋G木板＝40 N，木板受桌面的摩擦力 Ff1＝μFN1＝μ(FN2＋G木板) ＝4 N；又由题意得：F＝Ff1＋Ff2＝6 N，所以拉动木板的力为6 N，故D错误。]
1．定义：相互接触的两个物体之间只有__________的趋势，而没有__________时，所以这时的摩擦力叫作静摩擦力。2．产生条件：(1)物体相互接触且__________。(2)接触面粗糙。(3)两物体间相对静止但有______________。
3．方向：总是沿着接触面，跟物体______________的方向相反。4．大小(1)最大静摩擦力：静摩擦力的增大有一个限度，物体间即将开始__________时的摩擦力。(2)静摩擦力大小范围：物体间实际产生的静摩擦力在__________________________之间。
如图所示，把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，在弹簧测力计的指针下轻塞一个小纸团(可以作为指针到达最大位置的标记)，它可以随指针移动。拉力F逐渐增大，木块保持静止，直到拉力达到某一数值时木块开始移动，观察弹簧测力计示数及其变化情况。
问题1　随着外力的增大，静摩擦力大小变化吗？若变化，如何变化？
提示：由二力平衡知，随着外力的增大，静摩擦力大小发生变化，相应增大。
问题2　木块开始移动时弹簧测力计的示数有何特点？
提示：木块开始移动时弹簧测力计的示数达到最大，即最大静摩擦力。静摩擦力的数值存在一个范围，即0＜F≤Fmax。
问题3　若在木块上增加砝码，木块开始移动时弹簧测力计的示数如何变化？由此得出什么结论？
提示：弹簧测力计的达到的最大示数增大。最大静摩擦力随正压力的增大而增大。
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．静摩擦力的有无判断两法(1)条件判断法：接触面之间有压力、粗糙且有相对运动趋势。(2)假设法
3．静摩擦力的方向(1)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。(2)静摩擦力的方向判定两法①假设法：假设接触面是光滑的，判断物体将向哪个方向滑动。从而确定相对运动趋势的方向，进而判断出静摩擦力的方向。②状态法：当物体受力处于平衡状态时，根据二力平衡，判断出静摩擦力的方向。
4．静摩擦力的大小(1)范围：0＜F≤Fmax。一般情况下，最大静摩擦力Fmax略大于滑动摩擦力，为分析问题方便，可认为二者相等。
(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。
【典例3】　(多选)如图所示，物体A、B叠放在水平地面上，水平力F作用在A上，使二者一起向左做匀速直线运动，下列说法正确的是(　　)A．A、B之间无摩擦力B．A受到B的摩擦力水平向右C．B受到A的摩擦力水平向左D．地面对B的摩擦力为静摩擦力，水平向右
BC　[对A，由于A匀速运动，由二力平衡条件可知，B对A的摩擦力必与F等大反向，故A错误，B正确；对A、B整体分析，由于A、B一起向左匀速运动，则地面对B的摩擦力一定为滑动摩擦力，且水平向右，对B由二力平衡条件分析可知，A对B的摩擦力水平向左，故C正确，D错误。]
[母题变式]　上例中，若将二者一起向左做匀速直线运动改为二者一直静止不动，其他条件不变，分析A、B受到摩擦力的大小和方向。
提示：A受到B向右的静摩擦力，大小为F；B受到A向左的静摩擦力和地面向右的静摩擦力，大小均为F。
易错警示　易混淆的“三个方向”的辨析(1)运动方向：物体的运动方向一般选地面上固定不动的物体作为参考系判定。(2)相对运动方向：物体间的相对运动方向，指以其中一个物体A为参考系，另一个物体B的运动方向，即为物体B相对物体A的运动方向，反之也可。(3)相对运动趋势的方向：由于两物体间静摩擦力的存在而没有发生相对运动，其相对运动方向可用假设法(假设无静摩擦力)判定。
[跟进训练]2．如图所示，用传送带向上传送货物，货物和传送带之间没有相对滑动，则货物受到的摩擦力是(　　)A．静摩擦力，方向沿传送带向上B．静摩擦力，方向沿传送带向下C．滑动摩擦力，方向沿传送带向下D．滑动摩擦力，方向沿传送带向上
A　[货物在传送带上有相对传送带向下滑动的趋势，但货物和传送带之间没有相对滑动，所以货物受到沿传送带向上的静摩擦力作用，A正确。]
1．下列关于摩擦力的说法中正确的是(　　)A．摩擦力大小总跟正压力大小成正比B．滑动摩擦力大小跟两物体间相对运动的速度大小无关C．手握住瓶颈使瓶子竖直悬空静止，握得越紧时，手与瓶颈间的摩擦力越大D．小孩沿竖直杆匀速向上爬时，他受的摩擦力大于重力
应用迁移·随堂评估自测
B　[滑动摩擦力大小总跟正压力大小成正比，静摩擦力与受力情况和运动情况有关，但与正压力不成正比，故A错误；根据Ff＝μF压可知滑动摩擦力大小跟两物体间相对运动的速度大小无关，故B正确；手握住瓶颈使瓶子竖直悬空静止，静摩擦力大小等于瓶子的重力大小，手握得越紧时，手与瓶颈间的静摩擦力大小保持不变，仍等于瓶子的重力大小，故C错误；小孩沿竖直杆匀速向上爬时，根据受力平衡可知他受的摩擦力大小等于重力，故D错误。]
2．(多选)如图甲、乙所示，物体A、B在力F作用下一起以相同的速度沿F方向匀速运动，关于物体A、B所受的摩擦力，下列说法正确的是(　　)A．图甲中物体A受摩擦力，且方向与F相同B．图甲中物体A不受摩擦力C．图乙中物体A受摩擦力，且方向与F相同D．图乙中物体B受到斜面的摩擦力，且方向和F相反
BCD　[因为物体A、B在力F作用下一起以相同的速度沿F方向匀速运动，所以物体A所受合力为0，对题图甲而言，物体A水平方向没有受到力，所以也不受摩擦力，故A错误，B正确；而对题图乙中的物体A受力分析可知，物体A沿斜面方向合力为0，则摩擦力与重力沿斜面向下的分力等大反向，即摩擦力方向沿斜面向上，即摩擦力方向与F相同，故C正确；题图乙中，物体B沿斜面向上运动，斜面对物体B有沿斜面向下的滑动摩擦力作用，即摩擦力方向和F相反，故D正确。]
3．若小猫沿树匀速攀上和匀速下滑，它所受的摩擦力分别是F1和F2，则(　　)A．F1向下，F2向上，且F1＝F2B．F1向下，F2向上，且F1＞F2C．F1向上，F2向上，且F1＝F2D．F1向上，F2向下，且F1＝F2
C　[由题意可知小猫向上、向下均做匀速运动，且小猫竖直方向上受重力、摩擦力作用，故二力平衡，由重力的大小和方向可推断出摩擦力总是向上的，且大小等于小猫的重力，选项C正确。]
4．如图所示，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F1＝13 N，F2＝6 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；(2)当只将F1撤去时，木块受到的摩擦力的大小和方向；(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。
[解析]　当木块运动时受到的滑动摩擦力为F滑＝μFN＝μG＝0.2×40 N＝8 N故木块受到桌面的最大静摩擦力为8 N。(1)加上F1、F2后，F1和F2相当于一个方向向右、大小为F＝F1－F2＝7 N的力。由于F小于最大静摩擦力，故木块静止，木块受到桌面静摩擦力的作用，大小为7 N，方向水平向左。
(2)将F1撤去后，由于F2小于最大静摩擦力，木块保持静止。由二力平衡知识得，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。(3)撤掉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]　(1)7 N　水平向左　(2)6 N　水平向右　(3)8 N　水平向左
回归本节知识，自我完成以下问题：1．影响滑动摩擦力大小的因素有哪些？
提示：压力的大小、接触面的粗糙程度。
2．摩擦力与弹力有哪些关系？
提示：(1)存在关系：若两物体间存在摩擦力，则一定存在弹力；但两物体间存在弹力时，却不一定存在摩擦力。(2)方向关系：同一接触面的摩擦力和弹力必垂直。(3)大小关系：①滑动摩擦力的大小Ff＝μFN，即滑动摩擦力与压力成正比。②最大静摩擦力随压力增大而增大，但静摩擦力的大小与压力无直接的关系。
3．静止的物体总受静摩擦力，运动的物体总受滑动摩擦力，这种说法正确吗？
提示：不正确。这种认识的错误在于没有准确理解摩擦力定义中“相对”两字的含义。其实，两物体间产生静摩擦力，仅是物体保持相对静止，两者可以以同一速度运动。两物体间若产生滑动摩擦力，两物体一定发生了相对运动，而不一定都运动，可以是一个运动，另一个静止。例如，黑板擦在桌面上滑动，静止的桌面受到黑板擦对它的滑动摩擦力。
4．摩擦力的方向总与物体运动方向相反，摩擦力总是阻力，这种说法对吗？
提示：不对。摩擦力的方向与产生摩擦力的两物体间的相对运动或相对运动趋势的方向相反，但与这两个物体相对于其他物体的运动方向没有关系。因此摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同，也可以相反。当摩擦力的方向与物体的运动方向相同时，摩擦力为动力；当摩擦力的方向与物体的运动方向相反时，摩擦力为阻力。
题组一　滑动摩擦力1．关于滑动摩擦力，以下说法中正确的是(　　)A．只有运动的物体才受到滑动摩擦力B．滑动摩擦力总跟物体的重力成正比C．滑动摩擦力总是阻碍物体的运动D．滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动
课时分层作业(十)　摩擦力
D　[滑动摩擦力产生于两个有相对运动的物体间，但受滑动摩擦力的物体不一定运动，A错误；滑动摩擦力总跟物体的正压力成正比，与重力不一定成正比，B错误；滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，并不一定阻碍物体的运动，C错误，D正确。]
2．关于动摩擦因数，下列说法正确的是(　　)A．两接触面间压力越大，动摩擦因数越大B．两物体间滑动摩擦力越大，动摩擦因数越大C．两物体间的动摩擦因数与滑动摩擦力成正比，与两物体间的压力成反比D．两物体间的动摩擦因数是由两物体的材料和接触面的粗糙程度决定的，与滑动摩擦力和正压力无关
D　[动摩擦因数是由两物体的材料和接触面的粗糙程度决定的，与滑动摩擦力和正压力无关，选项A、B、C错误，选项D正确。]
3．一物体置于粗糙水平地面上，按如图所示不同的放法，在水平力F的作用下运动，设地面与物体各接触面间的动摩擦因数相等，则木块受到的摩擦力的大小关系是(　　)A．Ff甲＞Ff乙＞Ff丙　　　B．Ff乙＞Ff甲＞Ff丙C．Ff丙＞Ff乙＞Ff甲 　　　D．Ff甲＝Ff乙＝Ff丙
D　[物体在三种情况下所受摩擦力均为滑动摩擦力，由Ff＝μFN＝μmg知，物体在三种情况下所受摩擦力大小相等，选项D正确。]
4．如图所示，在动摩擦因数μ＝0.1的水平桌面上向右运动的物体质量为20 kg，在运动过程中，还受到一个方向向左的大小为10 N的拉力F作用，则物体受到的滑动摩擦力为(g取10 N/kg)(　　)A．10 N，向右B．10 N，向左　　C．20 N，向右D．20 N，向左
D　[由于FN＝mg，滑动摩擦力Ff＝μFN＝μmg＝20 N，物体向右运动，则滑动摩擦力方向向左，故选项D正确。]
题组二　静摩擦力5．关于静摩擦力的说法，正确的是(　　)A．两个相对静止的物体间一定有静摩擦力的作用B．受静摩擦力作用的物体一定是静止的C．当两物体间的压力一定时，静摩擦力的大小可以变化，但有一个限度D．静摩擦力一定是阻力
C　[当两个物体有相对运动趋势时才有可能产生静摩擦力，A错误；受静摩擦力作用的物体有可能是运动的，B错误；当两物体间的压力一定时，静摩擦力的大小可以变化，但有一个限度，这个限度就是最大静摩擦力，C正确；当物体受静摩擦力的方向与运动方向相同时，静摩擦力是动力，D错误。]
6．如图甲、乙所示，物体P、Q在力F作用下一起以相同速度沿力F方向匀速运动，图乙中斜面体固定不动，关于物体P所受的摩擦力，下列说法正确的是(　　)A．图甲、乙中物体P均受摩擦力，且方向均与力F相同B．图甲、乙中物体P均受摩擦力，且方向均与力F相反C．图甲、乙中物体P均不受摩擦力D．图甲中物体P不受摩擦力，图乙中物体P受摩擦力，且方向与力F方向相同
D　[题图甲中，P做匀速运动，在水平方向所受合力为零，所以P不受摩擦力；题图乙中，假设P不受摩擦力，P将相对Q沿斜面向下运动，因此P受与力F方向相同的摩擦力，选项D正确。]
7．如图所示，用大小为100 N的握力握住一个重为40 N的瓶子。瓶子竖直，始终处于静止状态。已知手掌与瓶子间的动摩擦因数μ＝0.5，则(　　)A．瓶子受到的摩擦力大小为40 NB．瓶子受到的摩擦力大小为50 NC．当握力进一步增大时，瓶子受到的摩擦力将成正比增大D．当握力持续减小时，瓶子受到的摩擦力大小将持续减小
A　[瓶子重力为40 N，处于静止状态，则瓶子受到的摩擦力大小等于重力，为40 N，故A正确，B错误；当握力再增大时，瓶子受到的重力不变，也就是摩擦力不变，故C错误；当握力逐渐减小时，导致瓶子的最大静摩擦力减小，但只要物体仍处于静止状态，则摩擦力大小不变，故D错误。]
8．把一重为G的物体，用一个水平的推力F＝kt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整墙面上(如图)，从t＝0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是下图中的哪一个(　　)
A 　　　　B　　　 　C　　　　　D
B　[推力F＝FN＝kt，开始物体竖直滑动，Ff＝μFN＝μkt为正比例函数，当F增加到大于G时，物体开始减速，F继续增大，当速度减为零时，物体静止，此时摩擦力为静摩擦力，大小等于物体的重力且不再变化，选项B正确。]
9．如图所示，A是主动轮，B是从动轮，它们通过不打滑的传送带转动，轮的转动方向如图所示，B轮上带有负载，P、Q分别是两轮边缘上的点，则关于P、Q所受摩擦力的判断正确的是(　　)A．P受到的是静摩擦力，方向向下B．P受到的是滑动摩擦力，方向向上C．Q受到的是静摩擦力，方向向上D．Q受到的是滑动摩擦力，方向向下
C　[P位置在主动轮上与传送带接触，轮子带着传送带运动，故传送带相对轮子有向上运动的趋势，但没有相对滑动，故P受到的是静摩擦力，P受到的摩擦力方向向上，故A、B错误；Q位置在从动轮上与传送带接触，轮子是在传送带的带动下运动的，没有打滑，故受到的也是静摩擦力，因传送带向上运动，故Q相对于传送带有向下的运动趋势，故Q受到的摩擦力方向向上，故C正确，D错误。]
10．如图所示，质量为m的木块在水平桌面上的木板上表面滑行，木板静止，它的质量为M＝3m，木板与木块、木板与桌面间的动摩擦因数均为μ，则木板受桌面的摩擦力大小为(　　)A．μmg　　　B．2μmg　　　C．3μmg 　　　D．4μmg
11．有一种圆珠笔，内部有一根小弹簧。如图所示，当笔杆竖直放置时，在圆珠笔尾部的按钮上放一个100 g的砝码，砝码静止时，弹簧压缩量为 2 mm。现用这支圆珠笔水平推一本放在桌面上、质量为 900 g 的书，当弹簧压缩量为3.6 mm(未超过弹簧的弹性限度)时，这本书恰好匀速运动。(g取 10 m/s2) 试求：(1)笔内小弹簧的劲度系数；(2)书与桌面间的动摩擦因数大小。
[答案]　(1)500 N/m　(2)0.2
12．打印机是现代办公不可或缺的设备，正常情况下，进纸系统能做到“每次只进一张纸”，进纸系统的结构如图所示。设每张纸的质量均为m，搓纸轮按图示方向转动时带动最上面的第1张纸匀速向右运动，搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为μ1，纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为μ2，工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F。重力加速度为g，打印机正常工作时，下列说法正确(　　)
A．任意1张纸对下1张纸的摩擦力大小相等B．最底层的1张纸没有受到摩擦片的摩擦作用C．第2张与第3张纸之间的摩擦力大小为μ2(2mg＋F) D．只要满足μ1