教科版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用3 摩擦力优秀ppt课件

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1.知道滑动摩擦力的概念及产生条件，会判断滑动摩擦力的方向。2.知道滑动摩擦力的大小跟什么因素有关，会求滑动摩擦力。3.知道静摩擦力的概念及产生条件，会判断静摩擦力的方向。4.知道最大静摩擦力的概念，知道静摩擦力的大小范围。
1.定义：两个物体相互接触并挤压，当它们沿接触面发生相对滑动时，每个物体的接触面都会受到对方施加的 的力，这种力叫作滑动摩擦力。2.方向：总是沿着接触面，并且跟物体的 方向相反。
1.滑动摩擦力f 的大小跟压力N成 ，也就是跟两个物体表面间的垂直作用力成 。2.表达式：f＝μN。3.动摩擦因数：比例系数μ叫作动摩擦因数，它是两个力的比值，没有单位。它的大小与两个接触面的 、 等情况有关。
1.定义：当两个相互接触的物体之间具有相对运动的趋势时，物体间产生的 的发生的力。2.方向：总是沿着接触面，并且跟物体 的方向相反。
1.最大静摩擦力(1)大小：最大静摩擦力的大小等于物体将要发生 时受到的作用力。(2)决定因素：与物体之间的 成正比，还与接触面的 及____ 有关。2.静摩擦力的大小：物体之间实际发生的静摩擦力f静在0与最大静摩擦力f静max之间，即 。
四、静摩擦力的大小及最大静摩擦力
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)摩擦力的方向一定与接触面所受的压力方向垂直。(　　)(3)摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同。(　　)(4)一个静止的物体也可能受到滑动摩擦力。(　　)(5)物体所受的滑动摩擦力与物体的重力成正比。(　　)
2.已知木箱重力为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；当用20 N水平外力推木箱没有推动时，木箱受到的摩擦力大小为_____ N；当在该木箱上放一相同的木箱，两木箱一起以15 m/s的速度运动时，下面木箱所受桌面的摩擦力大小为_____ N。
1.按如图所示的实验装置做一做：用力拉动木板，使之在桌面上滑动。
(1)木块受到的摩擦力大小和弹簧测力计示数有什么关系？
(2)在木块上添加重物，增大木块对木板的压力时，摩擦力如何变化？
(3)在木板上铺一块较粗糙的毛巾，摩擦力如何变化？
答案　木块相对地面向右运动，相对木板向左运动，木块受到的滑动摩擦力方向向右，与木块运动方向相同。
2.如图，木块放在木板上，用外力把木板向右抽离，在此过程中
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动力，也可能是阻力。
(2)滑动摩擦力总是阻碍物体的运动吗？
(1)木块相对地面向什么方向运动？相对于木板向什么方向运动？木块受到的摩擦力方向如何？
1.滑动摩擦力产生的条件(1)两物体相互接触挤压(即有弹力)。(2)物体间的接触面不光滑。(3)两物体间存在相对运动。2.滑动摩擦力的方向(1)沿着接触面，且与物体的相对运动方向相反。(2)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：根据表达式f＝μN计算。①N是物体与接触面间的压力，不一定等于物体的重力，N的大小根据物体的受力情况确定。②动摩擦因数μ与接触面的材料和粗糙程度有关，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(匀速直线运动或静止)时，根据二力平衡条件求解。
如图所示，汽车B在水平路面上以相对于地面的速度v1向右运动，车上的货物A以相对于地面的速度v2向右运动。下列判断正确的是A.若v1v2，汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力
若v1v2，则货物A相对汽车B向左运动，故汽车B对货物A施加向右的滑动摩擦力，汽车B受到了货物A所施加的向左的滑动摩擦力，故选项C、D错误。
质量为3 kg的木块放在水平地板上，用F＝6 N且水平向右的拉力拉该木块时，木块恰能做匀速直线运动。(g取10 N/kg)求：(1)木块与地板间的动摩擦因数；
木块做匀速直线运动，则滑动摩擦力f1＝F＝6 N，而f1＝μN，N＝mg，
(2)若在木块运动过程中撤去拉力，在木块继续向前滑行的过程中，木块受到的摩擦力是多大？
(3)若F的大小变为10 N，则木块受到的摩擦力是多大？
(4)若在木块运动过程中将F的方向改为水平向左，则在木块向右运动过程中，受到的摩擦力是多大？方向如何？
答案　6 N　方向水平向左
f4＝μN＝6 N，方向水平向左。
(5)若F的大小不变而将方向改为竖直向上作用于该木块上，则此时应加一个多大的水平拉力，才能使该木块保持匀速直线运动状态。
此时木块和地板间的压力N′＝mg－F＝24 N，f5＝μN′＝4.8 N。要保持木块匀速运动，需满足拉力F′＝f5＝4.8 N。
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，如图所示。
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，木块开始运动，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　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)随着外力的增大，摩擦力有什么变化？
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，这个最大值比滑动摩擦力稍微大一些。
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的趋势。2.静摩擦力的方向(1)沿着接触面，且与物体相对运动趋势的方向相反。(2)当物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时，与使物体产生运动趋势的外力方向相反。
3.静摩擦力的大小(1)范围：0＜f静≤f静max。(2)计算：物体做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。4.说明(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。
关于静摩擦力，下列说法正确的是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D.两个物体之间的静摩擦力总是一个定值
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力决定，因此D错误。
(多选)如图所示，用水平力F把一铁块紧压在竖直墙壁上保持静止，当F增大时A.墙对铁块的弹力增大B.墙对铁块的摩擦力增大C.墙对铁块的摩擦力不变D.墙对铁块的摩擦力减小
铁块相对墙壁静止，铁块与墙壁之间存在弹力，墙壁对铁块的弹力N＝F，故墙对铁块的弹力随水平力F的增大而增大，选项A正确；
铁块相对墙壁静止，但有下滑趋势，所以铁块受向上的静摩擦力作用，且静摩擦力与重力平衡，所以摩擦力大小不变，选项C正确，B、D错误。
三、摩擦力的分析与计算
如图所示，质量为20 kg的物体静止放在水平地面上，已知物体与水平地面间的最大静摩擦力为120 N，动摩擦因数是0.5，物体的一端与一根劲度系数为4×103 N/m的水平轻质弹簧相连(设弹簧的形变始终在弹性限度内，取g＝10 m/s2)，问：
(1)将弹簧拉长2 cm时，地面对物体的摩擦力f1多大？
根据胡克定律F＝kx，当x1＝2 cm＝0.02 m时，F1＝4×103×0.02 N＝80 N由于拉力F1小于最大静摩擦力，物体处于静止状态且具有向右的运动趋势，此时地面对物体的静摩擦力大小为f1＝F1＝80 N。
(2)将弹簧拉长4 cm时，地面对物体的摩擦力f2多大？
当x2＝4 cm＝0.04 m时，F2＝4×103×0.04 N＝160 N，大于最大静摩擦力，物体已经运动，这时摩擦力为滑动摩擦力，大小为f2＝μN＝μmg＝0.5×20×10 N＝100 N。
(3)物体在水平地面上匀速直线运动时，弹簧形变量x多大？
当物体在水平地面上匀速运动时，物体受滑动摩擦力，滑动摩擦力和弹簧拉力为一对平衡力，即弹簧拉力F＝f2＝100 N，由F＝kx，解得x＝ m＝0.025 m。
计算摩擦力的思路：(1)根据拉力F和最大静摩擦力的大小关系判断物体受静摩擦力还是滑动摩擦力。(2)静摩擦力可用二力平衡知识求解，滑动摩擦力可用表达式f＝μN求解。
考点一　对摩擦力的理解1.下列关于摩擦力的说法正确的是A.摩擦力大小总跟接触面上的压力大小成正比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相对运动的速度大小成正比D.两物体间有摩擦力就一定有弹力，且两者方向互相垂直
滑动摩擦力大小总跟接触面上正压力大小成正比，选项A错误；摩擦力的方向一定与物体的相对运动(或相对运动趋势)方向相反，选项B错误；滑动摩擦力大小跟两物体间相对运动的速度大小无关，选项C错误；根据摩擦力产生的条件可知，两物体间有摩擦力就一定有弹力，且两者方向互相垂直，选项D正确。
2.关于μ＝ ，下列说法正确的是A.动摩擦因数μ与滑动摩擦力f成正比，f越大，μ越大B.动摩擦因数μ与正压力N成反比，N越大，μ越小C.相同的条件下，接触面积越大，动摩擦因数越大D.动摩擦因数μ的大小由两物体接触面的粗糙程度及材料决定
动摩擦因数由两物体接触面的粗糙程度及材料决定，与正压力、接触面积及滑动摩擦力无关，选项A、B、C错误，D正确。
3.(多选)如图所示，人握住旗杆匀速上爬，则下列说法正确的是A.人受到的摩擦力的方向是向下的B.人受到的摩擦力的方向是向上的C.手握旗杆的力越大，人受到的摩擦力越大D.若人匀速滑下，则人受到的摩擦力为滑动 摩擦力，大小等于匀速上爬的摩擦力
人匀速上爬，受力平衡，则人所受摩擦力与重力大小相等、方向相反。手握旗杆的力增加，但人所受摩擦力不变，选项B正确，A、C错误；匀速滑下时，人受到的摩擦力为滑动摩擦力，且仍与重力平衡，选项D正确。
考点二　摩擦力的大小4.一物体置于粗糙水平地面上，按图所示不同的放法，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，则物体受到的摩擦力的大小关系是A.f甲＞f乙＞f丙 B.f乙＞f甲＞f丙C.f丙＞f乙＞f甲 D.f甲＝f乙＝f丙
滑动摩擦力f＝μN，滑动摩擦力与接触面间的动摩擦因数以及正压力有关，三种情况下μ相同，N也相等，故三种情况下的滑动摩擦力大小相等，故选D。
5.(多选)(2022·北京密云高一期末)用如图所示装置研究摩擦力的变化规律，把木块放在水平长木板(图中未画出)上，在弹簧测力计的指针下轻放一个小纸团(图中未画出)，它只能被指针向左推动。用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使拉力由零缓慢增大。下列说法正确的是A.木块开始运动前，拉力大于摩擦力B.木块开始运动后，摩擦力随拉力的增大而增大C.该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小D.当拉力达到某一数值时木块开始移动，此时拉力会突然变小
开始运动前木块保持不动，木块受静摩擦力，可知摩擦力始终等于拉力，故A错误；木块开始运动后，受滑动摩擦力f＝μmg，则摩擦力大小保持不变，故B错误；木块开始移动时，静摩擦力达到最大静摩擦力，此时拉力等于最大静摩擦力，所以该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小，故C正确；当拉力达到某一数值时，木块开始滑动，说明此时木块恰好达到最大静摩擦力，而由于滑动摩擦力要小于最大静摩擦力，所以木块移动后拉力将减小，故D正确。
6.一块质量为1 kg、长为0.4 m的匀质长木板放在固定的水平桌面上，已知木板与桌面间的动摩擦因数为μ＝0.2，重力加速度g取10 m/s2，当用水平力F＝3 N推木板，当它经过如图所示的位置时，桌面对木板的摩擦力大小为A.3 N B.2 NC.1.5 N D.0.5 N
因为木板被推动，所以木板受的摩擦力为滑动摩擦力，木板对桌面的压力N＝mg＝10 N，所以桌面对木板的滑动摩擦力大小为f＝μN＝2 N，B正确。
7.图甲中小明用60 N的水平力推木箱未推动，此时木箱受到的摩擦力为f1；乙图中小明用100 N的水平力恰好能推动木箱，此时木箱受到的摩擦力为f2；丙图中小明把木箱推动了，此时木箱受到的摩擦力为f3。已知木箱对地面的压力为300 N，木箱与地面间动摩擦因数为0.3，则f1、f2、f3的大小分别为A.0,100 N,300 N B.60 N,100 N,90 NC.60 N,100 N,300 N D.0,100 N,90 N
用60 N的水平力没推动，木箱所受静摩擦力等于推力，f1＝60 N，用100 N的水平力恰好能推动，此时木箱受的静摩擦力达到最大值，即f2＝100 N。木箱运动之后，木箱受滑动摩擦力f3＝μN＝μmg＝90 N，故选B。
8.(多选)如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下向右拉出，鱼缸在桌面上继续向右滑行了一段距离后停下，关于桌布和鱼缸所受滑动摩擦力的方向，下列说法正确的是A.桌布对鱼缸的滑动摩擦力方向向左B.桌布对鱼缸的滑动摩擦力方向向右C.鱼缸对桌布的滑动摩擦力方向向左D.鱼缸对桌布的滑动摩擦力方向向右
鱼缸相对桌布向左运动，桌布对鱼缸的滑动摩擦力方向向右，故选项A错误，B正确；桌布相对鱼缸向右运动，鱼缸对桌布的滑动摩擦力方向向左，故选项C正确，D错误。
9.如图所示，用大小为100 N的握力握住一个重力为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.当握力增大时，瓶子受到的摩擦力将增大D.当握力减小时，瓶子受到的摩擦力将减小
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其重力，为40 N，故A正确，B错误；当握力增大时，瓶子受到的重力不变，摩擦力不变，故C错误；当握力减小时，只要瓶子仍处于静止状态，则摩擦力大小不变，故D错误。
10.如图所示，将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在水平放置的物理书内，书对A4纸的压力为3 N，A4纸与书之间的动摩擦因数为0.3，要把A4纸从书中拉出，拉力至少应为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)A.0.9 N B.1.8 N C.9.0 N D.18 N
A4纸与书上、下两个接触面都有滑动摩擦力，则有f＝2μN＝2× 0.3×3 N＝1.8 N；当拉力等于滑动摩擦力时，拉力最小，所以B正确。
11.一物块m在水平力F拉动下，沿静止的水平传送带由左端匀速运动到右端，如图甲所示，这时物块所受摩擦力为f1；现开动机械让传送带逆时针匀速传动，再次将同样的物块m由传送带的左端匀速拉动到右端，这时物块所受摩擦力大小为f2，如图乙所示。则f1、f2的大小关系满足A.f1＝f2B.f1f2D.上述三种情况都有可能
题图甲、乙两种情况下，物块受到的均是滑动摩擦力，f1＝f2＝μN＝μmg，A正确。
12.(2022·贵州黔西南州金成实验学校高一期末)如图所示，在桌面上放置一张纸和一瓶矿泉水，矿泉水瓶静止在纸面上，如果突然迅速向右拉动纸的一边，将纸片拉出，而矿泉水瓶相对桌面的位置几乎没变。下列说法正确的是A.纸片对矿泉水瓶摩擦力的方向向左B.矿泉水瓶相对纸片向左运动C.拉动纸片越快，矿泉水瓶受到的纸片的摩擦力越大D.拉动纸片越快，矿泉水瓶受到的纸片的摩擦力越小
纸片相对矿泉水瓶向右运动，故矿泉水瓶相对纸片向左运动，则纸片对矿泉水瓶的摩擦力方向向右，故A错误，B正确；
将纸片拉出过程中，纸片与矿泉水瓶间的摩擦力是滑动摩擦力，根据滑动摩擦力表达式f＝μN，可知滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数、正压力有关，与纸片运动的快慢无关，故C、D错误。
13.如图所示，质量为m＝2 kg的木块放在水平地面上，受到水平方向的作用力F＝kt，已知k＝2 N/s，木块与水平地面之间的动摩擦因数μ＝0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g＝10 m/s2。求：(1)水平地面对木块的支持力大小；
木块受到的重力G＝mg＝2×10 N＝20 N水平地面对木块的支持力大小等于重力，即N＝G＝20 N。
木块与水平地面之间的最大静摩擦力Fmax＝μN＝0.2×20 N＝4 Nt＝1.5 s时，水平方向的作用力F1＝kt＝2×1.5 N＝3 NF1Fmax，木块处于运动状态所以t＝10 s时，木块受到的摩擦力f′＝μN＝0.2×20 N＝4 N。
(3)t＝10 s时，木块受到的摩擦力大小。
14.如图所示，一个质量M＝2 kg的物体放在固定的水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，用一条质量不计的细绳绕过轻质定滑轮和一个质量m0＝0.1 kg的小桶相连。已知物体在水平面上受到的最大静摩擦力f静max＝4.5 N，滑轮上的摩擦不计，g取10 N/kg，求在以下情况中，物体受到的摩擦力的大小：(1)只挂小桶时；
绳子的拉力大小等于小桶的重力大小，因为m0g＝1 N