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    高中物理沪科版 (2019)必修 第一册3.3 摩擦力课堂教学课件ppt

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    这是一份高中物理沪科版 (2019)必修 第一册3.3 摩擦力课堂教学课件ppt,共41页。PPT课件主要包含了内容索引,课前篇自主预习,课堂篇探究学习,必备知识,自我检测,情境探究,关键能力,探究应用等内容,欢迎下载使用。

    一、滑动摩擦力1.定义:当一个物体跟另一个物体有相对滑动时,在它们的接触面上产生的摩擦力,叫滑动摩擦力。2.方向:滑动摩擦力的方向总是跟物体的相对运动的方向相反,始终阻碍着物体间的相对运动。
    3.大小:(1)公式f=μN。(2)动摩擦因数μ:它的数值跟相互接触的两个物体的表面材料性质、表面状况(粗糙程度、干湿情况等)有关。
    二、静摩擦力1.定义:物理学中,把物体间有相对滑动趋势时产生的摩擦力叫静摩擦力。2.方向:静摩擦力的方向跟物体相对滑动趋势方向相反,始终阻碍着相对滑动趋势。3.大小:(1)最大静摩擦力:静摩擦力的最大值。在实验中,它等于木块刚被拉动时拉力的大小。(2)静摩擦力是一个变力,它的大小可以在零与最大静摩擦力之间变化。
    1.正误辨析(1)有相对运动的物体间一定有摩擦力。(  )答案 ×(2)摩擦力的方向一定与接触面所受的压力方向垂直。(  )答案 √(3)摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同。(  )答案 ×
    (4)一个静止的物体也可能受到滑动摩擦力。(  )答案 √(5)物体所受的滑动摩擦力与物体的重力成正比。(  )答案 ×
    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的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。 答案 40 20 80
    (1)按如图甲所示实验装置做一做: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?
    (2)如图乙所示,木块放在木板上,用外力把木板向右抽离,在此过程中,
    ①木块相对地面向什么方向运动?相对木板向什么方向运动?木块受到的摩擦力方向如何?②滑动摩擦力总是阻碍物体的运动吗?
    要点提示 (1)①相等 ②增大 ③增大(2)①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。
    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)在接触面上,与接触面相切,且与物体相对运动的方向相反。(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:根据公式f=μN计算。①压力N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。
    例1有关滑动摩擦力,下列说法正确的是(  )A.滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反B.滑动摩擦力的方向一定与两物体间相对运动的方向相反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.接触面间接触面积越大,滑动摩擦力也一定越大解析 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,B正确;滑动摩擦力的大小f=μN,与物体在支持面上的滑动速度无关,与接触面积也无关,故C、D错误。答案 B
    规律方法 (1)滑动摩擦力的方向与“相对运动的方向相反”并不是与“运动的方向”相反。(2)滑动摩擦力的作用总是阻碍物体的相对运动,而不是阻碍物体的运动。例如:如图所示,
    物体A、B都向右运动,速度分别为vA=1 m/s,vB=2 m/s,则A相对B向左运动,A受到B向右的滑动摩擦力F1,是动力;B受到A向左的滑动摩擦力F2,是阻力。
    变式训练1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 m/s2)问:(1)木块与地板间的动摩擦因数是多大?(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,则在木块向右运动的过程中,受到的摩擦力是多大?方向如何?(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?
    解析 (1)木块做匀速直线运动,则滑动摩擦力f1=F=6 N,而f1=μN=μmg,
    (2)f2=μN=f1=6 N。(3)f3=μN=f1=6 N。(4)f4=μN=f1=6 N,方向水平向左。(5)此时木块和地板间的压力N'=mg-F=24 N,f5=μN'=4.8 N。则此时要保持木块匀速运动,需满足拉力F'=f5=4.8 N。
    答案 (1)0.2 (2)6 N (3)6 N (4)6 N 方向水平向左 (5)4.8 N
    把木块放在水平桌面上,用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,有相对桌面滑动的趋势但没有运动,说明什么呢?(2)随着外力的增大,静摩擦力有什么变化?当变为滑动摩擦力时,摩擦力为什么又变小了?
    要点提示 (1)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)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)两物体间有相对滑动的趋势。2.静摩擦力的方向(1)在接触面上与接触面相切,且与物体相对滑动趋势的方向相反。(2)当物体处于平衡状态时,与使物体产生相对滑动趋势的外力方向相反。
    3.静摩擦力的大小(1)范围:0例2(多选)如图所示,一质量为m的木块靠在粗糙的竖直墙壁上,且受到水平推力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
    解析 若木块静止,则木块受到的静摩擦力与mg始终大小相等、方向相反,即静摩擦力大小为mg,方向竖直向上,当推力F增大时,物体仍然静止,故静摩擦力的大小不变,但最大静摩擦力增大,故A、C正确,B错误;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。答案 ACD
    规律方法 静摩擦力的大小与压力大小无关,但接触面间的压力越大,最大静摩擦力越大。
    变式训练2(多选)如图所示,质量为m的物体在水平向左的拉力F1和水平向右的拉力F2作用下,始终静止于水平地面上,已知物体与地面间的动摩擦因数为μ,则物体所受摩擦力的大小f和方向为(  )A.F1>F2时,f=F1-F2,方向水平向右B.F1解析 当F1>F2时,物体有向左滑动的趋势,故f方向为水平向右,根据平衡条件可知f=F1-F2,A对;当F1例3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,g取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?(2)将弹簧拉长4 cm时,地面对物体的摩擦力f2多大?(3)物体在水平地面上做匀速直线运动时,弹簧形变量x多大?
    解析 (1)根据胡克定律F=kx,当x1=2 cm=0.02 m时,F1=4×103×0.02 N=80 N拉力F1小于最大静摩擦力,物体处于静止状态且具有向右滑动的趋势,此时地面对物体的静摩擦力大小为f1=80 N。(2)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)当物体在水平地面上匀速运动时,物体受滑动摩擦力和弹簧拉力,弹簧
    答案 (1)80 N (2)100 N (3)0.025 m
    规律方法 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求解,滑动摩擦力可用公式f=μN求解。
    变式训练3质量为2 kg的物体静止在水平地面上,如图所示,物体与地面间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等,现给物体一水平推力F,g取10 m/s2。
    (1)当推力大小为5 N时,地面对物体的摩擦力是多大?(2)当推力大小为12 N时,地面对物体的摩擦力是多大?
    解析 (1)在地面上,FN=mg,则滑动摩擦力(即最大静摩擦力Fmax)大小为Fmax=μFN=0.5×2×10 N=10 N,当推力F=5 N时,FFmax,物体滑动,则地面对物体的滑动摩擦力的大小F滑=μFN=10 N。
    答案 (1)5 N (2)10 N
    1.关于滑动摩擦力,下列说法正确的是(  )A.滑动摩擦力与物体的重力成正比B.受滑动摩擦力作用的物体一定是运动的C.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反D.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动
    解析 滑动摩擦力与物体间的压力成正比,选项A错误;受滑动摩擦力作用的物体可能是运动的,也可能是静止的,如木块在桌面上滑动,静止的桌面也受到滑动摩擦力,选项B错误;滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反,阻碍物体间的相对运动,但是与物体运动的方向可能相反也可能相同,选项C错误,D正确。答案 D
    2.如图所示,在μ=0.1的水平面上有一个向右运动的物体,质量为20 kg,在运动过程中,还受到一个水平向左的大小为10 N的拉力的作用,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
    解析 f=μN=μmg=20 N,方向与相对运动方向相反,即向左,故选项D正确。答案 D
    3.某物体所受重力为200 N,放置在水平地面上,地面对它的最大静摩擦力为80 N,它与地面间的动摩擦因数为0.39。(1)用60 N的水平推力推物体,求此时地面对物体的摩擦力的大小;(2)物体运动起来后,若使其保持匀速直线运动,求在水平方向施加的推力的大小;(3)物体在水平推力作用下做匀速直线运动的过程中,若撤去水平推力,直到停止前,求地面对物体的摩擦力的大小。
    解析 (1)地面对物体的最大静摩擦力为fmax=80 N。用F1=60 N的水平推力推物体,推力小于地面对物体的最大静摩擦力,物体仍保持静止,根据平衡条件得地面对物体的摩擦力大小是f1=F1=60 N。(2)物体运动起来后,若使其保持匀速直线运动,则水平推力与滑动摩擦力大小相等,则有水平推力F2=f2=μN=μG=78 N。(3)若撤去水平推力,直到停止前,地面对物体的摩擦力仍为滑动摩擦力,大小为78 N。答案 (1)60 N (2)78 N (3)78 N
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