人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力教课内容ppt课件

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1.知道静摩擦现象,知道静摩擦力的产生条件。2.能用二力平衡条件判断静摩擦力的大小和方向,知道最大静摩擦力与滑动摩擦力的关系。3.通过探究摩擦力规律的实验,体会控制变量的思想,能用物理图像描述实验数据,能根据数据得出实验结论,并表达科学探究的结果。
静摩擦力1.定义:相互接触的两个物体之间只有 ,而没有 时,产生的摩擦力叫作静摩擦力。2.方向:总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势的方向 。3.大小:两物体之间实际产生的静摩擦力F在 与最大静摩擦力 之间,即 。
(1)有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力。(　 　)
(2)静止的物体受到摩擦力一定是静摩擦力。(　 　)(3)静摩擦力的方向一定与接触面的正压力方向垂直。(　 　)(4)静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同。(　 　)(5)接触面间的正压力一定时,物体所受的静摩擦力大小也一定。(　 　)
2.如图所示,用弹簧测力计来拉静止在水平桌面上的木块A,逐渐增加拉力,直到木块运动为止,这一探究性的实验可以用来说明(　 　)A.静摩擦力大小是一个固定的值B.静摩擦力有一个最大限度C.滑动摩擦力与正压力成正比D.动摩擦因数与接触面的材料及粗糙程度有关
解析:静摩擦力大小和外界因素有关,不是固定值,A错误;实验中拉力增大到一定值后木块运动,说明静摩擦力有一个最大值,B正确;实验不能说明滑动摩擦力与正压力的关系,C错误;实验无法说明动摩擦因数与接触面的材料及粗糙程度之间的关系,D错误。
要点一　静摩擦力的产生及方向
1.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.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。
[典例1] 水平的皮带传输装置如图所示,皮带的速度保持不变,物体被轻轻地放在A端皮带上,开始时物体在皮带上滑动,当它到达位置C后滑动停止,随后就随皮带一起匀速运动,直至传送到目的地B端,在传输过程中,该物体受摩擦力的情况是(　 　)A.在AC段受水平向右的静摩擦力B.在CB段不受摩擦力C.在CB段受水平向右的滑动摩擦力D.在CB段受水平向右的静摩擦力
解析:在AC段物体相对皮带向左滑动,受水平向右的滑动摩擦力;在CB段物体相对皮带没有滑动,物体随皮带一起匀速运动,如果有摩擦力,则物体不可能处于平衡状态,所以不受摩擦力,故B项正确。
(1)静摩擦力的有无可以根据产生条件判断或者用假设法判断。(2)用假设法判断静摩擦力方向的操作程序。①选研究对象——受静摩擦力作用的物体。②选参照物体——与研究对象直接接触且施加静摩擦力的物体。③假设接触面光滑,找出研究对象相对参照物体的运动方向,即相对运动趋势的方向。④确定静摩擦力的方向——与相对运动趋势的方向相反。(3)对相对运动(趋势)的理解。“相对运动(趋势)”是指受力物体相对于相接触的施力物体的运动,而不一定是相对于地面的运动。物体的相对运动并不一定与物体的实际运动(相对地面)方向相同,两者方向可能相同,也可能相反。
[变式1] 如图所示为某同学奔跑途中的两个瞬间,用Ff1、Ff2分别表示该同学在图甲、乙两瞬间所受到的摩擦力,则关于Ff1、Ff2的方向,以下说法正确的是(　 　)A.Ff1向后,Ff2向后 B.Ff1向前,Ff2向前C.Ff1向前,Ff2向后 D.Ff1向后,Ff2向前
解析:该同学奔跑途中,后脚用力向后蹬,人才向前运动,正是由于地面对后脚有个向前的静摩擦力,才使该同学能向前运动。而当前脚向前跨时,正是由于地面对前脚有个向后的静摩擦力,才使该同学不会向前滑动,所以前脚受到地面向后的静摩擦力,C正确。
要点二　静摩擦力的大小
1.范围:0[典例2]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;
解析:当木块运动时受到的滑动摩擦力为Ff=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,合力F=F1-F2=7 N,方向水平向右。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:(1)7 N,水平向左
(2)当只将F1撤去时,木块受到的摩擦力的大小和方向;
解析:(2)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:(2)6 N,水平向右　
(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:(3)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:(3)8 N,水平向左
计算摩擦力的大小之前,首先判断是滑动摩擦力还是静摩擦力(1)静摩擦力的大小。①静摩擦力的大小随外力的变化而变化,必须结合物体的运动状态和其受力情况确定。②静摩擦力的大小与压力无关,最大静摩擦力的大小与正压力成正比。(2)最大静摩擦力和滑动摩擦力的关系:最大静摩擦力一般稍大于滑动摩擦力,但在一般计算中可粗略地认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
[变式2] 如图所示,用水平力F将木块压在竖直墙壁上,已知木块的重力G=6 N,木块与墙壁间的动摩擦因数μ=0.25,求:
(1)当F=25 N时,木块静止,木块受到的摩擦力为多大?(2)当F增大为30 N时,木块仍静止,木块受到的摩擦力为多大?
解析:分析木块的受力情况,如图所示。(1)(2)木块静止,根据二力平衡,竖直方向上的静摩擦力等于重力,Ff1=Ff2=G=6 N,与压力大小无关。
答案:(1)6 N　(2)6 N　
(3)当F=10 N时,木块沿墙面下滑,此时木块受到的摩擦力为多大?
解析:(3)木块沿墙面下滑时,木块与墙壁间的摩擦力为滑动摩擦力,Ff3=μFN,FN=F,所以Ff3=μF=0.25×10 N=2.5 N。
答案:(3)2.5 N
要点三　摩擦力的综合分析
[典例3] 如图所示,放在水平桌面上的木块A处于静止状态,所挂的砝码和托盘的总质量为0.6 kg,弹簧测力计读数为2 N,滑轮摩擦不计。若剪断木块和托盘间的轻绳,将会出现的情况是(g取10 m/s2)(　 　)A.弹簧测力计的读数将变小B.A对桌面的摩擦力变小C.A对桌面的摩擦力变大D.A所受的合力将要变小
解析:初态时,对A受力分析,摩擦力Ff=F1-F2=6 N-2 N=4 N,说明最大静摩擦力Fmax≥4 N,当剪断木块和托盘间的轻绳时,拉力变为0,弹簧的弹力不变,小于最大静摩擦力,木块仍静止,合力仍为零,摩擦力变为Ff′=2 N,即桌面对A的摩擦力变小,那么A对桌面的摩擦力变小,故A、C、D错误,B正确。
[变式3] (2021·浙大附中月考)如图所示,把一个重为G的物体用一个水平力F=kt(k为恒量,t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上,从t=0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是图中的(　 　)