人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力课堂教学ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力课堂教学ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了相互接触，阻碍相对运动，接触面，相对运动，μF压，动摩擦因数，相对运动趋势，最大静摩擦力，滑动摩擦力，答案C等内容，欢迎下载使用。

预习导学 | 新知领悟
滑动摩擦力1．定义：两个___________的物体相对滑动时，在接触面上会产生一种_________________的力，这种力叫做滑动摩擦力．2．方向：总是沿着_________，并且跟物体___________的方向相反．3．大小：两个物体间的滑动摩擦力的大小跟________成正比，用公式表示为Ff＝_________，其中μ是比例常数(它是两个力的比值，没有单位)，叫做_______________，它的数值跟相互接触的两个物体的_________有关，还跟接触面的情况(如粗糙程度)有关．
如图所示，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【答案】C
【解析】由题意可知，小猫向上、向下均做匀速运动，且小猫受重力、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，故C正确．
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：总是沿着________，并且跟物体_______________的方向相反．3．大小：当相对运动趋势增强时，静摩擦力也随之增大，但有一个限度，这个静摩擦力的最大值叫做______________．而两物体间实际发生的静摩擦力F在_____与_____________之间，即_______________．
Fmax　0下列哪些措施是为了减小摩擦力(　　)A．在轴承中滴润滑油B．轮胎表面有花纹状的沟槽C．自行车刹车时用力捏闸D．冰雪天气地面上撒沙铺草【答案】A
【解析】在轴承中滴润滑油，可以减小轴承与车轮之间的摩擦力，故A正确；轮胎表面都有花纹状的沟槽，是为了增大动摩擦因数，能使车在雨天与地面间产生足够的摩擦力，故B错误；自行车刹车时用力捏闸，是为了增大闸与车轮之间的正压力，从而增大摩擦力，使车容易停下，故C错误；冰雪天气地面上撒沙铺草可以增大冰与人(或车)之间的摩擦力，故D错误．
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(1)用力将黑板擦(毛较长)在黑板上滑动，观察毛刷的弯曲方向．如图所示，毛刷为什么向后弯曲？(2)把手按在桌面上，用力向前滑动，手有什么感觉？增大手与桌面的压力，感觉有什么不同？这说明什么？阅读课本，写出滑动摩擦力的公式．
【答案】(1)因为毛刷所受滑动摩擦力的方向沿板面，与黑板擦运动方向相反．(2)手受到向后的阻力(滑动摩擦力)；感觉手受到向后的阻力(滑动摩擦力)增大；滑动摩擦力大小随着压力的增大而增大；F＝μFN．
1．滑动摩擦力产生的条件(1)两物体相互接触挤压．(2)物体间的接触面不光滑．(3)两物体间存在相对运动．
相对运动的含义：滑动摩擦力存在于发生相对运动的两个物体之间，相对运动可能是因为两个物体一个静止，另一个在运动；可能是因为两个物体一个运动得快，另一个运动得慢；还可能是因为两个物体运动方向相反．所以发生相对运动的物体不一定处于运动状态，可能是因为另一个物体在运动造成的.
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
素养点评：此探究通过滑动摩擦力的理解，培育物理观念、科学思维素养．
对滑动摩擦力的理解精例1　(多选)有关滑动摩擦力，下列说法中正确的有(　　)A．有正压力一定有滑动摩擦力B．有滑动摩擦力一定有正压力C．滑动摩擦力总是与接触面上的正压力垂直D．只有运动的物体才受滑动摩擦力作用【答案】BC
【解析】由产生滑动摩擦力的条件知，A错误，B正确；滑动摩擦力的方向与接触面相切，而正压力垂直于接触面，所以滑动摩擦力的方向跟接触面所受正压力垂直，C正确；静止的物体也可以受滑动摩擦力，如擦黑板时，黑板是静止的，但相对黑板擦是运动的，所以黑板受滑动摩擦力作用，关键要理解“运动”和“相对运动”的含义，D错误．
【解析】选由滑动摩擦力公式f＝μFN可知，FN是物体受到的弹力，不一定等于物体的重力，故A错误；而μ只与接触面的材料及粗糙程度有关，与摩擦力f、支持力FN无关，故B错误；由滑动摩擦力公式f＝μFN可知，f在μ一定时，与FN成正比，故C正确；由滑动摩擦力公式f＝μFN可知，摩擦力f的大小是由μ和FN决定的，与接触面的大小无关，故D错误．
对滑动摩擦力的方向判断精例2　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，货物A受到了汽车B所施加的向左的滑动摩擦力D．若v1>v2，汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力【答案】B
【解析】若v1v2时，货物A相对汽车B向左滑动，受到汽车B所施加的向右的滑动摩擦力，汽车B受到货物A所施加的向左的滑动摩擦力，故C、D错误．
变式2　(2020届齐齐哈尔名校联考)如图所示，重力G＝20 N的物体，在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动，同时受到大小为10 N、方向向右的水平力F的作用，则物体所受摩擦力大小和方向是(　　)A．2 N，水平向左B．2 N，水平向右C．10 N，水平向左D．12 N，水平向右【答案】B【解析】物体在水平面上向左运动，受到水平面滑动摩擦力方向向右．物体对水平面的压力大小FN等于物体的重力G，则摩擦力大小为Ff＝μFN＝μG＝0.1×20 N＝2 N．故选B．
对滑动摩擦力的计算精例3　如图所示，物体A重40 N，物体B重20 N，A与B、A与地的动摩擦因数相同，物体B用细绳系住，当水平力F＝32 N时，才能将A匀速拉出，求接触面间的动摩擦因数．【答案】0.4
【解析】以A物体为研究对象，其受力情况如图所示．则物体B对其压力 FN2＝GB，地面对A的支持力FN1＝GA＋GB；所以A受B的滑动摩擦力 Ff2＝μFN2＝μGB，A受地面的摩擦力 Ff1＝μFN1＝μ(GA＋GB)；又由题意得F＝Ff1＋Ff2＝μ(GA＋2GB)；将F＝32 N，GA＝40 N，GB＝20 N代入解得 μ＝0.4．
变式3　(2021届芜湖名校月考)如图所示，质量分别为m、M的A、B两木块叠放在水平地面上，A与B之间的动摩擦因数和B与水平地面间的动摩擦因数均为μ.在水平拉力F的作用下，A和B相对静止一起向右做匀速直线运动，重力加速度为g.则A、B受到的摩擦力大小分别是(　　)A．μmg　 μMgB．μmg　 μ(m＋M)gC．0　μMgD．0　μ(m＋M)g
【答案】D【解析】由于A和B一起做无相对滑动的匀速运动，所以A和B的速度相同，对A受力分析，受重力与B对A的支持力，A、B间没有摩擦力，若有摩擦力，则A不可能与B相对静止；对A和B整体受力分析，水平方向受向右的拉力F，由二力平衡可知，B必受到地面的水平向左的滑动摩擦力，即f＝F＝μ(m＋M)g，故D正确．
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；逐渐增大拉力至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．
对静摩擦力的理解和应用
问题(1)木块受到拉力1 N时，有相对桌面运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？(3)静摩擦力在哪里产生？沿什么方向？
【答案】(1)说明桌面对木块施加一个与拉力方向相反的、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．(3)静摩擦力产生在相对静止但有相对运动趋势的物体之间．静摩擦力的方向与接触面相切，与物体相对运动趋势的方向相反．
1．静摩擦力产生的条件(1)接触面是粗糙的．(2)两物体相对静止但存在相对运动趋势．(3)两物体在接触面上有压力(弹力)．摩擦力与弹力的关系：两物体间有摩擦力时，必有弹力；而两物体间有弹力时，不一定有摩擦力．
2．对“相对运动趋势”的理解(1)相对运动趋势是指一个物体相对于与它接触的另一个物体有运动的可能，但还处于相对静止状态．(2)相对运动趋势的方向是指假设接触面光滑时，物体将要发生相对运动的方向．
3．判断静摩擦力的有无的方法(1)条件判断法：接触面之间粗糙、有弹力且有相对运动趋势．(2)假设法：
4．静摩擦力的方向判定方法
5．静摩擦力的大小(1)大小的范围：06．静摩擦力与运动的关系辨析(1)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，关键决定于相对接触的另一物体是否有相对运动趋势．(2)静摩擦力阻碍的是物体间的相对运动趋势，但不一定阻碍物体的运动，即静摩擦力不一定是阻力．方向与物体运动方向可能相同，也可能相反，还可能成一定夹角．(3)皮带不打滑说明皮带与轮接触处，皮带相对于轮静止，静摩擦力对主动轮是阻力，对从动轮是动力．素养点评：本探究通过静摩擦力的理解和应用，培养物理观念、科学思维素养．
对静摩擦力的理解精例4　关于静摩擦力，下列说法中正确的是(　　)A．两个表面粗糙的物体，只要直接接触就会产生静摩擦力B．静摩擦力总是阻碍物体的运动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【答案】C
【解析】由于静摩擦力产生在彼此直接接触且相互挤压、接触面粗糙又有相对运动趋势的物体之间，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，不能说成阻碍物体的运动，所以B错误，C正确；两物体间静摩擦力的大小通常随物体所受其他外力的变化而变化，因此D错误．
变式4　下列关于摩擦力的说法中，正确的是(　　)A．静止的物体受到的摩擦力必是静摩擦力B．运动的物体受到的摩擦力必是滑动摩擦力C．物体接触面上所受摩擦力的大小与该接触面上弹力大小成正比D．滑动摩擦力一定阻碍物体间的相对滑动【答案】D
【解析】当一个物体在另一个物体表面滑动时，产生的摩擦力叫滑动摩擦力．受滑动摩擦力的物体不一定是运动的，如雪橇在雪地上滑动时，地面没有动，但是地面受到滑动摩擦力作用，故A错误；当一个物体与另一个物体之间没有相对滑动时，产生的摩擦力叫静摩擦力，但两物体可能是对地运动的，故B错误；滑动摩擦力大小与接触面弹力大小成正比，静摩擦力大小与接触面弹力大小无直接关系，故C错误；滑动摩擦力一定阻碍物体间的相对运动，滑动摩擦力与物体的相对运动的方向相反，故D正确．
对静摩擦力的有无和方向的判断精例5　判断各图中物体A是否受摩擦力作用(A和B相对静止)；若有，判断A受的摩擦力沿什么方向？
(1)图a中A、B相对地面静止．(2)图b中A、B相对地面静止．(3)图c中A、B一起向右做匀速直线运动．(4)图d中A、B一起向右做匀速直线运动．【答案】 (1)不受摩擦力作用　(2)向左的静摩擦力　(3)不受摩擦力作用　(4)向左的静摩擦力
【解析】图a情况，物体A处于平衡状态，假设物体A受静摩擦力作用，根据牛顿第一定律可知，物体A的平衡状态被破坏，因此假设是错误的，故在图a情况下物体A不受摩擦力．图b情况下物体A也处于平衡状态，由于A受向右的力F的作用，由牛顿第一定律知A一定受向左的静摩擦力作用．图c情况，用力F拉水平地面上的B物体，B物体及其上面的A物体保持相对静止做匀速直线运动，假设A受静摩擦力作用，根据二力平衡知识可知，物体A的平衡条件被破坏，因此假设是错误的，A不受摩擦力作用．图d情况下，由于A做匀速直线运动，说明A在水平方向上受力平衡，根据二力平衡可知，A在水平方向上一定受到静摩擦力的作用与F相平衡，静摩擦力的方向与运动方向相反．
变式5　如图所示，杆的上端用细绳吊在天花板上的O点，下端放在水平面上，且杆都处于静止状态，则地面对杆的摩擦力方向向左的是(　　)【答案】A
【解析】物体在拉力和重力的作用下有向右的运动趋势，故物体受到向左的摩擦力，A正确；物体受到的竖直向上的拉力，则B只受竖直方向上的力，水平方向没有外力作用，故物体不受摩擦力，B错误；物体受竖直向上的拉力，水平方向没有外力的作用，故杆没有水平方向的作用力，故没有摩擦力，C错误；物体在拉力的作用下，相对地面有向左的运动趋势，故物体受向右的摩擦力，D错误．
静摩擦力的计算精例6　如图所示，一质量M＝2 kg 的物体放在动摩擦因数μ＝0.2的粗糙水平面上，用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一只m0＝0.1 kg的小桶相连．已知M与水平面间的最大静摩擦力Fm＝4.5 N，滑轮的摩擦不计，g＝10 N/kg.求在以下情况中M受到的摩擦力的大小．(1)只挂m0，处于静止状态时．(2)只挂m0，但在M上再放一个M′＝3 kg的物体时．(3)向桶内加入m1＝0.33 kg的沙子时．【答案】(1)1 N　(2)1 N　(3)4.3 N
【解析】(1)因为m0g＝1 N变式6　(2021届南通名校检测)如图甲所示，小孩用50 N的水平力推木箱不动，木箱此时受到的摩擦力大小为F1；如图乙所示，小孩用60 N的水平力恰能推动木箱，此时木箱与地面间的摩擦力大小为F2；如图丙所示，小孩把木箱推动了，此时木箱与地面间摩擦力大小为F3.若木箱对地面的压力大小为100 N，木箱与地面间的动摩擦因数为μ＝0.55，则F1、F2、F3的大小分别为(　　)
A．0、60 N、55 NB．50 N、60 N、55 NC．50 N、55 N、60 ND．50 N、55 N、55 N【答案】B【解析】甲图，当小孩用50 N的水平力推木箱不动，木箱此时受到的静摩擦力大小为F1＝50 N，乙图小孩用60 N的水平力恰能推动木箱，此时木箱与地面间的摩擦力为最大静摩擦力，即F2＝60 N，丙图小孩把木箱推动了，此时木箱与地面间摩擦力为滑动摩擦力，其大小为F3＝μN＝55 N．故B正确．
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．
自行车是城乡最常见的交通工具，它以脚踩踏板为动力，是绿色环保的交通工具，也被用于健身和休闲．自行车行进中既有静摩擦力也有滑动摩擦力，有些是有益的，有些是有害的．固定各部件的螺丝和螺帽之间的摩擦力、后轮与地面之间的摩擦力等是静摩擦力，刹车皮与车轮之间的摩擦力是滑动摩擦力，且这些摩擦是有益的；中轴、前车轴、后车轴、脚踏板轴等部件转动时易造成磨损，这些摩擦是有害的．通常用旋紧螺丝来增大最大静摩擦力，防止螺丝脱落；用加注润滑油的方法来减小有害摩擦．
【考题延伸】 (多选)有一辆遥控电动玩具汽车，由车内电动马达驱动后轮转动．按动遥控器上的“前进”“后退”键，汽车就能前进或后退，现将玩具汽车的后轮、前轮分别放在平板小车甲、乙上，如图所示．地面与甲、乙车之间的摩擦不计．下列叙述正确的是(　　)
A．按动遥控器上的“前进”键，乙车对前轮摩擦力向前，乙车相对地面向前进B．按动遥控器上的“前进”键，甲车对后轮摩擦力向前，甲车相对地面向后退C．按动遥控器上的“后退”键，甲车对后轮摩擦力向后，甲车相对地面向前进D．按动遥控器上的“后退”键，乙车对前轮摩擦力向后，乙车相对地面向后退【答案】BC
【解析】电动汽车的后轮是主动轮，前轮是从动轮，当按动遥控器上的“前进”键时，车内电动马达驱动后轮转动，甲车对后轮施加一个水平向前的摩擦动力，甲车会受到一个水平向后的反作用力，所以甲车相对地面向后退，而乙车对前轮的摩擦力向后，前轮对乙车施加向前的反作用力，乙车相对地面向前进，A错误，B正确；同理，可分析得出C正确，D错误.素养点评：培养学生的物理观念素养．
课堂小练 | 素养达成
1．关于摩擦力的下列说法正确的是(　　)A．相互挤压的粗糙物体间一定产生摩擦力B．摩擦力可以是阻力也可以是动力C．一个物体在另一个物体表面滑动时，一定受到摩擦力的作用D．只有静止的物体才能受到静摩擦力，只有运动的物体才有可能受到滑动摩擦力【答案】B
【解析】相互挤压的粗糙物体间如果有相对运动或相对运动趋势，就会产生摩擦力，选项A错误；摩擦力可以是阻力也可以是动力，选项B正确；若两物体表面光滑，则当一个物体在另一个物体表面滑动时，不会受到摩擦力的作用，选项C错误；运动的物体也能受到静摩擦力，例如随水平加速运动的传送带一起运动的物体；静止的物体也可能受到滑动摩擦力，例如物体在地面上滑动时，地面受到滑动摩擦力，选项D错误．
2．(多选)(2021届杭州名校检测)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上，在弹簧测力计的指针左边轻塞一个小纸团(有一定宽度)，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，摩擦力逐渐增大B．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C．该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小 D．最终小纸团的左侧位置对应的弹簧测力计的示数等于最大静摩擦力的大小【答案】ABC
【解析】由题意可知，开始时木块保持不动，木块受静摩擦力，根据平衡条件可知摩擦力始终等于拉力，故摩擦力大小随拉力的增大而增大，而当增大拉力达到某一大小时，木块开始滑动，此时说明木块恰好达到最大静摩擦力，可以记录最大静摩擦力的大小，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，根据纸团的位置即可记录下最大静摩擦力(即纸团的右侧位置对应的弹簧测力计示数，因为纸团无法向右回退)．故A、B、C，D正确错误．
3．用手握住瓶子，使瓶子在竖直方向始终静止，则手对瓶子的摩擦力(　　)A．握力越大，摩擦力越大B．向瓶子中加水，摩擦力变大C．方向向下D．手越干越粗糙，摩擦力越大【答案】B
【解析】瓶子保持静止，受力平衡，对瓶子受力分析，竖直方向上受重力和静摩擦力，二力平衡，因而静摩擦力大小等于重力，方向向上；握力越大后，瓶子更掉不下，依然保持静止，竖直方向上重力和静摩擦力依然平衡，静摩擦力还是等于重力，只不过手和瓶子间的最大静摩擦力增大；向瓶子中加水，瓶子和水的总重力增加，所受静摩擦力变大，故B正确．