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高中人教版 (2019)2 摩擦力多媒体教学课件ppt
展开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.方向:总是沿着_________,并且跟物体___________的方向相反。3.大小(1)滑动摩擦力的大小跟接触面上压力的大小成_______,还跟接触面的粗糙程度、材质等有关。(2)公式:Ff=___________。
(3)动摩擦因数μ:它的值跟两接触面的_______和___________有关。动摩擦因数μ=_________,Ff在接触面内且与相对运动方向_______,FN与接触面_______。注意:有摩擦力必定有弹力,有弹力不一定有摩擦力。
『微训练』(2023·重庆南岸高一阶段练习)如图所示,一个物体沿固定斜面匀速下滑,下列说法中正确的是( )A.物体所受的重力和支持力是不同性质的力,但是它们大小相等B.物体所受的重力和支持力是相同性质的力,但是它们大小不等C.物体受到的滑动摩擦力大小与下滑速度无关D.物体受到的滑动摩擦力大小与下滑速度有关
解析:物体所受的重力和支持力是不同性质的力,支持力大小为mgcs θ,则它们大小也不相等,选项A、B错误;物体受到的滑动摩擦力大小与下滑速度无关,只与两物体之间的正压力以及动摩擦因数有关,选项C正确,D错误。
1.定义:相互接触的两个物体之间只有_________________,而没有___________时,这时的摩擦力叫作静摩擦力。2.方向:总是沿着________,跟物体_____________的方向相反。3.最大静摩擦力:静摩擦力有一个最大值Fmax,在数值上等于物体_______________时的拉力。4.静摩擦力的大小: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_________________。注意:“相对静止”≠“静止”其含义包括两个物体都静止,或者是两个物体以相同的速度运动。
『微训练』1.根据预习内容,判断下列说法正误:(1)一个物体在另一个物体表面滑动时,一定产生摩擦力。( )(2)摩擦力一定作用于两个相互接触的物体之间。( )(3)静止的物体受到的摩擦力一定是静摩擦力。( )(4)运动的物体受到的摩擦力一定是滑动摩擦力。( )(5)摩擦力一定是阻力。( )(6)静摩擦力总是发生在相对静止且有相对运动趋势的物体之间。( )
2.(2023·新疆高一阶段练习)对静摩擦力的方向,下列说法正确的是( )A.跟物体相对运动趋势的方向相反B.跟物体相对运动趋势的方向相同C.跟物体相对运动趋势的方向垂直D.跟物体相对运动趋势的方向没有关系解析:静摩擦力的方向总是跟物体相对运动趋势的方向相反。故选A。
要点提炼1.滑动摩擦力的产生条件
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。例如:
3.滑动摩擦力的大小(1)公式法:根据公式Ff=μF N计算。①正压力F N是物体与接触面间的压力,不一定等于物体的重力,F 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(匀速直线运动或静止)时,根据二力平衡条件求解。
(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。
典例剖析 (2023·江苏苏州高一统考期末)图示为某同学课桌上整齐竖直摆放的一堆书,中间夹了一本物理课本,课本的质量为0.4 kg,两侧相邻书对物理课本的压力为10 N,书与物理课本之间的动摩擦因数均为0.3,重力加速度g取10 m/s2。为了将物理课本竖直向上抽出,该同学提供的拉力至少大于( )A.4 N B.7 N C.10 N D.14 N
解析:物理课本与书的两个接触面都有滑动摩擦力,则有Ff=2μFN=2×0.3×10 N=6 N,为了将物理课本竖直向上抽出,该同学提供的拉力F=Ff+mg=(6+0.4×10)N=10 N,故选C。思维升华:(1)滑动摩擦力的大小由正压力和动摩擦因数决定,与物体的运动状态、接触面积无关。(2)滑动摩擦力的方向与“相对运动的方向”相反,并不是与“运动方向”相反。
(2023·四川凉山高一阶段练习)如图所示,在μ=0.1的水平桌面上,有一向右运动的物体,质量为20 kg,在运动过程中,还受到一个方向向左的大小为5 N的拉力作用,则物体受到的滑动摩擦力为(取g=10 N/kg)( )A.5 N,向右B.5 N,向左C.20 N,向左D.20 N,向右解析:物体受到的滑动摩擦力大小为Ff=μmg=0.1×20×10 N=20 N,摩擦力的方向与相对运动方向相反,水平向左。故选C。
要点提炼1.静摩擦力产生的条件
2.静摩擦力的方向(1)在接触面上,与接触面相切,且与物体相对运动趋势的方向相反。(2)与物体运动的方向可能相同,也可能相反。例如:
3.静摩擦力的大小(1)大小的范围:0
典例剖析 (2023·湖南长沙高一期末)中国传统杂技“爬杆”屡获国际大奖,某次表演中杂技演员双手紧握竹竿匀速攀升和匀速下滑时,所受的摩擦力分别是Ff1和Ff2,则( )A.Ff1向上,Ff2向下B.Ff1向下,Ff2向上C.Ff1、Ff2的大小相等D.Ff1是静摩擦力,数值上大于Ff2
解析:杂技演员双手紧握竹竿匀速攀升时,手与竹竿之间存在静摩擦力,根据平衡条件得,杂技演员所受的静摩擦力Ff1方向沿竹竿向上,大小有Ff1=mg,杂技演员匀速下滑时,根据平衡条件得,杂技演员所受的滑动摩擦力Ff2方向沿竹竿向上,大小有Ff2=mg。故选C。
(2023·浙江杭州高一校联考阶段练习)下面关于滑动摩擦力和静摩擦力判断正确的是( )A.静止的物体可能受到静摩擦力,而不可能受到滑动摩擦力B.滑动摩擦力和静摩擦力都与正压力成正比C.静摩擦力方向可以与物体运动方向垂直D.人正常步行,脚与地面产生的是滑动摩擦力
解析:静止的物体可能受到静摩擦力,也可能受到滑动摩擦力的作用,故A错误;滑动摩擦力与正压力成正比,但对于静摩擦力来说,其大小是随着外力的改变而改变的,大小可在零与最大静摩擦力之间变化,一般要根据物体的运动状态来确定,故B错误;静摩擦力的方向可以与物体运动方向垂直,例如:拿着杯子(在空中)左右摇晃,杯子在左右移动,而手与杯子的静摩擦力在竖直方向上,此时杯子受到的静摩擦就与杯子的运动方向垂直,故C正确;人走路时,鞋底对地面而言有向后滑动的趋势,此时脚与地面间产生的是静摩擦力,而不是滑动摩擦力,故D错误。
对日常交通工具的摩擦力分析 某同学骑自行车上学时,地面对前轮的摩擦力为F1,对后轮的摩擦力为Ff1;推自行车前进时,地面对前轮的摩擦力为F2,对后轮的摩擦力为Ff2,则( )A.F1与车前进方向相同 B.Ff1与车前进方向相同C.F2与车前进方向相同 D.Ff2与车前进方向相同
解析:自行车在骑着行驶时,后轮是主动轮,在接触地面的那一点,它有相对于地面向后运动的趋势,所以它受到的静摩擦力Ff1与车前进方向相同,而前轮是从动轮,它是被推着往前的,它受到的静摩擦力F1与车前进方向相反,故A错误,B正确;推着自行车前进时,前、后轮都是从动轮,受到的静摩擦力F2、Ff2都是向后的,与车前进方向相反,故C、D错误。
核心素养 科学思维我们日常的交通工具:自行车、电动自行车、摩托车、小汽车等,这些交通工具在使用过程中前、后轮会受到地面的摩擦力的作用,有的起动力作用、有的起阻力作用。下面分类讨论:1.自行车有骑着行驶和推着行驶两种状态,那么,自行车的前、后轮所受摩擦力的方向如何?
(1)自行车在骑着行驶时:后轮是主动轮,在接触地面的那一点,它有相对于地面向后运动的趋势,所以它受到地面对它向前的静摩擦力,起动力作用;而前轮是从动轮,它是被推着往前运动的,它受到地面对它向后的静摩擦力,起阻力作用。(2)自行车在推着行驶时:前、后轮都是从动轮,受到的静摩擦力都是向后的,都起阻力作用。
2.电动自行车、摩托车由于都是后轮驱动,前、后轮所受摩擦力情况与自行车骑着行驶时相似。3.小汽车由于驱动轮的配置不同,前、后轮所受摩擦力的情况也不同。(1)前轮驱动的汽车①正常行驶时,前轮所受静摩擦力方向向前,起动力作用;后轮所受静摩擦力方向向后,起阻力作用。②关闭发动机滑行时,前、后轮所受静摩擦力的方向均向后,均起阻力作用。
(2)后轮驱动的汽车:前、后轮所受摩擦力情况与自行车骑着行驶时相似。(3)四轮驱动的汽车①正常行驶时,前、后轮所受静摩擦力方向均向前,均起动力作用,这就是四轮驱动汽车动力强劲的原因。②关闭发动机滑行时前后轮所受静摩擦力方向均向后,均起阻力作用。③“四轮驱动”也可以单独控制“前轮驱动”或“后轮驱动”,此时其情况同(1)或(2)。
一、滑动摩擦力的方向判定与大小计算1.(2023·广东广州高一期末)如图,将一重力不计的白纸夹在物理课本与水平桌面之间,现用水平拉力F将白纸从课本底下向右抽出(课本未从桌面滑落),已知课本重力为G,所有接触面间的动摩擦因数均为μ,则在白纸被抽出的过程中( )A.课本对白纸的摩擦力方向向右B.抽动瞬间,白纸受到的摩擦力为2μGC.抽动瞬间拉力F越大,课本与白纸间的摩擦力越大D.课本与白纸间的摩擦力大小始终等于μG
解析:根据题意可知,白纸相对课本向右运动,则课本对白纸的摩擦力方向向左,故A错误;抽动瞬间,白纸受到的是滑动摩擦力,根据滑动摩擦力公式Ff=μFN,且白纸受到课本与桌面的两个滑动摩擦力,因此其大小为2μG,故B正确;课本与白纸间的摩擦力为滑动摩擦力,大小与接触面间的粗糙程度和接触面间的正压力有关,与拉力无关,故C错误;在开始一段时间内,课本与白纸间的压力等于重力,此时摩擦力等于μG,当白纸抽出一部分时,课本与纸面间的压力小于重力,静摩擦力小于μG,故D错误。
二、静摩擦力的方向判定与大小计算2.(2023·广东深圳高一校考期末)如图所示,用手握住玻璃杯做以下动作时,下列对杯子所受的摩擦力描述正确的是( )A.水平匀速移动杯子,摩擦力为0B.匀速向上移动杯子,摩擦力向下C.匀速向下移动杯子,摩擦力为下D.保持杯子静止,无论手握的力多大,摩擦力都不变
解析:玻璃杯匀速移动或者静止时都处于平衡状态,而竖直方向只受重力和静摩擦力,故摩擦力大小始终等于重力的大小,方向向上,不会发生变化,故D正确,A、B、C错误。
三、滑动摩擦力与静摩擦力综合3.(2023·山东临沂高一校考期末)关于摩擦力,下列说法正确的是( )A.运动的物体不可能受静摩擦力B.滑动摩擦力的大小与重力成正比C.摩擦力的方向不可能与运动的方向垂直D.滑动摩擦力的方向一定与相对运动方向相反
解析:运动的物体也可以受到静摩擦力作用,比如相对静止一起运动的两物体间如果存在相对运动趋势,则可能受到静摩擦力作用,故A错误;两物体之间有滑动摩擦力时,滑动摩擦力的大小与相应的正压力成正比,故B错误;静摩擦力的方向可能与物体的运动方向垂直或成任意角度,故C错误;滑动摩擦力的方向一定与相对运动方向相反,故D正确。
4.(2023·湖北高一校考期中)一重为100 N的木箱放在水平地板上,至少要用32 N的水平推力,才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后,用30 N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速直线运动。由此可知( )A.木箱与地板间的动摩擦因数为0.32B.木箱所受的滑动摩擦力为32 NC.木箱与地板间的最大静摩擦力为32 ND.木箱与地板间的静摩擦力为30 N
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