高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力教课ppt课件
展开1.知道滑动摩擦力和静摩擦力的概念及产生条件,会判断摩擦力的方向(重难点)。2.会判断摩擦力的大小跟什么有关,会求摩擦力的大小(重点)。
1.用力将长毛刷在桌面上向前滑动,观察毛刷的弯曲方向。如图所示,毛刷为什么向后弯曲?
答案 因为毛刷所受力的方向与刷子运动方向相反。
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?
答案 手受到向后的阻力。感觉手受到向后的阻力增大,说明阻力大小随着压力的增大而增大。
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.产生条件(1)两物体相互接触挤压(即有 )。(2)物体间的接触面 。(3)两物体间存在 。3.方向:总是沿着 ,并且跟物体 的方向相反。
4.大小(1)滑动摩擦力的大小跟压力的大小成 。(2)公式:Ff= 。(3)动摩擦因数μ:它的值跟接触面的 和 有关,与接触面的大小无关。
1.静止的物体可能受滑动摩擦力吗?举例说明?
答案 可能,例如用板擦擦黑板,黑板所受摩擦力为滑动摩擦力。
2.举例说明滑动摩擦力的方向与物体运动的方向一定相反吗?
答案 不一定,例如,两本书叠放在一块,迅速抽走下面的书本,上面的书本会向前移动,上面书所受摩擦力与其运动方向相同。
(1)滑动摩擦力方向总是与物体运动方向相反。( )(2)两物体间有滑动摩擦力,一定有弹力。( )(3)物体所受滑动摩擦力与物体的重力成正比。( )
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v1
若v1
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)(1)求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Ff1=F=6 N,而Ff1=μFN=μmg,
(2)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
Ff2=6 N,方向向左。
(3)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FN′=mg-F=24 N,Ff3=μFN′=4.8 N,则此时要保持木块做匀速直线运动,需满足水平拉力F′=Ff3=4.8 N。
滑动摩擦力大小的计算方法1.公式法:根据公式Ff=μF压计算。正压力F压是物体与接触面间的压力,不一定等于物体的重力,F压的大小根据物体的受力情况确定。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。
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。
答案 桌面对木块有向左的静摩擦力,大小与拉力相等。
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,为什么木块没有运动?
答案 静摩擦力的大小随着拉力的增大而增大,但有一个最大值,这个最大值比滑动摩擦力稍微大一些。
(2)随着拉力的增大,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?
1.定义:相互接触的两个物体之间只有 ,而没有______ ,这时的摩擦力叫作静摩擦力。2.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 。
3.方向:总是沿着 ,跟物体 的方向相反。4.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,一般情况下,最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大。5.静摩擦力大小的范围: 。
1.如图所示,用手握住水杯,杯身竖直且处于静止状态。现缓慢增大手对水杯的压力,水杯所受摩擦力大小如何变化?最大静摩擦力将如何变化?
答案 缓慢增大压力,水杯所受静摩擦力始终等于水杯的重力,大小保持不变,但随着压力的增大,最大静摩擦力将逐渐增大。
2.蹬自行车时,后轮(主动轮)受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力?方向如何?
答案 静摩擦力。方向与自行车前进方向相同。
(1)静摩擦力的方向总是与运动方向相反。( )(2)静摩擦力的大小与正压力有关。( )(3)静摩擦力可以是动力。( )
(2023·徐州市高一期中)如图所示,水平力F将物体P压在竖直墙上,物体P处于静止状态,则下列说法中正确的是A.若增大F,则P所受摩擦力增大B.若减小F,则P所受摩擦力减小C.若在P上放一物体,物体P仍处于静止状态,则P所受摩擦力增大D.若在P上放一物体,物体P仍处于静止状态,则P所受摩擦力不变
物体P在竖直方向上受重力和静摩擦力,两个力平衡,增大或减小F,静摩擦力始终等于重力,保持不变;在P上放一物体,由于静摩擦力等于总重力,所以摩擦力变大,故选C。
1.物体做匀速直线运动或静止时,往往根据二力平衡条件求解静摩擦力的大小。2.静摩擦力大小与正压力无关,正压力只影响最大静摩擦力。
所受重力为100 N的木箱放在水平地板上,至少要用35 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:木箱与地板之间的最大静摩擦力Fmax=_______;木箱所受的滑动摩擦力Ff=_______;木箱与地板之间的动摩擦因数μ=_______;如果用20 N的水平推力推这个静止的木箱,木箱所受的摩擦力大小为_______。
使木箱恰好开始运动时摩擦力的最大值35 N即为最大静摩擦力;匀速直线运动的过程中滑动摩擦力等于水平推力,即为30 N;由Ff=μmg可得动摩擦因数μ=0.3;用20 N的水平推力推木箱时木箱保持静止,由二力平衡可知此时的静摩擦力大小为20 N。
考点一 滑动摩擦力1.有关滑动摩擦力的说法正确的是A.相互接触并有相对运动的物体间必有摩擦力B.两物体之间有滑动摩擦力,则其间必有弹力C.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反D.静止的物体不可能受滑动摩擦力
滑动摩擦力的产生需要满足四个条件:接触、挤压、相对运动、不光滑,有滑动摩擦力一定存在弹力,A错误,B正确;滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,与物体相对运动方向相反,而不是与物体的运动方向相反,C错误;静止的物体也可能受到滑动摩擦力作用,D错误。
2.关于μ= ,下列说法中正确的是A.动摩擦因数μ与滑动摩擦力Ff成正比,Ff越大,μ越大B.动摩擦因数μ与正压力FN成反比,FN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的大小与两物体接触面的粗糙程度及材料有关
动摩擦因数与两物体接触面的粗糙程度及材料有关,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。
3.一物体置于粗糙水平地面上,按如图所示的不同方式放置,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均相等,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Ff=μFN,滑动摩擦力与接触面间的动摩擦因数以及正压力有关,与接触面的面积无关,三种情况下μ相同,FN也相等,故三种情况下的滑动摩擦力大小相等,故选D。
4.所受重力为500 N的雪橇,在平坦的雪地上用10 N的水平拉力恰好可以拉着空雪橇做匀速直线运动。如果雪橇再载500 N的货物,那么,雪橇在该雪地上滑行时受到的摩擦力大小是A.10 N B.20 NC.510 N D.500 N
如果雪橇再载500 N的货物,则雪橇在该雪地上滑行时受到的摩擦力Ff′=μ(mg+m′g)=0.02×1 000 N=20 N。故选B。
5.(2022·青铜峡市高级中学高一期末)如图,物体在大小为10 N、方向水平向左的拉力F作用下,沿水平面向右运动,已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,物体质量m=3 kg,g取10 m/s2,可知物体所受摩擦力为A.10 N,水平向右 B.6 N,水平向右C.10 N,水平向左 D.6 N,水平向左
根据滑动摩擦力公式可得物体所受摩擦力大小为Ff=μmg=6 N,滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,即水平向左,D正确。
考点二 静摩擦力6.(2023·常州市高一期中)关于摩擦力,下列说法正确的是A.人正常行走时,鞋底受到滑动摩擦力的作用B.杂技演员沿竖直杆匀速下滑时,演员受到的摩擦力的方向向下C.当增大竖直握住静止的酒瓶的手的握力时,酒瓶受到的摩擦力将增大D.在冰面上洒些细土再走上去就不易滑到,是因为鞋底受到的最大静摩 擦力增大了
人正常行走时,鞋底受到静摩擦力的作用,故A错误;杂技演员沿竖直杆匀速下滑时,演员受到向上的摩擦力,大小和重力相等,故B错误;当增大竖直握住静止的酒瓶的手的握力时,最大静摩擦力增大,但是酒瓶受到的实际摩擦力仍等于重力大小,大小是不变的,故C错误;在冰面上洒些细土再走上去就不易滑到,是因为鞋底和接触面间的最大静摩擦力增大了,故D正确。
7.(2023·福州外国语学校高一期中)关于静摩擦力的说法,正确的是A.两个相对静止的物体间一定有静摩擦力的作用B.受静摩擦力作用的物体一定是静止的C.当两物体间的压力一定时,静摩擦力的大小可以变化,但有一个限度D.静摩擦力一定是阻力
当两个物体有相对运动趋势时才有可能产生静摩擦力,A错误;受静摩擦力作用的物体有可能是运动的,B错误;当两物体间的压力一定时,静摩擦力的大小可以变化,但有一个限度,这个限度就是最大静摩擦力,C正确;当静摩擦力的方向与运动方向相同时,静摩擦力是动力,D错误。
8.(2022·江苏高二学业考试)如图所示,用F=50 N的水平推力,将质量为1 kg的物块压在竖直墙面上,当物块静止时所受摩擦力的大小为(g取10 m/s2)A.10 N B.50 N C.60 N D.40 N
物块保持静止,竖直方向上受重力和静摩擦力,二力平衡,即Ff=mg=1×10 N=10 N,故选A。
9.(2022·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,根据滑动摩擦力公式Ff=μFN,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。
10.甲图中小明用60 N的水平力推木箱,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 N,100 N,300 N B.60 N,100 N,90 NC.60 N,100 N,300 N D.0 N,100 N,90 N
用60 N的水平力没推动,木箱受力平衡,静摩擦力等于推力,F1=60 N;用100 N的水平力恰好能推动,此时木箱受到的静摩擦力达到最大值,即F2=100 N;木箱运动之后,木箱受到的滑动摩擦力F3=μFN=90 N,故选B。
11.如图所示,一木块重力为10 N,在F=4 N的水平拉力作用下向右以1 m/s的速度沿水平面做匀速直线运动,则下列说法中正确的是A.木块与水平面间的动摩擦因数为0.2B.当木块以2 m/s的速度向右做匀速直线运动时,木 块受到的摩擦力大小为4 NC.当木块以6 m/s的速度向右做匀速直线运动时,它需要的水平拉力大于 12 ND.当用8 N的水平拉力使木块向右运动时,木块受到的摩擦力为8 N
重力为10 N的木块在F=4 N的水平拉力作用下沿水平面做匀速直线运动,则Ff=F=4 N,FN=G
=10 N,所以木块与水平面间的动摩擦因数μ= =0.4,故A错误。木块以不同的速度向右做匀速直线运动,木块受到的滑动摩擦力Ff=4 N不变,拉力F=Ff=4 N不变,故B正确,C错误。当用8 N的水平拉力使木块向右运动时,木块受到的滑动摩擦力仍为4 N,故D错误。
12.重力为200 N的木箱放在水平地板上,至少要用45 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40 N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速运动。求:(1)木箱与地板间的最大静摩擦力Fmax大小;
至少用45 N的水平推力推木箱,木箱才能从原地开始运动,则此时水平推力恰好等于最大静摩擦力,所以木箱与地板间的最大静摩擦力Fmax=45 N。
(2)木箱所受的滑动摩擦力Ff大小;
用40 N的水平推力,可以使木箱做匀速运动,则木箱受到的滑动摩擦力Ff=40 N。
(3)木箱与地板间的动摩擦因数μ;
(4)如果用15 N的水平推力推静止的木箱,木箱所受的摩擦力大小。
当推静止木箱的力为15 N时,由于推力小于最大静摩擦力,木箱仍保持静止,故此时的摩擦力大小为15 N。
13.如图所示,物体A的质量mA=0.2 kg,放在水平面上的物体B的质量mB=1.0 kg,轻绳和滑轮间的摩擦不计,且绳的OB部分水平,OA部分竖直,设最大静
摩擦力等于滑动摩擦力,且A和B恰好处于静止状态。(取g=10 N/kg)(1)求物体B与水平面间的动摩擦因数。
对物体B受力分析,水平方向受摩擦力和绳的拉力,二力平衡。由于绳的拉力等于mAg,所以μmBg=mAg解得μ=0.2
(2)如果用水平力F向左拉B,使物体A和B做匀速运动,需要多大的拉力?
对物体B受力分析,水平方向受水平力F、绳的拉力和水平方向的摩擦力,物体B匀速运动,则水平方向F与B受到的摩擦力和绳的拉力之和相等,即F=μmBg+mAg=4 N
(3)若在物体B上放一个质量与物体B质量相等的物体,则物体B受到的摩擦力为多大?
物体B静止不动,放上另一物体后,物体B受到的摩擦力仍为静摩擦力,Ff=mAg=2 N。
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