人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力教课课件ppt

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1．进一步理解摩擦力，掌握滑动摩擦力和静摩擦力的区别。2．知道摩擦力可以发生突变，并能解决摩擦力的突变问题。
探究1　摩擦力的理解与分析1．静摩擦力与滑动摩擦力对比
探究重构·关键能力达成
2．分析计算摩擦力时的四点注意(1)首先分清摩擦力的性质，因为一般只有滑动摩擦力才能利用公式F＝μFN计算，静摩擦力通常只能根据物体的运动状态求解。(2)公式F＝μFN中，FN为两接触面间的压力，与物体的重力没有必然关系，不一定等于物体的重力。(3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关，与接触面面积的大小也无关。(4)摩擦力的方向与物体间的相对运动或相对运动趋势方向相反，但与物体的实际运动方向可能相同、可能相反，也可能不共线。
角度1　两类摩擦力的理解【典例1】　关于摩擦力，下列说法正确的是(　　)A．物体受到静摩擦力作用时，一定处于静止状态B．只有运动的物体才有可能受滑动摩擦力作用C．具有相对运动的两物体间一定存在摩擦力作用D．摩擦力的方向可能与物体运动方向相同
D　[运动的物体也可能受静摩擦力，比如在水平路面上，汽车启动时，车厢地板上的物体会受到静摩擦力作用，A错误；静止的物体也可以受到滑动摩擦力，如物体在地面上滑动时，地面虽静止，地面仍受到滑动摩擦力，B错误；如果发生相对运动的两物体接触面光滑，也没有摩擦力，C错误；摩擦力的方向可能与运动方向相同，如放在传送带上的物体，其在摩擦力的作用下运动，则受到的摩擦力与运动方向相同，D正确。]
角度2　摩擦力的计算【典例2】　如图所示，重为800 N的沙发放在水平地面上，体重600 N的小王至少要用96 N的水平力推沙发，才能使沙发从原地开始运动。沙发开始运动以后，小王用80 N的水平力推沙发，就可以使沙发保持匀速直线运动。以下说法正确的是(　　)
A．沙发与地面之间的动摩擦因数为0.12B．若用90 N的水平力推这个静止的沙发，则此时沙发所受的摩擦力大小为80 NC．若用96 N的水平力推这个已经在运动的沙发，则此时沙发所受的摩擦力大小为96 ND．小王盘腿坐在沙发上，小李用140 N的水平力推已经在运动的沙发，可使小王和沙发保持匀速运动
[跟进训练]1．在中学秋季田径运动会上，李好同学奋力拼搏，勇夺男子100 m冠军，如图为该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
C　[当该同学奔跑途中，后脚用力向后蹬，人才向前运动，正是由于地面给后脚有个向前的静摩擦力，使运动员能向前运动。而当前脚向前跨时，正是由于地面给前脚有个向后的静摩擦力，否则运动员会向前滑动。所以前脚受到地面的向后的静摩擦力。]
2．如图所示，质量为m的物块和质量为M的木板叠放在水平地面上，物块在拉力F作用下在木板上向右滑行，木板始终处于静止状态，物块与木板间动摩擦因数为μ1，木板与地面间动摩擦因数为μ2，那么下列说法正确的是(　　)A．物块受到的摩擦力大小一定为FB．物块对木板的摩擦力方向水平向左C．地面对木板的摩擦力是水平向左的静摩擦力D．地面对木板的摩擦力大小一定是μ2(M＋m)g
C　[物块在拉力F作用下在木板上向右滑行，木板始终处于静止状态，物块运动的情况不清楚，当物块匀速运动时物块受到的摩擦力大小为F，A错误；物块相对木板向右运动，则木板相对物块向左运动，木板受到物块的滑动摩擦力方向水平向右，B错误；木板受到物块的滑动摩擦力方向水平向右，木板始终处于静止状态，则地面对木板的摩擦力是水平向左的静摩擦力，C正确；木板受到物块的滑动摩擦力为μ1mg ，木板始终处于静止状态，则地面对木板的摩擦力大小一定是μ1mg，D错误。]
探究2　摩擦力的突变问题摩擦力的突变问题，无论怎样变化，其本质就是静摩擦力和滑动摩擦力大小或方向的变化分析问题，以下是摩擦力突变的常见情况：
【典例3】　小张同学利用如图甲所示的装置研究物块受到的摩擦力情况。质量为4 kg的物块放置在粗糙的长木板上，通过轻绳与固定在水平实验操作台上的力传感器连接。现用水平向左的力F将长木板从物块下面拉出，传感器记录的FT-t图像如图乙所示。下列说法正确的是(　　)
A．2.5～3.5 s内物块受到的是滑动摩擦力B．长木板受到的摩擦力总是水平向右C．物块与长木板间的动摩擦因数约为0.25D．向左拉长木板的F-t图线和图乙的图线相同
方法总结　物体受到的外力发生变化时，物体受到的摩擦力就有可能发生突变。解决这类问题的关键：正确对物体进行受力分析和运动状态分析，从而找到物体摩擦力的突变“临界点”。
[跟进训练]3．如图所示为一同学从t＝0时刻起逐渐增加水平推力推动箱子过程中三个时刻(t1、t2、t3)的漫画图。假设t1时刻同学对箱子的推力为5 N，t2时刻推力为10 N，t3时刻推力为15 N。下列说法正确的是(　　)A．箱子对地面的压力就是箱子的重力B．t1时刻，箱子所受地面的摩擦力大于5 NC．t2时刻，箱子所受合外力与t1时刻相同D．箱子与地面的滑动摩擦力一定为15 N
C　[重力和压力是两种不同性质的力，只能说箱子对地面的压力大小等于箱子的重力，A错误；t1时刻，箱子没动，水平方向由二力平衡可知，箱子所受地面的静摩擦力等于5 N，B错误；t2时刻和t1时刻箱子都处于平衡状态，所受的合力均为零，C正确；t3时刻推力为15 N，此时箱子动了，但不能确定箱子的运动状态，故不能确定与地面的滑动摩擦力是否等于15 N，D错误。]
4．(多选)如图甲所示，重为G的物体在水平向右的压力F作用下静止在竖直墙上，F随时间t均匀减小，如图乙所示。物体与墙之间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物体始终静止。设墙对物体的弹力为N、物体与墙的最大静摩擦力为Fmax、物体受到的摩擦力为Ff，下列图像能正确表示各力随时间变化的是(　　)
A　　 　　B　　 　C　　　　D
AB　[在水平方向上对物体分析可知，物体受到的墙的弹力一直与压力大小相等，方向相反，故变化规律与F的规律相同，故A正确；最大静摩擦力Fmax＝μF，故说明最大静摩擦力也随着压力的减小而减小，故变化规律与F相同，故B正确；物体保持静止，则说明物体处于平衡状态，摩擦力大小一直等于重力，故C、D错误。]
一、选择题1．如图甲所示的平板小车在搬运货物方面有着广泛的应用，图乙是某同学用平板小车运送货物的原理图，小车在拉力作用下由静止向右滑行了一段距离x，同时车上的货物A相对车向左滑行L，则下列说法正确的是(　　)
素养提升练(三)　摩擦力的综合分析
A．物体A受到的摩擦力为阻力，方向水平向左B．物体A受到的摩擦力为阻力，方向水平向右C．物体A受到的摩擦力为动力，方向水平向左D．物体A受到的摩擦力为动力，方向水平向右
D　[因为物体A相对小车向左滑动，那么物体A受到小车向右的滑动摩擦力的作用，物体A相对地面是向右运动的，即滑动摩擦力的方向与物体A的运动方向相同，所以是动力，故选项D正确。]
2．一物块m在水平力F拉动下，沿静止的水平传送带由左端匀速运动到右端，如图甲所示，这时物块所受摩擦力为Ff1；现开动机械让传送带向左匀速传动，再次将同样的物块m由传送带的左端匀速拉动到右端，这时物块所受摩擦力大小为Ff2，如图乙所示。则Ff1、Ff2的大小关系满足(　　)
A．Ff1＝Ff2B．Ff1Ff2D．上述三种情况都有可能
A　[两种情景下，物块与传送带之间均为滑动摩擦力，只是相对速度不同；由滑动摩擦力的计算公式Ff＝μFN可知，滑动摩擦力的大小与相对速度的大小无关，故选A。]
3．(多选)如图所示，A、B两长方体物块叠放在水平地面上，物块A受到水平向右的力F作用，两物块均处于静止状态，下列说法正确的是(　　)A．A、B之间没有摩擦力B．A、B之间有摩擦力C．地面对B有水平向右的摩擦力D．地面对B有水平向左的摩擦力
BD　[以A物块为研究对象进行受力分析，其处于静止状态，受到水平向右的力F作用，A物块有向右运动的趋势，则A、B之间有摩擦力，A错误，B正确；对整体进行受力分析，两物块均处于静止状态，在水平方向上整体受到向右的拉力，有向右运动的趋势，则地面对B有向左的摩擦力，D正确。]
4．一块质量为1 kg、长为0.4 m的匀质长木板放在固定的水平桌面上，已知木板与桌面间的动摩擦因数为μ＝0.2，重力加速度g取10 m/s2，当用水平力F＝3 N推木板，使它经过如图所示的位置时，桌面对木板的摩擦力为(　　)A．3 N　　B．2 N　　C．1.5 N　　D．0.5 N
B　[因为木板被推动，所以木板受的摩擦力为滑动摩擦力，木板对桌面的压力FN＝mg＝10 N，所以桌面对木板的滑动摩擦力为Ff＝μFN＝2 N。]
5．用如图所示装置研究静摩擦力，物块放在水平桌面上，弹簧秤对物块的拉力沿水平方向，逐渐增大拉力。当拉力小于10 N时，物块保持静止，等于10 N时，物块刚刚开始运动，由此可知(　　)A．物块和桌面间的最大静摩擦力是10 NB．当弹簧秤的示数为5 N时，物块受到的摩擦力是15 NC．当弹簧秤的示数为15 N时，物块受到的摩擦力是15 ND．当弹簧秤的示数为15 N时，物块受到的摩擦力是0
A　[物块受重力、支持力、拉力和摩擦力；当拉力等于10 N时，物块刚刚开始运动，说明物块和桌面间的最大静摩擦力为10 N，故A正确；当弹簧秤的示数为5 N时，没有拉动，物块保持静止，静摩擦力为5 N，故B错误；当弹簧秤的示数为15 N时，物块做加速运动，受到滑动摩擦力，由于动摩擦因数未知，所以滑动摩擦力无法求出，故C、D错误。]
6．如图所示，将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在物理习题册内，A4纸上方书页总质量为0.3 kg，A4纸下方书页总质量为0.5 kg，A4纸与书页之间、书与桌面之间的动摩擦因数均为0.4，要把A4纸从书中拉出，拉力至少应为(取g＝10 m/s2)(　　)A．4 N　　　B．5.6 N　　　C．2.4 N 　　　D．3.2 N
C　[习题册受地面的最大静摩擦力为：Fmax＝μ(m1＋m2)g＝0.4×(0.3＋0.5)×10＝3.2 N；A4纸与书上、下两个接触面都有滑动摩擦力，则有Ff＝2μFN＝2×0.4×3 N＝2.4 N，拉出A4纸时，习题册没有动，当拉力等于摩擦力Ff时，拉力最小，所以有F＝2.4 N，C正确。]
7．(多选)如图甲所示，一人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上质量为10 kg的木箱，木箱所受的摩擦力Ff与F的关系如图乙所示，g取10 m/s2，下列说法正确的是(　　)A．木箱所受的最大静摩擦力fm＝21 NB．木箱所受的最大静摩擦力fm＝20 NC．木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.21D．木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.2
AD　[由题图乙知木箱受的最大静摩擦力为fm＝21 N，故A正确，B错误；当木箱运动后受的是滑动摩擦力，大小为f＝μmg＝20 N，解得μ＝0.2，故C错误，D正确。]
8．用水平力F拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动，从t＝0时刻起水平力F的大小随时间均匀减小，到t1时刻F减小为零，则物体所受的摩擦力Ff随时间t的变化图像可能是如图中的(　　)
A　　　　B　　　　　C　　　　D
D　[由题意可知，物体在匀速运动，从t＝0时刻，拉力F开始均匀减小，t1时刻拉力减小为零，出现的摩擦力有两种可能，一是当拉力为零时，物体仍在滑动，则受到的一直是滑动摩擦力，即大小不变；另一是当拉力为零前，物体已静止，则先是滑动摩擦力，后是静摩擦力，滑动摩擦力大小不变，而静摩擦力的大小与拉力相等，而此时拉力小于滑动摩擦力大小。]
9．如图所示，一个质量为m的物体A，向其施加一个水平方向的力F，使A沿竖直墙壁匀速下滑，若物体A与墙面间的动摩擦因数为μ，那么A物体与墙面间的摩擦力为(　　)A．Ff＝μmg　向上B．Ff＝mg　向下C．Ff＝F　向下D．Ff＝μF　向上
D　[由于物体匀速下滑，因此在竖直方向上合外力为零，所以有mg＝Ff且方向向上。根据滑动摩擦力的大小有Ff＝μFN，FN＝F，因此有Ff＝μF且方向向上，所以A、B、C错误，D正确。]
二、非选择题10．如甲图所示把一根长20 cm的轻质弹簧上端固定，下端系一质量为1 kg的木块，当木块静止时，弹簧长为25 cm；把此木块放在水平桌面上，用这个轻质弹簧水平拉它，当弹簧长为22 cm时，木块沿桌面匀速运动，如乙图所示。(g取10 m/s2)求：(1)弹簧的劲度系数；(2)木块与桌面间的动摩擦因数。
[答案]　(1)200 N/m　(2)0.4
11．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取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)在桶内加入m1＝0.33 kg的沙子时。