人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力课文内容ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力课文内容ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了素养·目标定位，课前·基础认知，课堂·重难突破，随堂训练，知识概览，一滑动摩擦力，答案B，二静摩擦力，答案AD，重难归纳等内容，欢迎下载使用。

目 标 素 养1.知道滑动摩擦力产生的条件,会判断滑动摩擦力的方向。2.知道动摩擦因数,能用Ff=μF压计算滑动摩擦力的大小。3.知道静摩擦力产生的条件,会用二力平衡条件判断静摩擦力的大小和方向,知道最大静摩擦力的概念。4.对摩擦力要注意形成正确的物理观念,培养科学思维能力。
一、滑动摩擦力1.定义。两个相互接触的物体,当它们　相对滑动　时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫作滑动摩擦力。 2.方向。总是沿着接触面,并且跟物体　相对运动　的方向相反。 3.大小。滑动摩擦力的大小跟压力的大小成　正比　。 公式:　Ff=μF压　,μ为动摩擦因数。 
微判断(1)滑动摩擦力一定存在于两个运动的物体之间。(　　)(2)静止的物体受到的摩擦力可能是滑动摩擦力。(　　)(3)滑动摩擦力总是和物体的运动方向相反。(　　)(4)滑动摩擦力总跟物体的重力成正比。(　　)
二、静摩擦力1.定义:相互接触的两个物体之间只有　相对运动的趋势　,而没有　相对运动　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　相反　。 3.最大静摩擦力:静摩擦力有一个最大值Fmax,在数值上等于物体刚要产生　相对运动　时所需要的沿相对运动趋势方向上与它平衡的外力。 4.静摩擦力的大小:两物体间实际发生的静摩擦力Ff在　0　与　Fmax　之间,即　0微思考将一张纸夹入一本书的中间,尽量靠近装订处,然后慢慢提起纸,发现书被提了起来,书在重力作用下并不下落,如图所示。书为什么不下落?书有没有下落的趋势?
提示:书没有下落是因为受到了向上的摩擦力作用,由于纸与书没有发生相对运动,所以书受到的是静摩擦力。由于重力作用,书有下落的趋势。
重难归纳1.对滑动摩擦力的理解。(1)运动方向和相对运动方向:
注意:相对运动是相接触的物体互以对方为参考系的运动,不一定是相对地面的。
(2)滑动摩擦力的方向:与相对运动方向相反,与运动方向没有任何关系,可与运动方向形成任意角度。(3)“阻碍”:滑动摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动。滑动摩擦力与物体的运动方向相同时为动力,与物体的运动方向相反时为阻力。
2.正确理解公式Ff=μFN。(1)μ的大小跟接触面的材料、接触面的情况(粗糙程度、干湿情况)有关。(2)Ff 大小只由μ和FN决定,与接触面积、物体如何运动无关。(3)FN是物体所受的压力大小,不一定等于物体的重力,FN的大小根据受力情况确定。3.判断滑动摩擦力有无的方法。(1)条件法:根据滑动摩擦力的产生条件判断。(2)二力平衡法:当物体处于平衡状态(静止或者匀速直线运动)时,根据二力平衡条件判断。
4.计算滑动摩擦力的方法。(1)公式法:根据公式Ff=μFN计算。(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。
用笔在纸上写字时,如果纸张较轻小,且不用其他东西压着纸面,纸会跟着动(你有这种体验吗,试一下),纸所受桌面的摩擦力与纸的运动方向关系如何?提示:纸所受桌面的摩擦力与纸的运动方向相反。
典例剖析(多选)如图所示,重力G=20 N的物体,在水平面上向左运动,物体和水平面之间的动摩擦因数为0.2,同时受到大小为5 N、方向向右的水平力F的作用,则(　　)A.物体所受摩擦力大小是4 N,方向水平向右B.物体所受摩擦力大小是5 N,方向水平向左C.在运动过程中,若撤去F,摩擦力仍不变D.在运动过程中,若撤去F,摩擦力变为0答案:AC
解析:物体所受摩擦力大小Ff=μFN=μG=0.2×20 N=4 N,滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反,物体所受滑动摩擦力方向水平向右,选项A正确,B错误;在运动过程中撤去F,物体仍向左运动,则受到的滑动摩擦力不变,选项C正确,D错误。
方法点拨判断滑动摩擦力方向的步骤(1)选取研究对象(受滑动摩擦力作用的物体); (2)选取跟研究对象接触的物体为参考系; (3)找出研究对象相对参考系的运动方向; (4)滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反。
学以致用冰壶比赛的冰道表面覆盖着特制的微小颗粒。比赛时运动员常在冰壶滑行的前方用冰刷快速擦刷冰面,使冰壶滑得更远。设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ,受到的滑动摩擦力为Ff,则冰道被擦刷后(　　)A.μ和Ff都增大B.μ和Ff都减小C.μ增大,Ff减小D.μ减小,Ff增大
解析:用冰刷快速擦刷冰面,能降低冰面的粗糙程度,即减小动摩擦因数μ;滑动摩擦力为Ff=μFN,FN=mg不变,即Ff减小,选项B正确。
规律总结确定有无摩擦力及判断其方向的关键在判断摩擦力的方向时应首先选定受力物体,确定施力物体,然后判断受力物体相对施力物体的运动(趋势)方向,从而确定摩擦力的方向。可用假设法、状态法等。
重难归纳1.对静摩擦力的理解。(1)“相对静止”的两种情况:一是两个物体都静止;二是两个物体做方向相同、速度相同的运动。(2)“相对运动趋势”:指一个物体相对于与它接触的另一个物体有运动的可能,但仍处于相对静止状态。相对运动趋势既可由外力引起,也可由接触物体的运动状态发生改变而引起。
如图所示,箱子放置于在水平公路上行驶的货车上,箱子与货车之间无相对运动。显然箱子在水平方向上不受其他力的作用,当货车匀速前进时,箱子与货车之间没有相对运动趋势,故无静摩擦力。当货车加速、减速、转弯时,箱子相对于货车分别有向后、向前、向外的运动趋势。
(3)静摩擦力的方向:与相对运动趋势方向相反,与运动方向可成任意角度。如图所示,用手握住一根竖直棒,若使手与棒一起匀速运动,由二力平衡,棒所受的静摩擦力Ff的方向总与重力方向相反,即竖直向上。而手与棒的运动方向可以是任意的,所以Ff的方向与匀速运动的速度方向可成任意夹角。
(4)阻碍效果:静摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动趋势。静摩擦力既可与物体的运动方向相同作为动力,也可与物体的运动方向相反作为阻力。
2.静摩擦力有无及方向的判断。(1)静摩擦力有无的判断。①条件判断法:接触面之间有压力、粗糙且有相对运动趋势。②假设法:
(2)静摩擦力方向的判定。①假设法:假设接触面是光滑的,判断物体将向哪个方向滑动,从而确定相对运动趋势的方向,进而判断出静摩擦力的方向。②状态法:当物体受力处于平衡状态时,根据二力平衡,判断出静摩擦力的方向。③相互性判断法:若甲对乙有摩擦力,则乙对甲也有摩擦力,并且甲、乙所受摩擦力的方向相反。
3.静摩擦力大小的计算。(1)取值范围:0如图所示,把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块,在弹簧测力计的指针下轻塞一个小纸团(可以作为指针到达最大位置的标记),它可以随指针移动。拉力F逐渐增大,木块保持静止,直到拉力达到某一数值时木块开始移动,观察弹簧测力计示数及其变化情况。
弹簧测力计指针下面的小纸团可以“记住”拉力曾经达到的最大值
(1)随着外力的增大,静摩擦力大小变化吗?若变化,如何变化?(2)木块开始移动时弹簧测力计的示数有何特点?(3)若在木块上增加砝码,木块开始移动时弹簧测力计的示数如何变化?由此得出什么结论?提示:(1)由二力平衡知,随着外力的增大,静摩擦力大小发生变化,随外力的增大而增大。(2)木块开始移动时弹簧测力计的示数达到最大,即最大静摩擦力。静摩擦力的数值存在一个范围,即0典例剖析(多选)下图为表面粗糙的倾斜皮带传输装置,皮带的传动速度保持不变。物体被无初速度地放在皮带的底端A上,开始时物体在皮带上滑动,当它到达位置B后就不再相对皮带滑动,而是随皮带一起匀速运动,直至传送到顶端C。在传送过程中,物体受到的摩擦力(　　)A.在AB段为沿皮带向上的滑动摩擦力B.在AB段为沿皮带向下的滑动摩擦力C.在BC段不受静摩擦力D.在BC段受沿皮带向上的静摩擦力
解析:直接判断A到B受到的摩擦力:从A到B过程,滑块对传送带有压力,滑块相对传送带沿传送带向下滑动,接触面粗糙,物体受到沿着斜面向上的滑动摩擦力,选项A正确,B错误。假设法判断B到C的摩擦力:从B到C滑块随传送带做匀速直线运动,相对于传送带静止,假设皮带光滑,滑块不受静摩擦力,滑块相对于皮带沿皮带向下滑动,所以滑块相对于皮带有沿皮带向下的运动趋势,因此滑块受到沿斜面向上的静摩擦力,故选项C错误,D正确。
规律总结分析一个物体是否受到摩擦力的方法一看“接触”,看该物体与周围几个物体接触,最多可能有几个摩擦力。 二看接触面间是否有“压力”,是否有“相对运动”或“相对运动趋势”。 三要“分析”,综合分析物体的受力情况,结合物体的运动状态,判断物体所受摩擦力情况。
学以致用(2020·北京卷)某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器,传感器用棉线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板,传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法正确的是(　　)
A.实验中必须让木板保持匀速运动B.图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数答案:C
解析:研究物块所受的摩擦力,只要木板相对于物块滑动即可,无需保持匀速运动,故选项A错误。题图乙是轻绳的拉力随时间的变化曲线,不是摩擦力随时间的变化曲线,故选项B错误。为了能研究摩擦力随时间的变化曲线,物块一直要处于静止状态,则向左的摩擦力一直与轻绳向右的拉力平衡,因此题图乙中轻绳的拉力随时间的变化曲线可以反映摩擦力大小随时间变化的曲线。由题图乙可知轻绳的拉力先增大后减小,最后趋于不变,故物块先受静摩擦力,其大小随时间增大,后受滑动摩擦力作用,大小保持不变。
由题图乙可知,最大静摩擦力约为10 N,滑动摩擦力约为7 N,故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7,故选项C正确。根据Ff=μFN,FN=mg可知,由于不知道物块的重力,故无法求物块与木板间的动摩擦因数,故选项D错误。
规律总结摩擦力与弹力的三个关系(1)存在关系:若两物体间存在摩擦力,则一定存在弹力;但两物体间存在弹力时,却不一定存在摩擦力。 (2)方向关系:同一接触面的摩擦力和弹力必垂直。 (3)大小关系: ①滑动摩擦力Ff=μFN; ②最大静摩擦力大小跟正压力大小也成正比; ③静摩擦力大小跟正压力大小无关。
三 动摩擦因数的测定
说明:第3个装置相比于前2个装置的优点在于拉动木板A做匀速直线运动或变速直线运动都可以,只要木板A相对于上面的木块B滑动,则木块B就在木板A水平向右的滑动摩擦力和水平向左的弹簧测力计的拉力的作用下处于平衡状态。
给你以下器材:弹簧测力计、细绳、橡皮泥、滑块、木板。请设计一个测滑块和木板之间的动摩擦因数的实验,要求写出实验原理、实验步骤。提示:实验原理:Ff=μFN实验步骤:①用弹簧测力计测量橡皮泥和木块的总重力,记作G。②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上,通过水平细绳和固定弹簧测力计相连,如图所示;在A端向右水平拉动木板,待弹簧测力计示数稳定后,读出弹簧测力计示数F。
典例剖析某同学在探究摩擦力与拉力的关系的实验中采用了图甲所示的装置,将木块放在水平长木板上,用沿水平方向的力拉长木板,拉力从0开始逐渐增大。分别用力传感器采集拉力和木块受到的摩擦力,并用计算机绘制出摩擦力Ff随拉力F的变化图像,如图乙所示。已知木块质量为1.0 kg,g取10 m/s2。请回答下列问题:
(1)木块与长木板之间的最大静摩擦力Ffmax为　　　 N。 (2)木块与长木板间的滑动摩擦力为　　　N。 (3)木块与长木板间的动摩擦因数μ=　　　。  答案:(1)4　(2)3　(3)0.3
特别提醒1.最大静摩擦力比滑动摩擦力要稍大一点,但在没有特殊说明的情况下,可近似认为两者相等。 2.静摩擦力的大小与正压力无关,但一般情形下,最大静摩擦力的大小与正压力成正比。
学以致用某同学为了测定木块与小车之间的动摩擦因数,设计了如下实验:①用弹簧测力计测量带凹槽的木块重力,记为FN1。②将力传感器A固定在水平桌面上,测力端通过轻质水平细绳与木块相连,木块放在较长的平板小车上。水平轻质细绳跨过定滑轮,一端连接小车,另一端系沙桶。不断地缓慢向沙桶里倒入细沙,直到小车运动起来,待传感器示数稳定后,记录此时数据F1。
③向凹槽中依次添加重力为0.5 N的砝码,改变木块与小车之间的压力FN,重复操作②,数据记录见下表:
试回答下列问题:(1)在实验过程中,是否要求长木板必须做匀速直线运动?　　(选填“是”或“否”)。 (2)为了充分利用测量数据,该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差,分别计算出了三个差值:ΔFf1=F5-F1=0.83 N, ΔFf2=F6-F2=0.78 N,ΔFf3=F7-F3=0.80 N。请你给出第四个差值:ΔFf4=　　　-　　　=　　　　。 (3)根据以上差值,可以求出每增加0.50 N砝码时摩擦力增加ΔFf,ΔFf用ΔFf1、ΔFf2、ΔFf3、ΔFf4表示,为ΔFf=　　　　　,代入数据得ΔFf=　　 N。 
(4)木块与木板之间的动摩擦因数μ=　　。 
答案:(1)否　(2)F8　F4　0.79 N
解析:(1)由实验原理可知,只要长木板运动,木块就会受到滑动摩擦力;依据平衡条件,力传感器的示数即为木块受到的滑动摩擦力。因此不必要求长木板必须做匀速直线运动。(2)根据题意可得第四个差值为ΔFf4=F8-F4,根据表格中的数据,则有ΔFf4=0.79 N。
1.(多选)下列说法正确的是(　　)A.相互接触并有相对运动的两物体间必有摩擦力B.两物体间有摩擦力,则其间必有弹力C.两物体间有弹力,则其间必有摩擦力D.两物体间无弹力,则其间必无摩擦力答案:BD
解析:摩擦力产生的三个条件为接触面粗糙、物体之间有弹力、物体间有相对运动或相对运动趋势,三个条件缺一不可。因为缺少接触面粗糙、有弹力这两个条件,选项A错误;两物体间仅有弹力,接触面是否粗糙及是否有相对运动或相对运动趋势未知,选项C错误;有弹力是产生摩擦力的必要条件,所以有摩擦力必有弹力,无弹力必无摩擦力,选项B、D正确。
2.如图所示,在水平桌面上放置一张白纸,用杯子压住白纸。现向右轻轻拉白纸,白纸未被拉动。下列说法正确的是(　　)A.杯子受到向右的摩擦力B.杯子受到向左的摩擦力C.桌面受到向右的摩擦力D.桌面受到向左的摩擦力答案:C
解析:对杯子分析可知,杯子处于静止状态,杯子相对于白纸没有运动趋势,故不受摩擦力,如果杯子受到摩擦力,则杯子水平方向受力不平衡,故选项A、B错误;由于白纸相对于桌面有向右的运动趋势,故白纸下表面受到桌面向左的摩擦力,根据牛顿第三定律可得桌面受到向右的摩擦力,故选项C正确,D错误。
3.如图所示,某同学想进行一项挑战,他两手水平用力夹起一摞书保持静止,设手对书施加的水平压力F=220 N,若每本书的质量均为0.90 kg,手与书之间的动摩擦因数为μ1=0.4,书与书之间的动摩擦因数相同,均为μ2=0.3,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2。则该同学(　　)A.最多能夹住9本书B.最多能夹住19本书C.最多能夹住14本书D.最多能夹住16本书答案:D
解析:先将所有书(设有n本)当作整体分析,竖直方向上2μ1F≥nmg,解得n≤19.6;再去除最外侧两本书进行分析,竖直方向上2μ2F≥(n-2)mg,解得n≤16.7,故选项D正确。
4.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;(2)只将F1撤去,木块受到的摩擦力的大小和方向;(3)若撤去的力不是F1而是F2,木块受到的摩擦力的大小和方向。答案:(1)7 N　水平向左　(2)6 N　水平向右(3)8 N　水平向左