最新2.4《摩擦力》课件(教科版必修1)(共48张PPT)(1)课件PPT.ppt 89页

'2.4《摩擦力》课件(教科版必修1)(共48张PPT)(1) 二、静摩擦力1.概念:两个相互接触的物体,有时产生的摩擦力.2.作用效果:总是起着阻碍物体间的作用.3.产生条件:①相互接触且;②有;③.4.大小:随引起相对运动趋势的外力的变化而变化,即只与外力有关,而与正压力无关.5.方向:总是与物体的方向相反.6.最大静摩擦力:静摩擦力的最大值与接触面的压力成,还与接触面有关系.正比相对运动趋势相对运动趋势相对运动趋势挤压相对运动趋势接触面粗糙 名师点拨1.摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势，但不一定阻碍物体的运动.2.受静摩擦力作用的物体不一定静止，受滑动摩擦力作用的物体不一定运动.3.接触面处有摩擦力时一定有弹力，且弹力与摩擦力总垂直，反之不一定成立.4.最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，无特殊说明时，可以认为它们数值相等. 水平地面光滑,外力F作用于物体A上,使它们一起运动.因B随A一起向右加速,故B受合力一定向右,而B在水平方向只受静摩擦力的作用,所以,B受静摩擦力一定向右,如图1中的乙图,对B起动力的作用.由作用力与反作用力关系知A受到B的静摩擦力向左,对A起阻力的作用.图1 特别提示1.受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的.2.摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势，但摩擦力不一定阻碍物体的运动，摩擦力的方向与物体运动的方向可能相同也可能相反，还可能成一夹角或垂直，即摩擦力可能是动力也可能是阻力. 【例1】变式练习1【例2】变式练习2自我批阅素能提升1.BC2.D3.BCD4.D5.C6.A7.21本答案BCD答案(1)甲图中，沿斜面向上(2)乙图中，水平向左(3)丙图中，水平向左(4)丁图中，总指向圆心答案C答案答案B答案（1）7N水平向右（2）6N水平向左（3）8N水平向右变式练习3【例4】30N答案FfP=μ2mgcosθ8. 题型1静摩擦力的有无及方向的判定如图2所示是主动轮P通过皮带带动从动轮Q的示意图，A与B、C与D分别是皮带上与轮缘上相互接触的点，则下列判断正确的是（）A.B点相对于A点运动趋势方向与B点运动方向相反B.D点相对于C点运动趋势方向与C点运动方向相反C.D点所受静摩擦力方向与D点运动方向相同D.主动轮受到的摩擦力是阻力，从动轮受到的摩擦力是动力图2题型探究 思路点拨静摩擦力的方向一定与物体相对运动趋势方向相反，利用“假设法”可以判断出物体相对运动趋势的方向.解析P为主动轮，假设接触面光滑，B点相对于A点的方向一定与B的运动方向相同，A错误;Q为从动轮，D相对于C的运动方向与C点的运动方向相反，Q轮通过静摩擦力带动，因此，D点所受的静摩擦力方向与D点的运动方向相同，B、C均正确；主动轮靠摩擦带动皮带，从动轮靠摩擦被皮带带动，故D也正确.答案BCD 方法提炼静摩擦力方向的判断方法1.假设法（如图3所示）图3 2.状态法:根据二力平衡条件、牛顿第二定律或牛顿第三定律，可以判断静摩擦力的方向.假如用一水平力推桌子,若桌子在水平地面上静止不动，这时地面会对桌子施一静摩擦力.根据二力平衡条件可知，该静摩擦力的方向与推力的方向相反,加速状态时物体所受的静摩擦力可由牛顿第二定律确定.3.利用牛顿第三定律(即作用力与反作用力的关系)来判断，此法关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力方向，再根据“反向”确定另一物体受到的静摩擦力. 变式练习1指明物体A在以下四种情况下所受的静摩擦力的方向.(1)物体A静止于斜面上,如图4甲所示;(2)物体A受到水平拉力F作用而仍静止在水平面上,如图乙所示;(3)物体A放在车上,在刹车过程中,A相对于车厢静止,如图丙所示;(4)物体A在水平转台上,随转台一起匀速转动,如图丁所示.图4 解析运用假设法不难判断出图甲斜面上的物体有沿斜面向下滑动的趋势,所受的静摩擦力沿斜面向上；图乙中的物体A有向右滑动的趋势，所受静摩擦力沿水平面向左.对乙图中的A物体也可以根据共点力作用下物体的平衡条件判定所受静摩擦力的方向水平向左.图丙中，A物体随车一起向右减速运动，其加速度方向水平向左,由A物体的受力情况及牛顿第二定律可知，A物体所受静摩擦水平向左（与加速度同向）；图丁中，A物体随转台匀速转动，做匀速圆周运动，其加速度方向总指向圆心，由A物体的受力情况及牛顿第二定律可知，A受到的静摩擦力也总指向圆心.答案(1)甲图中，沿斜面向上(2)乙图中，水平向左(3)丙图中，水平向左(4)丁图中，总指向圆心 题型2滑动摩擦力方向的判定如图5所示,质量为m的工件置于水平放置的钢板C上，二者间动摩擦因数为μ,由于固定的光滑导槽A、B的控制，工件只能沿水平导槽运动.现使钢板以速度v1向右运动，同时用F拉动工件（F方向与导槽平行）使其以速度v2沿导槽运动，则F的大小为（）A.等于μmgB.大于μmgC.小于μmgD.不能确定图5 思路点拨1.工件相对光滑导槽向哪个方向运动？2.工件相对钢板的运动方向如何？3.工件所受摩擦力的方向该向哪呢？4.工件受几个力的作用？受力平衡吗？解析钢板以速度v1向右运动，则工件以等大速度相对钢板向左移动，设为v1′，同时工件被拉动也具有另一速度v2,故工件相对于钢板的运动速度应是v1′与v2的合成，即如图中的速度v. 滑动摩擦力阻碍二者的相对运动，做工件所受摩擦力Ff与v方向相反，要使工件沿导槽匀速运动，所施加的拉力只需与Ff一个分力平衡，故：FG时,物体开始减速下滑，此时物体做a增大的减速运动，此时仍为滑动摩擦力且继续以Ff=μkt增加.在物体停止前一小段时间内，显然有Ff>G.物体停在墙上时，物体受静摩擦力，由平衡条件可知，此时静摩擦力的大小等于重力G，综合上述过程，选项B正确.答案B 规律总结1.在求解摩擦力大小之前，必须分析物体的运动状态，从而判明物体所受的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力.若是滑动摩擦力，可用Ff=μFN计算；若是静摩擦力，只能根据运动状态及其受力情况，由受力平衡或牛顿第二定律求解.2.本题要注意由滑动摩擦力变为静摩擦力时大小发生了突变. 变式练习3如图8所示，水平面上有一重为40N的物体，受到F1=13N和F2=6N的水平力作用而保持静止.已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：（1）物体所受的摩擦力的大小与方向；（2）若只将F1撤去，物体受到的摩擦力的大小和方向；（3）若撤去的力不是F1而是F2，则物体受到的摩擦力的大小、方向又如何？图8 解析（1）设物体相对地面静止，则有：F1=F2+Ff,得Ff=7N，而Ffm=μFN=μmg=8N>Ff,故物体没动，受的静摩擦力为7N，方向向右.（2）撤去F1后，Ff1=F2=6NFfm，物体将向左运动，受到滑动摩擦力作用Ff2=8N,放向向左.答案（1）7N水平向右（2）6N水平向左（3）8N水平向右 题型4“整体法和隔离法”的应用如图9所示，物体置于粗糙的斜面上，当受到一个大小等于100N，方向沿斜面向上的力F；或者大小等于40N，方向沿斜面向下的力F′时，物体都能在斜面上做匀速直线运动.那么，如果把此物体轻放在斜面上，则它所受的摩擦力多大？解析设斜面倾角为θ,物体在斜面上受滑动摩擦力Ff.当用力F作用在物体上时有F-Gsinθ-Ff=0①当用力F′作用在物体上时有F′+Gsinθ-Ff=0②图9 将F=100N、F′=40N代入①②两式解得Ff=70N,Gsinθ=30N.③当把此物体轻放在斜面上时，因Ff>Gsinθ，故物体处于静止状态，所受摩擦力为Ff′=Gsinθ=30N.④本题共14分，①②各4分，③④各3分。对滑动摩擦力问题的分析与考查趋向于与其他知识的综合，这类题中一般具有多体、多力的特点，要运用整体法与隔离法解题，解决这类问题的关键是要选取合适的研究对象，进行正确的受力分析，建立正确的方程，然后进行解题. 自我批阅（12分）如图10所示，质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为θ的斜面上，P、Q之间的动摩擦因数为μ1,Q与斜面间的动摩擦因数为μ2.当它们从静止开始沿斜面滑下时，两物体始终保持相对静止，则物体P受到的摩擦力大小为多少？图10 解析先取PQ为一整体，受力分析如图所示.由牛顿第二定律得：（M+m)gsinθ-FfQ=(M+m)aFfQ=μ2FNFN=(m+M)gcosθ以上三式联欢立可得a=gsinθ-μ2gcosθ再隔离P物体，设P受到的静摩擦力为FfP,方向沿斜面向上，对P再应用牛顿第二定律得：mgsinθ-FfP=ma可得出FfP=μ2mgcosθ答案FfP=μ2mgcosθ（2分）（2分） 素能提升1.如图11所示，在车厢内悬线下悬挂一小球m，当汽车做匀变速直线运动时，悬线将与竖直方向成某一角度.若在汽车底板上还有一个跟其相对静止的物体m1，则关于汽车的运动情况和物体m1的受力情况正确的是（）A.汽车一定向右做加速运动B.汽车也可能向左运动C.m1除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右的摩擦力作用D.m1除受到重力、底板的支持力作用外，还可能受到向左的摩擦力作用图11 解析分析小球m的受力情况可知小球所受合外力水平向右.根据牛顿第二定律知小球的加速度水平向右，汽车可能向右做加速运动，也可能向左做减速运动,A错，B对；由于m1的加速度水平向右,故m1受的合外力水平向右，此合外力是m1所受的重力、底板的支持力、底板的摩擦力这三个力合成的，故C对，D错.答案BC 2.如图12所示,重80N的物体A静止在倾角为30°的粗糙斜面上,有一根原长为10cm、劲度系数为103N/m的弹簧,其一端固定在斜面底端,另一端固定在滑块A后,弹簧长度缩短为8cm.现用一弹簧测力计沿斜面向上拉滑块,若滑块与斜面间最大静摩擦力为25N,当弹簧的长度仍为8cm时,弹簧测力计的示数不可能为（）A.10NB.20NC.40ND.60N图12 解析设滑块与斜面的静摩擦力沿斜面向上，由平衡条件得：F+Ff+kx=mgsin30°,可得:F+Ff=20N,F由0逐渐增大.Ff逐渐减小，当Ff=0时，F为20N；故A、B均可能；当Ff沿斜面向下时，F+kx=Ff+mgsin30°.有：F=Ff+20N,随F增大，Ff也逐渐增大，直到Ff=25N，此时F=45N，当F>45N,滑块就沿斜面滑动，故测力计的读数不可能为60N.答案D 3.一个质量为3kg的物体，被放置在倾角为α=37°的动磨擦因数0.2的固定斜面上，下列选项中所示的四种情况下可能处于平衡状态的是（令最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)() 解析物体与斜面间的最大静摩擦力Ffm=μmgcos37°=4.8N假设物体不动，物体受斜面的静摩擦力沿斜面向上，由F+Ff=mgsin37°可得：FfA=9N>Ffm,FfB=3N