《2020版新教材高中物理3.3.1滑动摩擦力及其影响因素课件鲁科版必修1.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版新教材高中物理3.3.1滑动摩擦力及其影响因素课件鲁科版必修1.pdf（50页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第3节 摩 擦 力 第1课时 滑动摩擦力及其影响因素 一、滑动摩擦力的内涵要素一、滑动摩擦力的内涵要素 1.1.接触面性质：接触面接触面性质：接触面_(_(选填选填“粗糙粗糙”或或 “光滑光滑”) )。 2.2.接触力的情况：接触力的情况：_。 3.3.运动情况：发生运动情况：发生_时，在接触面上产生的时，在接触面上产生的 _的力。的力。 粗糙粗糙 相互接触且相互挤压相互接触且相互挤压 相对运动相对运动 阻碍相对运动阻碍相对运动 二、滑动摩擦力的矢量性二、滑动摩擦力的矢量性 1.1.方向：总是与接触面相切，并且与方向：总是与接触面相切，并且与_。 2.2.大小：大小： (1)(1)文字表述：滑
2、动摩擦力的大小与压力的大小成文字表述：滑动摩擦力的大小与压力的大小成_。 (2)(2)数学关系式：数学关系式：_。 相对运动方向相反相对运动方向相反 正比正比 f=Nf=N 三、动摩擦因数三、动摩擦因数 下列关于动摩擦因数的说法正确的是下列关于动摩擦因数的说法正确的是_。 它是两个力的比值，没有单位。它是两个力的比值，没有单位。 它的大小与两个接触面的材料有关。它的大小与两个接触面的材料有关。 它的大小与物体间相对运动速度有关。它的大小与物体间相对运动速度有关。 它的大小与两个接触面的粗糙程度有关。它的大小与两个接触面的粗糙程度有关。 钢钢- -钢间的动摩擦因数比钢钢间的动摩擦因数比钢- -冰
3、间的动摩擦因数大。冰间的动摩擦因数大。 一 认识滑动摩擦力一 认识滑动摩擦力 1.1.滑动摩擦力产生的条件：滑动摩擦力产生的条件： (1)(1)接触面粗糙。接触面粗糙。 (2)(2)两物体相互接触。两物体相互接触。 (3)(3)两物体相互挤压，即两者之间存在弹力。两物体相互挤压，即两者之间存在弹力。 (4)(4)两物体沿接触面发生相对滑动。两物体沿接触面发生相对滑动。 2.2.滑动摩擦力的方向与运动方向的关系：滑动摩擦力的方向与运动方向的关系： (1)(1)在接触面上，与接触面相切且与物体相对运动的方在接触面上，与接触面相切且与物体相对运动的方 向相反。向相反。 (2)(2)与物体的运动方向可
4、能相同，也可能相反。与物体的运动方向可能相同，也可能相反。 【思考思考讨论讨论】 情境：如图所示，快件刚放到传送带上的一段时间内情境：如图所示，快件刚放到传送带上的一段时间内 ，快件随传送带向上运动。，快件随传送带向上运动。 讨论：讨论：(1)(1)快件与传送带间发生相对运动，向哪滑动？快件与传送带间发生相对运动，向哪滑动？ ( (科学思维科学思维) ) 提示：提示：快件相对传送带向下滑动。快件相对传送带向下滑动。 (2)(2)分析此过程中，快件所受滑动摩擦力的方向？分析此过程中，快件所受滑动摩擦力的方向？( ( 物理观念物理观念) ) 提示：提示：滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，则快滑动
5、摩擦力的方向与相对运动方向相反，则快 件受到的滑动摩擦力沿传送带向上。件受到的滑动摩擦力沿传送带向上。 【典例示范典例示范】 ( (多选多选) )如图所示，一只猫在桌边猛的将桌布从鱼缸下如图所示，一只猫在桌边猛的将桌布从鱼缸下 向右拉出，鱼缸在桌面上继续向右滑行了一段距离后向右拉出，鱼缸在桌面上继续向右滑行了一段距离后 停下来。鱼缸在桌面上滑动的过程中，请根据相对运停下来。鱼缸在桌面上滑动的过程中，请根据相对运 动方向的定义，分析下列关于桌面和鱼缸相对运动方动方向的定义，分析下列关于桌面和鱼缸相对运动方 向的说法正确的是向的说法正确的是世纪金榜导学号世纪金榜导学号( ( ) ) A.A.鱼缸相
6、对桌面向右运动鱼缸相对桌面向右运动 B.B.鱼缸相对桌面向左运动鱼缸相对桌面向左运动 C.C.桌面相对鱼缸向右运动桌面相对鱼缸向右运动 D.D.桌面相对鱼缸向左运动桌面相对鱼缸向左运动 【解题探究解题探究】 (1)(1)判断鱼缸相对桌面的运动方向时，视哪个物体为静判断鱼缸相对桌面的运动方向时，视哪个物体为静 止的？止的？ 提示：提示：视桌子为静止的。视桌子为静止的。 (2)(2)判断桌面相对鱼缸的运动方向时，视哪个物体为静判断桌面相对鱼缸的运动方向时，视哪个物体为静 止的？止的？ 提示：提示：视鱼缸为静止的。视鱼缸为静止的。 【解析解析】选选A A、D D。视桌子为静止的，鱼缸相对桌面向。视桌
7、子为静止的，鱼缸相对桌面向 右运动，则右运动，则A A正确，正确，B B错误；视鱼缸为静止的，桌面相错误；视鱼缸为静止的，桌面相 对鱼缸向左运动，则对鱼缸向左运动，则D D正确，正确，C C错误。错误。 【母题追问母题追问】 1.(1.(多选多选) )请请根据滑动摩擦力方向的性质，判断根据滑动摩擦力方向的性质，判断【典例典例 示范示范】情境中情境中，关于鱼缸底和桌面所受滑动摩擦力方，关于鱼缸底和桌面所受滑动摩擦力方 向的说法正确的是向的说法正确的是( ( )()(物理观念物理观念) ) A.A.桌面对鱼缸底的滑动摩擦力方向向左桌面对鱼缸底的滑动摩擦力方向向左 B.B.桌面对鱼缸底的滑动摩擦力方
8、向向右桌面对鱼缸底的滑动摩擦力方向向右 C.C.鱼缸底对桌面的滑动摩擦力方向向左鱼缸底对桌面的滑动摩擦力方向向左 D.D.鱼缸底对桌面的滑动摩擦力方向向右鱼缸底对桌面的滑动摩擦力方向向右 【解析解析】选选A A、D D。鱼缸相对桌面向右运动，桌面对鱼。鱼缸相对桌面向右运动，桌面对鱼 缸底的滑动摩擦力方向向左。桌面相对鱼缸向左运动缸底的滑动摩擦力方向向左。桌面相对鱼缸向左运动 ，鱼缸底对桌面的滑动摩擦力方向向右。，鱼缸底对桌面的滑动摩擦力方向向右。 2.(2.(多选多选) )在在【典例示范典例示范】中下列关于桌布和鱼缸底所中下列关于桌布和鱼缸底所 受滑动摩擦力方向的说法正确的是受滑动摩擦力方向的
9、说法正确的是 ( ( ) ) ( (物理观念物理观念) ) A.A.桌布对鱼缸底的滑动摩擦力方向向左桌布对鱼缸底的滑动摩擦力方向向左 B.B.桌布对鱼缸底的滑动摩擦力方向向右桌布对鱼缸底的滑动摩擦力方向向右 C.C.鱼缸底对桌布的滑动摩擦力方向向左鱼缸底对桌布的滑动摩擦力方向向左 D.D.鱼缸底对桌布的滑动摩擦力方向向右鱼缸底对桌布的滑动摩擦力方向向右 【解析解析】选选B B、C C。视桌布为静止的，鱼缸底的滑动摩。视桌布为静止的，鱼缸底的滑动摩 擦力方向向右，则擦力方向向右，则B B正确，正确，A A错误；视鱼缸为静止的，错误；视鱼缸为静止的， 桌布的滑动摩擦力方向向左，则桌布的滑动摩擦力方
10、向向左，则C C正确，正确，D D错误。错误。 【补偿训练补偿训练】 1.1.关于滑动摩擦力，下列说法中正确的是关于滑动摩擦力，下列说法中正确的是 ( ( ) ) A.A.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反 B.B.滑动摩擦力是成对出现的，一个物体在水平地面上滑动摩擦力是成对出现的，一个物体在水平地面上 滑动时，地面也要受到滑动摩擦力作用滑动时，地面也要受到滑动摩擦力作用 C.C.滑动摩擦力的大小跟物体相对运动的速度大小有关滑动摩擦力的大小跟物体相对运动的速度大小有关 D.D.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动滑动摩擦力总是阻碍物体的运动 【解析解析】选选B
11、 B。滑动摩擦力的方向可能与物体运动的方。滑动摩擦力的方向可能与物体运动的方 向相同，向相同，A A错误；根据力的相互性可知，错误；根据力的相互性可知，B B正确；滑动正确；滑动 摩擦力的大小只跟接触面的性质和压力有关，与物体摩擦力的大小只跟接触面的性质和压力有关，与物体 相对运动速度大小无关，相对运动速度大小无关，C C错误；滑动摩擦力可能作为错误；滑动摩擦力可能作为 动力使物体运动，动力使物体运动，D D错误。错误。 2.(2.(多选多选) )如图所示，下列常见事例中受到滑动摩擦力如图所示，下列常见事例中受到滑动摩擦力 的物体有的物体有( ( ) ) A.A.刹车时，车轮抱死的摩托车刹车时
12、，车轮抱死的摩托车 B.B.在竖直绳的拉力作用下沿竖直墙壁运动的重物在竖直绳的拉力作用下沿竖直墙壁运动的重物 C.C.在水平地面上被推动的木箱在水平地面上被推动的木箱 D.D.冬天，相互摩擦取暖的双手冬天，相互摩擦取暖的双手 【解析解析】选选A A、C C、D D。按照产生滑动摩擦力的条件来分。按照产生滑动摩擦力的条件来分 析物体是否受到摩擦力。四个事例中的研究对象都与析物体是否受到摩擦力。四个事例中的研究对象都与 其他物体接触、相对于接触物体有相对运动、接触面其他物体接触、相对于接触物体有相对运动、接触面 都不是光滑的。但是选项都不是光滑的。但是选项B B中的重物与墙壁间没有挤压中的重物与墙
13、壁间没有挤压 ，因此该重物与墙壁间没有滑动摩擦力。其余选项中，因此该重物与墙壁间没有滑动摩擦力。其余选项中 的研究对象跟与之接触的物体都有相互挤压，因此都的研究对象跟与之接触的物体都有相互挤压，因此都 受到滑动摩擦力的作用。综上所述，选项受到滑动摩擦力的作用。综上所述，选项A A、C C、D D正确正确 。 二 科学探究二 科学探究滑动摩擦力大小与物体间压力的关滑动摩擦力大小与物体间压力的关 系系 1.1.实验目的：实验目的： 研究滑动摩擦力大小与接触面的情况、压力的定量关研究滑动摩擦力大小与接触面的情况、压力的定量关 系。系。 2.2.设计思路：设计思路： (1)(1)实验方法：控制变量法。
14、实验方法：控制变量法。 控制接触面粗糙程度不变，研究滑动摩擦力与压力控制接触面粗糙程度不变，研究滑动摩擦力与压力 的定量关系。的定量关系。 控制滑动摩擦力与压力不变，研究控制滑动摩擦力与压力不变，研究 与接触面粗糙与接触面粗糙 程度的关系。程度的关系。 f N (2)(2)测量的物理量。测量的物理量。 测量滑动摩擦力的大小：测量滑动摩擦力的大小： 根据物体根据物体A A水平方向二力平衡，滑动摩擦力的大小等于水平方向二力平衡，滑动摩擦力的大小等于 弹簧测力计的示数。弹簧测力计的示数。 测量压力的大小：测量压力的大小： a.a.实验原理：根据竖直方向上二力平衡，压力实验原理：根据竖直方向上二力平衡
15、，压力N=mgN=mg。 b.b.数据的收集方法：利用天平测量物体数据的收集方法：利用天平测量物体A A的质量，由的质量，由 N=mgN=mg获得压力的大小。获得压力的大小。 (3)(3)通过在物体通过在物体A A上加砝码的方法改变压力。上加砝码的方法改变压力。 (4)(4)通过将木板改为玻璃板改变接触面的粗糙程度。通过将木板改为玻璃板改变接触面的粗糙程度。 3.3.实验结论：实验结论： (1)(1)当接触面材料相同，压力不同时：当接触面材料相同，压力不同时： 滑动摩擦力滑动摩擦力f f的大小跟压力的大小跟压力N N成正比，即成正比，即f=Nf=N。 (2)(2)当压力相同，接触面材料不同时：
16、当压力相同，接触面材料不同时： 滑动摩擦力与压力的比值滑动摩擦力与压力的比值 不同，说明接触面的动摩不同，说明接触面的动摩 擦因数不同。擦因数不同。 f N 【思考思考讨论讨论】 (1)(1)探究改变拉木板的速度时，物体所受的滑动摩擦力探究改变拉木板的速度时，物体所受的滑动摩擦力 的大小是否变化，请给出你的解释？的大小是否变化，请给出你的解释？( (科学探究科学探究) ) 提示：提示：不变化。根据不变化。根据f=Nf=N，滑动摩擦力的大小只与动，滑动摩擦力的大小只与动 摩擦因数和压力有关，与速度无关。摩擦因数和压力有关，与速度无关。 (2)(2)探究改变物体与木板间接触面积的大小时，物体所探究
17、改变物体与木板间接触面积的大小时，物体所 受的滑动摩擦力的大小是否变化，请给出你的解释？受的滑动摩擦力的大小是否变化，请给出你的解释？( ( 科学探究科学探究) ) 提示：提示：不变化。根据不变化。根据f=Nf=N，滑动摩擦力的大小只与动，滑动摩擦力的大小只与动 摩擦因数和压力有关，与接触面积无关。摩擦因数和压力有关，与接触面积无关。 【典例示范典例示范】 有位同学要重新布置自己的房间，他用有位同学要重新布置自己的房间，他用200 N200 N的水平拉的水平拉 力匀速拉动质量为力匀速拉动质量为50 kg50 kg的书桌。求书桌与地板间的动的书桌。求书桌与地板间的动 摩擦因数是多少？摩擦因数是多
18、少？ (g(g取取10 N/kg)10 N/kg)世纪金榜导学号世纪金榜导学号 【思维思维建模建模】 【解析解析】匀速拉动时书桌的受力分析如图所示。匀速拉动时书桌的受力分析如图所示。 用用200 N200 N的水平拉力匀速拉动书桌，书桌受到地面的水平拉力匀速拉动书桌，书桌受到地面 的滑动摩擦力的滑动摩擦力f=200 Nf=200 N。 书桌受地面的支持力为书桌受地面的支持力为N=mg=50N=mg=5010 N=500 N10 N=500 N。 根据根据f=Nf=N可得可得 = =0.4= =0.4 答案：答案：0.40.4 f200 N N500 N 【母题追问母题追问】 1.1.如果该同学
19、要在与如果该同学要在与【典例示范典例示范】同样同样的情况下匀速的情况下匀速 移动质量为移动质量为150 kg150 kg的书柜，他用的书柜，他用200 N200 N的力能拉动书柜的力能拉动书柜 吗？为什么？吗？为什么？(g(g取取10 N/kg)10 N/kg) ( (科学思维科学思维) ) 【解析解析】书柜受到地面的支持力书柜受到地面的支持力 N N2 2=m=m2 2 g=150 g=15010 N=1 500 N10 N=1 500 N 匀速移动书柜所需的拉力为匀速移动书柜所需的拉力为 F=fF=f2 2=N=N2 2=0.4=0.41 500 N=600 N1 500 N=600 N
20、则用则用200 N200 N的力不能拉动书柜。的力不能拉动书柜。 答案：答案：不能，原因见解析不能，原因见解析 2.2.请依据请依据【典例示范典例示范】所涉及的物理过程，利用图示所涉及的物理过程，利用图示 装置来测定装置来测定ABAB间的动摩擦因数。间的动摩擦因数。A A、B B两个物体叠放在两个物体叠放在 一起，一起，A A的右面用不计重力的弹簧测力计连在墙上，此的右面用不计重力的弹簧测力计连在墙上，此 时测力计是水平的。请分析：时测力计是水平的。请分析：( (科学探究科学探究) ) (1)(1)需要测量的量有需要测量的量有_。 (2)AB(2)AB间动摩擦因数的表达式间动摩擦因数的表达式_
21、。 【解析解析】(1)(1)需要测量的量有弹簧测力计的示数需要测量的量有弹簧测力计的示数T T，A A物物 体的重力体的重力G G。 (2)(2)对对A A物体，水平方向受拉力物体，水平方向受拉力T T和摩擦力和摩擦力f f。 因因T=fT=f，N=GN=G，又，又f=Nf=N，则，则ABAB间动摩擦因数间动摩擦因数 = = 答案：答案：(1)(1)见解析 见解析 (2) (2) fT NG T G 【补偿训练补偿训练】 1.1.如图所示为某新型夹砖机，它能用两侧巨大的如图所示为某新型夹砖机，它能用两侧巨大的“手手 臂臂”将几吨砖夹起，大大提高了工作效率。已知某夹将几吨砖夹起，大大提高了工作效
22、率。已知某夹 砖机能夹起质量为砖机能夹起质量为m m的砖，两侧的砖，两侧“手臂手臂”对砖产生的最对砖产生的最 大压力为大压力为F Fmax max( (设此时静摩擦力等于滑动摩擦力 设此时静摩擦力等于滑动摩擦力) )，则，则“ 手臂手臂”与砖之间的动摩擦因数至少为与砖之间的动摩擦因数至少为( ( ) ) max maxmaxmax Fmgmg2mg A.B.C.D. F2FFmg 【解析解析】选选B B。以砖为研究对象，竖直方向上受到重力。以砖为研究对象，竖直方向上受到重力 和左右两侧两个摩擦力的作用，所以和左右两侧两个摩擦力的作用，所以2f=mg2f=mg，又因为，又因为 f=Ff=Fmax
23、 max，所以 ，所以= = ，选，选B B。 max mg 2F 2.(20182.(2018漳州高一检测漳州高一检测) )用用20 N20 N的水平力将一个的水平力将一个5 kg5 kg 的物体压在竖直墙壁上，物体沿墙壁下滑，已知物体的物体压在竖直墙壁上，物体沿墙壁下滑，已知物体 与墙壁间的动摩擦因数为与墙壁间的动摩擦因数为0.30.3，求物体受到的滑动摩擦，求物体受到的滑动摩擦 力的大小和方向。力的大小和方向。 【解析解析】由于用由于用20 N20 N的力将物体压在墙壁上，所以物的力将物体压在墙壁上，所以物 体与墙壁间的正压力为体与墙壁间的正压力为20 N20 N，根据，根据f=Nf=N
24、得得 f=0.3f=0.320 N=6 N20 N=6 N 滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反，物体沿墙滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反，物体沿墙 壁下滑，故滑动摩擦力的方向沿墙壁向上。壁下滑，故滑动摩擦力的方向沿墙壁向上。 答案：答案：6 N6 N 方向沿墙壁向上方向沿墙壁向上 【拓展例题拓展例题】考查内容 滑动摩擦力的综合应用考查内容 滑动摩擦力的综合应用 【典例典例】如图所示，一重力为如图所示，一重力为20 N20 N的物体放在水平地的物体放在水平地 面上，在一大小为面上，在一大小为F=8 NF=8 N的水平向右拉力作用下，向右的水平向右拉力作用下，向右 匀速运动。匀速运动。 (1
25、)(1)求物体所受的摩擦力的大小和方向。求物体所受的摩擦力的大小和方向。 (2)(2)求物体与地面间的动摩擦因数求物体与地面间的动摩擦因数。 (3)(3)若突然将外力若突然将外力F F的方向改为水平向左，大小变为的方向改为水平向左，大小变为 16 N16 N，求此时物体所受摩擦力大小和方向。，求此时物体所受摩擦力大小和方向。 【解析解析】(1)(1)根据二力平衡，物体所受摩擦力根据二力平衡，物体所受摩擦力 f=F=8 Nf=F=8 N，方向与拉力方向相反，即水平向左。，方向与拉力方向相反，即水平向左。 (2)(2)动摩擦因数动摩擦因数= =0.4= =0.4 (3)(3)外力突然改为水平向左时，物体仍在向右运动，外力突然改为水平向左时，物体仍在向右运动， 对水平面的压力没有变，故此时它受到的摩擦力大对水平面的压力没有变，故此时它受到的摩擦力大 小、方向都与外力改变前相同。小、方向都与外力改变前相同。 F8 N mg20 N 答案：答案：(1)8 N(1)8 N 水平向左 水平向左 (2)0.4(2)0.4 (3)8 N(3)8 N 水平向 水平向 左左 【课堂回眸课堂回眸】