初中物理摩擦力课件

二力平衡、摩擦力主讲人张敬[基础知识]条件力的平衡二力平衡应用力静摩擦力大小摩擦力滑动摩擦力方向滚动摩擦力增减方法1.力的平衡:(1)平衡力：物体受到几个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，就说这几个力是相互平衡的。

(2)二力平衡：一个物体在两力作用下，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，就说这两个力是平衡的，简称二力平衡。

(3)二力平衡的条件:①二力作用在同一物体上；②二力大小相等；③二力方向相反，并且作用在同一直线上；④二力平衡时，合力必为零。

2.摩擦力:(1)静摩擦力：两相互接触物体，在外力作用下有相对运动趋势．．．．．．而又保持相对静止．．．．时，接触面之间产生的摩擦力叫静摩擦力。

静摩擦力大小与外力大小相等，方向相反，彼此平衡。

静摩擦力方向总是和物体相对．．运动趋势．．．．的方向相反。

(2)滑动摩擦力：两个互相接触的物体，当发生相对滑动．．．．时，将产生阻碍这种相对滑动的摩擦力叫滑动摩擦力。

滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面粗糙程度有关。

压力越大，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

滑动摩擦力的方向总是和物体相对运动．．．．的方向相反。

(3)滚动摩擦力：当一个物体在另一个物体上滚动时产生的摩擦力叫滚动摩擦力。

在压力相同情况下，滚动摩擦力比滑动摩擦力小很多。

因而减小摩擦的一种重要方法就是滚动摩擦代替滑动摩擦。

[学习指导]1.物体受平衡力时，也能保持静止或匀速直线运动，这是否与“牛一律”中· V F 浮 F 阻 G所说“物体不受一切外力时，总保持静止或匀速直线运动”相矛盾？根据二力平衡条件和一条直线二力合成知识可知，彼此平衡两力合力一定为零。

这与物体不受外力是等效的，物体运动状态都不会改变。

推广到物体受多个力平衡时，其合外力也为零物体将保持原运动状态不变。

因此牛顿第一定律应补充完整为：“当物体不受外力或合外力为零（即受平衡力作用）时，总保持静止状态或匀速直线运动。

”由此，我们可以根据物体运动状态，推知物体受力情况。

摩擦力㈠教学目的⒈知道滑动摩擦力产生的条件,会判断滑动摩擦力的方向.⒉会用公式F=μF N计算滑动摩擦力的大小,知道动摩擦因素与什么条件有关.⒊知道静摩擦力产生的条件,.会判断静摩擦力的方向.⒋知道什么是最大静摩擦力,知道最大静摩擦力跟两物体间们压力成正比.⒌通过知识教学,渗透科学方法教育：（在具体现象和实验中进行比较归纳;在研究摩擦力大小时,运用控制变量方法;在判断静摩擦力方向时,运用实验和假设方法.）㈡教学重点难点点拔⒈本节课的重点是研究滑动摩擦力,要求会计算大小和判断方向.难点是静摩擦力,尤其是静摩擦力方向的判断⒉本节教学中只要求学生掌握二力平衡中静摩擦力大小和相对运动趋势方向容易判断的静摩擦力方向.可演示《毛刷显示静摩擦力方向》实验⒊为更好培养学生实验、观察、操作能力,教学中可师生共同设计实验,在实验研究过程中,注意渗透控制变量方法的教育.从而提高学生科学素养.⒋两个相互接触的物体间产生摩擦力必须具备三个条件：⑴两个物体相互接触,相互间存在压力;⑵两个物体的接触面不光滑;⑶两个物体间存在相对运动或相对运动的趋势.⒌静摩擦力的大小随相对运动趋势方向外力的增大而增大,但它有一个范围（0-最大静摩擦力f m-）.最大静摩擦力是个定值,有时可近似认为等于在接触面上出现的滑动摩擦力.㈢教具长木板（一端固定滑轮）,细线,轻质托盘,摩擦块几个,其中有一块的一面贴有橡皮.弹簧秤.㈣教学过程⒈实验引入【演示1】摩擦块从斜面上滑下,在水平面上运动一段距离后静止.观察现象：摩擦块在水平面上运动是越来越慢直至静止.引导学生分析原因：因为它受到摩擦力.【演示2】水平面上的摩擦块,用一弹簧秤沿水平方向拉（用力要较小）,未拉动.引导学生分析原因：因为它也受到摩擦力.置疑设问：上面两个演示中的摩擦块都受摩擦力作用,它们各自所受摩擦力有什么不同？摩擦力大小和方向如何确定？本节课将学习这方面的知识.引入课题。

⒉新课⑴滑动摩擦力【演示3】将一纸条夹入书中向外拉,并将纸条拉出.学生归纳演示1和演示3两种现象中产生的摩擦力有什么共同特点？（物体间有相对运动）从而得出：①当一个物体在另一个物体表面上相对另一物体滑动时,受到另一物体阻碍它相对滑动的力,这种力叫滑动摩擦力.下面师生共同分析实验中滑动摩擦力方向.并画出示意图.②方向：滑动摩擦力的方向总跟接触面相切,跟物体相对运动的方向相反.设问：滑动摩擦力的大小跟那些因素有关呢？下面用控制变量法研究滑动摩擦力的大小【演示4】1）控制摩擦块正压力（重力）不变,侧面或底面与木板接触时,托盘内重物也不变,摩擦块仍在木板表面匀速滑动的演示.得出结论：滑动摩擦力大小与接触面积无关.2）上述演示若用摩擦块的橡皮面与木板接触时,则静止.得出结论：滑动摩擦力大小与接触面性质有关.接触面越粗糙滑动摩擦力越大。

第六讲生活中常见的力——摩擦力当一个物体在另一个物体的表面上相对运动或有相对运动的趋势时，受到的阻碍相对运动或相对运动趋势的力，叫摩擦力，摩擦力可分为静摩擦力和动摩擦力．二、摩擦力产生的条件接触面粗糙；相互接触的物体间有弹力；接触面间有相对运动或相对运动趋势．此三个条件缺一不可，尤其要注意对“相对”的理解．辩一辩同学们如何理解“相对”两个字？三、摩擦力的三要素1．摩擦力的大小(1)静摩擦力的大小与相对运动趋势的强弱有关，趋势越强，静摩擦力越大，但不能超过最大静摩擦力，即0≤F f≤F fm(其中F fm为最大静摩擦力)，具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解．(2)滑动摩擦力的大小F f＝μF N(其中μ为动摩擦因数，F N为物体与接触面的正压力)．滑动摩擦力的大小与接触面的大小、物体运动的速度和加速度无关，只由动摩擦因数和正压力两个因素决定，而动摩擦因数与两接触面材料的性质和粗糙程度有关．想一想μ在取值上有什么要求吗？2．摩擦力的方向(1)静摩擦力的方向总跟接触面相切，并与相对运动趋势方向相反．(2)动摩擦力的方向总跟接触面相切，并与相对运动方向相反．3．摩擦力的作用点在两物体的接触面处．例1如图1所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中，F1＝10 N，F2＝2 N，若撤去力F1，则木块在水平方向受到的合力为()图1A．10 N，方向向左B．6 N，方向向右C．2 N，方向向左D．0拓展问题1要是撤去的力是F2呢？这就无法判断了．因为我们只知道最大静摩擦力必大于等于8 N，但无法确定为多少，所以当外力为10 N 时我们不知道有没有达到最大静摩擦力，木块是否开始运动了．拓展问题2题干中“木块处于静止状态”改为“木块处于平衡状态”，结论又如何呢？虽然只是把“静止”改为“平衡”，却会引来许多变化．平衡首先就要把问题分成“静止”和“匀速直线运动”两种情况来考虑．静止的情况前面已有详细分析，不再赘述．匀速直线运动就意味着木块受到的是8 N的滑动摩擦力，当把F1撤掉后，木块由于惯性还会运动一段，所以仍然是滑动摩擦力，F f＝μF N，因为压力F N没有变，所以滑动摩擦力的大小仍为8 N.最后的结论是摩擦力可能是2 N或8 N .由此可以体会到，高中的物理问题常常要进行多种情况的讨论，不再像初中那样只讨论静态的问题，而可能是多段的、动态的问题．所以同学们要注意这些学习方法的变化，尽快适应高中的学习．四、静止的物体一定受到静摩擦力的作用吗？通过下面的例题来分析这个问题：例2如图2所示的装置是测摩擦力的，把弹簧测力计的一端固定在墙上，用力F水平向左拉金属板，使金属板一直向左运动．图2(1)物体P静止后，其受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力？(2)这种测法和我们初中常用的拉动P匀速滑动测摩擦力的方法相比较有什么优点？五、滑动摩擦力的方向一定是阻力吗？它的方向一定与运动方向相反吗？做一个简单的实验来观察和分析一下：取一张厚纸平放在桌面上，再在纸上放一本厚的书，当你迅速拉动厚纸时会发现：书和厚纸都向受力方向移动了[见图3(a)、(b)、(c)]，但书向受力方向移动得少些，纸向受力方向移动得多些．这样，以书为参照物看纸，纸相对于书是向右前进的，所以纸受到的滑动摩擦力方向向左，对纸的运动而言，该滑动摩擦力可以看成是运动的阻力．而以纸为参照物看书，书相对于纸是向左后退的，所以书受到的滑动摩擦力方向向右．对书的运动而言，该滑动摩擦力的方向与书前进的方向相同，可以看成是运动的动力．由此可见，滑动摩擦力不一定是阻力，有时也可以做动力．一般我们说运动的时候，往往以地面为参照物，但摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反，所以一定要观察相互接触的两个物体的相对运动情况，刚刚的例子我们也看到了，书受到的摩擦力方向向右，在地面上观察到书也在向右运动，所以此时摩擦力的方向和地面上观察到的运动方向相同，所以我们要理解“滑动摩擦力的方向一定与相接触的两物体间的相对运动方向相反”这句话．漏掉了“相对”两个字就要出问题了．图3想一想生活中还有哪些物体受到的滑动摩擦力与运动方向相同？(共50分，每题10分)1．关于物体所受摩擦力的方向，下列说法中正确的是()A．一定与物体运动方向相反B．不可能与物体运动方向相同C．可能与物体相对运动方向相同D．一定与物体相对运动方向相反2．下列说法中正确的是()A．两个物体相互挤压一定存在摩擦力B．两个物体相互挤压且发生相对滑动，它们之间一定有摩擦力作用C．两个粗糙的物体相互挤压时，它们之间一定存在静摩擦力作用D．两个物体间存在滑动摩擦力，两物体之间一定有弹力作用3．下列说法中正确的是()A．物体越重，使它滑动时的摩擦力越大，所以摩擦力与物重成正比B．由μ＝F fF N可知，动摩擦因数和滑动摩擦力成正比，与正压力正反比C．摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反D．摩擦力总是对物体的运动起阻碍作用4．如图4所示，物体P放在Q之上，Q在光滑水平面上．弹簧测力计Ⅰ左端与物体P相连，右端与墙相连；弹簧测力计Ⅱ右端与Q相连，左端用手水平拉着．当Ⅱ的示数为3 N，Ⅰ的示数为2 N时，则()图4A．P、Q间一定存在一对滑动摩擦力B．P所受摩擦力为2 N，Q所受摩擦力为3 NC．P、Q所受摩擦力大小均为2 ND．P、Q所受摩擦力大小均为3 N5．如图5所示，一个重为G＝200 N的物体，在粗糙水平面上向左运动，物体和水平面间的动摩擦因数μ＝0.1，同时物体还受到大小为10 N、方向向右的水平力F作用，则水平面对物体的摩擦力的大小和方向是()图5A．大小是10 N，方向向左B．大小是10 N，方向向右C．大小是20 N，方向向左D．大小是20 N，方向向右答案精析例1D[木块在水平方向受到F 1、F2和摩擦力作用而处于静止状态，水平方向上合力为零，此时静摩擦力的大小为8 N，则最大静摩擦力必大于或等于8 N.若撤去力F1，水平外力等于2 N，此时只要静摩擦力大小为2 N木块就可以静止，静摩擦力没有达到最大静摩擦力，仍能维持静止状态，则木块在水平方向受到的合力为0.]例2见解析解析(1)物体P虽然是静止的，但因为金属板在运动，所以它和金属板间是有相对运动的，它受到的是滑动摩擦力．所以相对地面静止的物体也是可以受滑动摩擦力的．用题图中装置测摩擦力是利用了物体P处于静止状态，水平方向上拉力和滑动摩擦力二力平衡，通过读出弹簧测力计的读数间接测出摩擦力．(2)初中我们测滑动摩擦力的方法如图所示，即用弹簧测力计拉动P做匀速运动的方法，利用二力平衡间接测出摩擦力．比较两种方法我们发现，题图中拉动金属板要比用此图装置拉动P有更大的优势，因为要利用二力平衡，拉动P的话必须让其做匀速直线运动，这个操作比较难做到，而拉动金属板，因为P静止，不管金属板做什么运动，P水平方向受力总是满足二力平衡的，操作就容易得多，且弹簧测力计静止，便于读数，综合考虑误差自然就小得多．小试身手1．D[摩擦力的方向与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反，与运动方向有可能相同(例如人站在斜向上走的电梯上)，也有可能相反，D正确．]2．D[摩擦力的产生条件是：(1)有弹力；(2)接触面粗糙；(3)有相对运动或者相对运动趋势．所以有摩擦力必有弹力，有弹力不一定有摩擦力，D正确．]3．C[由滑动摩擦力公式F f＝μF N知，F f与F N成正比，而F N不一定是重力，A错；动摩擦因数由接触面的性质决定，与F f和F N无关，B错；摩擦力的方向总是与相对运动方向相反，C正确；摩擦力有时也会促进物体的运动(例如人站在斜向上行驶的电梯上)，D错．] 4．AC[对P，由二力平衡知识可知，P肯定受到向左的2 N的摩擦力，根据力的相互作用原理，P对Q肯定有向右的2 N的摩擦力，Q受到向左的3 N的拉力，由于水平面光滑，水平面对Q没有摩擦力，综上，A、C正确，B、D错误．]5．D[摩擦力方向与相对运动方向相反，与外力F方向无关，摩擦力大小用公式进行计算，由F f＝μF N，F N＝mg，代入数据得F f＝20 N，方向与相对运动方向相反，即向右，D正确．]。