摩擦角在高中物理中的应用
安徽省灵璧师范学校 安徽 宿州 234200
例题：(2011安徽高考·T14)一质量为m的物块恰好静止在倾角为θ的斜面上。现对物块施加一个竖直向下的恒力F，如图所示，则物块( )。
A.仍处于静止状态；B.沿斜面加速下滑；C.受到的摩擦力不变；D.受到的合外力增大
分析：无力F时，使物体下滑的力F1=mgsinθ，物体受到最大静摩擦力fmax=μFN=μmgcosθ，“物体恰好静止”受最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，mgsinθ=μmgcosθ，μ=tanθ；当施加恒力F后，使物体下滑的力为F2=mgsinθ+Fsinθ，物体所受最大静摩擦力为f'max=μ(mgcosθ+Fcosθ)=mgsinθ+Fsinθ，即F2=f'max，两者相等物体仍处于静止状态。A正确，B错误；由于f'max>fmax，故C错误；物体始终静止，则受到的合力始终为零，D错误。
同学们如果了解摩擦角知识，就可以直接判断出物体仍然处于静止状态。
如右图，放置在水平面上的物体m，受到水平推力F的作用恰好处于静止状态，则受力分析如图所示。
竖直方向：N=mg
水平方向：fmax=F
此时为临界状态。
我们把主动力F与mg的合力表示为F'，F'与mg的夹角为a，则tana=μ(静摩擦系数)。如果推力Ｆ小于fmax，F'与mg的夹角为ψ，即ψ
物理学中解释摩擦角：当两物体相互接触，如下图1，接触面之间有摩擦时，支持面对物体具有支持力N和摩擦力f的作用。这两个力的合力称为全反力，其作用线与支持面的垂线即支持力的作用线之间形成的偏角为ψ。当达到临界平衡状态时，静摩擦力达到最大值，偏角ψ也达到了最大值ψm，如图2所示，全反力与支持力之间夹角的最大值被称为摩擦角。由图可知 ，μ表明物体之间的摩擦性质。由摩擦角的定义可以知道，全反力的作用线不可能超出摩擦角之外，必在摩擦角之内。
必修一第三章 3、摩擦力 （学案）
课前预习学案
一、预习目标：
1、知道摩擦力的定义。
2、会从正反两方面去分析摩擦现象。
3、知道增大和减小摩擦力的方法。
二、预习内容
1、摩擦力是发生在两个 物体之间，在物体发生 或 有这种趋势时，阻碍物体间的 。
2、影响摩擦力大小的因素有 和 。
3、举出生活中的有益摩擦：
举出生活中的有害摩擦： 。
三、提出疑惑
课内探究学案
一、学习目标（包括重难点）：
知识与技能：
1.知道摩擦力的存在和对物体运动的作用。
2.知道决定摩擦力大小的因素。
3. 认识摩擦的利与弊以及增大和减小摩擦的方法。
过程与方法
1. 经历探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验过程。
2. 经历制定计划设计实验的过程，学习控制变量的方法。
3. 学习设计表格、分析实验现象、归纳实验结论的一般方法。
情感态度与价值观
1.通过对摩擦的分析，激发用基础知识解决实际问题的热情，养成用所学知识联系实际生活、生产的习惯。
二、学习过程（自主学习、合作探究、精讲点拨、有效训练）
（一）、创设情境，引入课题
观看多媒体画面：（汽车在雪地上艰难行走，而当轮胎上裹有铁链后就能前进自如了；沾了水的茶杯盖很难拧开，而用毛巾裹住时就很容易拧开了； 生锈的铁锁打不开，当加了几滴油后就可以打开了；运动员赛跑时穿着带有铁钉的跑鞋等等）。老师出示：钉鞋、跑鞋、平底鞋、棉鞋、溜冰鞋各一双．问：如果老师要参加一百米的赛跑，你会选哪一双鞋呢？如果我要去溜冰你又会帮我如何选择呢？为什么要作这种选择？ 这都是摩擦力在起作用。
（二）、新课导学
自学课本第一、二段回答下列问题：
高一物理摩擦力练习题
一、选择题
1.关于摩擦力,下列说法正确的是:( )
A.物体受到摩擦力作用时,一定受到弹力作用，且摩擦力的方向总与相对应的弹力方向垂直
B.只有运动的物体才能受到滑动摩擦力作用
C.具有相对运动的两物体间一定存在滑动摩擦力作用
D.摩擦力的方向与物体运动方向相反,摩擦力的大小与正压力大小成正比
E.静摩擦力可以作为动力、阻力,而滑动摩擦力只能作为阻力
2.关于滑动摩擦力,下列说法正确的是:( )
A.两物体间的接触面积越大,滑动摩擦力就越大
B.物体的运动速度越大,滑动摩擦力就越大
C.两接触面间的滑动摩擦力越大,说明两接触面越粗糙
D.滑动摩擦力大小不仅与两接触面的粗糙程度有关,还与它们间的正压力有关,而与接触面积的大小无关
3.关于动摩擦因数μ,下列说法正确的是:( )
A.两物体间没有摩擦力产生说明两物体间的动摩擦因数μ=0
B.增大两物体的接触面积,则两物体间的动摩擦因数增大
C.增大两物体间的正压力,则两物体间的动摩擦因数增大
D.两物体的材料一定,两物体间的动摩擦因数仅决定于两接触面的粗糙程度
4.如图所示,用力F把铁块压在竖直墙上不动,那么,当F增大时,关于铁块对墙的压力N,铁块受墙的摩擦力f,下列判断正确的是:( )
A.N增大,f不变 B.N增大,f增大
C.N变小,f不变 D.N不变,f不变
5.如图所示,物块A放在木板上处于静止状态,现将木块B略向右移动一些,使倾角α减小,则下列结论正确的是:( )
A.物块A与木板间的正压力减小
B.物块A所受的摩擦力减小
C.物块A仍可保持静止状态
D.木板对A的作用力减小
6.运动员双手紧握竹竿匀速攀升和匀速下滑时,所受的摩擦力分别是f1和f2,则:( )
A. f1向下, f2向上,且f1= f2
B. f1向下, f2向上,且f1> f2
C. f1向上, f2向上,且f1= f2
高中物理教案——主备人 周龙 第 1 页 共 4 页
第1页 - 3-3.摩擦力
一、教学目标
l．知识与技能：
（1）知道摩擦力产生的条件。
（2）能在简单问题中，根据物体的运动状态，判断静摩擦力的有无、大小和方向；知道存在着最大静摩擦力。
（3）掌握动磨擦因数，会在具体问题中计算滑动磨擦力，掌握判定摩擦力方向的方法。
（4）知道影响到摩擦因数的因素。
2．过程与方法：
通过观察演示实验，概括出摩擦力产生的条件及摩擦力的特点，培养学生的观察、概括能力。通过静摩擦力与滑动摩擦力的区别对比，培养学生分析综合能力。
3．情感态度价值观：
在分析物体所受摩擦力时，突出主要矛盾，忽略次要因素及无关因素，总结出摩擦力产生的条件和规律。
二、重点、难点分析
1．本节课的内容分滑动摩擦力和静摩擦力两部分。重点是摩擦力产生的条件、特性和规律，通过演示实验得出关系f=μN。
2．难点是学生有初中的知识，往往误认为压力N的大小总是跟滑动物体所受的重力相
等，因此必须指出只有当两物体的接触面垂直，物体在水平拉力作用下，沿水平面滑动时，压力N的大小才跟物体所受的重力相等。
3．在教学中要强调摩擦力有阻碍相对运动和相对运动趋势的性质。
三、教具
1．演示教具
带有定滑轮的平板一块、带线绳的大木块、小木块、玻璃、毛巾、测力计、砝码。
2学生实验材料
每两位学生一组：物块一块、测力计一只。
3．投影仪、投影片。
四、主要教学过程
（－）引入新课
力学中常见的三种力是重力、弹力、摩擦力。对于每一种力我们都要掌握它产生的条件，会计算力的大小，能判断力的方向。在前面我们已经学过了两种力：重力和弹力。今天我们学习第三种力——摩擦力。在这三种力中摩擦力较难掌握。
