摩 擦 力3
高中物理摩擦力教案 新课标 人教版 必修1
高中物理摩擦力教案新课标人教版必修1学习目标:1．知道滑动摩擦产生的条件，会正确判断滑动摩擦力的方向。
2．会用公式F=μF N计算滑动摩擦力的大小，知道影响动摩擦因数的大小因素。
3．知道静摩擦力的产生条件，能判断静摩擦力的有无以及大小和方向。
4．理解最大静摩擦力。
能根据二力平衡条件确定静摩擦力的大小。
学习重点:1、滑动摩擦力产生的条件及规律，并会用F摩＝μF N解决具体问题。
2、静摩擦力产生的条件及规律，正确理解最大静摩擦力的概念。
学习难点:1、正压力F N的确定。
2、静摩擦力的有无、大小的判定。
主要内容:一、摩擦力一个物体在另一个物体上滑动时，或者在另一个物体上有滑动的趋势时我们会感到它们之间有相互阻碍的作用，这就是摩擦，这种情况下产生力我们就称为摩擦力。
固体、液体、气体的接触面上都会有摩擦作用。
二、滑动摩擦力1．产生：一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体发生相对滑动时，另一个物体阻碍它相对滑动的力称为滑动摩擦力。
2．产生条件：相互接触、相互挤压、相对运动、表面粗糙。
①两个物体直接接触、相互挤压有弹力产生。
摩擦力与弹力一样属接触作用力，但两个物体直接接触并不挤压就不会出现摩擦力。
挤压的效果是有压力产生。
压力就是一个物体对另一个物体表面的垂直作用力，也叫正压力，压力属弹力，可依上一节有关弹力的知识判断有无压力产生。
②接触面粗糙。
当一个物体沿另一物体表面滑动时，接触面粗糙，各凹凸不平的部分互相啮合，形成阻碍相对运动的力，即为摩擦力。
凡题中写明“接触面光滑”、“光滑小球”等，统统不考虑摩擦力(“光滑”是一个理想化模型)。
③接触面上发生相对运动。
特别注意：“相对运动”与“物体运动”不是同一概念，“相对运动”是指受力物体相对于施力物体(以施力物体为参照物)的位置发生了改变；而“物体的运动”一般指物体相对地面的位置发生了改变。
3．方向：总与接触面相切，且与相对运动．．．．方向相反。
这里的“相对”是指相互接触发生摩擦的物体，而不是相对别的物体。
滑动摩擦力的大小跟物体的接触面的粗糙程度有关
摩擦力
一、知识回顾
骑自行车在水平道路上行驶,无论路面多么光滑,总 会逐渐变慢,最后停下来;在地面上滚动的足球也是这样. 为什么呢？
是力改变了物体的运动状态，这个力是摩擦力。
一、摩擦力
朋友，你在哪里！
通过以上影片你说一说什么是摩擦力吗？
1、摩擦力是如何产生的？ 2、摩擦力的方向如何？ 1.两个互相接触的物体，当它们做相对运动时，在接触面 上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力就叫做摩擦力。 2.摩擦力方向总是和物体相对运动的方向相反。
摩 用滚动代替滑动
擦
加润滑油
的 方
使两个接触面的摩擦面彼此离开 电磁场使接触面分离
法
利用气垫
六、自选超市
选择你喜欢的两道题，大展身手吧！
一.填空: 1.物体所受的摩擦力的大小与__压__力和接
触面的__粗__糙_程__度有关,一个重90N的铁块放 在水平桌面上，小红用30N的水平拉力使 它向右做匀速直线运动,铁块受到的摩擦力 等于30___N,方向向左___,如果拉力变大,摩擦 力不_变____（填“变大”、“不变”或“变 小”）。
木板
3、在木板上固定好毛巾，放上木块，用弹簧 测力计拉木块匀速运动，读出这时的拉力F3
毛巾
分析数据：
次数 压力(N) 接触面粗糙 摩擦力 压力(N) 接触面粗糙 摩擦力(N)
程度
(N )
程度
1 3 光滑的水 1.0 3 不变
3
平面
2
3
棉布面 1.2 3.8 不变
3.8
3
3
毛巾面 1.6 4.6 不变
轮 子
磁悬浮列车 气垫船
古埃及人建造金字塔时，在运送的大石块 下面垫上圆形滚木；北京故宫有一整块雕 龙的大石阶重30多吨，在没有大型起重工 具的情况下，据说是在冬天运送的，首先 在地上泼水，结冰后再推拉运送。用这两 种方法，利用了什么原理?
理论力学第四章摩擦问题
x F2max N1
F2max f N2
Pmax
sin cos
f cos f sin
Q
3、综上得出:要维持物体平衡时,力P的值应满足的条件是
:
sin f cos Q P sin f cos Q
cos f sin
cos f sin
例4-3 杆AB的A端置于光滑水平面上，AB与水平面夹角 为20°，杆重为P=50 KN。B处有摩擦。当杆在此处临界平衡时 ，试求B处摩擦角。
m f 从何而来？分析滚动摩擦，必须考 虑变形的影响。物体接触面上受力情况较复杂。
将这些力系向A点简化，得到一个主矢 FR 和一个主矩 m f ，主矢 FR 分解成支反力N和滑动摩擦力Ff （此处Ff
＜ F max ). 主矩 m f 称为滚动摩擦力偶矩， 简称为滚阻力偶。
N
G
F
O
AB
R
GG
F
OO
AB Ff Ff
解： 以AB为研究对象，画受 力图，N为B处的正压力。
Fx 0
N tgΦm. cosθ=N sinθ
tgΦm = tgθ
∴ Φm =θ=20°
x y
NA
FSmax m N
例4-4 * 已知： b , d , fs ,
不计凸轮与挺杆处摩擦，不计挺杆质量；
求：挺杆不被卡住之a 值。
解：取挺杆为研究对象，设挺杆处于卡住临界 状态。
F 0 X
FAx FBx 0
注意BC杆是二 力杆。
（休止角）沙堆滑塌、山体滑坡现象。
§4-3 考虑滑动摩擦时物体的平衡问题
仍为平衡问题，平衡方程可用，求解步骤与前面基本相同。 几个新特点 1 、画受力图时，必须考虑摩擦力； 2 、严格区分物体处于临界、非临界状态；
理论力学第五章 摩擦(Y)
0 Fs Fs,max
——平衡
0 f
f Fs Fs ,max ——临界平衡状态 摩擦角 f —— 物体处于临界平衡状态时全反力与
法线之间的夹角。
tan f
Fs ,max FN
f s FN fs FN
摩擦角的正切等于静滑动摩擦系数——几何意义。
当物体平衡时（包括平衡的临界状态）全约束反力 的作用线一定在摩擦角之内
摩擦轮传动——将左边轴的转动传给右边的轴
摩擦的分类：
摩擦
滑动摩擦
滚动摩擦
静滑动摩擦 ——仅有相对运动趋势 动滑动摩擦 ——已有相对运动 静滚动摩擦 动滚动摩擦
干摩擦 ——由于接触表面之间没有液体时产生的摩擦。 湿摩擦 ——由于物体接触面之间有液体。
摩擦
一、滑动摩擦
研究滑动摩擦规律的实验：
MB 0
l sin 30 0 M P cos 30 0 FND l cos 30 0 0 FSD 2
3 P 3l
(1 FSD
FSD f s FND
3 2 3 M M min Pl 8
（1）当M较大时，BD杆逆时针转动。 分别以OA、 BD杆为研究对象， 画受力图。 l 0 FND l cos 30 P 0 对于OA杆： M O 0 2
Y 0
Fs,max f s FN
（库仑摩擦定律）
（2）最大静摩擦力的方向：沿接触处的公切线，与相对 滑动趋势反向；
Fs,max f s FN f s ——静滑动摩擦系数——静摩擦系数
与两接触物体表面情况（粗糙度，干湿度，温度等） 和材料有关，与两物体接触面的面积无关。
基础课3 重力、弹力、摩擦力
-26-
考点一
考点二
考点三
例题如图所示,粗糙长木板l的一端固定在铰链上,木块放在木板 上,开始木板处于水平位置。当木板向下转动,θ角逐渐增大的过程 中,摩擦力Ff的大小随θ角变化最有可能的是( )
关闭
当Ff为静摩擦力时Ff=mgsin θ,即Ff按正弦规律变化;当木块滑动后Ff为滑动关闭 摩B 擦力,Ff=μFN=μmgcos θ即Ff按余弦规律变化,故选项B正确。
知识点一
知识点二
知识点三
考点三
-4-
3.胡克定律 (1)内容:弹簧发生 弹性形变 时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或 缩短)的长度x成 正比 。 (2)表达式:F= kx 。 ①k是弹簧的 劲度系数 ,单位为N/m;k的大小由弹簧自身性质决 定。 ②x是 形变量 ,不是弹簧形变以后的长度。
知识点一
知识点二
-7-
考点一
考点二
考点三
弹力的分析与计算(师生共研) 1.弹力有无的判断“三法”
思 路 假
假设将与研究对象接触的物体解除接触,判断研究对象的运 动状态是否发生改变,若运动状态不变,则此处不存在弹力; 若运动状态改变,则此处一定存在弹力
设
法例
证 图中细线竖直、斜面光滑,因去掉斜面体,小球的状态不变,
知识点三
摩擦力
1.两种摩擦力对比
名称 静摩擦力
定义
两个有 相对运动趋势 物体间的摩擦力
的
(1)接触面 粗糙 产生 (2)接触处有 弹力
条件 (3)两物体间有相 对 运动趋势
大小、 方向
大小: 0 <Ff≤Ffmax 方向:与受力物体相对运动趋势 的方向 相反
作用 总是阻碍物体间的相对运动趋 效果 势
物理静摩擦力和滑动摩擦力的相互转化问题
27
解析 设绳子的拉力为 FT，物体 与地面间的摩擦力为 FfA. (1) 取人和木块为整体，并对其进 行受力分析，如图甲所示，由 题意可知 FfA＝μ(mA＋m 人)g＝200 N. 由于系统处于平衡状态，故 2FT＝FfA 所以 FT＝100 N.
mg①；将物体放在斜面上时，设摩擦力为 F f，根
据物体的平衡条件：kx＋F f＝2mgsin 30°＝mg②.由
①②两式得 F f＝0，A 正确． 答案 A
15
2.（2010全国新课标）如图所示,一物块置于水平地面上，
当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时，物块做匀速直 线运动;当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时，物 块仍做匀速直线运动。若F1和F2的大小相等，则物块与地 面之间的动摩擦因数为
滑轮摩擦不计，若轻轻取走盘中的部分
砝码，使总质量减小到 0.3 kg，将会出
现的情况是(g＝10 m/s2)
()
A．弹簧秤的读数将变小
B．A
D．A 所受的合力将要变大
34
解析 依题意所挂的砝码和托盘的总质量为 0.6 kg，则 细线中的拉力为 6 N，而弹簧秤的计数是 2 N，说明物体 A 受到的静摩擦力为 4 N，小于最大静摩擦力．当所挂 的砝码和托盘的总质量减为 0.3 kg 时，细线中的张力应 为 3N，物体 A 水平方向受细线的拉力和弹簧秤的拉力 及静摩擦力仍保持平衡，B 正确． 答案 B
11
(5)静摩擦力的方向与物体的运动方向可能相同，也可能相反， 也可能成任意夹角，如图(d)中手拿瓶子可以向任意一个方向 运动． 2.静摩擦力大小的计算 (1)最大静摩擦力 Ffm 是物体将要发生相对滑动这一临界状态 时的摩擦力，它的数值与 FN 成正比；在 FN 不变的情况下， 滑动摩擦力略小于 Ffm，而静摩擦力可在 0～Ffm 间变化． (2)物体处于平衡状态时 (静止或匀速直线运动)，利用力的平 衡条件求解． (3)若有加速度时，可由动力学规律建立方程求解．
增大有益摩擦和减小有害摩擦的方法及静摩擦
第二课时增大有益摩擦和减小有害摩擦的方法及静摩擦学习目标1.理解增大有益摩擦的方法，会解释实例2.理解减小有害摩擦的方法，会解释实例3.会根据平衡态分析摩擦力的大小和方向学习重点难点增大和减小摩擦的方法静摩擦的分析教学过程一、复习引入复习:影响滑动摩擦力大小因素有哪些？摩擦力的存在是否总是有害的？二．预习1.举例说明摩擦力对生活有害？2.举例说明摩擦力对生活有益？3.增大有益摩擦的方法(一)_____________,如_________________。
（二）____________,如_______ 。
4.减小有害摩擦的方法（一）________________,如___________________ __。
(二)_________________,如____________________ 。
（三）________________,如______________________。
（四）________________,如______________________。
5.两个相对静止的物体，如果有发生相对运动的趋势，两个物体间就会产生阻碍性对运动的摩擦力，叫静摩擦力。
三．互动1.改变压力大小和接触面的粗糙程度是从影响摩擦力大小的因素方面着手。
2.分离接触面是从摩擦力产生条件入手的。
3.滚动摩擦和滑动摩擦的区别：两个物体在相对运动时，接触面部分有一个物体的始终不变，即为滑动摩擦力，如果两个物体接触面都在不断变化，则为滚动摩擦力。
4.静摩擦力的分析：一个静止物体是否受到静摩擦力，要从静止物体受力平衡入手，分析是否存在和大小方向。
例1：静止在地面上的课桌，水平方向不受力，就没摩擦力，如果有同学用2N的水平力想左推而静止，则受到的静摩擦力为_______N,方向__________，如果推力为4N静止，则静摩擦力为______N，分析_______。
《运动与摩擦力》教学设计
二 、 学 重 点 、 点 教 难
用 对 比 实 验 检 验 摩 擦 力 大 小 与接 触
师 ：原 来 摩 擦 力 是 一 种 阻 碍 运 动 的
力。
面光 滑程 度 及 物 体 重 量 的关 系 。
板书 ： 擦力是一种阻碍运动的力。 摩 师 ： 擦 力的产生需要 什么条件？ 摩 摩
（ ）能 够 发 现 Ｅ常 生 活 中 的 摩 擦 现 １ ｔ 象。 （ ） 够 自 己设 计 实 验 来 证 明 摩 擦 ２能 力 的大小跟 物体 表面 的光 滑程度 有关 、 跟 小 纸 盒 的 轻 重有 关 。 （ ） 选 择 适 合 自 己 的 方 式 科 学 地 ３能 表 述 自己 对 摩 擦 力 大小 的 理解 。
决 第 一 个 问 题 ：摩 擦 力 的 大 小 跟 接 触 面
的光 滑 程 度 到 底 有 没 有关 系 ？
四 、 学 过 程 教
１游戏导入 ．
师 ： 天 ， 在 清 理 书本 时 发 现 两 本 昨 我 书 是 这 样 的 （ 本 书 像 洗 扑 克 牌 一 样 逐 两
声 音 来 。说 说 看 ， 们 的手 有 什 么感 觉 ？ 你 生 ： 热 ， 感 觉 有 种 阻 碍 我 的手 前 很 我
生 １ 摩擦 力 的 大小 可 能 跟 接 触 面 的 ：
光滑程度有关。
生 ２ 摩 擦 运 动 的 时候 的一 种 力 。 ： 师 ： 些 都 是 你 们 的 看法 。 科 学 书 这 看 上 又 是 怎 样 描 述 摩 擦 力 的 呢 ？ 打 开 书 本 ７ ９页 ． 快速 阅读 课 文 。 师 ： 当一 个 物 体 在 另 一 个 物 体 表 面 运 动 时 ，在 两 个 物 体 的 接 触 面会 发 生 摩 擦 ． 因此 运 动 物 体 要 受 到 一 种 阻 碍 运 动 的力 ， 种力就叫摩擦力 。 这 板 书 ： 动 与摩 擦 力 运
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静摩擦力：
1、定义：两个接触、挤压的物体间没有相对滑动，但具有相对滑动 趋势时，接触面上会产生一种阻碍相对滑动趋势的力.
三、静摩擦力
2、产生条件：
• ①接触并挤压②接触面粗糙③有相对运动趋势
3、 方向： 与接触面相切，与相对运动趋势方向相反.（用毛刷验证）
注意：①相对指的是相对接触面②相对运
动趋势可用假设光滑法判断
F=μ N
μ是动摩擦因数,它的数值与相互接触的两个物体的
材料及粗糙程度有关.
二、动摩擦力
课堂训练2： 如图所示,在水平桌面上放一个重GA=20N的 物体A,A与桌面间的摩擦因数μ=0.5,使这个物 体沿桌面做匀速运动的水平拉力F为多少?
A
F
三、静摩擦力
比较以上情况，思考物体是否受到摩擦力？他们的共同 点是什么？ 虽然没有相对滑动，但有相对运动趋势
摩 擦 力
]
一、摩擦力概述
导入新课 思考：
1、筷子为何可以夹东西？
视频演示一
2、用水平力推讲台桌,讲台桌为何不动? 3、用手握住水杯,水杯为何不动?
说明物体之间存在摩擦力
一、摩擦力概述
新课教学
摩 擦 力
1、定义： 两个相互接触的物体之间产生的 一种阻碍相对运动的力. 2、条件：
①相互接触，产生形变 ②接触面粗糙 ③相对运动或相对运动趋势
三、静摩擦力
3、 大小：
Fµ
F
思考：木箱受到的静摩擦力大小如何求？
总结：在二力平衡问题中，有二力平衡的知识解决.
探究：探究静摩擦力的变化
器材：木块，砝码一盒，弹簧测力计，木板
三、静摩擦力
实验结论：静摩擦力随拉力的增大而增大，当拉力达到某一 数值时木块开始移动，拉力突然减小. 补充：静摩擦力是个聪明的力，不但大小随外力而变化， 方向也随外力方向变化而变，且有最大值. 最大静摩擦力：（在数值上等于物体刚刚开始运动时的拉力）
实验次数 压力F/N 拉力F/N 摩擦力F/N 木块要匀速或缓慢地移动,因 为只有这样才可以保持拉力 等于滑动摩擦力
滑 动 ห้องสมุดไป่ตู้ 擦 力 大 小
砝码
木块 4 20 6 6
1 5 1.5 1.5
2 10 3 3
3 15 4.5 4.5
二、动摩擦力
滑 动 摩 擦 力 大 小
精确实验研究表明： 滑动摩擦力的大小与压力成正比, 即 与物体间的垂直作用力成正比，还与 接触面的性质有关.
种类： 动摩擦力、静摩擦力、滚动摩擦力
二、动摩擦力
动 摩 擦 力
1、定义：当两个物体彼此接触和挤压并发生相 对滑动,在接触面上会产生阻碍相对滑 动的力. 2、方向：与接触面相切，并且与物体的相对运动 方向相反. 课堂训练1：
黑板上几种情况，判断物体A和B 受摩擦力的方向.
1.不要把”物体的相对运动方向”与”物 体的运动方向”等同. 2.“相对”指的是研究对象相对与其 接触的物体而言.
三、静摩擦力
静摩擦力的范围： 0＜F≤Fmax
说明:
(1)静摩擦力的大小与正压力无关,但最大静摩擦力 的大小与正压力成正比. (2)静摩擦力可以是阻力,也可以充当动力. (3)最大静摩擦力一般比滑动摩擦力大一些.
视频演示二
四、摩擦力产生的原因 一些科学家认为，摩擦力是由相互接触的物体表面粗糙 不平引起的；如果这种理论正确，那么可以推论，物体的接 触面越平坦、光滑，摩擦力就会越小；但是实验表明，磨得 十分光滑的两个物体接触，摩擦力反而会增加。目前一种比 较新的解释是摩擦粘附说，认为摩擦力是由物体表面上原子 或分子之间的电磁力引起的. 五、摩擦力的调控
注意：
二、动摩擦力
感受摩擦力： 教材P72页，试想滑动摩擦力与哪 些因素有关？ 滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程 度有关.
滑 动 摩 擦 力 大 小
控制变量法
二、动摩擦力
用表格的形式记录下在不同压 力下物体做匀速运动的拉力大 小,而在水平面上运动时,物体 对地面的压力大小等于物体的 重力.所以我要测量木块及砝 码的重力从而得到木块对地面 的压力.