研究摩擦力_1-课件

(3)物体 A、B 一起沿光滑斜面下滑时，A 和 B 间无相对运 动趋势，A 和 B 间不存在摩擦力.
(4)物体A 受到跟水平方向成θ＝30°的斜向上的拉力 F＝ 20 N 作用时，它与水平面间无弹力作用，所以不存在摩擦力.
点拨：判断摩擦力的有无关键是要看是否满足摩擦力产生 的条件：①接触面粗糙；②接触面处有压力；③物体间有相对 运动或相对运动趋势.这三个条件必须同时满足才有摩擦力.
【触类旁通】 1.如图 3-2-4 所示，水平面上叠放着质量分别为 m 和 M 的 物体，在 F 作用下处于静止状态，试分析 m 和 M 所受摩擦力 的情况.
图 3-2-4
解：先对物体 m 和 M 进行整体分析，在水平外力 F 的作 用下有相对水平面向右滑动的趋势，所以物体 M 的下表面受到 水平面向左的静摩擦力作用，可知其大小等于 F；再对物体 m 进行分析，在外力 F 的作用下物体 m 有相对于物体 M 向右滑 动的趋势，物体 m 的下表面受到物体 M 水平向左的静摩擦力作 用，其大小等于 F；最后对物体 M 进行分析，根据物体M 处于 静止状态可知其上表面还受到物体 m 水平向右的静摩擦力作 用，其大小也等于 F.
即 f＝μN，式中的μ是比例常数，称为___动__摩__擦_____粗__糙__程__度__有关.
(3)方向：滑动摩擦力方向总是与物体间_____相__对__运__动___的 方向相反，与他们的接触面___相__切___.
2.当物体具有__相__对__运_动__趋__势___时，物体间产生的摩擦叫做 静摩擦，这时产生的摩擦力叫做静摩擦力.
图 3-2-8
1.滑动摩擦力的大小 (1)滑动摩擦力的大小和物体间压力的大小成正比，即 f＝ μFN . (2)μ称为动摩擦因数，反映接触面本身特性的物理量，与 接触面的材料、粗糙程度有关，与接触面积大小、物体的运动 状态、物体的受力情况无关. (3)FN 是物体接触面间的相互压力，FN 的大小一般不等于重 力.
答案：B
知识点1 摩擦力的产生 情景一：如图 3-2-1 所示，张开两只手掌，使两手的手指 互相交错啮合，当两手向相反方向运动时，你能感觉出两手均 会受到一个与手运动方向____相__反____的__滑__动__摩__擦__力__.
图3-2-1
情景二：如图 3-2-2 所示，三毛想把木箱移开，可他使出 浑身解数也未能挪动木箱半步.木箱受到三毛的推力而仍保持 静止是因为它除了受到三毛的推力外还受到一个与三毛的推力 方向_相__反___的__静__摩__擦__力___.
5.下列说法中不正确的是( ) A.人走路时，会受到静摩擦力作用 B.武警战士双手握住竖立的竹竿匀速上攀时，所受的摩擦 力的方向是向下的 C.将酒瓶竖直用手握住停留在空中，当再增大手的用力， 酒瓶受的摩擦力不变 D.在结冰的水平路面上撒些细土，人走上去不易滑倒，是 因为此时人与路面间的最大静摩擦力增大了
图3-2-2
1.摩擦力 (1)相互挤压的物体间发生相对运动或有相对运动趋势时， 在接触面处出现的阻碍相对运动或相对运动趋势的力，叫摩擦 力. (2)阻碍相对运动的摩擦力叫滑动摩擦力；阻碍相对运动趋 势的摩擦力叫静摩擦力.
2.产生摩擦力的条件 (1)条件：接触面粗糙，接触面处有压力，物体间有相对运 动或有相对运动趋势. (2)物体间有摩擦力则必有弹力存在，物体间有弹力但不一 定有摩擦力存在. (3)摩擦力是接触力.物体和周围物体有几个接触面就可能 有几个摩擦力.
2.所谓的相对运动(或相对运动趋势)，是指两物体(摩擦力 的施力物体和受力物体)各以自己为参考系，来看对方的运动 (或运动趋势).
3.物体有运动但物体间不一定有相对运动，发生相对运动 的物体对地也可能是静止的.
4.摩擦力的方向总是和接触面处的弹力方向垂直. 5.摩擦力的方向和速度方向不一定在同一条直线上.
第二节 研究摩擦力
1.滑动摩擦力 (1)定义：两个__相__互__接__触__的物体有__相__对__运__动__时，物体之
间存在的摩擦叫滑动摩擦. 在滑动摩擦中，物体间产生的阻碍物体__相__对__运__动__的作用
力叫滑动摩擦力. (2)大小：滑动摩擦力 f 的大小跟__正__压__力__N__的__大__小__成正比，
【例 2】 (双选)关于摩擦力的方向，下列说法中正确的是 ()
A.一定跟物体的运动方向在同一直线上 B.跟物体间的相对运动或相对运动趋势的方向相反 C.运动物体所受的摩擦力一定和运动方向相反 D.跟该处弹力的方向垂直
解析：摩擦力的方向跟物体间的相对运动或相对运动趋势 的方向相反，跟物体的运动方向可能相同，可能相反，也可能 垂直，所以选项 A 和 C 错误，选项 B 正确.摩擦力的方向沿接 触面的切线方向，且总是和接触面处的弹力方向垂直，选项 D 正确.
2.静摩擦力的大小 (1)静摩擦力随沿相对运动趋势方向的外力F的变化而变化，
一般情况下无确定的值，仅有一个取值范围，即0≤f静≤fm. (2)fm是两物体间恰好要开始发生相对滑动时的摩擦力，叫最
大静摩擦力.
(3)最大静摩擦力fm略大于滑动摩擦力f滑，但是在特定情况下 可认为它们近似相等，即fm＝f滑.
答案：BD
【触类旁通】 2.如图 3-2-7 所示，A 为长木板，在水平面上以速度 v1 向右 运动，物块 B 在木板 A 的上面以速度 v2 向右运动，下列判断正 确的是( )
图 3-2-7 A.若是 v1＝v2，A、B 之间无滑动摩擦力 B.若是 v1>v2，A 受到了 B 所施加的向右的滑动摩擦力 C.若是 v1<v2，B 受到了 A 所施加的向右的滑动摩擦力 D.若是 v1>v2，B 受到了 A 所施加的向左的滑动摩擦力
【例 1】 如图 3-2-3 所示的四个图中的物体 A 和 B，表面 都粗糙，请判断它们的接触面间有无摩擦力.
图 3-2-3 (1)如图甲所示，A 和 B 以共同速度 v 沿水平方向匀速运动. (2)如图乙所示，物体 A 沿固定不动的物体 B 的竖直面下滑. (3)如图丙所示，物体 A、B 一起沿光滑的斜面下滑.(斜面固 定不动)
解析：人走路时，后面的脚用力向后蹬地面，鞋相对地面 有向后滑动的趋势，地面对鞋有向前的静摩擦力.前面的脚触地 的瞬间，相对地面有向前滑动的趋势，地面对鞋底有向后的静 摩擦力.如果地面对鞋底的最大静摩擦力较小，人就容易滑倒. 选项 A、D 正确.战士握竿上攀时，手相对竿有下滑趋势，竿对 手的静摩擦力与相对运动趋势的方向相反，故摩擦力的方向向 上，选项 B 错误.手握酒瓶，竖直方向酒瓶受到重力和静摩擦力 作用而平衡，静摩擦力总是等于酒瓶的总重力，选项 C 正确.
(4)如图丁所示，重 10 N 的物体 A，受到跟水平方向成θ＝ 30°的斜向上的拉力作用，沿水平方向运动，拉力大小为 20 N.
解：(1)A 和 B 以共同速度v 沿水平方向匀速运动时，A 和 B 间无相对运动趋势，它们间不存在摩擦力.
(2)物体 A 沿固定不动的物体B 的竖直面下滑过程中，A 和 B 间没有相互挤压，即无弹力存在，它们间无摩擦力作用.
情景一：两手的手指互相交错啮合，当两手向相反方向运 动时，能感觉出两手均会受到一个与手运动方向相反的摩擦力. 当改变手指间啮合力的大小时，感受到的摩擦力大小___改__变___. 手指间啮合用力越大，摩擦力____越__大____.
情景二：如图 3-2-8 所示，油瓶处于静止状态，在竖直方 向上受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力作用.当手握油 瓶不够紧时，油瓶会往下掉.手握油瓶握紧时则油瓶受到的摩擦 力会_等__于___油瓶的重力，若此时油瓶所受摩擦力随着手握瓶子 的力的增大而增大，则握紧瓶子后瓶子将会向上运动，与事实 不符合，故此时摩擦力不变.油瓶越重，需要向上的静摩擦力越 大，物体的最大静摩擦力与正压力成___正__比___.故当重力增大 时，需要通过增大正压力来__增__大__最大静摩擦力.
图 3-2-5
情景二：如图 3-2-6 所示，手中的杯子受到竖直向下的重 力作用，本应向下运动，当我们手持杯子时给杯子一个 __竖__直__向__上____的___静__摩__擦___力，使杯子所受的合力为零，才能 让杯子保持静止状态.
图 3-2-6
1.摩擦力的方向总是跟物体的接触面相切，并且跟物体的 相对运动(或相对运动趋势)的方向相反.
3.静摩擦力产生的条件：接触面粗糙，接触面处有压力， 物体间有__相__对__运__动__趋__势____.
4.下列说法正确的是( ) A.压力越大，滑动摩擦力越大 B.压力不变，动摩擦因数一定，接触面积越大，滑动摩擦 力越大 C.压力不变，动摩擦因数一定，速度越大，滑动摩擦力越大 D.动摩擦因数一定，压力越大，滑动摩擦力越大 解析：根据滑动摩擦力的表达式F＝μFN，所以D 项正确； A 项中仅仅强调了物体间的压力，但忽略了物体间的动摩擦因 数，所以 A 项错误；滑动摩擦力与物体间的接触面积和相对运 动速度的大小均无关，所以 B、C 项错误. 答案：D
3.判断静摩擦力是否存在的方法 (1)假设法：先假设接触面间不存在静摩擦力，看物体的运 动状态和实际情况是否吻合，如果吻合则说明物体间不存在静 摩擦力.如果不吻合，则说明接触面间存在着静摩擦力. (2)参考运动状态法：将物体的匀速直线运动等效于静止， 或者将静止等效于匀速直线运动，并由此判断静摩擦力是否 存在.
知识点 2 摩擦力的方向
情景一：一辆正在向前方奔驰的汽车，当司机突然发现前 方有危险时，便会立即刹车.车经过一段时间的减速后最终会停 下并在路面上留下两条清晰的刹车痕迹，汽车减速至停下是因 为汽车的轮胎受到路面给予汽车的__滑__动__摩__擦__力__；该摩擦力方 向与汽车运动的速度方向___相__反_____.
(1)铁块静止时，用 F＝50 N 的向右的推力. (2)铁块静止时，用 F＝80 N 的向右的推力. (3)铁块以 10 m/s 的初速度向左运动，用 F＝62 N 的向右的 推力.