資源簡介

第三章 相互作用
第三節 摩擦力
目錄
CONTENTS
01
學習目標
02
情景導入
03
新課講解
04
小試牛刀
05
課堂小結
學習目標
01
學習目標
1.通過分析摩擦現象，理解摩擦力的產生條件，區分靜摩擦力和滑動摩擦力
2.會根據相對運動方向判斷滑動摩擦力的方向，并根據 Ff = μFN 計算其大小
3.會根據相對運動趨勢判斷靜摩擦力的方向，并能根據物體的受力和運動情況，分析靜摩擦力的大小和方向。通過實例，理解最大靜摩擦力
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
情境導入
02
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
新課講解
03
在干燥的巖棉上可以徒手攀爬
而在冰面攀爬上則需要借助登山鎬
這其中蘊含著怎樣的物理知識？
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
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如圖所示，在下面三個過程中，物塊是否受到摩擦力？施力物體是誰？方向如何？摩擦力的方向與物塊運動方向、物塊相對于施力物體的運動方向各有什么關系？
注意桌面及木板上的標記線
學習目標
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新課講解
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v物塊相對桌子
v物塊相對紙張
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v物塊相對木板
摩擦力的方向總是沿著接觸面
摩擦力跟物體相對運動的方向相反
摩擦力可以阻礙物體運動，也可以是物體的動力
學習目標
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一　認識滑動摩擦力
1　滑動摩擦力的定義
兩個物體相互接觸并擠壓，當它們沿接觸面發生相對滑動時，每個物體的接觸面上都會受到對方施加的阻礙相對運動的力，這種力叫作滑動摩擦力。
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無摩擦力
有摩擦力
2　產生滑動摩擦力的條件
產生滑動摩擦力必備的三個條件：
（1）兩個接觸面都不光滑；
（2）接觸面間有彈力作用；
（3）兩物體發生了相對滑動。
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3 滑動摩擦力的方向
（1）滑動摩擦力的方向
滑動摩擦力的方向沿著接觸面，并且跟物體相對運動的方向相反。
（2）滑動摩擦力方向的判斷方法
①確定研究對象（受滑動摩擦力作用的物體）
②選擇跟研究對象接觸的物體為參考系
③找出研究對象相對參考系的運動方向
④滑動摩擦力的方向與相對運動的方向相反
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施加同樣大小的力F
石塊在冰面上移動的更快
石塊在冰面受到的滑動摩擦力小
物體受到的滑動摩擦力與表面的粗糙程度有關
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小試牛刀
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施加同樣大小的力F
小石塊移動的更快
小石塊受到的滑動摩擦力小
物體受到的滑動摩擦力與接觸面的壓力有關
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1　影響滑動摩擦力大小的因素有哪些
①滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度
②滑動摩擦力的大小與接觸面的壓力大小有關
二　探究滑動摩擦力的大小
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Ff 與接觸面粗糙程度有無關系？
Ff 與物體對接觸面的正壓力有無關系？
Ff 與相對運動的速度大小有無關系？
→ 有關
→ 有關
→ 無關
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}接觸面
砝碼
皮帶速度
測力計示數
正面（光滑）
無
慢
0.8 N
反面（粗糙）
無
慢
0.9 N
反面（粗糙）
1個
慢
1.4 N
反面（粗糙）
1個
快
1.4 N
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2　滑動摩擦力的大小
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說明：（1）公式中的 N 是指兩個物體間的壓力，稱為正壓力（垂直于接觸面的壓力），是研究對象所受的彈力，它不一定等于物體的重力（斜面上物體所受彈力小于物體的重力）。
（2）公式中的 μ 叫作動摩擦因數，沒有單位。它的數值與相互接觸的兩個接觸面的材料、粗糙程度有關，與物體的受力情況、運動狀態、接觸面積的大小均無關。
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{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}材料
動摩擦因數
鋼 — 鋼
0.25
木 — 木
0.30
木 — 金屬
0.20
皮革 — 鑄鐵
0.28
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}材料
動摩擦因數
鋼 — 冰
0.02
木頭 — 冰
0.03
橡膠輪胎 — 路面（干）
0.71
3．動摩擦因數 μ：
　 接觸面粗糙程度以及材料不同，μ 均不相同。
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請按照如圖所示的方法，對箱子施加水平推力。在推箱子的過程中，要逐漸增加推力大小，直到將箱子推動為止。重復幾次，體會每次箱子發生移動前和剛好移動時推力的情況。
想一想，是什么力阻礙了箱子的移動？
三　認識靜摩擦力
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1　靜摩擦力的特點
相互接觸的兩個物體之間只有相對運動的趨勢，而沒有相對運動。
2　靜摩擦力的產生條件
（1）兩物體間有彈力；
（2）接觸面不光滑；
（3）兩物體間有相對運動趨勢。
注意：①只有以上三個條件同時滿足，才能確定靜摩擦力的存在；
②物體間有彈力時不一定有靜摩擦力，如物體靜止在水平面上時，沒有相對運動趨勢，也就沒有靜摩擦力，但是物體間有靜摩擦力時一定有彈力。
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3 靜摩擦力的方向
（1）靜摩擦力的方向
靜摩擦力的方向總是沿著接觸面，并且跟物體相對運動趨勢的方向相反。
說明：不管靜摩擦力的方向與運動的方向相同還是相反，靜摩擦力的方向與物體相對運動趨勢的方向總是相反的。不管靜摩擦力是動力還是阻力，一定是阻礙物體間的相對運動。
（2）判斷靜摩擦力方向的步驟
若物體的相對運動趨勢不易判斷，可利用“假設法”來判斷相對運動趨勢的方向，利用這種方法判斷靜摩擦力方向的
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“假設法”的步驟是：
①選研究對象（受靜摩擦力作用的物體）；
②選跟研究對象接觸的物體為參考系；
③假設接觸面光滑，找出研究對象相對參考系的運動方向（相對運動趨勢的方向）；
④靜摩擦力的方向與相對運動趨勢的方向相反。
自行車為研究對象
地面為參考系
車輪順時針運動
Ff
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4 易混淆的“三個方向”
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}運動方向
物體的運動方向一般指物體相對地面（以地面為參考系）的運動方向
相對運動方向
以物體A為參考系，物體B相對物體A的運動方向即為物體B的相對運動方向
相對運動趨勢的方向
由于物體間靜摩擦力的作用而沒有發生相對運動，可用假設法判定相對運動趨勢的方向
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1　實驗探究
（1）如圖所示，把木塊放在水平地面上，用彈簧測力計沿水平方向拉木塊。在拉力F增大到一定值之前，木塊不動。
（2）繼續用力，當拉力達到某一值時木塊開始移動，此時拉力會突然變小。
四　靜摩擦力的大小
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2　最大靜摩擦力
最大靜摩擦力F靜max是物體剛要發生相對滑動時所受的靜摩擦力。與物體之間的正壓力N成正比，還與接觸面的材料及粗糙程度有關。在實際情況中，最大靜摩擦力比滑動摩擦力稍大些，如圖所示沒有特別說明時，通常認為二者相等。
3　靜摩擦力F靜的大小
物體所受靜摩擦力 F 和最大靜摩擦力Fmax的關系為：0 < F靜 ≤ F靜max，求靜摩擦力時，通常由二力平衡法分析。
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04
學習目標
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1.下列關于摩擦力的說法正確的是( )
A.摩擦力的方向總與物體的運動方向相反
B.摩擦力的大小與物體所受的正壓力成正比
C.靜摩擦力的方向總與物體相對運動趨勢的方向相反
D.滑動摩擦力總是阻礙物體的運動
C
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答案：C
解析：A.摩擦力的方向總與物體相對運動方向或相對運動趨勢相反，與物體運動方向沒有必然聯系，A錯誤；
B.滑動摩擦力的大小與物體所受的正壓力成正比，靜摩擦力的大小與物體所受的正壓力沒有必然聯系，B錯誤；
C.靜摩擦力的方向總與物體相對運動趨勢的方向相反，C正確；
D.滑動摩擦力總是阻礙物體的相對運動，D錯誤。
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2.關于物體間的相互作用，下列說法正確的是( )
A.懸掛在彈簧測力計下的物體受到的拉力是由于彈簧的形變產生的
B.雜技演員雙手握住豎直固定的竹竿勻速上攀時，所受摩擦力的方向是向下的
C.在空中用手握住豎直的酒瓶使其靜止，增大手的握力，酒瓶受到的摩擦力變大
D.在地球表面的物體都受到重力，其所受重力與它的運動狀態有關，也與是否存在其他力有關
A
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答案：A
解析：A.懸掛在彈簧測力計下的物體受到的拉力是由于彈簧的形變產生的。故A正確；
B.雜技演員雙手握住豎直竹竿勻速上攀時，由平衡條件可知，雙手受到的摩擦力與重力等大反向，方向豎直向上。故B錯誤；
C.手握住酒瓶，增大手的握力，會增大手與酒瓶間的最大靜摩擦力，但酒瓶受到的靜摩擦力不變，始終與重力等大反向。故C錯誤；
D.物體受到的重力是由于地球的吸引而產生的，是萬有引力的一個分力，與它的運動狀態無關，與其他力無關。故D錯誤。
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情境導入
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3.（多選）如圖所示，質量為m的物塊和質量為M的木板疊放在水平地面上，物塊在拉力F作用下在木板上向右勻速滑行，木板始終處于靜止狀態，物塊與木板間動摩擦因數為 ，木板與地面間動摩擦因數為 ，那么下列說法正確的是( )
A.物塊受到的摩擦力一定和拉力F大小相等
B.物塊對木板的摩擦力大小一定是
C.地面對木板的摩擦力是水平向左的靜摩擦力
D.地面對木板的摩擦力大小一定是
ABC
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答案：ABC
解析：A.物塊在拉力F作用下在木板上向右滑行，木板始終處于靜止狀態，物塊運動的情況不清楚，當物塊勻速運動時物塊受到的摩擦力大小為F，故A正確；
B.物塊相對木板向右運動，則木板相對物塊向左運動，木板受到物塊的滑動摩擦力方向水平向右，大小等于
故B正確；
C.木板受到物塊的滑動摩擦力方向水平向右，木板始終處于靜止狀態，則地面對木板的摩擦力是水平向左的靜摩擦力，故C正確；
D.木板受到物塊的滑動摩擦力為 ，木板始終處于靜止狀態，則地面對木板的摩擦力大小一定是 ，故D錯誤。
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05
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① 滑動摩擦力
（1）產生條件：
①接觸并擠壓（即兩物體間存在彈力）；
②兩物體有相對運動；
③接觸面粗糙.
（2）方向：總是跟接觸面相切，并且跟相對運動方向相反.
（3）大小：
1
阻礙相對運動
有摩擦力一定有彈力，有彈力不一定有摩擦力
運動方向 ≠ 相對運動方向 ≠ 相對運動趨勢方向
正壓力不一定等于重力
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① 靜摩擦力
（1）產生條件：
①接觸并擠壓（即兩物體間存在彈力）；
②兩物體間有相對運動趨勢；
③接觸面粗糙.
（2）方向：總是跟接觸面相切，并且跟相對運動趨勢方向相反.
（3）大小：
（4）靜摩擦力的有無及方向的判定：①假設法；②狀態法等.
2
阻礙相對運動趨勢
運動方向 ≠ 相對運動方向 ≠ 相對運動趨勢方向
最大靜摩擦力與壓力、接觸面的材料及粗糙程度等有關
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