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第三章 相互作用
人教版 必修1
第二節(jié) 摩擦力
問題一：汽車的輪胎和鞋子的底部有很多花紋，這些花紋有什么作用？
問題二：魚類身體表面分泌的粘液對(duì)自身有什么作用？
摩擦力在生活中無處不在
同學(xué)們都知道哪些呢？
摩擦力
兩個(gè)相互接觸、相互擠壓的物體，當(dāng)它們發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)，就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力，這種力叫摩擦力。
摩擦力的分類：靜摩擦力、滑動(dòng)摩擦力、滾動(dòng)摩擦力
一、滑動(dòng)摩擦力
(1)滑動(dòng)摩擦力的定義
當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面滑動(dòng)的時(shí)候，會(huì)受到另一個(gè)物體阻礙它滑動(dòng)的力，這種力叫做滑動(dòng)摩擦力。
(2)滑動(dòng)摩擦力的產(chǎn)生條件
1.兩物體相互接觸，且接觸面不光滑；
2.兩物體相互擠壓；
3.兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
探究Ff大小的因素：
實(shí)驗(yàn)探究：
滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)？
猜想與假設(shè)：
A:可能與接觸面所受的壓力有關(guān)
B:可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)
C:可能與接觸的面積大小有關(guān)
D:可能與相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：
器材：
木塊、彈簧測(cè)力計(jì)、砝碼、毛巾
原理：
二力平衡的條件
方法：
控制變量法
1.把木塊放在木板上，用彈簧測(cè)力計(jì)拉木塊
勻速運(yùn)動(dòng)，讀出這時(shí)的拉力F；
2.在木塊上放砝碼，用彈簧測(cè)力計(jì)拉木塊
勻速運(yùn)動(dòng)，讀出這時(shí)的拉力F；
3.在木板上固定好毛巾，放上木塊，用彈簧
測(cè)力計(jì)拉木塊勻速運(yùn)動(dòng)，讀出這時(shí)的拉力F
木板
木板
毛巾
木板
木板
4.把木塊放在木板上，用彈簧測(cè)力計(jì)拉木塊
慢速和中速做勻速運(yùn)動(dòng)，讀出這時(shí)的拉力F即摩擦力的大小；
實(shí)驗(yàn)序號(hào) 粗糙程度情況 壓力大小情況 摩擦力大小（N）
1 木板 5N 1.5N
2 10N 3N
表一：控制 觸面的粗糙程度 相同，
研究摩擦力大小與壓力大小的關(guān)系：
結(jié)論？
表二：控制 壓力大小 相同，研究摩擦力大小與接觸面的粗糙程度的關(guān)系
實(shí)驗(yàn)序號(hào) 壓力大小情況 粗糙程度情況 摩擦力大小
1 5N 木板 1.5N
3 毛巾 2N
結(jié)論？
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
在物體表面粗糙程度相同時(shí)；壓力越大，摩擦力越大。
在壓力一定的情況下；接觸面越粗糙，摩擦力越大。
另外：摩擦力與速度無關(guān)；
與接觸面積的大小無關(guān)。
(3)滑動(dòng)摩擦力的大小
滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力（不能說成重力）的大小成正比，即Ff＝μFN
μ是比例常數(shù)，沒有單位，叫動(dòng)摩擦因數(shù)， μ的大小跟兩接觸物體的材料及接觸面的情況（如粗糙程度有關(guān)）有關(guān)。（與受力面積和物體運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)）
μ是比例常數(shù)，沒有單位，叫動(dòng)摩擦因數(shù)，μ的大小跟兩接觸物體的材料及接觸面的情況（如粗糙程度有關(guān)）有關(guān)。
請(qǐng)用動(dòng)摩擦因數(shù)解釋生活中的一些接觸面材料的選擇原因。
(4)滑動(dòng)摩擦力的方向
滑動(dòng)摩擦力的方向總是沿著接觸面，與接觸面相切，跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反。
一、滑動(dòng)摩擦力
1.定義：兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面滑動(dòng)的時(shí)候，會(huì)受到另一個(gè)物體阻礙它滑動(dòng)的力。
2.產(chǎn)生條件：
(1)直接接觸 (2)接觸面粗糙
(3)相互擠壓 (4)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)
3.作用點(diǎn)：接觸面間。
4.方向：與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。
注意：滑動(dòng)摩擦力的方向與物體相對(duì)接觸面的運(yùn)動(dòng)方向相反，而不能說與物體運(yùn)動(dòng)方向相反。
中科院院士、著名的摩擦學(xué)專家雒建斌，成功研制出“納米級(jí)潤滑膜厚度測(cè)量儀”，發(fā)現(xiàn)“薄膜潤滑”，填補(bǔ)了近百年來摩擦學(xué)領(lǐng)域的空白，開辟出了超滑新體系。
1．為了測(cè)量A、B兩物體之間的滑動(dòng)摩擦力，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示四個(gè)實(shí)驗(yàn)方案．在實(shí)驗(yàn)操作過程中，認(rèn)為測(cè)力計(jì)讀數(shù)即為滑動(dòng)摩擦力的大小，則最準(zhǔn)確的方案是（ ）
C
2. 如圖所示，A為長木板，在水平面以速度v1向右運(yùn)動(dòng)，物塊B在木板A的上面以速度v2向右運(yùn)動(dòng)，下列判斷正確的是（ ）
A. 若是v1=v2，A、B之間無滑動(dòng)摩擦力
B. 若是v1>v2，A受到了B所施加向右的滑動(dòng)摩擦力
C. 若是v1D. 若是v1>v2，B受到了A所施加向左的滑動(dòng)摩擦力
B
A
v2
v1
A
3.如圖所示，物體A重40N，物體B重20N， A與B，A與地面間的動(dòng)摩擦因素均為0.4。當(dāng)用水平力F向右勻速拉動(dòng)物體A時(shí)，求
（1）A物體所受的地面滑動(dòng)摩擦力的大小
（2）繩子對(duì)B 物體拉力T 的大小和水平力F 的大小
解：對(duì)A：豎直方向平衡，有
對(duì)B：豎直方向平衡，有
方向水平向左
方向水平向右
水平方向平衡，有
對(duì)AB整體：水平方向平衡，有
4.所受重力為500N的雪橇，在平坦的雪地上用10N的水平拉力恰好可以拉著空雪橇做勻速直線運(yùn)動(dòng)。如果雪橇再載重1000N的貨物。那么，雪橇在該雪地上滑行時(shí)受到的摩擦力是多少？
30N
一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滾動(dòng)，物體之間存在的摩擦叫做滾動(dòng)摩擦。在滾動(dòng)摩擦中，物體間產(chǎn)生的阻礙物體間的滾動(dòng)的作用力，叫做滾動(dòng)摩擦力。
注：在壓力相同時(shí)，滾動(dòng)摩擦力要比滑動(dòng)摩擦力小得多。
滾動(dòng)摩擦力的定義
二、滾動(dòng)摩擦力
變滑動(dòng)為滾動(dòng)
互相接觸的物體相對(duì)靜止時(shí)，是不是也能產(chǎn)生摩擦力？
三、靜摩擦力
推力
靜摩擦力
1.定義： 兩相互接觸并擠壓的物間，存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)而又沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),在接觸面上產(chǎn)生的一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力 稱 靜摩擦力。
二力平衡
接觸面不光滑
兩物體相互接觸
兩物體間有擠壓
兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)（如何判斷？）
2.靜摩擦力產(chǎn)生的條件：
有彈力
3.靜摩擦力的方向
靜摩擦力的方向總是沿著接觸面，跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)方向相反。
F
趨勢(shì)
趨勢(shì)
用手將書提著
箱子靜止
物塊在斜面上靜止
F
趨勢(shì)
靜摩擦力的方向判斷
1.書相對(duì)于手的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)？
2.箱子相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)？
3.物塊相對(duì)于斜面的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)？
F
假設(shè)法
G
Ff
F
Ff
G
FN
FN
Ff
FN
F
3.靜摩擦力的方向
G
F
f
使推力F增大，箱子仍靜止
F增大，靜摩擦力也增大，總有：f靜=F
4.靜摩擦力的大小
最大靜摩擦力
F
f
推力繼續(xù)增大，箱子總會(huì)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)推力的大小就是最大靜摩擦力。
靜摩擦力存在最大值
0＜f≤fmax
大小：靜摩擦力隨外力變化而變化，且有最大值。
最大靜摩擦力：（在數(shù)值上等于物體剛剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉力。）
壓力的影響
F
f
箱子仍靜止
在箱子上再放一重物，推力不變，摩擦力是否變化？
靜摩擦力總與推力相等，與壓力無關(guān)
F
f
箱子仍靜止
若此時(shí)增加推力，則箱子是否一定運(yùn)動(dòng)？
壓力增大時(shí)，靜摩擦力的最大值增大
壓力的影響
方法一：二力平衡條件
方法二：假設(shè)法
難點(diǎn)解析1 關(guān)于靜摩擦力有無的判斷
無摩擦力
v
v
例：物體隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，判斷其是否受靜摩擦，方向？
f
例：下列圖中的物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)，有靜摩擦力的是( )
A
D
F
C
F
B
BCD
物塊受靜摩擦力方向如何？
能力提升： 如圖所示，A、B兩木塊疊放在水平面上。
(1)在B物體上施加一個(gè)水平拉力F=20N，它們均靜止不動(dòng)，分別分析A、B兩物體所受的摩擦力大小與方向。
(2)如果力作用在A物體上，它們?nèi)造o止不動(dòng)，分別分析A、B兩物體所受的摩擦力大小與方向。
A
B
F
例題1：某物體所受重力為G=500N，放置在水平面上，它與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是μ=0.56，它與地面間的最大靜摩擦力是Fm=300N。
（1）至少要用 N的水平力，才能把物體推動(dòng)；
（2）用200N的水平方向的力推物體，地面對(duì)物體的摩擦力是 N；
（3）物體運(yùn)動(dòng)起來以后，若使其保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)在水平方向施加 N的推力;
300
200
280
（4）物體在運(yùn)動(dòng)過程中，若把水平推力增大到300N，地面對(duì)物體的摩擦力為 N；
（5）此后，若把推力減小到200N， 靜止前， 地面對(duì)物體的摩擦力為 N；
（6）若撤去外力，直到靜止前，地面對(duì)物體的摩擦力為 N；
例題1：某物體所受重力為G=500N，放置在水平面上，它與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是μ=0.56，它與地面間的最大靜摩擦力是Fm=300N
280
280
280
例題2：重為20 N的磚平放在水平地面上，磚與地面間的最大靜摩擦力為6 N，動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25.現(xiàn)用5.5 N、10 N和15 N的水平力分別去推磚，磚受到的摩擦力分別為多大？
答案：5.5N(靜） 5N （動(dòng)）5N（動(dòng)）
例3：如圖所示，用水平力F將一個(gè)木塊壓在豎直墻壁上，已知木塊重G=6 N，木塊與墻壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25.問：
(1)當(dāng)F=25 N時(shí)，木塊沒有動(dòng)，木塊受到的摩擦力為多大？
(2)當(dāng)F增大為30 N時(shí)，木塊仍靜止，木塊受到的摩擦力為多大？
(3)當(dāng)F=10 N時(shí)，木塊沿墻面下滑，此時(shí)木塊受到的摩擦力為多大？
(4)當(dāng)F=6 N時(shí)，木塊受到的摩擦力又為多大
答案　(1)6 N　(2)6 N　(3)2.5 N　(4)1.5 N
摩擦力 靜摩擦力 滑動(dòng)摩擦力
定義 兩個(gè)只有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體間的摩擦力 兩個(gè)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體間的摩擦力 產(chǎn)生條件 接觸面粗糙 兩物體間相互接觸、相互擠壓 兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 接觸面粗糙 兩物體間相互接觸、相互擠壓 兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng) 方向 與接觸面平行，并且跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反 與接觸面平行，并且跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反 大小 0＜F≤Fm Fm為最大靜摩擦力 F=μFN 作用效果 阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)
F拉
f滑
Fmax
F
靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的聯(lián)系和區(qū)別
靜
摩擦力難點(diǎn)辨析
1.受到靜摩擦力的物體一定是靜止的嗎？
2.靜摩擦力可以成為受力物體的動(dòng)力嗎？
滑動(dòng)摩擦力難點(diǎn)辨析
f
2.滑動(dòng)摩擦力一定與物體運(yùn)動(dòng)方向相反嗎？一定是阻力嗎？
1.受到滑動(dòng)摩擦力的物體一定是運(yùn)動(dòng)的嗎？
摩擦力
定義：兩個(gè)相互接觸且擠壓的物體（不光滑），當(dāng)它們發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)，就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力，這種力就叫做摩擦力
(1)摩擦力的產(chǎn)生條件
1.兩物體相互接觸，且接觸面不光滑；
2.兩物體相互擠壓；
3.兩物體間又能相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。
總結(jié)成一句：兩個(gè)接觸面粗糙的物體間有彈力并且有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。
(2)摩擦力的作用
阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)
(3)摩擦力的方向
沿接觸面與相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反
（摩擦力可以是動(dòng)力也可以是阻力）

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