第三节 摩擦力教学目标1、知道摩擦力的含义，并能分析一些常见事例2、公式 是必须掌握的NF3、静摩擦力的大小变化及其方向的判定 教学重点、教学难点重点：1、静摩擦力产生的条件及规律以及静摩擦力方向的判断2、正确理解最大静摩擦力的概念3、滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断难点：1、静摩擦力有无的判断和静摩擦力方向的判断2、静摩擦力大小的简单计算 教材内容详解新课引入：小游戏：两位学生比赛用筷子夹杯子里的弹珠，看谁在规定时间里夹得多，说明用筷子夹住弹珠时因为筷子和弹珠间有摩擦力的作用，所以弹珠被夹起，然后让两位同学用铁质的比较光滑的筷子再做一次，让他说明不同的筷子夹弹珠的难易程度并解释原因，由此引入摩擦力的定义。一、静摩擦力（重点一）年级 高一 科目 物理一辆卡车停在路上，你用力推时，卡车不动，是什么力阻碍它的运动呢？答案是“静摩擦力”又如图 331 所示，斜面上放一物体，两者都停止，但物体 A有相对斜面下滑的趋势，仍然是静摩擦力阻碍了两者的相对滑动。1、定义：两个相互接触而保持相对静止的物体，当它们之间存在滑动趋势时，在它们的接触面上会产生阻碍物体间相对滑动的力，这种力叫静摩擦力.2、产生条件： 两物体相接触；接触面不光滑；两物体间有弹力 两物体间有相对运动的趋势。3、大小：如图 332 所示，水平面上放一静止的物体，当人用水平力 F 推时，此物体静止不动，这说明静摩擦力的大小等于 F；当人用 2F 的水平力去推时，物体仍静止不动，此时静摩擦力的大小为 2F.可见，静摩擦力的大小随推力的增大而增大，所以说静摩擦力的大小由外部因素决定.可以利用力的平衡来求解。当人的水平推力增大到某一值 Fm时，物体就要滑动，此时静摩擦力达到最大值，我们把 Fm（或者 Fmax）叫做最大静摩擦力，故静摩擦力取值范围：0 .mF说明：静摩擦力大小与正压力无关，但最大静摩擦力的大小与正压力成正比.静摩擦力可以是阻力，也可以充当动力，如人跑步时地面给人的静摩擦力就是动力，传送带上的物体随传送带一起动，静摩擦力也是动力.最大静摩擦力一般比滑动摩擦力大些，但有时认为二者是相等的。4、方向：静摩擦力的方向总是跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势的方向相反.如图 333 所示，静止在斜面上的物体 m 有沿斜面下滑的趋势，所以物体受到沿斜面向上的静摩擦力.又如图 334 所示，用力 F 拉水平地面上的 A 板，A 板及板上的物体B 保持相对静止做加速运动，对 B 而言，对地是运动的，但相对 A 是静止的.可假设 A、B间无摩擦力，则 A 做加速运动时，B 不可能随 A 一起运动，故 A、B 间有摩擦力.而 B 毕竟相对 A 有向后运动的趋势，所以 B 受到方向与运动方向相同的静摩擦力的作用。注意：运动的物体也可以受到静摩擦力的作用，静摩擦力的方向可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反，也可与运动方向不在一条直线上，如手握瓶子在水平方向上运动，此时静摩擦力方向竖直向上，与运动方向是垂直的。5、用假设法判断摩擦力是否存在： 判断静摩擦力是否存在，要看是否具备静摩擦力产生的条件，但在通常情况下，其他条件是具备的，关键看物体是否有相对运动趋势.要判断是否有相对运动趋势，可用假设法判断，假设法有两种，一种是假设接触面光滑，不存在摩擦力，看是否改变原来的运动状态.另一种是假设摩擦力存在，看是否改变原来的运动状态。第一种假设往往用来判断做变速运动的物体的静摩擦力和其他外力存在但物体处于平衡状态时的静摩擦力.第二种假设往往用来判断物体不受其他外力，物体处于平衡状态时的静摩擦力.假设法只是判断摩擦力的一种方法，有时还可以根据里的作用效果判断二、滑动摩擦力（重点二）1、定义：两个互相接触挤压且发生相对运动的物体，在它们接触面上会产生阻碍相对运动的力，这个力叫做滑动摩擦力。如图 335 所示，用弹簧秤水平方向拉放在水平桌面上的木块，使木块缓缓滑动（接近匀速）.可以从弹簧秤上读出拉力 F 拉 的大小取木块研究，在水平方向上，由于木块可视为匀速运动，据二力平衡条件知，木块受一个向左的力 F 与拉力平衡.力 F 就是滑动摩擦力。2、产生条件： 两物体接触；两接触的物体必须相互挤压，发生形变，有弹力；两物体间要发生相对滑动；两接触面不光滑.3、大小： NF实验研究：上述中，在竖直方向上，由二力平衡条件知，木块所受的重力 G 与水平面对它的弹力 FN大小相等.（G 可用弹簧秤测量）讨论：滑动摩擦力 F 与弹力 FN有何关系呢？方法：在木块上放砝码，用力拉动木块，使木块匀速运动，从弹簧秤上读出拉力的大小，从而知道滑动摩擦力 F 的大小，记下 F 及 FN大小并填入表格中，改变砝码的重力，重做几次，得到几组 F、F N的数据.结论：两个物体间滑动摩擦力的大小 F 与正压力 FN成正比，即：若将木块放在其他物体上（如玻璃）做相同的实验，上式仍成立，只是比例系数 不同.说明： 叫做动摩擦因数，它只与接触面的材料、粗糙程度有关，而且，是一个小于 1 的数。 没有单位.动摩擦因数的大小与物体的运动速度无关，与接触面的大小也无关公式 F=F N.中的 FN是两个物体表面间的压力，称为正压力（垂直于接触面的力） ，性质上属于弹力，它不是物体的重力，许多情况下需结合物体的平衡条件等加以确定.4、方向：滑动摩擦里的方向总跟它们的接触面相切，并且跟它们相对运动的方向相反.注意：不要把“物体的相对运动方向”与“物体的运动方向”等同起来，在上例中，物体 A 的运动方向向右，但相对接触物 B 的运动方向向左.如放在汽车上的物体，在汽车启动过程中，车厢内的物体可能相对汽车向后滑动，但在路边上的人看来，物体总是向前运动的。概念中的“相对”两字要准确理解， “相对”指的是研究对象相对与其接触的物体而言；滑动摩擦力的方向可能跟物体的运动方向相反，也可能跟运动方向相同.在上例中，A 物体所受摩擦力与运动方向相反，B 物体所受地面的摩擦力与运动方向相反。三、滑动摩擦力与最大静摩擦力的关系（难点一）把木块放在水平长木板上，用弹簧秤沿水平方向拉木块.在拉力 F 增大到一定值之前，木块不会运动.在弹簧秤指针下轻塞一个小纸团，它可以随指针移动，并作为指针到达最大位置的标记（图 338）继续用力，当拉力达到某一数值 Fmax时木块开始移动，此时拉力会突然变小到 F .图 339 是拉力变化的示意图.你能不能看出木块是在什么时候快事移动的？ 答案由示意图看出，斜线表示物体不动时静摩擦力随拉力的增大而增大，当拉力增大到某一数值。F max时，摩擦力也增大到某一最大值 Fmax此时摩擦力突然减小（在图线的折线段）再增大拉力，摩擦力也不变，说明摩擦力变为滑动摩擦力.由此可看出，当静摩擦力达到最大值 Fmax时，木块便开始移动。四、摩擦力与动力、阻力的关系摩擦力即可充当阻力也可充当动力如图 336 所示，A、B 都有向右的速度，但 VAVB，此时，A 受到向右的摩擦力F，F 与 VA同向，使物体加速运动，此摩擦力中档 A 的动力；而 B 物体受向左的摩擦力 F， F 与 VB反向，它阻碍 B 运动，为 B 的阻力。滑动摩擦力可为动力也可为阻力，静摩擦力同样如此.如图 337 所示，物块 A 与传送带一起匀速运动，若一起向上云对，A 受到的向上的静摩擦力 F 为动力；若一起向下运动，A 受到的向上的静摩擦力 F 为阻力。五、摩擦力与运动、静止的关系(难点二)运动的物体可受静摩擦力，静止的物体可受滑动摩擦力物体在粗糙地面上滑动时，地面受到的摩擦力就是静止的物体受滑动摩擦力，图 337 所示的物 A 受摩擦力即为运动的物体受静摩擦力。 课堂小结1、理解并会区分静摩擦力和滑动摩擦力2、会运用公式计算滑动摩擦力的大小3、掌握摩擦力与运动和静止的关系高考题赏析（课堂练习）1、如图 3337 所示，物体 A、B 和 C 叠放在水平桌面上，水平力为 Fb=5N、F c=10N，分别作用于物体 B、C 上，A、B 和 C 仍保持静止.以 F 、F 、F 分别1f2f3f表示 A 与 B、B 与 C、C 与桌面间的静摩擦力的大小，则（ ）A. F =5N，F =0， F =5N B. F =5N，F =5N，F =01f2f3f 1f2f3fC. F =0，F =5N，F =5N D. F =0，F =10N，F =5N1f2f3f 1f2f3f解析 A 与 B 之间无相对滑动趋势，故 F =0.根据物块 B 的水平方向平衡条件可判定1fF =5N，再分析 C 的平衡条件，则得出 F =5N.即 C 正确2f 3f答案 C2、如图 3338 所示，在一粗糙水平面上有两个质量为 m1 和 m2 的木块 1 和 2，中间用一原长为 L，劲度系数为 k 的轻弹簧连结起来，木块与地面间的动摩擦因数为 .现用一水平力向右拉木块 2，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是（ ）A. m1g B. （m 1+m2）gkkLC. m2g D. （ ）gL21解析 对木块 m1，水平方向受滑动摩擦力 Ff、弹簧弹力 F 的作用匀速运动，两力平衡，由 Ff=N，N=m 1g，即 Ff=m 1g；由胡克定律 F=kx，所以 m 1g=kx，则有 x=m 1g/k，故两木块间距离为 L+x=L+ 所以选项 A 正确.kgm1解题关键 合理选取研究对象，用隔离法对 m1 应用平衡条件.误区点津 研究对象选取不合理导致解题过程繁难，以致出错。答案 A3、如图 3339 所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块 P、Q 用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦） ，P 悬于空中，Q 放在斜面上，均处于静止状态.当用水平向左的恒力推 Q 时，P、Q 仍静止不动，则（ ）A.Q 受到的摩擦力一定变小 B.Q 受到的摩擦力一定变大C.轻绳上拉力一定变小 D.轻绳上拉力一定不变 解析 P 只受重力和绳的拉力，所以绳的拉力不变， D 对 C 错，对 Q 受力分析不能确定摩擦力的大小、方向及有无，所以 A、B 错，故选 D答案 D