第三章相互作用—力3.2摩擦力摩擦力跟壓力存在怎樣的關(guān)系呢？教學(xué)目標(biāo)1．知道滑動(dòng)摩擦力、靜摩擦力的定義。2．理解滑動(dòng)摩擦力、靜摩擦力的產(chǎn)生條件。3．會(huì)判斷摩擦力的方向及計(jì)算摩擦力的大小。4．理解最大靜摩擦力的概念。

如果摩擦力的大小跟壓力的大小存在某種定量關(guān)系的話，它們可能是怎樣的關(guān)系呢？

用彈簧測(cè)力計(jì)拖動(dòng)水平固定木板上的木塊，使它做勻速運(yùn)動(dòng)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于木塊所受摩擦力的大小。改變木塊和木板之間的壓力，摩擦力的大小也隨之改變。

“正比，反比，還是……”一、滑動(dòng)摩擦力1、定義：兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，在接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，這種力叫作滑動(dòng)摩擦力。2.產(chǎn)生條件：說(shuō)明：（1）“相對(duì)”的含義是指相對(duì)跟它接觸的物體,而不是相對(duì)別的物體。(2)“相對(duì)滑動(dòng)”是指兩個(gè)物體之間的相對(duì)位置在變化,可能的情況有：一個(gè)物體

靜止,另一個(gè)運(yùn)動(dòng);兩個(gè)物體同向運(yùn)動(dòng),但速度不等;兩物體反向運(yùn)動(dòng)等。因此,靜止

的物體也可以受到滑動(dòng)摩擦力作用,如擦黑板,黑板靜止,但受滑動(dòng)摩擦力?？偨Y(jié)成一句話：接觸面粗糙的兩個(gè)物體間有彈力并且有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

如果用Ff,表示滑動(dòng)摩擦力的大小，用F壓表示壓力的大小，則有3、大小

通過(guò)進(jìn)一步的定量實(shí)驗(yàn)，測(cè)量同一接觸面不同壓力下的滑動(dòng)摩擦力大小，結(jié)果表明：滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力的大小成正比。

其中，μ是比例常數(shù)，叫作動(dòng)摩擦因數(shù)。它的值跟接觸面有關(guān)，接觸面材料不同、粗糙程度不同，動(dòng)摩擦因數(shù)也不同。Ff=μF壓滑動(dòng)摩擦力大小求解：(1)公式法:根據(jù)公式Ff=μFN計(jì)算。①正壓力FN是物體與接觸面間的壓力,不一定等于物體的重力,FN的大小根據(jù)物體的受力情況確定。②動(dòng)摩擦因數(shù)μ與材料和接觸面的粗糙程度有關(guān),而與物體間的壓力、接觸面的大小無(wú)關(guān)。(2)二力平衡法:物體處于平衡狀態(tài)(勻速運(yùn)動(dòng)或靜止)時(shí),根據(jù)二力平衡條件求解。注意：滑動(dòng)摩擦力的大小由正壓力和動(dòng)摩擦因數(shù)決定,與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、接觸面積無(wú)關(guān)。特別提醒：FfFf4.方向(1)在接觸面上,與接觸面相切,且與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反。(2)與物體的運(yùn)動(dòng)方向可能相同,也可能相反。例如：(1)滑動(dòng)摩擦力的方向與“相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反”并不是與“運(yùn)動(dòng)方向”相反。(2)滑動(dòng)摩擦力的作用總是阻礙物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而不是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。

以木塊在水平木板上滑動(dòng)為例，木塊所受的支持力為FN。由于木塊對(duì)木板的壓力大小等于FN，所以動(dòng)摩擦因素μ也可以表示為：

Ff和FN，所是接觸面上木塊所受的兩個(gè)力，F(xiàn)f在接觸面內(nèi)且與相對(duì)運(yùn)動(dòng)相反，F(xiàn)N與接觸面垂直。不同的物體間的摩擦因素不同例題：在我國(guó)東北寒冷的冬季，有些地方用雪橇作為運(yùn)輸工具。一個(gè)有鋼制滑板的雪橇，連同木料的總重為4.9×104N。在水平的冰道上，馬要在水平方向上用多大的力，才能夠拉著雪橇勻速前進(jìn)？分析將雪橇抽象為一個(gè)物體，雪橇在重力mg、支持力FN、馬的拉力F拉和滑動(dòng)摩擦力Ff四個(gè)力的作用下，沿水平面勻速前進(jìn)。根據(jù)二力平衡條件，拉力F拉與滑動(dòng)摩擦力Ff的大小相等，而Ff與FN有關(guān)，F(xiàn)N的大小又等于mg，故可以求得拉力F拉。mgFNF拉Ff解：（1）確定研究對(duì)象，構(gòu)建模型（2）對(duì)這個(gè)物體進(jìn)行受力分析：①豎直向下的重力mg；②地面對(duì)物體向上的支持力FN；水平向在左的摩擦力Ff。③水平向在右的拉力F拉；雪橇受的重力mg=4.9×104N，查表的μ=0.02則：mg=FNF拉=Ff所以：Ff=μFN=μmg帶入數(shù)據(jù)得：F=μmg=0.02×4.9×104N×10N/kg=980N馬要在水平方向用980N的力，才能夠拉著雪橇勻速前進(jìn)。二、靜摩擦力F靜F推

人用平行于地面的力推沙發(fā)，沙發(fā)有相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，但它沒(méi)有被推動(dòng)，沙發(fā)與地面仍然保持相對(duì)靜止。

根據(jù)二力平衡的知識(shí)可知，這時(shí)一定有一個(gè)力與推力平衡。這個(gè)力與人對(duì)沙發(fā)的推力大小相等、方向相反。這個(gè)力就是沙發(fā)與地面之間的摩擦力。

相互接觸的物體處于相對(duì)靜止時(shí)，是不是也可能存在摩擦力？1.定義：兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)一個(gè)物體相對(duì)另一個(gè)物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，產(chǎn)生的摩擦力叫靜摩擦力。相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)可以簡(jiǎn)單理解為：“想動(dòng)卻又沒(méi)動(dòng)”或者“可以動(dòng)，但還沒(méi)動(dòng)”。是指物體的位置本來(lái)要變化的，但是由于受到了靜摩擦力，物體沒(méi)有運(yùn)動(dòng)但假若一旦失去了靜摩擦力，物體就會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)。F推F靜2.產(chǎn)生條件：3.方向:(1)在接觸面上,與接觸面相切,且與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)

趨勢(shì)的方向相反。(2)與物體運(yùn)動(dòng)的方向可能相同,也可能相反。例如：4．大小:(1)大小的范圍：0<F≤Fmax。(2)計(jì)算：物體處于平衡狀態(tài)(勻速運(yùn)動(dòng)或靜止)時(shí)，根據(jù)二力平衡條件求解。(3)最大靜摩擦力Fmax略大于滑動(dòng)摩擦力，一般情況下，為分析問(wèn)題方便，可認(rèn)為二者相等。注意：(1)不能認(rèn)為受靜摩擦力的物體一定靜止，運(yùn)動(dòng)的物體之間也可能存在靜摩擦力。(2)靜摩擦力的效果不是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，而是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。(3)靜摩擦力是被動(dòng)力，在一定范圍內(nèi)其大小隨外力變化而變化，并不是一個(gè)定值。演示靜摩擦力的大小隨拉力的變化把木塊放在水平長(zhǎng)木板上，用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉木塊。在拉力F增大到一定值之前，木塊不會(huì)運(yùn)動(dòng)，此種情況下靜摩擦力等于拉力。在彈簧測(cè)力計(jì)的指針下輕塞一個(gè)小紙團(tuán)，它可以隨指針移動(dòng)，并作為指針到達(dá)最大位置的標(biāo)記。繼續(xù)用力，當(dāng)拉力達(dá)到某一數(shù)值時(shí)木塊開(kāi)始移動(dòng)，此時(shí)拉力會(huì)突然變小。如果用力傳感器代替彈簧測(cè)力計(jì)做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，能夠在計(jì)算機(jī)屏幕上直接得到拉力隨時(shí)間變化的F-t圖像。演示靜摩擦力的大小隨拉力的變化

靜摩擦力的增大有一個(gè)限度。圖中木塊所受靜摩擦力的最大值F在數(shù)值上等于物體即將開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉力。兩物體之間實(shí)際產(chǎn)生的靜摩擦力F在0與最大靜摩擦力Fmax之間，即0<F靜≤FmaxFf=μF壓F靜=F拉皮帶運(yùn)輸機(jī)能把貨物送往高處，也是靜摩擦力作用的結(jié)果。mgF靜瓶子可以拿在手中，靠的是靜摩擦力的作用。例1：如圖所示，質(zhì)量為20kg的物體，沿粗糙水平地面向右運(yùn)動(dòng)，一水平向左的力F＝10N作用于物體上，物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，則物體所受摩擦力的大小和方向?yàn)?取g＝10N/kg)(

)A．10N，向右B．10N，向左C．20N，向右 D．20N，向左隨堂練習(xí)D例2：(多選)如圖所示，一只貓?jiān)谧肋吤偷貙⒆啦紡聂~(yú)缸下拉出，魚(yú)缸與桌布分離后繼續(xù)在桌面滑行，最終沒(méi)有滑出桌面。若魚(yú)缸、桌布、桌面兩兩之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相等，則在上述過(guò)程中(

)

A．桌布對(duì)魚(yú)缸摩擦力的方向向右B．桌面對(duì)魚(yú)缸摩擦力的方向向右C．魚(yú)缸所受的摩擦力大小沒(méi)有變化D．若貓?jiān)龃罄Γ~(yú)缸受到桌布的摩擦力將增大AC

例3：（多選）如圖所示,有一剛性方形容器被水平力F壓在豎直的墻面上處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)緩慢地向容器內(nèi)注水,直到注滿為止,在此過(guò)程中容器始終保持靜止,下列說(shuō)法中正確的是(

)A.容器受到的摩擦力逐漸增大B.容器受到的摩擦力不變C.水平力F可能不變D.水平力F必須逐漸增大AC

摩擦力產(chǎn)生條件1、兩物體接觸且接觸面粗糙2、有相互作用的壓力——垂直于接觸面的彈力3、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)分類滑動(dòng)

摩擦力④動(dòng)摩擦因數(shù)：與接觸面的材料和粗糙程度有關(guān)①概念：一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力②方向：與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反①定義：兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，在接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，這種力叫作滑動(dòng)摩擦力。②方向：與接觸面相切，跟物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反③大?。河啥ζ胶馇蟮?，0<F≤Fmax③大?。篎=μFN靜摩擦力小結(jié)19、心小了，所有的小事就大了;心大了，所有的大事都小了;看淡世事滄桑，內(nèi)心安然無(wú)恙。7、一個(gè)有信念者所開(kāi)發(fā)出的力量，大于個(gè)只有興趣者。19、只有堅(jiān)持不斷努力，才能進(jìn)步，才能長(zhǎng)風(fēng)破浪會(huì)有時(shí)，直掛云帆濟(jì)滄海。3、與其祈求生活平淡點(diǎn)，不如祈求自己強(qiáng)大點(diǎn)。3、若無(wú)其事，原來(lái)是最好的報(bào)復(fù)。何必向不值得的人證明什么，生活得更好，是為了自己。11、自立亦自強(qiáng)，點(diǎn)燃熱情的心燈，用誠(chéng)懇的工作態(tài)度擔(dān)負(fù)起自己的責(zé)任。8、青春不止，創(chuàng)業(yè)不息、相信自己，永不放棄。5、人的思想是了不起的，只要專注于某一項(xiàng)事業(yè)，就一定會(huì)做出使自己感到吃驚的成績(jī)來(lái)。9、被全世界拋棄又怎樣，我還有我自己，我愛(ài)我自己。12、想要見(jiàn)到那一片期望已久的彩虹，就得堅(jiān)持奮斗，經(jīng)得起時(shí)間的考念。2、理想是力量的泉源、智慧的搖籃、沖鋒的戰(zhàn)旗、斬棘的利劍。8、如果有天我們湮沒(méi)在人潮中，庸碌一生，那是因?yàn)槲覀儧](méi)有努力要活的豐盛。9、讓你迷茫的原因只有一個(gè)，想的太多做的太少，別忘了，只有行動(dòng)才能造就一個(gè)人。9、被全世界拋棄