讲授新课
| 一、摩擦力
1、定义:两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力就叫做摩擦力。
2、摩擦力的分类
摩擦力可分为:滑动摩擦力、静摩擦力、滚动摩擦
出示图片日常生活中滑动摩擦力、静摩擦力、滚动摩擦力。
二、滑动(静)摩擦力
1、两个相互接触的物体,当它们相对(滑动趋势)滑动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫作滑动(静)摩擦力。
2、滑动(静)摩擦力的产生条件
①两物体相互接触,且接触面不光滑;
②两物体接触处有压力;
③两物体接触面有(相对运动趋势)相对运动。
3.滑动摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体相对运动的方向相反。
注意:
①只要发生相对运动,无论静止还是运动的物体都可以受到滑动摩擦力;
②滑动摩擦力既可以动力也可以是阻力,但它产生的效果一定是阻碍物体间的相对运动。
4.滑动摩擦力的大小
滑动摩擦力的大小跟接触面上压力的大小和接触面的粗糙程度、材质等有关。
通过进一步的定量实验结果表明:滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比即
Ff = μF压
Ff 表示滑动摩擦力的大小;F压 表示压力的大小;
μ是比例常数,没有单位,叫动摩擦因数, μ的值跟接触面有关,接触面材料不同、粗糙程度不同,动摩擦因数也不同。
如图木块所受的支持力为F N 。由于木块对木板的压力大小等于FN 所以动摩擦因数µ也可以表示为:
μ=Ff/Fn
几种材料间的动摩擦因数
材料
| 动摩擦因数
| 材料
| 动摩擦因数
| 钢—钢
| 0.25
| 钢—冰
| 0.02
| 木—木
| 0.30
| 木—冰
| 0.03
| 木—金属
| 0.20
| 橡胶轮胎—路面(干)
| 0.71
| 皮革—铸铁
| 0.28
| 木—皮带
| 0.40
| 例题:.如图所示,木块放在水平地面上,在F=8N的水平拉力作用下向右做匀速直线运动,速度为1m/s,则下列说法正确的是( )
A.以1 m/s的速度做匀速直线运动时,木块受到的摩擦力为8 N
B.当木块以2 m/s的速度做匀速直线运动时,木块受到的摩擦力小于8 N
C.当水平拉力F=20N时,木块受到的摩擦力为20 N
D.将水平拉力F撤去,木块速度越来越小,是因为木块受到的摩擦力越来越大
【答案】A
【分析】
由于此时木块处于匀速直线运动状态,即平衡状态,分析该木块所受的平衡力情况即可判断AB,滑动摩擦力f=μFN与水平方向拉力无关,将拉力撤去后,滑动摩擦力不变.
【详解】
A、由于此时木块处于匀速直线运动状态,即平衡状态,水平方向受力平衡,f=F=8N,不管运动速度等于多少,只要是匀速运动,滑动摩擦力总等于8N,故A正确,B错误;
C、滑动摩擦力f=μFN与水平方向拉力无关,故当水平拉力F=20N时,木块受到的摩擦力为8N,故C错误;
D、滑动摩擦力f=μFN与水平方向受力无关,故将拉力撤去后,滑动摩擦力不变,物体在滑动摩擦力作用下做减速运动,速度减小,故D错误.
故选A.
1.如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力
A.方向向左,大小不变
B.方向向左,逐渐减小
C.方向向右,大小不变
D.方向向右,逐渐减小
【答案】A
2.用手握住瓶子,使瓶子在竖直方向悬空静止,如图所示.关于瓶子所受的摩擦 力,下 列说法正确的是( )
A.握力越大,摩擦力越大
B.只要瓶子不动,摩擦力的大小就与握力的大小无关
C.如果握力加倍,则摩擦力的方向由向下变成向上
D.手越干越粗糙,摩擦力越大
【答案】B
3.物体与支持面间有滑动摩擦力时,下列说法正确的是( )
A.物体与支持面间的压力越大,滑动摩擦力越大
B.物体与支持面间的压力不变,动摩擦因数一定,接触面积越大,滑动摩擦力越大
C.物体与支持面间的压力不变,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,物体与支持面间的压力越大,滑动摩擦力越大
【答案】D
演示 静摩擦力的大小随拉力的变化
1、实验器材
木块、长木板、弹簧测力计
2、实验步骤
①把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块。
②逐渐增大拉力F ,在增大到一定值之前,木块不会运动,观察弹簧测力计的示数,此种情况下静摩擦力等于拉力。
③继续用力,当拉力达到某一数值时木块开始移动,观察弹簧测力计的示数有什么变化?
当拉力达到某一数值时木块开始移动的瞬间,此时拉力会突然变小。
④用力传感器代替弹簧测力计做这个实验, 能够在计算机屏幕上直接得到拉力随时间变化的F-t图像。
出示静摩擦力大小视频
实验结论:静摩擦力随拉力的增大而增大,当拉力达到某一数值时木块开始移动,拉力突然减小。
4、静摩擦力的最大值Fmax
在数值上等于物体即将开始运动时的拉力。
两物体之间实际产生的静摩擦力F在0与最大静摩擦力Fmax之间,即0 < F ≤ Fmax
说明:最大静摩擦力一般比滑动摩擦力大一些。
在有些情况下认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。
针对练习1.用如图所示装置研究静摩擦力。弹簧秤对物块的拉力沿水平方向,逐渐增大拉力。当拉力小于10N时,物块保持静止,等于10N时,物块刚刚开始运动,由此可知( )
A.物块和台面间的最大静摩擦力是10N
B.当弹簧秤的示数为5N时,物块受到的摩擦力是15N
C.当弹簧秤的示数为15N时,物块受到的摩擦力是15N
D.当弹簧秤的示数为15N时,物块受到的摩擦力是0N
【答案】A
2.如图甲乙所示,物体A、B在力F作用下一起以大小相等的速度沿F方向匀速运动,关于物体A所受的摩擦力,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两图中A均受摩擦力,且方向均与F相同
B.甲、乙两图中A均受摩擦力,且方向均与F相反
C.甲、乙两图中A均不受摩擦力
D.甲图中A不受摩擦力,乙图中A受摩擦力,方向和F相同
【答案】D
滚动摩擦
一物体在另一物体表面作无滑动的滚动或有滚动的趋势时,由于两物体在接触部分受压发生形变而产生的对滚动的阻碍作用,叫"滚动摩擦"。它的实质是静摩擦力。
在压力相同的情况下,把滑动变为滚动将会使摩擦大为减小
科学漫步: 流体的阻力
气体和液体都具有流动性,统称为流体。物体在流体中运动时,要受到流体的阻力,阻力的方向与物体相对于流体运动的方向相反。
阅读课文说一说流体的阻力与什么有关?
流体的阻力跟物体相对于流体的速度有关,速度越大,阻力越大。
流体的阻力还跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大。
出示图片:水下流线型船体
流体的阻力还跟物体的形状有关系。头圆尾尖的物体所受的流体阻力较小,这种形状通常叫作流线型。
课堂练习
1、关于静摩擦力,下列说法中正确的是( )
A.两个表面粗糙的物体,只要直接接触就会产生静摩擦力
B.静摩擦力总是阻力
C.静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反
D.两个物体之间的静摩擦力总是一个定值
【答案】C
2、如图所示,一辆汽车在平直公路上,车上有一木箱,试判断下列情况中,木箱所受摩擦力的方向.
(1)汽车由静止加速运动时(木箱和汽车间无相对滑动);
(2)汽车刹车时(二者无相对滑动);
(3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动);
(4)汽车刹车,木箱在车上向前滑动时;
(5)汽车在匀速运动过程中突然加速,木箱在车上滑动时.
【答案】(1)木箱受到向前的静摩擦力(2)木箱受到向后的静摩擦力.(3)木箱不受摩擦力的作用(4)木箱受到向后的滑动摩擦力.(5). 木箱受到向前的滑动摩擦力.
3、如图,一重为40N的木块放在水平桌面上,在水平方向共受三个力(即F1,F2和摩擦力)作用,木块保持静止,其中F1=13N,F2=6N.已知木块与地面间的动摩擦因数为μ=0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
(1)物体所受的摩擦力的大小和方向.
(2)当只将F2撤去,物体受到的摩擦力的大小和方向.
(3)物体在(2)情况下运动一段时间后,恢复F2,撤去F1,则这易瞬间物体受到的摩擦力大小和方向又如何?
【答案】(1) 7N ;静摩擦力向左(2) 8N ;方向向左 (3) 8N;方向向左
4、关于动摩擦因数μ,下列说法正确的是( )
A.两物体间没有摩擦力产生说明两物体间的动摩擦因数μ=0
B.两物体的材料一定时,两物体间的动摩擦因数仅决定于接触面的粗糙程度
C.物体在一支持面上滑动,当支持面倾斜放置时,动摩擦因数比水平放置时小一些
D.增大两物体的接触面积,则两物体间的动摩擦因数增大
【答案】B
拓展提高
1、如图,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在P的斜面上,整个系统处于静止状态。若将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。则( )
A.f1=0,f2≠0,f3≠0
B.f1≠0,f2≠0,f3=0
C.f1≠0,f2=0,f3=0
D.f1≠0,f2≠0,f3≠0
【答案】B
【详解】
对a物体分析可知,a物体受重力、支持力的作用,有沿斜面向下滑动的趋势,因此a受到b向上的摩擦力,f1≠0;
再对ab整体分析可知,ab整体受重力、支持力的作用,有沿斜面向下滑动的趋势,因此b受到P向上的摩擦力,f2≠0;
对ab及P组成的整体分析,由于整体在水平方向不受外力,因此P不受地面的摩擦力,f3=0;故选B。
2、如图所示,当行李箱随传送带一起向上匀速运动时,下列说法中正确的是
A.行李箱受到滑动摩擦力的作用
B.行李箱所受的摩擦力方向沿传送带向下
C.行李箱所受的摩擦力方向沿传送带向上
D.因为行李箱与传送带之间相对静止,所以行李箱不受摩擦力的作用
【答案】C
| 回忆一下初中所学的内容,叙述一下摩擦力的概念
总结滑动摩擦力的定义,掌握滑动摩擦力的方向
学生观察图片
学生记忆理解
回忆初中学过的影响摩擦力大小因素得出滑动摩擦力的大小
观察几种材料间的动摩擦因数
学生对雪橇受力分析,并分析例题
学生思考讨论沙发与地面间存在摩擦力吗
学生阅读课文总结静摩擦力
的概念和产生条件。
学生练习
学生记忆有关静摩擦力的知识
学生阅读课文了解试验器材和步骤并动手实验
学生观看实验视频并总结实验结论
学生阅读课文说一说流体的阻力与什么有关?
学生练习
| 让学生温故而知新
培的养学生的总结能力与规范语言的应用
理解滑动摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体相对运动的方向相反。
学生理解静止的物体也可以受到滑动摩擦力,动摩擦力既可以动力也可以是阻力
掌握滑动摩擦力大小的公式
了解不同物体之间的动摩擦因数
锻炼学生的逻辑思维能力
让学生理解静摩擦力产生的原因
锻炼学生的自学能力和总结能力
巩固静摩擦力的有关知识
知道静摩擦力既可以是动力也可以是阻力
锻炼学生的动手操作能力能力
让学生更直观理解,静摩擦力随拉力的增大而增大,当拉力达到某一数值时木块开始移动,拉力突然减小。
锻炼学生的自主学习能力
巩固所学知识
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