魯科版 (2019)第3節(jié) 摩擦力授課ppt課件

這是一份魯科版 (2019)第3節(jié) 摩擦力授課ppt課件，共43頁(yè)。PPT課件主要包含了滑動(dòng)摩擦力，迷你實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)與探究，靜摩擦力，物理聊吧，摩擦力的調(diào)控，節(jié)練習(xí)等內(nèi)容，歡迎下載使用。
在生活中，摩擦力無(wú)處不在。用橡皮擦去鉛筆字，用雙手接住籃球，自行車(chē)剎車(chē)等都與摩擦力有關(guān)。沒(méi)有摩擦力，我們將寸步難行。那么，摩擦力有哪些特點(diǎn)呢?本節(jié)將學(xué)習(xí)與摩擦力相關(guān)的內(nèi)容。
當(dāng)兩個(gè)物體彼此接觸和擠壓，并發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，在接觸面上就會(huì)產(chǎn)生阻礙相對(duì)滑動(dòng)的力，這種力稱(chēng)為滑動(dòng)摩擦力?；瑒?dòng)摩擦力的方向總是與接觸面相切，并與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反(圖3-23)
感受滑動(dòng)摩擦力把手掌壓在桌面或其他物體的表面(圖3-24)，在大小不同的壓力下向前平移手掌。通過(guò)比較，感受滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)。
滑動(dòng)摩擦力大小與物體間壓力大小的關(guān)系如圖3-25 所示，彈簧測(cè)力計(jì)一端固定于P點(diǎn)，另一端系一細(xì)線，與物體A水平連接拉動(dòng)木板B，當(dāng)物體A穩(wěn)定時(shí)，A、B間的滑動(dòng)摩擦力廣的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。
在物體A上添加砝碼，改變A對(duì)B的壓力N，測(cè)出對(duì)應(yīng)的f記錄各次的N/值，相應(yīng)填入表3-2中，并研究N與f的關(guān)系。
大量實(shí)驗(yàn)研究表明:滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力N的大小成正比，即
式中的比例系數(shù)稱(chēng)為動(dòng)摩擦因數(shù)。它是兩個(gè)的比值沒(méi)有單位。從的數(shù)值與相互接觸的兩物體的材料及接觸面的情況(如粗程度等)有關(guān)一些材料間的動(dòng)摩擦因數(shù)見(jiàn)表3-3。
有的地方，人們常用狗拉雪橇（圖3-26 ）載人及物品。已知雪橇與雪地間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.02，雪橇(包括所載人及物品)的總質(zhì)量為300kg。若近似認(rèn)為狗以水平拉力拉著雪橇在水平雪地上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求狗拉雪橇的拉力大小。(取重力加速度g=9.8N/kg)
以雪橇為研究對(duì)象，其受到的拉力和摩擦力如圖3-27所示。雪橇在水平雪地上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由二力平衡可知，狗拉雪橇的拉力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，由此可求出狗拉雪橇的拉力大小。
解：由題意可知，從=0.02，m=300kg。雪橇做水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，則F=f N= mg由滑動(dòng)摩擦力公式f = N，知F=μmg=0.02×300kg×9.8N/kg=58.8N 故狗拉雪橇的拉力大小為58.8N
討論58.8N相當(dāng)于一個(gè)人提約6kg的物體所用的力。用這么小的力就可拉動(dòng)總質(zhì)量為 300 kg 的雪橇，可見(jiàn)雪地上物體受到的滑動(dòng)摩擦力一般較小。這也是雪天的時(shí)候人容易滑倒的原因之一。
如果雪地的情況不變，當(dāng)狗拉著雪橇在水平雪地上加速前進(jìn)時(shí)，雪所受的摩擦力是否改變?請(qǐng)簡(jiǎn)述理由。摩擦力不改變。由公式f=μN(yùn)可知;滑動(dòng)摩擦力的大小只與接觸面的情況和物體間壓力有關(guān)。如果雪地的情況不變，當(dāng)狗拉著雪橇在水平雪地上加速前進(jìn)時(shí)，接觸面的情況和物體間的壓力不變，滑動(dòng)摩擦力的犬小不變。滑動(dòng)摩擦力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)。
當(dāng)兩個(gè)彼此接觸、擠壓的物體之間沒(méi)有發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)，接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力，這種力稱(chēng)為靜摩擦力。
靜摩擦力的方向總是與接觸面相切，并且與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。
如圖所示，用力拉木箱，在沒(méi)有拉動(dòng)木箱的情況下，木箱雖然靜止，但具有相對(duì)地面向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，因此受到向左的靜摩擦力。
靜止在斜坡上的巨石(圖3-29)有沒(méi)有滑動(dòng)的趨勢(shì)? 石塊是否受到靜摩擦力的作用?如果有，石塊受到的靜摩擦力方向如何?在生活中，人們常利用傳送裝置運(yùn)送物品(圖3-30)。
若物體與水平傳送帶相對(duì)靜止并一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體是否受到靜摩擦力的作用?
在圖3-28所示的情況下，開(kāi)始時(shí)，靜摩擦力隨拉力的增大而增大。當(dāng)拉力增大到某一值時(shí)，物體突然開(kāi)始沿接觸面滑動(dòng)。
可見(jiàn)，靜摩擦力增大到一定限度時(shí)，就不再增大，這時(shí)物體與接觸面之間的靜摩擦力達(dá)到最大，這個(gè)最大值稱(chēng)為最大靜摩擦力，記作當(dāng)拉力大于最大靜摩擦力后，物體開(kāi)始滑動(dòng)靜摩擦力廣的值在0與fmax之間，即0＜f ≤ fmax
粗測(cè)最大靜摩擦力如圖3-31所示，將一個(gè)物塊放在水平桌面上，然后用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉物塊逐漸增大拉力直到物塊滑動(dòng)、記下剛好使物塊滑動(dòng)時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)，此示數(shù)可視為物塊與桌面間的最大靜摩擦力。
在物塊上添加砝碼，再次水平拉物塊，并記下剛好使物塊滑動(dòng)時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)。比較并恩考:物塊與桌面之間的最大靜摩擦力與壓力有什么關(guān)系?
實(shí)驗(yàn)表明，最大靜摩擦力與兩物體間的壓力成正比，并與接觸面的性質(zhì)有關(guān)。更精確的實(shí)驗(yàn)表明，最大靜摩擦力略大于滑動(dòng)摩擦力。有時(shí)為了計(jì)算方便，可認(rèn)為最大靜摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦力。
質(zhì)量為2kg的木箱靜止在水平地面上。木箱與地面間的動(dòng)摩因數(shù)為05大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小視為相等，取重力加速度g=10NKg?，F(xiàn)給木箱一水平拉力(1)當(dāng)拉力大小為5時(shí)，地面對(duì)木箱的摩擦力是多大?
(2)當(dāng)拉力大小變?yōu)?2時(shí)，地面對(duì)木箱的摩擦力是多大?當(dāng)拉力F=12N時(shí)，F(xiàn)＞fmax木箱滑動(dòng)起來(lái)，地面對(duì)木箱的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力f滑=μN(yùn)=μmg=0.5×2kg×10N/kg=10N
(3)此后若將拉力減小為5N(木箱仍在滑動(dòng))，面對(duì)木箱的摩力是多大?當(dāng)拉力減小為5時(shí)，木箱仍在地面上滑動(dòng)，所以木箱受到地面的摩擦力仍是滑動(dòng)摩擦力，大小為10N。
要讓原先靜止在水平地面上的木箱發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，所用的拉力要大于最大靜摩擦力。發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)之后，木箱所受的摩擦力也從原來(lái)的靜摩擦力轉(zhuǎn)變成滑動(dòng)摩擦力。
在生產(chǎn)生活中，我們有時(shí)需要盡可能加大摩擦力，有時(shí)又希望把摩擦力減到最小。掌握了摩擦力的有關(guān)規(guī)律，就可根據(jù)需要找到調(diào)控摩擦力的方法。
我們需要增大摩擦力時(shí)可采用加大壓力的方法或選用動(dòng)摩擦因數(shù)更大的材料等，我們需要減小摩擦力時(shí)，則可采用相反的方法。
例如，為了打開(kāi)密封的瓶裝罐頭蓋子，人們發(fā)明了可增大摩擦力的開(kāi)瓶器(圖3-32):
在冰壺比賽中，為了讓冰壺能夠在賽道上按照期望的方式滑動(dòng)，運(yùn)動(dòng)員就要反復(fù)刷冰以小摩擦力(圖3-33)
調(diào)控摩擦力的巧妙方法還有很多。然而，人們發(fā)現(xiàn)，雖可用各種辦法減小摩擦力，卻不可能完全消除摩擦力。不過(guò)，若對(duì)于研究的問(wèn)題來(lái)說(shuō)，摩擦力小到可忽略不計(jì)，我們則稱(chēng)相關(guān)的物體為光滑物體。
1.在平直公路上，一人用水平力推拋錯(cuò)的汽車(chē)但未推動(dòng)。有同學(xué)認(rèn)為，原因是人的推力小于汽車(chē)受到的靜摩擦力。該同學(xué)的看法是否正確?若正確，請(qǐng)說(shuō)明理由;若不正確，請(qǐng)指出錯(cuò)誤之處并作出正確解釋。不正確，人的推力與汽車(chē)受到的靜摩擦力大小相等;人的推力小于地面對(duì)汽車(chē)的最大靜摩擦力,故不能推動(dòng)汽車(chē)。
2.質(zhì)量為m 的運(yùn)動(dòng)員用雙手握住固定的堅(jiān)直桿勻速攀上和速滑下時(shí)，所受的摩擦力分別是哪一種摩擦力?摩擦力的大小和方向如何?勻速攀上時(shí)人受的是靜摩擦力，根據(jù)二力平衡，方向向上，大小等于mg ;勻速滑下時(shí)人受的是滑動(dòng)摩擦力，根據(jù)二力平衡方向向上，大小等于mg。
3.有同學(xué)說(shuō)，滑動(dòng)摩擦力的公式f=μN(yùn)中N的大小一定等于物體重力的大小。這種說(shuō)法對(duì)嗎?請(qǐng)舉例加以說(shuō)明。不正確，當(dāng)質(zhì)量為m物體在傾角為α的斜面上滑動(dòng)時(shí)，N=mgcs α
4.如圖所示，用手握住杯子使其堅(jiān)直靜止于空中。下列說(shuō)法正確的是A 杯子受到的摩擦力方向堅(jiān)直向上B.杯子受到的摩擦力大小與重力大小相等C.手握得越緊，杯子受到的摩擦力越大D.手握得越緊，杯子和手之間的最大靜摩擦力越大
5.如圖所示，水平向右運(yùn)動(dòng)的物體重力為200 N，物休與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，物體還受到一個(gè)水平向左的拉力F的作用。求物體受到的摩擦力。物體相對(duì)地面向右運(yùn)動(dòng)，所以物體收到滑動(dòng)摩擦力的作用，其大小為F1=μFN=μG=0.1×200N=20N，滑動(dòng)摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，故摩擦力方向水平向左
6.請(qǐng)想象并貓述如果世界上沒(méi)有摩擦力會(huì)是什么樣子。如果沒(méi)有摩擦力人在絕對(duì)光滑的地面上寸步難行，一旦跌倒在地上無(wú)法掙扎起來(lái)。繩子不能打結(jié)。機(jī)器都將散成許多零件。任何物體只要運(yùn)動(dòng)起來(lái)永遠(yuǎn)不會(huì)停止下來(lái)。各種運(yùn)動(dòng)著的物體將相互碰撞。整個(gè)世界將是一片混亂。