4. 摩擦力公开课教案

2.4摩擦力

【教学目标】

1. 知道滑动摩擦产生的条件，会正确判断滑动摩擦力的方向。

2. 会用公式F=μFn计算滑动摩擦力的大小，知道影响动摩擦因数的大小因素。

3. 知道静摩擦力的产生条件，能判断静摩擦力的有无以及大小和方向。

4. 理解最大静摩擦力。能根据二力平衡条件确定静摩擦力的大小。

【教学重点】

1.滑动摩擦力产生的条件及规律，并会用Ff=μFn解决具体问题。

2.静摩擦力产生的条件及规律，正确理解最大静摩擦力的概念。

【教学难点】

1.正压力FN的确定。

2.静摩擦力的有无、大小的判定。

【进门得分】

1.

下列说法中不正确的是（

）

A. 相互的接触并有相对运动的两物体间必有摩擦力

B. 两物体间有摩擦力，则其间必有弹力

C. 两物体间有弹力，则其间不一定有摩擦力

D. 两物体间无弹力，则其间必无摩擦力

2.

关于静摩擦力，下列说法中不正确的是（

）

A. 两个运动的物体之间可能有静摩擦力的作用

B. 静摩擦力的方向总是与物体相对运动趋势的方向相反

C. 当认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力时，不可以用F=μFn计算静摩擦力

D. 静摩擦力的大小与接触面的性质及正压力有关

3.

如图1所示，物体在水平向左拉力F1和水平向右拉力F2作用下，静止于水平地面上，则物理所受摩擦力Ff的大小和方向为（

）

A. F1>F2时，Ff=F1-F2，方向水平向左

B. F1

C. F2=F1，Ff=0

D. 根据摩擦力计算公式可知，Ff为定值μmg 4.

如图2所示，在μ=0.1的水平面上向右运动的物体，质量为20kg,在运动过程中，还受到一个水平向左大小为10N的拉力F作用，则物体受到滑动摩擦力为（g取10N/kg)( )

A. 10N,水平向右 B. 10N，水平向左

C. 20N,水平向右 D. 20N，水平向左

【教学内容】

一、静摩擦力

1. 静摩擦力的有无及其方向的判断

静摩擦力是否存在及其方向的确定，通常采用的方法有“假设法”和“反推法”

(1)假设法：假设接触面光滑，看物体是否会发生相对运动。若发生相对运动，则说明物体间有相对运动的趋势，且假设接触面光滑后物体发生相对运动的方向即为相对运动趋势的方向，从而确定静摩擦力的方向。也可以先假设静摩擦力沿某方向，再分析物体运动状态时候出现跟已知条件相矛盾的结果，从而对假设方向做出取舍。

(2)反推法：从研究物体表现出的运动状态这个结果反推它必须具有的条件，分析组成条件的相关因素中摩擦力所起的作用，就很容易判断静摩擦力的方向了。

【例1】

指明物体A在以下四种情况下所受的静摩擦力的方向；

①物体A静止在斜面上，如图5甲所示；

②物体A受到水平拉力F作用仍静止在水平面上，如图乙所示；

③物体A放在车上，在刹车的过程中，A相对于车厢静止，如图丙所示；

④物体在水平转台上，随转台一起匀速转动，如图丁所示。

【例2】

如图6所示，物体A置于倾斜的传送带上，它能随传送带一起向上或者向下做匀速运动，下列关于物体A在上述两种情况下的受力描述，正确的是（

）

A. 物体A随传送带一起向上运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下

B. 物体A随传送带一起向下运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下

C. 物体A随传送带一起向下运动时，A不受摩擦力作用

D. 无论物体A随传送带一起向上还是向下运动，传送带对物体A的作用力均相同

2. 静摩擦力大小的计算

(1)静摩擦力与使物体产生相对运动趋势的外力密切相关，但与两接触面间的相互间的压力Fn无直接关系，依据物体的运动状态进行计算。

(2)物体处于平衡状态时（静止或匀速直线运动），利用力的平衡条件求解。

(3)若有加速度时，可由动力学规律建立方程求解

【例3】

物体静止在固定的斜面上，分别按图示的方向对物体施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上，B中F垂直于斜面向下，C中F竖直向上，D中F竖直向下，施力后物块仍然静止，则物体所受的静摩擦力增大的是（

）

二、滑动摩擦力的大小与方向

1.滑动摩擦力一定与物体间相对运动方向相反

2.计算公式：F=μFn，其中μ为动摩擦因素，它与材料，接触面粗糙程度有关，与运动的速度、接触面积无关。

【例5】

如图7所示，一质量不计的弹簧原长为10cm，一端固定于质量M=2kg

的物体上，另一端施一水平拉力F（g=10m/s2）

(1)

、若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当弹簧拉长至12cm时，物体恰好匀速运动，弹簧的劲度系数多大？

(2)

、若将弹簧拉长至11cm，物体所受到的摩擦力大小为多少？

(3)

、若将弹簧拉长至13cm，物体所受的摩擦力大小为多少？（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）

【例6】

如图8所示，一物体置于水平地面上，当用与水平方向成60度角的力F1拉物块时，物体做匀速直线运动；当改用与水平方向成30度角的力F2推物块时，物块仍做匀速直线运动，若F1和F2的大小相等，则物体与地面之间的动摩擦因素为（ ）

A. 3-1 B. 2-3

C. 3/2-1/2 D. 1-3/2

【例7】如图9所示，质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为θ的斜面上，P、Q之间的动摩擦因数为μ1，Q与斜面间的动摩擦因数为μ2，当他们从静止开始沿斜面加速下滑的时，两物体始终保持相对静止，则P受到的摩擦力大小为（ ）

A. 0 B. μ1mgcosθ

C. μ2mgcosθ D. (μ1+μ2)mgcosθ

【过手练习】

1.

如图10所示，有一个重力不计的方形容器，被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内注水，直到将容器刚好盛满为止，在此过程中容器始终保持静止，则下列说法中正确的是（

）

A. 容器受到的摩擦力不变

B. 容器受到的摩擦力逐渐减小

C. 水平力F可能不变

D. 水平力F必须逐渐增大

2.

装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出，如图11所示，则在匀加速拖出的过程中（

）

A.

材料与平台之间的接触面积逐渐减小，摩擦力逐渐减小

B.

材料与平台之间的相对速度逐渐增大，摩擦力逐渐增加

C.

平台对材料的支撑力逐渐减小，摩擦力逐渐减小

D.

材料与平台之间的动摩擦因数不变，支持力也不变，因而工人拉力也不变

3.

如图12所示，物体A放在倾斜的木板上，木板的倾角α为30°和45°时物体所受的摩擦力大小恰好相等，则物体和木板间的滑动摩擦力为（ ）

A. 1/2 B. 2/2 C. 3/2 D. 5/2 【拓展训练】

1.

如图19所示，水平面上有一重为40N的物体，受到F1=13N和F2=6N的水平力作用而保持静止，已知物体与水平面间的动摩擦因数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)

若只将F1撤去，物体受到的摩擦力的大小和方向

2.

如图20所示，在倾角为37°的固定斜面上静置一个质量为5kg的物体，物体与斜面间的动摩擦因数为0.8，求：

(1)

物体所受的摩擦力（sin37°=0.6，cos37°=0.8)；

(2)

若用原长为10cm，劲度系数为3.1×10³N/m的弹簧沿斜面向上拉物体，使之向上匀速运动，则弹簧的最终长度是多少？（g取10m/s²)

【出门检测】

1.

如图13所示，用水平力F推乙物体，使甲、乙、丙、丁四个完全相同的物体一起沿水平地面以相同的速度匀速运动，各物体受到摩擦力的情况是（

）

A.

甲物块受到一个摩擦力的作用

B. 乙物体受到两个摩擦力的作用

C. 丙物体受到两个摩擦力的作用

C. 丁物体没有受到摩擦力的作用

2.

如图14所示，质量为m的小物块以初速度V0沿足够长的固定斜面上滑，斜面倾角为θ，物体与该斜面间的动摩擦因素μ>tanθ，下图中表示该物体的速度V和所示摩擦力Ff随时间t变化的图线（以初速度V0的方向为正方向），可能正确的是（ ）

3.

如图15所示，质量为m1的木块在质量为m2的长木板上滑行，长木板与地面的动摩擦因数为μ1，木块与长木板间动摩擦因数为μ2，若长木板仍处于静止状态，则长木板受地面摩擦力大小一定为（ ）

A. μ1（m1+m2)g B. μ2m1g

C. μ1m1g D. μ1m1g+μ2m2g

【课后作业】

1.如图16所示，带有长方形盒子的斜劈A放在固定的斜面体C上，在盒子内放有光滑球B，B恰与盒子前、后壁P、Q点接触。若使斜劈A在斜面C上静止不动，则P、Q对球B无压力。以下说法不正确的是（

）

A.

若C的斜面光滑，斜劈A由静止释放，则Q点对球B有压力

B.

若C的斜面光滑，斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行，则P、Q对球B均无压力

C.

若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面匀速下滑，则P、Q对球B均无压力

D.

若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面加速下滑，则Q点对球B有压力

2.

一个质量为3kg的物体，被放置在倾角为α=37°、动摩擦因数为0.2的固定斜面上，下列选项中所示的四种情况下物体不能处于平衡状态的是（令最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s²)( )

3.

如图17所示，将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上，滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ。若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，则（ ）

A.

将滑块由静止释放，如果μ>tanθ，滑块将减速下滑

B.

给滑块沿斜面向下的初速度，如果μ

C.

用平行于斜面向上的力拉着滑块向上匀速滑动，如果μ=tanθ，拉力大小应是2mgsinθ

D.

用平行于斜面向下的力拉着滑块向下匀速滑动，如果μ=tanθ，拉力大小应是mgsinθ