摩擦力学案

2020-09-28 摩擦力教案高中高中摩擦力教案

俗话说，居安思危，思则有备，有备无患。高中教师在教学前就要准备好教案，做好充分的准备。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容，让高中教师能够快速的解决各种教学问题。优秀有创意的高中教案要怎样写呢？下面是小编精心为您整理的“摩擦力学案”，希望能为您提供更多的参考。

摩擦力学案
1．摩擦力
(1)定义：两个相互接触的物体，当它们发生________________或具有________________时，在接触面上产生阻碍________________或________________的力．
(2)分类：①________________；②________________.
(3)条件①物体接触且；②接触面；③物体间有或.
2．静摩擦力
(1)定义：两个只有________________，没有相对运动的物体间的摩擦力．
(2)产生条件：①两个物体直接接触且________________；②接触面________；③物体间有________________．
(3)大小：是可变的，变化范围为________________，其中Fmax为静摩擦力的最大值，叫________________．
(4)方向：与接触面________并且与物体间________运动趋势方向________．
3．滑动摩擦力
(1)定义：两个相互接触的物体，当发生__________________时，在接触面间产生的阻碍物体________________的力叫滑动摩擦力．
(2)产生条件：①两物体直接接触且________________；②接触面________；③发生_______．
(3)大小：滑动摩擦力F的大小与物体间________________________FN的大小成正比，即F＝μFN，式中μ为比例系数，叫____________，其大小与接触面的材料和粗糙程度有关，而与受力面积、物体运动的速度等因素无关．
(4)方向：与接触面________并且与物体间________________的方向相反.
一、静摩擦力
[问题情境]
图1
我们先来做个小实验，体验一下摩擦力．
把木块放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，如图1所示．
(1)当测力计的示数为1N时，木块没有动．
(2)逐渐增大拉力到2N时，木块仍静止．
(3)继续增大拉力到4N时，木块开始移动，此时拉力突然变小到3.8N，此后木块匀速运动，拉力不变．
请对以上三种现象作出分析．

[要点提炼]
1．两个相互接触挤压而保持相对静止的物体，当它们之间存在相对运动趋势时，在它们的接触面上会产生阻碍物体间相对运动的力，这种力叫做________________．
2．使物体由静止开始运动的最小的水平拉力(或推力)，是物体所受静摩擦力的最大值，这个最大值叫做________________．
3．静摩擦力产生的条件：①物体____________且相互挤压；②接触面粗糙；③两物体间有相对运动趋势．
4．静摩擦力的大小与正压力无关，但最大静摩擦力的大小与正压力成____比．
5．静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反，即其效果是阻碍物体间的________运动．
[问题延伸]
图2
如图2所示，A、B两物体竖直叠放在水平面上，今用水平力F拉物体A，两物体一起匀速运动，试分析A、B所受静摩擦力的方向．
二、滑动摩擦力
[问题情境]
一辆汽车正在奔驰，司机突然发现前方有危险，于是立即紧急刹车．车终于停下，路面上留下两条清晰的刹车痕迹，你能解释车停止运动的真正原因吗？
[要点提炼]
1．滑动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上滑动的时候，会受到另一个物体______________的力，这种力叫做滑动摩擦力．
2．滑动摩擦力产生的条件
①接触面粗糙；②两物体相互接触且存在弹力；③两物体间有________________．
3．滑动摩擦力的方向
总是沿着__________________________，且与________________的方向相反．
4．滑动摩擦力的大小
滑动摩擦力跟________成正比，也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比．
公式：F＝μFN，μ为动摩擦因数，取决于两物体的________和接触面的________________，与接触面的面积________．
[问题延伸]
图3
如图3所示，物体A、B一起向右运动，速度分别为vA＝2m/s，vB＝1m/s.
请分析A、B两物体受到的滑动摩擦力的方向，并回答滑动摩擦一定阻碍物体的运动吗？
图4
例1有三个相同的物体叠放在一起，置于粗糙水平面上，物体之间不光滑，如图4所示．现用一水平力F作用在B物体上，物体仍保持静止，下列说法正确的是()
A．C受到地面的摩擦力大小为F，方向水平向左
B．A受到水平向右的摩擦力作用
C．B对C的摩擦力方向为水平向右
D．C和地面间无摩擦力的作用
变式训练1下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中，正确的是()
A．静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反
B．静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同
C．静摩擦力的方向可能与物体的运动方向垂直
D．静止的物体所受的静摩擦力一定为零
图5
例2如图5所示，一物体在动摩擦因数μ＝0.2的水平面上向左运动，物体质量为10kg，它在运动过程中还受到一个水平向右的大小为20N的拉力作用，则物体受到的摩擦力为()
A．0N
B．20N，水平向右
C．40N，水平向右
D．20N，水平向左
图6
变式训练2如图6所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力的作用，木块处于静止状态．其中F1＝10N，F2＝2N，若撤去力F1，则木块在水平方向受到的摩擦力为()
A．8N，方向向右B．6N，方向向右
C．2N，方向向右D．0
图7
例3质量为2kg的物体静止在水平地面上，如图7所示，物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，给物体一水平推力．(取g＝10N/kg)
(1)当推力大小为5N时，地面对物体的摩擦力是多大？
(2)当推力大小为12N时，地面对物体的摩擦力是多大？

拓展探究(1)物体运动后将推力变为20N，地面对物体的摩擦力多大？
(2)物体运动过程中突然把推力去掉，此时地面对物体的摩擦力多大？
【效果评估】
1．关于摩擦力，下列说法中正确的是()
A．两个接触的相对静止的物体间一定有摩擦力
B．受静摩擦作用的物体一定是静止的
C．滑动摩擦力方向可能与运动方向相同
D．物体间正压力一定时，静摩擦力的大小可以变化，但有一个限度
2．下列说法中正确的是()
A．两个相互接触的物体之间一定有弹力作用
B．一个物体静止在另一个物体的表面上，它们之间一定不存在摩擦力的作用
C．两个物体之间如果有弹力的作用，就一定有摩擦力的作用
D．两个物体之间如果有摩擦力的作用，就一定有弹力的作用
图8
3．如图8所示，用水平力F将同种材料不同质量的物体压到一竖直墙壁上，下列说法正确的是()
A．若物体保持静止，则F越大，物体所受摩擦力越大
B．若物体保持静止，则质量越大，物体所受摩擦力越小
C．若物体沿墙壁向下滑动，则F越大，物体所受摩擦力越大
D．若物体沿墙壁向下滑动，则质量越大，物体所受摩擦力越大
4．用一根长20cm，劲度系数为k＝200N/m的弹簧水平拉着放在水平桌面上的质量为1kg的木块，弹簧的长度逐渐伸长到22.4cm时木块开始运动，当弹簧的长度为21.7cm时，木块在桌面上做匀速直线运动．则：
(1)木块受到的最大静摩擦力多大？静摩擦力的变化范围怎样？

(2)木块和桌面间的动摩擦因数是多少？

(3)木块滑动过程中，当弹簧的长度小于或大于21.7cm时滑动摩擦力如何变化？

参考答案
课前自主学习
1．(1)相对运动相对运动趋势相对运动相对运动趋势(2)①静摩擦力②滑动摩擦力
(3)①相互挤压②粗糙③相对运动相对运动趋势
2．(1)相对运动趋势(2)①相互挤压②粗糙③相对运动趋势(3)0F静≤Fmax最大静摩擦力(4)相切相对相反
3．(1)相对滑动相对运动(2)①相互挤压②粗糙③相对滑动(3)相互挤压的弹力动摩擦因数(4)相切相对滑动
核心知识探究
一、
[问题情境]
(1)当拉力为1N时，木块有相对桌面运动趋势，但没有动，是因为木块除受1N的拉力外，还受到桌面对它的一个力的作用，这个力与1N的拉力大小相等，方向相反．
(2)当拉力增大到2N时，木块仍静止，但它相对桌面运动的趋势更加“强烈”，此时桌面对木块的作用力为2N.
(3)当拉力增大到4N时，木块开始移动，说明“4N的力”是使木块开始运动所需的最小力，此时桌面对木块的力也为4N．木块运动起来以后，拉力变为3.8N，这个力是保证木块匀速运动所需要的力．
[要点提炼]
1．静摩擦力
2．最大静摩擦力
3．接触
4．正
5．相对
[问题延伸]
A受向左的静摩擦力，B受向右的静摩擦力；A受静摩擦力是阻力，B受静摩擦力是动力．
二、
[问题情境]
路面给车一个摩擦力，使车停止运动．
[要点提炼]
1．阻碍它滑动
2．③相对运动
3．接触面的切线方向相对运动
4．压力材料粗糙程度无关
[问题延伸]
如果以A为参考系，则B相对于A向左运动，所以B受到A向右的滑动摩擦力，可见，物体的相对运动方向和实际运动方向有时并不相同．还可以看出A给B的滑动摩擦力与B的实际运动方向相同，促进B的运动而不是阻碍B的运动．
解题方法探究
例1AC[在选项A中，以A、B、C三者的整体为研究对象，此整体在水平方向上受平衡力的作用，因此C受到地面的摩擦力等于拉力F，方向向左，A项正确，D项错误；在选项B中，以A为研究对象，A不受摩擦力，否则A不能平衡，B项错误；选项C中，B对C的摩擦力与C对B的摩擦力大小相等，方向相反．由此可知，B对C的摩擦力大小等于F，方向水平向右，C项正确．]
变式训练1C
[静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势的方向相反，而物体相对运动趋势的方向可能与物体运动的方向相同(例如：与传送带相对静止，随传送带一起加速运动的物体)，也可能与物体运动方向相反(例如：与传送带相对静止，随传送带一起减速运动的物体)，还可能与物体运动方向垂直(例如：随车厢一起做加速运动的车厢后壁上相对于车厢静止的物体，如图所示)．静止的物体所受静摩擦力不一定为零(例如：用力推静止在地面上的木箱但未推动)，故A、B、D项错误，C项正确．]
例2B[研究摩擦力时：(1)首先要根据实际情况判断、分析究竟是静摩擦力还是滑动摩擦力；(2)如果是滑动摩擦力，就要分析滑动面上压力的大小，用公式计算；(3)如果是静摩擦力，就要分析物体所受到的其他力，根据物体所处的运动状态，通过列力学方程求解．
根据滑动摩擦力公式F＝μFN可以得到：摩擦力等于20N，其方向水平向右．选B.]
变式训练2C[未撤去F1前，木块静止，说明木块所受的静摩擦力大小F静＝F1－F2＝8N，方向向左．也说明了最大静摩擦力F静max≥8N．当撤去F1后，在F2作用下木块有向左运动的趋势，地面给木块的静摩擦力方向变为向右，因F2＝2N，小于最大静摩擦力，故木块仍保持静止，因而正确选项为C.]
例3(1)5N(2)10N
解析在地面上，FN＝mg，则滑动摩擦力(最大静摩擦力Fmax)大小为Fmax＝μFN＝μmg＝0.5×2×10N＝10N.
(1)当拉力F＝5N时，FFmax，物体静止，则由二力平衡知：F静＝F＝5N.
(2)当拉力F＝12N时，FFmax，物体滑动．则F滑＝μFN＝μmg＝10N.
拓展探究(1)10N(2)10N
效果评估
1．CD2.D
3．C[物体静止时，物体受静摩擦力，大小等于其重力，与水平力F无关，物体质量越大，所受摩擦力越大，故A、B错．物体向下滑动时，受到滑动摩擦力作用，大小为Ff＝μFN＝μF，故F越大，摩擦力越大，且与物体的质量无关，C对，D错．]
4．(1)4.8N0～4.8N(2)0.34(3)大小不变

延伸阅读

摩擦力-

教学目标

知识目标
1、知道摩擦力产生的条件；
2、能在简单的问题中，根据物体的运动状态，判断静摩擦力的有无、大小和方向；知道存在着最大静摩擦力；
3、掌握动摩擦因数，会在具体问题中计算滑动摩擦力，掌握判定摩擦力方向的方法；
4、知道影响动摩擦因数的因素；

能力目标
1、通过观察演示实验，概括出摩擦力产生的条件以及摩擦力的特点，培养学生的观察、概括能力．通过静摩擦力与滑动摩擦力的区别对比，培养学生的分析综合能力．

情感目标
渗透物理方法的教育．在分析物体所受摩擦力时，突出主要矛盾，忽略次要因素及无关因素，总结出摩擦力产生的条件和规律．

教学建议

一、基本知识技能：
1、两个互相接触且有相对滑动或的物体，在它们的接触面上会产生阻碍相对运动的摩擦力，称为滑动摩擦力；
2、两个物体相互接触，当有相对滑动的趋势，但又保持相对静止状态时，在它们接触面上出现的阻碍相对滑动的作用力
3、两个物体间的滑动摩擦力的大小跟这两个物体接触面间的压力大小成正比．
4、动摩擦因数的大小跟相互接触的两个物体的材料有关．
5、摩擦力的方向与接触面相切，并且跟物体相对运动或相对运动趋势相反．
6、静摩擦力存在最大值——最大静摩擦力．

二、重点难点分析：
1、本节课的内容分滑动摩擦力和静摩擦力两部分．重点是摩擦力产生的条件、特性和规律，通过演示实验得出关系．
2、难点是在理解滑动摩擦力计算公式时，尤其是理解水平面上运动物体受到的摩擦力时，学生往往直接将重力大小认为是压力大小，而没有分析具体情况．

教法建议

一、讲解摩擦力有关概念的教法建议

介绍滑动摩擦力和静摩擦力时，从基本的事实出发，利用二力平衡的知识使学生接受摩擦力的存在．由于摩擦力的内容是本节的难点，所以在讲解时不要求“一步到位”，关于摩擦力的概念可以通过实验、学生讨论来理解．

1、可以让学生找出生活和生产中利用摩擦力的例子；

2、让学生思考讨论，如：

（1）、摩擦力一定都是阻力；

（2）、静止的物体一定受到静摩擦力；

（3）、

运动的物体不可能受到静摩擦力；

主要强调：摩擦力是接触力，摩擦力是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势的，但不一定阻碍物体的运动，即在运动中也可以充当动力，如传送带的例子．

二、有关讲解摩擦力的大小与什么因素有关的教法建议

1、滑动摩擦力的大小，跟相互接触物体材料及其表面的光滑程度有关；跟物体间的正压力有关；但和接触面积大小无关．注意正压力的解释．
2、滑动摩擦力的大小可以用公式：，动摩擦因数跟两物体表面的关系，并不是表面越光滑，动摩擦因数越小．实际上，当两物体表面很粗糙时，由于接触面上交错齿合，会使动摩擦因数很大；对于非常光滑的表面，尤其是非常清洁的表面，由于分子力起主要作用，所以动摩擦因数更大，表面越光洁，动摩擦因数越大．但在力学中，常称“物体表面是光滑的”这是忽略物体之间的摩擦力的一种提法，实际上是一种理想化模型，与上面叙述毫无关系．

3、动摩擦因数()是一个无单位的物理量，它能直接影响物体的运动状态和受力情况．

4、静摩擦力的大小，随外力的增加而增加，并等于外力的大小．但静摩擦力不能无限度的增大，而有一个最大值，当外力超过这个最大值时，物体就要开始滑动，这个最大限度的静摩擦力叫做最大静摩擦力()．实验证明，最大静摩擦力由公式所决定，叫做静摩擦因数，

为物体所受的正压力．摩擦力的大小变化随着外力的变化关系如图：滑动摩擦力的大小小于最大静摩擦力，但一般情况下认为两者相等．

摩擦力

【要点导学】
1．两个物体相互接触，当有相对滑动的趋势，但又保持相对静止状态时，在它们接触面上出现的阻碍相对滑动的静摩擦力。
（1）产生条件：两物体必须接触且接触面粗糙；有正压力；有相对滑动趋势
（2）静摩擦力方向：沿接触面且与相反。
静摩擦力大小：随外力的变化而变化。一般与迫使物体发生相对运动的外力（或沿着接触面的分量）大小相等。
（3）静摩擦力有一个最大值，它是物体即将开始相对滑动时的静摩擦力，即最大静摩擦力。
2．两个互相接触且有相对滑动的物体，在它们的接触面上会产生阻碍相对运动的摩擦力，称为滑动摩擦力。
（1）产生条件：；；。
(2)滑动摩擦力方向：沿接触面且与相反。
(3)滑动摩擦力的大小：滑动摩擦力的大小与两物体间的压力成正比，即Ff=μFN，其中μ为动摩擦因数，无单位，它与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关，而与物体间的相对速度的大小、接触面的大小、压力的大小无关。

【范例精析】
例1．关于摩擦力的说法，下列说法中正确的是（）
A.两个接触的相对静止的物体间一定有摩擦力
B.受静摩擦作用的物体一定是静止的
C.滑动摩擦力方向一定与运动方向相反
D.物体间正压力一定时，静摩擦力的大小可以变化，但有一个限度

解析：两个相对静止的物体间不一定有静摩擦力，还要看它们间是否有相对滑动趋势。例如静止在水平地面上的汽车，它们之间就没有静摩擦力。受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，例如与倾斜的匀速运动的输送带相对静止的物体，物体与输送带之间有相对滑动的趋势，所以有静摩擦力存在，但物体并不是静止的。产生静摩擦力时只要与接触面相对静止就行了。上述的输送带如突然加速，物体就可能受到与运动方向一致的滑动摩擦力。所以A、B、C三个选项都是错的。在正压力一定时，静摩擦力的大小可以因外力的变化而变化，但不能超过最大静摩擦力，这就是一个限度。本题目正确的选项是D。

拓展：（1）不管静摩擦还是滑动摩擦力的方向，都要注意与接触面的“相对性”
（2）值得注意的是，正压力变化时静摩擦力不一定变化，但最大静摩擦力肯定变化。

例2要使木块在水平木桌上滑动受到的摩擦力小些，下列措施中有效的是（）
A.将木块和木桌的接触面刨光滑些B.在木桌表面上垫一张平整的铁皮
C.使木块的滑动速度增大D.减小木块与桌面的接触面积

解析：影响滑动摩擦力大小的因素有两个，一是正压力的大小，二是动摩擦因数。本题中正压力不变，只要考虑动摩擦因数的大小。动摩擦因数的大小与接触面的光滑程度和接触面的材料有关，A选项正确。根据教材的表格，木与木之间的动摩擦因数是0.3，而木与金属之间的动摩擦因数为0.2，所以B选项正确。动摩擦因数与运动速度无关（汽车刹车时路面摩擦因数改变是因为温度变化）所以C选项错误。动摩擦因数与接触面积无关，D选项错误。本题目正确选项为AB。

拓展：正因为动摩擦因数与接触面积的大小无关，所以一块匀质长木板在水平桌面上滑动时，在它伸出桌面的长度小于总长度的1/2的情况下，木板所受滑动摩擦力不变。
例3如图3－3－1所示，用50N的水平推力F将重24N的物块压在竖直墙面上，物块沿墙面下滑，物块与墙面间的动摩擦因数μ=0.4，求：墙面对物块的摩擦力大小。
解析：由题意可知，物块与墙面间存在滑动摩擦力，物块与墙面间存在相互作用力，即：墙面对物块的弹力和物块对墙面的压力，它们大小相等。而水平推力与墙面对物块的弹力相平衡，故物块对墙面的压力大小与水平推力大小相等，即：FN=50N，根据Ff=μFN可得：Ff=0.4×50N=20N。

拓展：有同学误认为物块对墙面的压力大小FN与物体的重力大小相等，这完全是没有真正理解正压力的含义，而是死记住初中阶段学习摩擦力时，压力大小等于重力大小这类简单问题。如图3－3－2所示，甲、乙、丙三个物体的质量相等，与地面的动摩擦因数相同，受到三个大小相同的作用力，当它们滑动时，受到的摩擦力大小的情况，下列说法正确的是：（）
A．甲、乙、丙三个物体所受摩擦力大小相等
B．甲受到的摩擦力最大
C．乙受到的摩擦力最大
D．丙受到的摩擦力最大
由于F‘N乙＞F’N丙＞F‘N甲
故物块所受滑动摩擦力大小关系：Ff乙Ff丙Ff甲，选项C正确。
【能力训练】
1当一个物体在另一个物体的表面上________另一个物体______时,要受到另一个物体阻碍它__________的力，这种力叫做滑动摩擦力，研究滑动摩擦力时我们选择的参考系是相互滑动的两物体中我们认为________的那个物体,滑动摩擦力的方向总是与___________方向相反.相对于，滑动，相对滑动，静止,相对滑动
2.滑动摩擦力的大小可以用公式Ff=μFN，其中FN叫做_______,它属于_______,方向与接触面______；叫做_____________,它与接触面的_______及_________有关.压力，弹力，垂直；动摩擦因数，材料，粗糙程度
3.产生静摩擦力的条件是_______、________、___________.静摩擦力的方向总是与_________________________相反,静摩擦力的大小可以在____________范围内变化.有弹力、并且有相对滑动的趋势,相对滑动趋势的方向,零到最大静摩擦力
4．如图3－3－3所示，用力F将质量为1kg的物体压在竖直墙上，F=50N．方向垂直于墙，若物体匀速下滑，物体受到的摩擦力是______N，动摩擦因数是______，若物体静止不动，它受到的静摩擦力是______N，方向______．若撤去力F，当铁块沿着墙壁自由下落时，铁块受到的滑动摩擦力(g＝10N/kg)10,0.2,10竖直向上，0
5.关于摩擦力,下列说法正确的是(A)
A.物体受到摩擦力作用时,一定受到弹力作用
B.只有运动的物体才能受到滑动摩擦力作用
C.具有相对运动的两物体间一定存在滑动摩擦力作用
D.摩擦力的方向与物体运动方向相反
6下列关于摩擦力的说法正确的是(D)
A.摩擦力的方向总与物体的运动方向相反
B摩擦力的大小与相应的正压力成正比
C.运动着的物体不可能受静摩擦力作用,只能受滑动摩擦力作用
D.静摩擦力的方向与接触物体相对运动的趋势方向相反
7关于动摩擦因数μ,下列说法正确的是(D)
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.增大两物体的接触面积,则两物体间的动摩擦因数增大
C.增大两物体间的正压力,则两物体间的动摩擦因数增大
D.两物体的材料一定,两物体间的动摩擦因数决定于两接触面的粗糙程度
8．物体与支持面间有滑动摩擦力时，下列说法中正确的是（D）
A．物体与支持面间的压力越大，滑动摩擦力就越大；
B．物体与支持面间的压力不变，动摩擦因数一定，速度越大，滑动摩擦力就越大；
C．物体与支持面间的压力不变，动摩擦因数一定，接触面越大，滑动摩擦力就越大；
D．物体与支持面的压力一定，材料越粗糙，滑动摩擦力就越大．
9如图3－3－4所示，木块质量为m，跟水平桌面的动摩擦因数为μ，受水平向右的力F的作用匀速运动，从物体到边缘开始，到物体下落为止，在此过程中物体保持匀速运动，下列说法正确的是(C)
A．推力F因物体悬空部分越来越大而变小
B．推力F在物体下落前会变为原来的1/2
C．推力F始终是μmg
D．因接触面变小，动摩擦因数μ会变大
10．如图3－3－5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的大小为10N的拉力作用，则物体受到的滑动摩擦力为（g＝10N/kg）（D）
Ａ．10N，向右Ｂ．10N，向左Ｃ．20N，向右Ｄ．20N，向左
11、马拉着自重600N的雪橇在水平冰面上做匀速直线运动，马需用水平拉力18N．如在雪橇上载货500kg，马要用多大的水平力可使雪橇仍做匀速直线运动？雪橇和冰面间的动摩擦因数为多少？1680.03
12水平地面上放一个重为200N的铁块，铁块与地面间的最大静摩擦力大小为63N，铁块与地面间动摩擦因数为0.3，一个人用水平方向的力推静止的铁块，试求下列各种情况下铁块所受的摩擦力的大小：
⑴物体静止时，用F=50N的向右推力；50N
⑵物体静止时，用F=80N的向右推力；63N
⑶物体以10m/s的初速度向左，用F=62N的推力向右60N

摩擦力导学案

老师会对课本中的主要教学内容整理到教案课件中，到写教案课件的时候了。将教案课件的工作计划制定好，才能够使以后的工作更有目标性！你们清楚有哪些教案课件范文呢？为满足您的需求，小编特地编辑了“摩擦力导学案”，欢迎阅读，希望您能够喜欢并分享！

3.3《摩擦力》学案新人教版必修1.
学习目标:
知道滑动摩擦产生的条件，会正确判断滑动摩擦力的方向。
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。
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。
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。
学习重点:1．滑动摩擦力产生的条件及规律，并会用F摩＝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。
学习难点:
1．正压力FN的确定。
2．静摩擦力的有无、大小的判定。
主要内容:
一、摩擦力
一个物体在另一个物体上滑动时，或者在另一个物体上有滑动的趋势时我们会感到它们之间有相互阻碍的作用，这就是摩擦，这种情况下产生力我们就称为摩擦力。固体、液体、气体的接触面上都会有摩擦作用。
二、滑动摩擦力
产生：一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体发生相对滑动时，另一个物体阻碍它相对滑动的力称为滑动摩擦力。
产生条件：相互接触、相互挤压、相对运动、表面粗糙。
①两个物体直接接触、相互挤压有弹力产生。
摩擦力与弹力一样属接触作用力，但两个物体直接接触并不挤压就不会出现摩擦力。挤压的效果是有压力产生。压力就是一个物体对另一个物体表面的垂直作用力，也叫正压力，压力属弹力，可依上一节有关弹力的知识判断有无压力产生。
②接触面粗糙。当一个物体沿另一物体表面滑动时，接触面粗糙，各凹凸不平的部分互相啮合，形成阻碍相对运动的力，即为摩擦力。凡题中写明“接触面光滑”、“光滑小球”等，统统不考虑摩擦力(“光滑”是一个理想化模型)。
③接触面上发生相对运动。
特别注意：“相对运动”与“物体运动”不是同一概念，“相对运动”是指受力物体相对于施力物体(以施力物体为参照物)的位置发生了改变；而“物体的运动”一般指物体相对地面的位置发生了改变。
3．方向：总与接触面相切，且与相对运动方向相反。
这里的“相对”是指相互接触发生摩擦的物体，而不是相对别的物体。滑动摩擦力的方向跟物体的相对运动的方向相反，但并非一定与物体的运动方向相反。
【例一】如图，某时刻木块正在以3m/s的速度在以5m/s速度向右传送的传送带上向右运动，试判断：
木块的运动方向。
木块相对于传送带的运动方向。
木块所受滑动摩擦力的方向。
4．大小：与压力成正比F＝μFN
压力FN与重力G是两种不同性质的力，它们在大小上可以相等，也可以不等，也可以毫无关系，用力将物块压在竖直墙上且让物块沿墙面下滑，物块与墙面间的压力就与物块重力无关，不要一提到压力，就联想到放在水平地面上的物体，认为物体对支承面的压力的大小一定等于物体的重力。
②μ是比例常数，称为动摩擦因数，没有单位，只有大小，数值与相互接触的______、接触面的______程度有关。在通常情况下，μ1。
③计算公式表明：滑动摩擦力F的大小只由μ和FN共同决定，跟物体的运动情况、接触面的大小等无关。
5．滑动摩擦力的作用点：在两个物体的接触面上的受力物体上。
【例二】在东北的林场中，冬季常用马拉的雪橇运木材，雪橇有两个与冰面接触的钢制滑板．如果冰面是水平的，雪橇和所装的木材的总质量是5.0t（吨），滑板与冰面间的动摩擦因数是0.027，马要在水平方向上用多大的力才能拉着雪橇在冰道上匀速前进？

问题：1.相对运动和运动有什么区别？请举例说明。
2．压力FN的值一定等于物体的重力吗？请举例说明。
3．滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积有关吗？
4．滑动摩擦力的大小跟物体间相对运动的速度有关吗？
三、静摩擦力
产生：两个物体满足产生摩擦力的条件，有相对运动趋势时，物体间所产生的阻碍相对运动趋势的力叫静摩擦力。
产生条件：
①两物体直接接触、相互挤压有弹力产生；
②接触面粗糙；
③两物体保持相对静止但有相对运动趋势。
所谓“相对运动趋势”，就是说假设没有静摩擦力的存在，物体间就会发生相对运动。比如物体静止在斜面上就是由于有静摩擦力存在；如果接触面光滑．没有静摩擦力，则由于重力的作用，物体会沿斜面下滑。
跟滑动摩擦力条件的区别是：
大小：两物体间实际发生的静摩擦力F在零和最大静摩擦力Fmax之间
0＜F≤Fmax
实际大小可根据二力平衡条件判断。
方向：总跟接触面相切，与相对运动趋势相反
①所谓“相对运动趋势的方向”，是指假设接触面光滑时，物体将要发生的相对运动的方向。比如物体静止在粗糙斜面上，假没没有摩擦，物体将沿斜面下滑，即物体静止时相对(斜面)运动趋势的方向是沿斜面向下，则物体所受静摩擦力的方向沿斜面向上，与物体相对运动趋势的方向相反。
②判断静摩擦力的方向可用假设法。其操作程序是：
A．选研究对象----受静摩擦力作用的物体；
B．选参照物体----与研究对象直接接触且施加静摩擦力的物体；
C．假设接触面光滑，找出研究对象相对参照物体的运动方向即相对运动趋势的方向
D．确定静摩擦力的方向一一与相对运动趋势的方向相反
③静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反，但并非一定与物体的运动方向相反。
5．静摩擦力的作用点：在两物体的接触面受力物体上。
【例三】下述关于静摩擦力的说法正确的是：（）
A.静摩擦力的方向总是与物体运动方向相反；
B．静摩擦力的大小与物体的正压力成正比；
C．静摩擦力只能在物体静止时产生；
D．静摩擦力的方向与接触物体相对运动的趋势相反．
【例四】用水平推力F把重为G的黑板擦紧压在竖直的墙面上静止不动，不计手指与黑板擦之间的摩擦力，当把推力增加到2F时，黑板擦所受的摩擦力大小是原来的几倍？

四、滑动摩擦力和静摩擦力的比较
滑动摩擦力静摩擦力符号及单位
产生原因表面粗糙有挤压作用的物体间发生相对运动时表面粗糙有挤压作用的物体间具有相对运动趋势时摩擦力用f表示
单位：牛顿
简称：牛
符号：N
大小f=μN始终与外力沿着接触面的分量相等
方向与相对运动方向相反与相对运动趋势相反

问题：1.摩擦力一定是阻力吗？
2．静摩擦力的大小与正压力成正比吗？
3．最大静摩擦力等于滑动摩擦力吗？

课堂训练:
1．关于滑动摩擦力，下列说法正确的是：（）
A、物体在支持面上的滑动速度越大，滑动摩擦力也一定越大；
B、滑动摩擦力的方向一定与物体相对支持面的滑动方向相反；
C、接触面的滑动摩擦系数越大，滑动摩擦力也越大；
D、滑动摩擦力的方向与物体运动方向相反。
2．用100N的力在水平方向匀速推动重500N的箱子，那么接触面的滑动摩擦力是多大？μ值为多大？
3．重100N的物体，静止在粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0．2，当物体受到一个大小为10N，方向水平向右的力作用时，水平面对物体的摩擦力大小和方向是：（）
A．10N，水平向左；B．10N，水平向右；
C．20N，水平向左；D．20N，水平向右．
4．如图，木块放在水平桌面上，在水平方向其受到三个力即F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中F1=10N，F2=2N。此时水平桌面对木块的静摩擦力为多少？方向如何？若撤去力F1，木块将怎样运动，桌面对木块的摩擦力将如何变化？

课后作业:
1．下列关于摩擦力的说法中错误的是()
A．两个相对静止物体间一定有静摩擦力作用．B．受静摩擦力作用的物体一定是静止的．
C．静摩擦力对物体总是阻力．D．有摩擦力一定有弹力
2．下列说法中不正确的是()
A．物体越重，使它滑动时的摩擦力越大，所以摩擦力与物重成正比．
B.由μ=f/N可知,动摩擦因数与滑动摩擦力成正比,与正压力成反比．
C．摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反．
D．摩擦力总是对物体的运动起阻碍作用．
3．如图所示，一个重G=200N的物体，在粗糙水平面上向左运动，物体和水平面间的摩擦因数μ=0.1，同时物体还受到大小为10N、方向向右的水平力F作用，则水平面对物体的摩擦力的大小和方向是()
A．大小是10N，方向向左．B．大小是10N，方向向右．
C．大小是20N，方向向左．D．大小是20N，方向向右．
4．粗糙的水平面上叠放着A和B两个物体，A和B间的接触面也是粗糙的，如果用水平力F拉B，而B仍保持静止，则此时()
A．B和地面间的静摩擦力等于F，B和A间的静摩擦力也等于F．
B．B和地面间的静摩擦力等于F，B和A间的静摩擦力等于零．
C．B和地面间的静摩擦力等于零，B和A间的静摩擦力也等于零．
D．B和地面间的静摩擦力等于零，B和A间的静摩擦力等于F．
5．一木块重G=30N，按图中四种方法放置时施加的外力分别为F1=10N，F2=20N，F3=30N，F4=40N，则木块与接触面之间的压力分别为N1=______，N2=______，N3＝______，N4=______．
6．在水平桌面上放一块重G=200N的木块，木块与桌面间的动摩擦因数μ=0.2，设桌面对木块的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，则分别用水平拉力F1=15N、F2=30N、F3=80N拉木块时，木块受到的摩擦力分别为f1=______，f2=______，f3=______．
7．一块长l、质量为m的均匀木板，放在水平桌面上，木板与桌面间动摩擦因数为μ．当木板受到水平推力F向右运动伸出桌面1／3时，木板受到的摩擦力等于______．
*8．如图所示，A、B两物体均重G=10N，各接触面间的动摩擦因数均为μ=0.3，同时有F=1N的两个水平力分别作用在A和B上，则地面对B的摩擦力等于______，B对A的摩擦力等于______．
*9．如图所示，在两块相同的竖直木板A、B间有重为30N的物体．用两个大小均为F=100N的水平力压木板，物体与两木板间的动摩擦因数均为f=0.2．求：
(1)当物体不动时，物体与木板A间的摩擦力大小是多少?
(2)若用竖直向上的力将物体拉出来，所需拉力的最小值是多少?

阅读材料:从经典力学到相对论的发展
在以牛顿运动定律为基础的经典力学中，空间间隔(长度)S、时间t和质量m这三个物理量都与物体的运动速度无关。一根尺静止时这样长，当它运动时还是这样长；一只钟不论处于静止状态还是处于运动状态，其快慢保持不变；一个物体静止时的质量与它运动时的质量一样。这就是经典力学的绝对时空观。到了十九世纪末，面对高速运动的微观粒子发生的现象，经典力学遇到了困难。在新事物面前，爱因斯坦打破了传统的绝对时空观，于1905年发表了题为《论运动物体的电动力学》的论文，提出了狭义相对性原理和光速不变原理，创建了狭义相对论。狭义相对论指出：长度、时间和质量都是随运动速度变化的。长度、时间和质量随速度变化的关系可用下列方程来表示：,（通称“尺缩效应”）、（通称“钟慢效应”）、（通称“质—速关系”）
上列各式里的v是物体运动的速度，C是真空中的光速，l0和l分别为在相对静止和运动系统中沿速度v的方向测得的物体长度；t0和t分别为在相对静止和运动系统中测得的时间；m0和m分别为在相对静止和运动系统中测得的物体质量。
但是，当宏观物体的运动速度远小于光速时(v＜＜C)，则上面的一些结果就变为l≈l0、t≈t0、m≈m0，因而对于宏观低速运动的物体，使用牛顿定律来处理问题，还是足够精确的。
继狭义相对论之后，1915年爱因斯坦又建立了广义相对论，指出空间——时间不可能离开物质而独立存在，空间的结构和性质取决于物体的分布，使人类对于时间、空间和引力现象的认识大大深化了。“狭义相对论”和“广义相对论”统称为相对论。

重力、弹力、摩擦力复习学案

第三章相互作用
§3.1重力、弹力、摩擦力复习学案
【学习目标】
1、知道重力是物体在地球表面附近所受到的地球对它的引力及重心的概念。
2、理解弹力的产生条件和方向的判断，及弹簧的弹力的大小计算。
3、理解摩擦力的产生条件和方向的判断，及摩擦的大小计算。
【自主学习】
阅读课本理解和完善下列知识要点
一、力的概念
1．力是。
2．力的物质性是指。
3．力的相互性是，施力物体必然是受力物体，力总是成对的。
4．力的矢量性是指，形象描述力用。
5．力的作用效果是或。
6．力可以按其和分类。
举例说明：
二、重力
1．概念:
2．产生条件:
3．大小:G=mg(g为重力加速度，它的数值在地球上的最大，最小；在同一地理位置，离地面越高，g值。一般情况下，在地球表面附近我们认为重力是恒力。
4．方向:。
5．作用点—重心：质量均匀分布、有规则形状的物体重心在物体的，物体的重心物体上（填一定或不一定）。
质量分布不均或形状不规则的薄板形物体的重心可采用粗略确定。
三、弹力
1．概念:
2．产生条件（1）；
（2）。
3．大小：（1）与形变有关，一般用平衡条件或动力学规律求出。
（2）弹簧弹力大小胡克定律：f=kx
式中的k被称为，它的单位是，它由决定；式中的x是弹簧的。
4．方向：与形变方向相反。
（1）轻绳只能产生拉力，方向沿绳子且指向的方向；
（2）坚硬物体的面与面，点与面接触时，弹力方向接触面（若是曲面则是指其切面），且指向被压或被支持的物体。
（3）球面与球面之间的弹力沿
，且指向。
（四）、摩擦力
1．产生条件：（1）两物体接触面；②两物体间存在；
（2）接触物体间有相对运动（摩擦力）或相对运动趋势（摩擦力）。
2．方向：（1）滑动摩擦力的方向沿接触面和相反，与物体运动方向相同。
（2）静摩擦力方向沿接触面与物体的相反。可以根据平衡条件或牛顿运动定律判断。
3．大小：
（1）滑动摩擦力的大小:f=μN式中的N是指，不一定等于物体的重力；式中的μ被称为动摩擦因数，它的数值由决定。
（2）静摩擦力的大小:0f静≤fm除最大静摩擦力以外的静摩擦力大小与正压力关，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，与正压力成比；静摩擦力的大小应根据平衡条件或牛顿运动定律来进行计算。
【典型例题】

【例1】如图所示，光滑但质量分布不均匀的小球的球心在O点，重心在P点，静止在竖直墙和桌边之间。试画出小球所受弹力。
【例2】如图所示，重力不可忽略的均匀杆被细绳拉住而静止，试画出杆所受的弹力。

【例3】如图所示，两物体重力分别为G1、G2，两弹簧劲度系数分别为k1、k2，弹簧两端与物体和地面相连。用竖直向上的力缓慢向上拉G2，最后平衡时拉力F=G1+2G2，求该过程系统重力势能的增量。
解析：关键是搞清两个物体高度的增量Δh1和Δh2跟初、末状态两根弹簧的形变量Δx1、Δx2、Δx1/、Δx2/间的关系。
无拉力F时Δx1=(G1+G2)/k1，Δx2=G2/k2，（Δx1、Δx2为压缩量）
加拉力F时Δx1/=G2/k1，Δx2/=(G1+G2)/k2，（Δx1/、Δx2/为伸长量）
而Δh1=Δx1+Δx1/，Δh2=(Δx1/+Δx2/)+(Δx1+Δx2)
系统重力势能的增量ΔEp=G1Δh1+G2Δh2
整理后可得：
【例4】如图所示，用跟水平方向成α角的推力F推重量为G的木块沿天花板向右运动，木块和天花板间的动摩擦因数为μ，求木块所受的摩擦力大小。
解析：由竖直方向合力为零可得FN=Fsinα-G，因此有：f=μ(Fsinα-G)
【例5】如图所示，A、B为两个相同木块，A、B间最大静摩擦力Fm=5N，水平面光滑。拉力F至少多大，A、B才会相对滑动？
解析：A、B间刚好发生相对滑动时，A、B间的相对运动状态处于一个临界状态，既可以认为发生了相对滑动，摩擦力是滑动摩擦力，其大小等于最大静摩擦力5N，也可以认为还没有发生相对滑动，因此A、B的加速度仍然相等。分别以A和整体为对象，运用牛顿第二定律，可得拉力大小至少为F=10N
点评：研究物理问题经常会遇到临界状态。物体处于临界状态时，可以认为同时具有两个状态下的所有性质。
【例6】小车向右做初速为零的匀加速运动，物体恰好沿车后壁匀速下滑。试分析下滑过程中物体所受摩擦力的方向和物体速度方向的关系。
解析：物体受的滑动摩擦力始终和小车的后壁平行，方向竖直向上，而物体相对于地面的速度方向不断改变（竖直分速度大小保持不变，水平分速度逐渐增大），所以摩擦力方向和运动方向间的夹角可能取90°和180°间的任意值。
点评：由上面的分析可知：无明显形变的弹力和静摩擦力都是被动力。就是说：弹力、静摩擦力的大小和方向都无法由公式直接计算得出，而是由物体的受力情况和运动情况共同决定的。
【针对训练】
1．下列关于力的说法，正确的是()
A．两个物体一接触就会产生弹力
B．物体的重心不一定在物体上
C．滑动摩擦力的方向和物体运动方向相反
D．悬挂在天花板上的轻质弹簧在挂上重2N的物体后伸长2cm静止，那么这根弹簧伸长1cm后静止时，它的两端各受到1N的拉力
2．如图所示，在粗糙的水平面上叠放着物体A和B，A和B间的接触面也是粗糙的，如果用水平拉力F拉A，但A、B仍保持静止，则下面的说法中正确的是（）。
A．物体A与地面间的静摩擦力的大小等于F
B．物体A与地面的静摩擦力的大小等于零
C．物体A与B间的静摩擦力的大小等于F
D．物体A与B间的静摩擦力的大小等于零
3．关于两物体之间的弹力和摩擦力，下列说法中正确的是()
A．有摩擦力一定有弹力
B．摩擦力的大小与弹力成正比
C．有弹力一定有摩擦力
D．弹力是动力，摩擦力是阻力
4．如上图所示，用水平力F将物体压在竖直墙壁上，保持静止状态，物体所受的摩擦力的大小()
A．随F的增大而增大B．随F的减少而减少
C．等于重力的大小D．可能大于重力
5．用手握着一个玻璃杯，处于静止状态。如果将手握得更紧，手对玻璃杯的静摩擦力将，如果手的握力不变，而向杯中倒入一些水（杯仍处于静止状态），手对杯的静摩擦力将。
6．一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到两个拉力作用，拉力的大小如图所示，物体处于静止状态，（1）若只撤去10N的拉力，则物体能否保持静止状态？；（2）若只撤去2N的力，物体能否保持静止状态？。
7．如图所示，在μ=0.2的粗糙水平面上，有一质量为10kg的物体以一定的速度向右运动，同时还有一水平向左的力F作用于物体上，其大小为10N，则物体受到的摩擦力大小为______，方向为_______．(g取10N/kg)
8．如图所示，重20N的物体，在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动，同时受到大小为10N水平向右的力F作用，物体所受摩擦力的大小为，方向为。