1、3.2 3.2 摩擦力摩擦力 第三章第三章 相互作用相互作用 力力 【新课导入】【新课导入】 用弹簧测力计拖动水平固定木板上的木块，使它 做匀速运动，测力计的示数等于木块所受摩擦力的大 小。改变木块和木板之间的压力，摩擦力的大小也随 之改变。 如果摩擦力的大小跟压力的大小存 在某种定量关系的话，它们可能是怎样 的关系呢？ 一、滑动摩擦力一、滑动摩擦力 “感受滑动摩擦力” 在桌面上垫一张纸，把一本书压在纸上，然后用手 沿着桌面拉动纸张,保持接触面的材料不变,在大小不同 的压力下拉动纸张(材料可以是纸、塑料、毛巾、木板 等);然后保持压力不变，改变接触面的材料 说一说：滑动摩擦力的大小跟哪些因素有
2、关？ 答：与正压力和接触面的粗糙程度有关。滑动摩擦 力的大小跟压力成正比 滑动摩擦力 1、定义： 当一个物体在另一个物体表面滑动时，会受到 另一个物体阻碍它滑动的力，这个力叫做滑动摩擦力。 2、产生条件： 两个物体相互接触相互接触并且挤压挤压 两个物体间的接触面接触面粗糙粗糙 两个物体间发生发生相对运动相对运动 3、滑动摩擦力的方向：、滑动摩擦力的方向： 总跟接触面相切，并且跟物体的总跟接触面相切，并且跟物体的相对运动相对运动方向相反。方向相反。 摩擦力方向是否一定与物体的运动方向相反，摩擦力方向是否一定与物体的运动方向相反， 是否是否一定阻碍一定阻碍物体的运动？物体的运动？ 思考：思考： 是
3、否只有运动的物体才能受到滑动摩擦力？是否只有运动的物体才能受到滑动摩擦力？ 滑动摩擦力方向滑动摩擦力方向 (1) 摩擦力不一定阻碍物体运动摩擦力不一定阻碍物体运动,但一定阻碍但一定阻碍相对相对运运 动动, 可能是阻力可能是阻力,也可能是动力也可能是动力 (2)摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同,可能可能 相反相反,但一定与但一定与相对相对运动方向相反运动方向相反 (3)同一接触面上弹力与摩擦力总同一接触面上弹力与摩擦力总垂直垂直 【特别提醒特别提醒】 4、滑动滑动摩擦力的大小摩擦力的大小 应该如何来测量摩擦力的大小呢？应该如何来测量摩擦力的大小呢？ 可以可
4、以用弹簧测力计拉动水平桌面上的物用弹簧测力计拉动水平桌面上的物 体，使其匀速滑动，弹簧测力计的示数等于体，使其匀速滑动，弹簧测力计的示数等于 物体滑动时受到的摩擦力的大小。物体滑动时受到的摩擦力的大小。 探究改变摩擦力大小的方法：探究改变摩擦力大小的方法： （1）只改变物体间接触面的粗）只改变物体间接触面的粗 糙程度。接触面越糙程度。接触面越_，摩擦力越，摩擦力越_。 （2）只改变物体间接触面积的大小。接触面积）只改变物体间接触面积的大小。接触面积 变变_，摩擦力，摩擦力_。 （3）只改变物体对接触面的压力，压力变）只改变物体对接触面的压力，压力变 _，摩擦力，摩擦力_。 （4）只改变物体与接
5、触面的摩擦方式，变滑动）只改变物体与接触面的摩擦方式，变滑动 为滚动，摩擦力将会为滚动，摩擦力将会_。 猜想与假设猜想与假设 影响滑动摩擦力大小的因素影响滑动摩擦力大小的因素 研究接触面大小对滑动摩擦力大小的影响研究接触面大小对滑动摩擦力大小的影响 F 乙图乙图 P 2 3 甲图甲图 P F 2 3 结论：结论： 2、其他条件不变时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。、其他条件不变时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 1、其他条件不变时，接触面上的正压力越大，滑、其他条件不变时，接触面上的正压力越大，滑 动摩擦力越大，且随正压力成正比关系增大。动摩擦力越大，且随正压力成正比关系增大。 3、滑动摩擦力
6、大小与接触面大小无关。、滑动摩擦力大小与接触面大小无关。 4、滑动摩擦力大小与相对运动速度大小无关。、滑动摩擦力大小与相对运动速度大小无关。 滑动摩擦力计算公式： F Ff f = =FN N F Ff f 表示滑动摩擦力的大小； F FN N表示压力的大小； 表是比例常数没有单位，叫动摩擦因数。 影响动摩擦因数的还有接触面的材料以及粗糙程度 动摩擦因数动摩擦因数的大小由相互接触的两个物体的材料特的大小由相互接触的两个物体的材料特 性与表面状况等因素决定，与物体间的压力及是否发生性与表面状况等因素决定，与物体间的压力及是否发生 相对滑动无关。相对滑动无关。 【例题】在我国东北寒冷的冬季，有些地
7、方用雪橇作 为运输工具。一个有钢制滑板的雪橇，连同车上木料的 总质量为 4.9103 kg。在水平的冰道上，马要在水平方 向用多大的力，才能够拉着雪橇匀速前进？ g 取 10 N/kg。 【分析】将雪橇抽象为一个物体，如图所示，雪橇在 重力mg、支持力FN、马的拉力F和滑动摩擦力Ff四个力的 作用下，沿水平面匀速前进。根据二力平衡条件，拉力F 与滑动摩擦力Ff的大小相等，而Ff与FN有关，FN的大小又 等于mg，故可以求得拉力F。 【解析】雪橇所受重力mg4.9104 N，查表得0.02。 雪橇匀速运动，拉力F与滑动摩擦力Ff 大小相等，即 FFf 由于 FNmg FfFNmg 故 Fmg 0
8、.024.9103 10 N 980 N 马要在水平方向用980N 的力，才能够拉着雪橇匀速前进。 二、静摩擦力二、静摩擦力 相互接触的物体处于相对静止时，是不是也可能存在相互接触的物体处于相对静止时，是不是也可能存在 摩擦力？摩擦力？ 如图3.2-3所示，人用平行于地面的力推沙发，沙发有相 对地面运动的趋势，但它没有被推动，沙发与地面仍然保持 相对静止。 根据二力平衡的知识可知，这时一定有一个力推沙发 与推力平衡。这个力与人对沙发的推力大小相等、方向 相反。这个力就是沙发与地面之间的摩擦力。 由于这时相互接触的两个物体之间只有相对 运动的趋势，而没有相对运动，所以这时的摩 擦力叫作静摩擦力静
9、摩擦力 静摩擦力的方向静摩擦力的方向总跟总跟接触面相切接触面相切，并且与物体的，并且与物体的 相对相对运动趋势的方向相反。运动趋势的方向相反。 思考：静摩擦力存在的条件： 两个物体相互接触并且挤压 两个物体间的接触面粗糙 两个物体间有相对运动趋势 静摩擦力的大小随拉力的变化而变化 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。在拉力F F 增大到一定值之前，木块不会运动，此种 情况下静摩擦力等于拉力 在弹簧测力计的指针下轻塞一个小纸团，它可以随指针 移动，并作为指针到达最大位置的标记（图3.2-4）。测 量静摩擦力的实验装置续用力，当拉力达到某一数值时木 块开始移动，此时拉力会突然变
10、小。 如果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（图3.2- 5）。 静摩擦力的增大有一个限度。图3.2-5 中木块所受静摩擦力的最大值 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 0F FF Fmax max 【思考讨论】 1、不用外力去拉木块，它有没有受到静摩擦力？ 2、 如果对它施加一个拉力,木块仍然静止，它有 没有受到静摩擦力？如果受到静摩擦力，它的大小 和方向如何？ 没有 有。方向跟拉力的方向相反，大小等于拉力 3、静摩擦力的大小是一个固定的值吗?它
11、与 压力有关系吗? 4、当物块才刚开始相对于桌面滑动，这时 物块所受的静摩擦力叫什么? 不是。没有 【思考讨论】 最大静摩擦力Fmax 判断有无静摩擦力的方法 3、平衡条件法：平衡条件法： 根据二力平衡的条件判断 1、直接法： 根据静摩擦力的产生条件，直接判断静摩 擦力的有无(有无相对运动趋势) 2、假设法： 流体的阻力流体的阻力 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。汽车、火车和飞机等在空气中运动，要受到空气的 阻力。轮船、潜艇在水面或水下航行，要受到水的阻力。 流体的阻力跟物体相对于流体的速度有关，速度越大，阻
12、力越大。雨滴在空气中下落，速 度越来越大，所受空气阻力也越来越大。当阻力增加到跟雨滴所受的重力相等时，二力平衡， 雨滴匀速下落。 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。跳伞运动员、飞船返回 舱在空中张开降落伞，凭借降落伞较大的横截面积获得较大的空气阻力，安全落地。 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。为了减小阻力，轮船的水 下部分采用了流线型（图3.2-6）。 一般来说，空气阻力比液体阻力、固体间的摩擦力都要小。 图3.2-6 水下流线型船体气垫船靠船下喷出的气体，浮在水 面航行，受到的阻力小。磁浮列车靠电磁力使列车悬
13、浮在 轨道上，速度可达500km/h。 减减少摩擦力少摩擦力 在蒸在蒸气气火火车车的的机机 械械零零件上添加件上添加润润 滑油，以滑油，以减减少摩少摩 擦擦 气垫气垫船可飄浮在船可飄浮在 水面上而快速滑水面上而快速滑 行行 在房子底下墊上在房子底下墊上 钢钢管，利用管，利用钢钢管管 滾滾动动來搬來搬迁迁房子房子 摩摩 擦擦 力力 的的 利利 用用 和和 防防 止止 摩摩 擦擦 力力 的的 利利 用用 和和 防防 止止 减减少摩擦力少摩擦力 摩摩 擦擦 力力 的的 利利 用用 和和 防防 止止 减减少摩擦力少摩擦力 轮轮胎上的胎上的纹纹路或顆粒，可防止打滑路或顆粒，可防止打滑 摩摩 擦擦 力力 的的 利利 用用 和和 防防 止止 增大摩擦力增大摩擦力 摩摩 擦擦 力力 的的 利利 用用 和和 防防 止止 增大摩擦力增大摩擦力 摩摩 擦擦 力力 的的 利利 用用 和和 防防 止止 增大摩擦力增大摩擦力 汽車在雪地行汽車在雪地行驶驶，轮轮胎上加胎上加铁链铁链可防止打滑可防止打滑 摩摩 擦擦 力力 的的 利利 用用 和和 防防 止止 增大摩擦力增大摩擦力
