3.3 摩擦力 教案

适用学科 中学物理 适用年级 高一 适用区域 沪科版区域 课时时长（分钟） 2课时 学问点 1.摩擦力产生的条件 2.滑动摩擦力的大小 3.静摩擦力的大小 4.摩擦力的方向 5变更摩擦力的方法 6.摩擦力的分类 教学目标 1.理解摩擦力产生的条件 2.驾驭静摩擦力和滑动摩擦力的计算 3.驾驭摩擦力方向的判定4.理解变更摩擦力的方法 教学重点 1.摩擦力产生的条件 2.摩擦力方向的判定 3.变更摩擦力的方法 教学难点 1.摩擦力方向的判定 2.摩擦力产生的条件 教学过程 一、导入 打算两本较厚的书，首先把两本书口对口地平放在桌面上，然后将两本书一页一页相互交叉相叠，当交叉的书页分别达到十页、五十页、一百页时，分别用力拉两本书的两侧，看须要多大的力才能够将两本书完全分开。 基础学问回顾 在初中我们学过关于摩擦力产生的条件和两种摩擦力大小的计算。静摩擦力取决于外力，对于滑动摩擦力的大小是物体处在平衡状态条件下考查的，再依据二力平衡的学问得到解决。并且也只探讨了滑动摩擦力的影响因素，并没有给出详细的计算公式，现在我们进一步来探讨摩擦力的问题。 二、学问讲解 （一）考点解读 应用“状态法”解题时应留意的问题 状态法是分析推断静摩擦力有无及方向、大小的常用方法，在运用状态法处理问题时，需留意以下两点 1明确物体的运动状态，分析物体的受力状况，依据平衡方程或牛顿定律求解静摩擦力的大小和方向。 2静摩擦力的方向与物体的运动方向没有必定关系，可能相同，也可能相反，还可能成肯定的夹角。 考点1 摩擦力 1.摩擦力产生条件 摩擦力的产生条件两物体干脆接触、相互挤压、接触面粗糙、有相对运动或相对运动的趋势。这四个条件缺一不行。 我们已经学过，两物体间有弹力的条件是干脆接触、相互挤压发生弹性形变。故两物体间有弹力是有摩擦力的必要条件，即两物体间有摩擦力肯定有弹力，有弹力不肯定有摩擦力。 2.滑动摩擦力大小 滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度有关，还和正压力有关。其计算公式为FμFN，其中的FN表示正压力，μ为摩擦系数。 ⑴在接触力中，必需先分析弹力，再分析摩擦力。 ⑵只有滑动摩擦力才能用公式FμFN，其中的FN表示正压力，不肯定等于重力G。 3.静摩擦力大小 静摩擦力的大小与正压力无关，静摩擦力在未到达最大静摩擦力之前，总是跟引起它发生相对运动趋势的外力大小相等，方向相反，即f静F；随着相对运动趋势的增加，静摩擦力渐渐增大，但不能始终增大。静摩擦力的大小f静介于零和最大静摩擦力之间0＜Ff ≤Fm。当静摩擦力达到最大值时，其最大值一般可认为等于滑动摩擦力，即FmμFN。静摩擦力大小的计算，一般应依据物体的运动状况（静止、匀速运动、加速运动），利用物体的平衡条件或牛顿运动定律求解。 4.摩擦力方向 ⑴摩擦力方向和物体间相对运动（或相对运动趋势）的方向相反。 ⑵摩擦力的方向和物体的运动方向可能成随意角度。通常状况下摩擦力方向可能和物体运动方向相同（作为动力），可能和物体运动方向相反（作为阻力），可能和物体速度方向垂直（作为匀速圆周运动的向心力）。在特别状况下，可能成随意角度。 5.增大、减小摩擦的方法 增大有益摩擦力的方法①增大正压力； ②增加接触面的粗糙程度； ③变滚动为滑动。 减小摩擦力的方法①减小压力； ②减小接触面的粗糙程度； ③变滑动摩擦力为滚动摩擦力； ④分别摩擦面。 考点2 摩擦力的计算方法 1.滑动摩擦力的计算方法 可用公式Ff＝μFN计算，留意对物体间相互挤压的弹力FN的分析，并不总是等于物体的重力，它与探讨对象受到的垂干脆触面方向的力亲密相关，也与探讨对象在该方向上的运动状态有关。 2.静摩擦力的计算方法 1最大静摩擦力Fmax的计算 最大静摩擦力Fmax只在刚好要发生相对滑动这一特定状态下才表现出来，比滑动摩擦力稍大些，通常认为二者相等，即Fmax＝μFN。 2一般静摩擦力的计算 结合探讨对象的运动状态静止、匀速运动或加速运动，利用平衡条件或牛顿运动定律列方程求解。 三 、例题精析 例题1 如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平地面上，小物体B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，已知A、B、C都处于静止状态，则 A．B受C的摩擦力肯定不为零 B.C受地面的摩擦力肯定为零 C.C有沿地面对右滑的趋势，肯定受到地面对左的摩擦力 D.将细绳剪断，若B依旧静止在斜面上，此时地面对C的摩擦力水平向左 【答案】C 【解析】 若细绳对B的拉力恰好等于B的下滑分力，则B与C间的摩擦力为零，A错误；将B和C看成一个整体，则B和C受到细绳向右上方的拉力作用，故C有向右滑动的趋势，肯定会受到地面对左的摩擦力，B错误，C正确；将细绳剪断，若B依旧静止在斜面C上，对B、C整体分析，可知B、C整体在水平方向不受外力作用，则地面对C的摩擦力为零，D错误。 例题2 多选如图所示，三个物块A、B、C叠放在斜面上，用方向与斜面平行的拉力F作用在B上，使三个物块一起沿斜面对上做匀速运动。设物块C对A的摩擦力为fA，对B的摩擦力为fB，下列说法正确的是 A.假如斜面光滑，fA与fB方向相反，且fAfB B.假如斜面光滑，fA与fB方向相同，且fAfB C.假如斜面粗糙，fA与fB方向相同，且fAfB D.假如斜面粗糙，fA与fB方向相反，且fAfB 【答案】AD 【解析】 以A为探讨对象进行受力分析 可知无论斜面是否光滑，fA方向均沿斜面对上，则A对C的摩擦力fAC沿斜面对下。 以C为探讨对象进行受力分析 可知fBC＝fAC＋mCgsinθ，即fBCfAC 由牛顿第三定律知fB＝fBC fA＝fAC 且fB方向沿斜面对下。∴fBfA，且方向相反。 例题3 如图所示，固定在水平地面上的物体P，左侧是光滑圆弧面，一根轻绳跨过物体P顶点上的小滑轮，一端系有质量为m＝4 kg的小球，小球与圆心连线跟水平方向的夹角θ＝60，绳的另一端水平连接物块3，三个物块重均为50 N，作用在物块2的水平力F＝20 N，整个系统处于平衡状态，取g＝10 m/s2，则以下说法正确的是 A．1和2之间的摩擦力是20 N B.2和3之间的摩擦力是20 N C.3与桌面间的摩擦力为20 N D.物块3受6个力作用 【答案】 B 【解析】 对小球受力分析可知，绳的拉力等于小球重力沿圆弧面切线方向的分力，由几何关系可知绳的拉力等于20 N。将三个物块看成一个整体受力分析，可知水平方向整体受到拉力F和绳的拉力的作用，由于F的大小等于绳的拉力的大小，故整体受力平衡，与桌面间没有摩擦力，故物块3与桌面间的摩擦力为0，C错误。由于物块1、2之间没有相对运动的趋势，故物块1和2之间没有摩擦力的作用，A错误。对物块1、2整体受力分析，水平方向受