高一物理必修一《摩擦力》教案

　　學(xué)習(xí)目標(biāo):

　　1.知道滑動(dòng)摩擦產(chǎn)生的條件，會(huì)正確判斷滑動(dòng)摩擦力的方向。

　　2.會(huì)用公式F=μFN計(jì)算滑動(dòng)摩擦力的大小，知道影響動(dòng)摩擦因數(shù)的大小因素。

　　3.知道靜摩擦力的產(chǎn)生條件，能判斷靜摩擦力的有無以及大小和方向。

　　4.理解最大靜摩擦力。能根據(jù)二力平衡條件確定靜摩擦力的大小。

　　學(xué)習(xí)重點(diǎn):1.滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件及規(guī)律，并會(huì)用F摩=μFN解決具體問題。

　　2.靜摩擦力產(chǎn)生的條件及規(guī)律，正確理解最大靜摩擦力的概念。

　　學(xué)習(xí)難點(diǎn):

　　1.正壓力FN的確定。

　　2.靜摩擦力的有無、大小的判定。

　　主要內(nèi)容:

　　一、摩擦力

　　一個(gè)物體在另一個(gè)物體上滑動(dòng)時(shí)，或者在另一個(gè)物體上有滑動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)我們會(huì)感到它們之間有相互阻礙的作用，這就是摩擦，這種情況下產(chǎn)生力我們就稱為摩擦力。固體、液體、氣體的接觸面上都會(huì)有摩擦作用。

　　二、滑動(dòng)摩擦力

　　1.產(chǎn)生：一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上相對(duì)于另一個(gè)物體發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，另一個(gè)物體阻礙它相對(duì)滑動(dòng)的力稱為滑動(dòng)摩擦力。

　　2.產(chǎn)生條件：相互接觸、相互擠壓、相對(duì)運(yùn)動(dòng)、表面粗糙。

　�、賰蓚�(gè)物體直接接觸、相互擠壓有彈力產(chǎn)生。

　　摩擦力與彈力一樣屬接觸作用力，但兩個(gè)物體直接接觸并不擠壓就不會(huì)出現(xiàn)摩擦力。擠壓的效果是有壓力產(chǎn)生。壓力就是一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體表面的垂直作用力，也叫正壓力，壓力屬彈力，可依上一節(jié)有關(guān)彈力的知識(shí)判斷有無壓力產(chǎn)生。

　　②接觸面粗糙。當(dāng)一個(gè)物體沿另一物體表面滑動(dòng)時(shí)，接觸面粗糙，各凹凸不平的部分互相嚙合，形成阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，即為摩擦力。凡題中寫明“接觸面光滑”、“光滑小球”等，統(tǒng)統(tǒng)不考慮摩擦力(“光滑”是一個(gè)理想化模型)。

　�、劢佑|面上發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

　　特別注意：“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”與“物體運(yùn)動(dòng)”不是同一概念，“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”是指受力物體相對(duì)于施力物體(以施力物體為參照物)的位置發(fā)生了改變;而“物體的運(yùn)動(dòng)”一般指物體相對(duì)地面的位置發(fā)生了改變。

　　3.方向：總與接觸面相切，且與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。

　　這里的“相對(duì)”是指相互接觸發(fā)生摩擦的物體，而不是相對(duì)別的物體�；瑒�(dòng)摩擦力的方向跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反，但并非一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反。

　　4.大�。号c壓力成正比F=μFN

　�、賶毫�FN與重力G是兩種不同性質(zhì)的力，它們?cè)诖笮∩峡梢韵嗟�，也可以不等，也可以毫無關(guān)系，用力將物塊壓在豎直墻上且讓物塊沿墻面下滑，物塊與墻面間的壓力就與物塊重力無關(guān)，不要一提到壓力，就聯(lián)想到放在水平地面上的物體，認(rèn)為物體對(duì)支承面的壓力的大小一定等于物體的重力。

　�、讦淌潜壤�常數(shù)，稱為動(dòng)摩擦因數(shù)，沒有單位，只有大小，數(shù)值與相互接觸的______、接觸面的______程度有關(guān)。在通常情況下，μ<1。

　�、塾�(jì)算公式表明：滑動(dòng)摩擦力F的大小只由μ和FN共同決定，跟物體的運(yùn)動(dòng)情況、接觸面的大小等無關(guān)。

　　5.滑動(dòng)摩擦力的作用點(diǎn)：在兩個(gè)物體的接觸面上的受力物體上。

　　問題：1.相對(duì)運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)有什么區(qū)別?請(qǐng)舉例說明。

　　2.壓力FN的值一定等于物體的重力嗎?請(qǐng)舉例說明。

　　3.滑動(dòng)摩擦力的大小與物體間的接觸面積有關(guān)嗎?

　　4.滑動(dòng)摩擦力的大小跟物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)嗎?

　　三、靜摩擦力

　　1.產(chǎn)生：兩個(gè)物體滿足產(chǎn)生摩擦力的條件，有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，物體間所產(chǎn)生的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力叫靜摩擦力。

　　2.產(chǎn)生條件：

　�、賰晌矬w直接接觸、相互擠壓有彈力產(chǎn)生;

　�、诮佑|面粗糙;

　　③兩物體保持相對(duì)靜止但有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。

　　所謂“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)”，就是說假設(shè)沒有靜摩擦力的存在，物體間就會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。比如物體靜止在斜面上就是由于有靜摩擦力存在;如果接觸面光滑.沒有靜摩擦力，則由于重力的作用，物體會(huì)沿斜面下滑。

　　跟滑動(dòng)摩擦力條件的區(qū)別是：

　　3.大小：兩物體間實(shí)際發(fā)生的靜摩擦力F在零和最大靜摩擦力Fmax之間

　　實(shí)際大小可根據(jù)二力平衡條件判斷。

　　4.方向：總跟接觸面相切，與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反

　　①所謂“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向”，是指假設(shè)接觸面光滑時(shí)，物體將要發(fā)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向。比如物體靜止在粗糙斜面上，假?zèng)]沒有摩擦，物體將沿斜面下滑，即物體靜止時(shí)相對(duì)(斜面)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向是沿斜面向下，則物體所受靜摩擦力的方向沿斜面向上，與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。

　�、谂袛囔o摩擦力的方向可用假設(shè)法。其操作程序是：

　　A.選研究對(duì)象----受靜摩擦力作用的物體;

　　B.選參照物體----與研究對(duì)象直接接觸且施加靜摩擦力的物體;

　　C.假設(shè)接觸面光滑，找出研究對(duì)象相對(duì)參照物體的運(yùn)動(dòng)方向即相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向

　　D.確定靜摩擦力的方向一一與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反

　�、垤o摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反，但并非一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反。

　　5.靜摩擦力的作用點(diǎn)：在兩物體的接觸面受力物體上。

　　【例一】下述關(guān)于靜摩擦力的說法正確的是：()

　　A.靜摩擦力的方向總是與物體運(yùn)動(dòng)方向相反;

　　B.靜摩擦力的大小與物體的正壓力成正比;

　　C.靜摩擦力只能在物體靜止時(shí)產(chǎn)生;

　　D.靜摩擦力的方向與接觸物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)相反.

　　D

　　【例二】用水平推力F把重為G的黑板擦緊壓在豎直的墻面上靜止不動(dòng)，不計(jì)手指與黑板擦之間的摩擦力，當(dāng)把推力增加到2F時(shí)，黑板擦所受的摩擦力大小是原來的幾倍?

　　摩擦力沒變,一直等于重力.

　　四、滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力的比較

　　滑動(dòng)摩擦力靜摩擦力符號(hào)及單位

　　產(chǎn)生原因表面粗糙有擠壓作用的物體間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)表面粗糙有擠壓作用的物體間具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)摩擦力用f表示

　　單位：牛頓

　　簡(jiǎn)稱：牛

　　符號(hào)：N

　　大小f=μN(yùn)始終與外力沿著接觸面的分量相等

　　方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反

　　問題：1.摩擦力一定是阻力嗎?

　　2.靜摩擦力的大小與正壓力成正比嗎?

　　3.最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力嗎?

　　課堂訓(xùn)練:

　　1.下列關(guān)于摩擦力的說法中錯(cuò)誤的是()

　　A.兩個(gè)相對(duì)靜止物體間一定有靜摩擦力作用.B.受靜摩擦力作用的物體一定是靜止的.

　　C.靜摩擦力對(duì)物體總是阻力.D.有摩擦力一定有彈力

　　2.下列說法中不正確的是()

　　A.物體越重，使它滑動(dòng)時(shí)的摩擦力越大，所以摩擦力與物重成正比.

　　B.由μ=f/N可知,動(dòng)摩擦因數(shù)與滑動(dòng)摩擦力成正比,與正壓力成反比.

　　C.摩擦力的方向總是與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反.

　　D.摩擦力總是對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用.

　　3.如圖所示，一個(gè)重G=200N的物體，在粗糙水平面上向左運(yùn)動(dòng)，物體和水平面間的摩擦因數(shù)μ=0.1，同時(shí)物體還受到大小為10N、方向向右的水平力F作用，則水平面對(duì)物體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.粗糙的水平面上疊放著A和B兩個(gè)物體，A和B間的接觸面也是粗糙的，如果用水平力F拉B，而B仍保持靜止，則此時(shí)()

　　A.B和地面間的靜摩擦力等于F，B和A間的靜摩擦力也等于F.

　　B.B和地面間的靜摩擦力等于F，B和A間的靜摩擦力等于零.

　　C.B和地面間的靜摩擦力等于零，B和A間的靜摩擦力也等于零.

　　D.B和地面間的靜摩擦力等于零，B和A間的靜摩擦力等于F.

　　答案:1.ABC2.ABCD3.D4.B

　　閱讀材料:

　　從經(jīng)典力學(xué)到相對(duì)論的發(fā)展

　　在以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)中，空間間隔(長(zhǎng)度)S、時(shí)間t和質(zhì)量m這三個(gè)物理量都與物體的運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)。一根尺靜止時(shí)這樣長(zhǎng)，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)時(shí)還是這樣長(zhǎng);一只鐘不論處于靜止?fàn)顟B(tài)還是處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其快慢保持不變;一個(gè)物體靜止時(shí)的質(zhì)量與它運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量一樣。這就是經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀。到了十九世紀(jì)末，面對(duì)高速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子發(fā)生的現(xiàn)象，經(jīng)典力學(xué)遇到了困難。在新事物面前，愛因斯坦打破了傳統(tǒng)的絕對(duì)時(shí)空觀，于1905年發(fā)表了題為《論運(yùn)動(dòng)物體的電動(dòng)力學(xué)》的論文，提出了狹義相對(duì)性原理和光速不變?cè)�理，�?chuàng)建了狹義相對(duì)論。狹義相對(duì)論指出：長(zhǎng)度、時(shí)間和質(zhì)量都是隨運(yùn)動(dòng)速度變化的。長(zhǎng)度、時(shí)間和質(zhì)量隨速度變化的關(guān)系可用下列方程來表示：,(通稱“尺縮效應(yīng)”)、(通稱“鐘慢效應(yīng)”)、(通稱“質(zhì)—速關(guān)系”)

　　上列各式里的v是物體運(yùn)動(dòng)的速度，C是真空中的光速，l0和l分別為在相對(duì)靜止和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中沿速度v的方向測(cè)得的物體長(zhǎng)度;t0和t分別為在相對(duì)靜止和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中測(cè)得的時(shí)間;m0和m分別為在相對(duì)靜止和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中測(cè)得的物體質(zhì)量。

　　繼狹義相對(duì)論之后，1915年愛因斯坦又建立了廣義相對(duì)論，指出空間——時(shí)間不可能離開物質(zhì)而獨(dú)立存在，空間的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)取決于物體的分布，使人類對(duì)于時(shí)間、空間和引力現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)大大深化了�！蔼M義相對(duì)論”和“廣義相對(duì)論”統(tǒng)稱為相對(duì)論。

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