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第三章 相互作用——力
02
摩擦力
一、摩擦力
汽车靠什么停下来？
一、摩擦力
知识回顾
什么是摩擦力？
两个物体相互接触并相互挤压，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫摩擦力。
冰壶在摩擦力的作用下逐渐停下来
摩擦力
├── 滑动摩擦力
├── 静摩擦力
└── 滚动摩擦力（高中不要求）
二、滑动摩擦力
滑动摩擦力
定义：
当一个物体在另一个物体表面滑动的时候，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力。
滑动摩擦力产生的条件
├── 两物体相互接触，并且相互挤压（物体间有弹力）
├── 接触面不光滑（粗糙）
└── 两物体间发生相对运动（物体间发生错位）
二、滑动摩擦力
课堂讨论
1、有滑动摩擦力一定有弹力
下列说法是否正确
2、有弹力一定有滑动摩擦力
弹力是产生摩擦力的必要条件，所以有摩擦力一定有弹力，但产生弹力不需要摩擦力，所以有弹力不一定有摩擦力。
思考：一木块沿竖直墙壁滑下，问：木块与墙壁之间有没有滑动摩擦力？
假设木块与墙壁之间有滑动摩擦力
G
f
FN
水平方向无法平衡
假设不成立！
木块与墙壁之间没有滑动摩擦力
二、滑动摩擦力
大小
滑动摩擦力的大小
├── 压力：压力越大滑动摩擦力越大
└── 接触面粗糙程度：接触面越粗糙滑动摩擦力越大
二、滑动摩擦力
公式
是比例常数叫做动摩擦因数。它的数值跟两个物体的材料和表面粗糙程度有关，接触面越粗糙，动摩擦因素越大。 没有单位，或者 单位为1。
滑动摩擦力
动摩擦因素
正压力
二、滑动摩擦力
注意：
1、滑动摩擦力的大小只跟压力，动摩擦因素有关，跟速度，运动方向，接触面积都无关；
2、动摩擦因素只跟接触面粗糙程度有关，跟速度，运动方向，接触面积都无关；
推箱子，箱子各个面粗糙程度都一样，箱子换一个面积不同的面朝下接触地面，滑动摩擦力大小会变吗？
易错点：滑动摩擦力大小与接触面积无关！
二、滑动摩擦力
滑动摩擦力的方向：
沿着接触面，与物体间相对运动的方向相反，与接触面间弹力方向垂直。
能不能说成滑动摩擦力方向与运动方向相反？
课堂讨论
滑动摩擦力方向有没有可能与物体运动方向相同？
v2
v1
传送带往右匀速直线运动，速度为v1，一木块置于传送带上，木块速度为v2，v2木块比传送带慢，
木块相对传送带往
左边运动，所以木
块受到传送带的摩
擦力往右边。
相对施力物体而言
三、静摩擦力
静摩擦力
书本靠什么粘在一起？
定义：
两相互接触的物体之间，只有相对运动的趋势而没有相对运动时,在接触面上产生的一种阻碍相对运动趋势的力称为静摩擦力。
三、静摩擦力
什么叫相对运动的趋势？
有相对运动的“想法”；但是迫于静摩擦力的阻碍，最终没能付之行动。
瓶子在重力的作用下，有往下运动的“想法”（趋势）；但是由于手与瓶子之间静摩擦力的阻碍下，最终没能掉下去。
三、静摩擦力
静摩擦力产生的条件：
滑动摩擦力的大小
├── 压力：压力越大滑动摩擦力越大
└── 接触面粗糙程度：接触面越粗糙滑动摩擦力越大
三、静摩擦力
v
一木块放在传送带上，跟着传送带一起向右做匀速直线运动，木块与传送带之间有没有摩擦力？
1、假设接触面光滑，根据牛顿第一定律，木块仍然能保持原有的速度跟着传送带一起向右运动，所以木块与传送带之间没有摩擦力。
2、假设木块与传送带之间有摩擦力，不管摩擦力朝哪个方向，物体都无法平衡，所以假设不成立，木块与传送带之间没有摩擦力。
G
FN
f
三、静摩擦力
静摩擦力的方向：
沿着接触面，与物体相对运动趋势的方向相反，与弹力方向垂直。
如何判断相对运动趋势的方向？
假设接触面光滑，没有静摩擦力，物体相对运动的方向就是物体相对运动趋势的方向（想要相对运动的方向）。
假设手与瓶子之间光滑，没有摩擦力，瓶子就会掉下去。
瓶子相对手有向下运动的趋势。
瓶子“想”掉下去，但为什没能掉下去？
手与瓶子之间有静摩擦力，静摩擦力阻止了瓶子掉下去。
静摩擦力方向与瓶子相对运动趋势的方向（“想”掉下去的方向）相反。
三、静摩擦力
一木块静止在斜面上（斜面静止），判断木块受到静摩擦力的方向
假设木块与斜面接触面光滑，木块会沿斜面滑下，木块相对斜面有沿斜面向下运动的趋势，所以木块受到静摩擦力方向沿斜面向上。
G
FN
f
木块受到的力
人站在电梯上，跟着电梯一起向上运动，人受到的静摩擦力朝哪个方向？
假设电梯光滑，人会沿电梯滑下，人相对电梯有沿电梯向下运动的趋势，所以人受到静摩擦力方向沿电梯向上。
三、静摩擦力
静摩擦力的大小：
F
f
人推箱子，箱子不动，根据二力平衡，静摩擦力大小等于推力大小。
三、静摩擦力
静摩擦力
滑动摩擦力
静摩擦力的大小没有一个固定的值，只有一个取值范围。
三、静摩擦力
实验表明：
其中fmax为静摩擦力能够达到的最大值，叫做最大静摩擦力，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，粗略计算时可以认为最大静摩擦力约等于滑动摩擦力。
静摩擦力
滑动摩擦力
最大静摩擦力
三、静摩擦力
思考
静摩擦力的大小随物体间的压力增大而增大，对吗？
增大压力，瓶子受到的静摩擦力会随着增大吗？
静摩擦力特点：
2、物体实际所受的静摩擦力，根据力的平衡规律进行分析；
1、静摩擦力大小跟物体间接触面的压力大小无关，与接触面粗糙程度无关；
3、随着产生运动趋势的外力的变化而变化；
4、压力越大，接触面越粗糙，最大静摩擦力越大（最大静摩擦力略大于滑动摩擦力）。
四、总结
滑动摩擦力
├── 定义：当一个物体在另一个物体表面滑动的时候，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力。
├── 产生的条件
│ ├── 两物体相互接触，并且相互挤压（物体间有弹力）
│ ├── 接触面不光滑（粗糙）
│ └── 两物体间发生相对运动（物体间发生错位）
├── 大小
│ ├── f=μ
│ │ ├── 与接触面压力成正比
│ │ └── 与接触面粗糙程度成正比
│ └── 动摩擦因素
│ └── μ 是比例常数叫做动摩擦因数。它的数值跟两个物体的材料和表面粗糙程度有关，接触面越粗糙，动摩擦因素越大。
└── 方向：沿着接触面，与物体间相对运动的方向相反，与接触面间弹力方向垂直。
四、总结
静摩擦力
├── 定义：两相互接触的物体之间，只有相对运动的趋势而没有相对运动时，在接触面上产生的一种阻碍相对运动趋势的力称为静摩擦力。
├── 产生的条件
│ ├── 两物体相互接触，并且相互挤压（物体间有弹力）
│ ├── 接触面不光滑（粗糙）
│ └── 两物体间没有发生相对运动，但有相对运动的趋势。
├── 大小
│ ├── 0│ │ ├── 与压力无关
│ │ ├── 与接触面粗糙程度无关
│ │ └── 根据力的平衡来判断
│ └── 最大静摩擦力
│ ├── f_max 为静摩擦力的最大值，叫做最大静摩擦力
│ ├── 与压力有关，压力越大最大静摩擦力越大
│ └── 与接触面粗糙程度有关，接触面越粗糙最大静摩擦力越大
└── 方向：沿着接触面，与物体间相对运动趋势的方向相反，与接触面间弹力方向垂直。
下 课
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