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初中物理摩擦力-摩擦力是物体之间相互接触时,阻止物体相对运动或相对运动趋势的一种力它无处不在,影响着我们生活中的方方面面,从走路到开车,都与摩擦力息息相关课程导入日常现象引入问题同学们在生活中有没有遇到过摩擦力的现这些现象中,摩擦力的作用是什么呢?象呢?它对我们的生活有什么影响呢?例如,走路、推箱子、写字等等摩擦力的概念摩擦力是两个相互接触的物体在发生相对运动或者有相对运动趋势时,在接触面上产生的阻碍相对运动的力摩擦力是一种接触力,作用在接触面上的两个物体之间,并与相对运动方向相反影响摩擦力的因素接触面的粗糙程度压力的大小12接触面越粗糙,摩擦力越大;压力越大,摩擦力越大;压力接触面越光滑,摩擦力越小越小,摩擦力越小接触面的面积3在接触面粗糙程度和压力一定的情况下,接触面的面积大小对摩擦力影响不大正常压力与摩擦力正常压力是物体垂直于接触面的压力,而摩擦力则是物体接触面之间相互作用的力,它的大小与正常压力有关正常压力越大,接触面之间相互作用越强,摩擦力也越大例如,用更大的力压住一块砖,砖与地面之间的摩擦力就会增大1接触面接触面越粗糙,摩擦力越大2压力压力越大,摩擦力越大3材料材料的性质也会影响摩擦力静摩擦力与动摩擦力静摩擦力动摩擦力物体相对静止,但存在摩擦力物体相对运动,存在摩擦力最大静摩擦力大小与接触面之间的压力有关••方向与物体运动趋势相反方向与物体相对运动方向相反••静摩擦力的特点静止平衡力方向变化静摩擦力只在物体静止时才出静摩擦力是物体受到外力时产静摩擦力的方向与物体运动趋静摩擦力的最大值取决于物体现,它会一直存在直到物体开生的平衡力,它与外力方向相势或外力方向相反间的接触面和接触面的粗糙程始运动反,大小相等,保证物体保持度静止状态静摩擦力的计算公式公式概述1静摩擦力的大小等于物体克服静止状态所需的最小外力公式为,其中f≤μN f是静摩擦力,是静摩擦系数,是正压力μN静摩擦系数2静摩擦系数取决于接触面的材料性质和表面粗糙程度它是物体间的接触面性质决定的,与接触面积无关正压力3正压力是指物体之间相互接触面上的垂直压力,大小等于物体所受重力或施加的压力它反映了物体间接触面的紧密程度示例静摩擦力计算1物体静止1静止状态施加推力2最大静摩擦力超过最大静摩擦力3物体开始运动动摩擦力4物体持续运动假设一个物体静止在水平桌面上,当施加一个水平推力时,物体仍保持静止这表明物体受到一个与推力大小相等、方向相反的静摩擦力作用随着推力的增加,静摩擦力也随之增加,直到达到最大值,此时物体即将开始运动一旦推力超过最大静摩擦力,物体将开始运动,此时摩擦力变为动摩擦力,大小小于最大静摩擦力这就是静摩擦力的计算过程示例静摩擦力计算2问题描述一辆质量为千克的汽车停放在水平路面上,汽车与路面间的静摩擦系数为1000求汽车受到的最大静摩擦力
0.5解题步骤首先,计算汽车的重力然后,根据静摩擦力公式,将重力和静摩擦系数代入公式,即可计算出最大静摩擦力计算结果汽车的重力为千克牛顿千克牛顿最大静摩擦力为1000*
9.8/=
98000.5牛顿牛顿*9800=4900动摩擦力的特点大小恒定方向相反物体在接触面上滑动时,动摩擦动摩擦力始终与物体运动方向相力的大小保持不变反,阻碍物体运动与正压力有关与接触面性质有关动摩擦力的大小与物体之间的正动摩擦力的大小还与接触面的粗压力成正比,正压力越大,动摩糙程度有关,接触面越粗糙,动擦力越大摩擦力越大动摩擦力的计算公式公式1f=μNf2动摩擦力μ3动摩擦系数N4正压力动摩擦力大小与正压力成正比,比例系数称为动摩擦系数,它只与接触面的材料和粗糙程度有关,与接触面积和物体速度无关μ示例动摩擦力计算3情景设定1一个的物体在水平面上匀速运动,物体与水平面间的动摩擦因数为100N
0.2公式应用2f=μN=
0.2*100N=20N答案得出3物体受到的滑动摩擦力大小为20N示例动摩擦力计算4问题1一辆质量为的汽车,在水平路面上匀速行驶,汽车受1000kg到的阻力为车重的倍,求汽车受到的摩擦力大小
0.1分析2汽车在水平路面上匀速行驶,说明汽车处于平衡状态,即合力为零汽车受到的阻力即为摩擦力计算3汽车的重力וG=mg=1000kg
9.8N/kg=9800N汽车受到的阻力וf=
0.1G=
0.19800N=980N因此,汽车受到的摩擦力大小为•980N摩擦力的种类静摩擦力动摩擦力滚动摩擦力123物体没有相对运动时产生的摩擦力物体发生相对运动时产生的摩擦力物体滚动时产生的摩擦力它比滑动它保持物体静止它阻碍物体的运动摩擦力更小滚动摩擦力概念特点滚动摩擦力是物体在滚动时,接触面之间产滚动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度、接生的摩擦力滚动摩擦力远小于滑动摩擦力触面的压力和滚动物体的形状有关,这是因为物体在滚动时,接触面发生形变,接触面积更小,摩擦力也更小应用在生活中,我们经常利用滚动摩擦力来减少摩擦,比如自行车轮胎、汽车轮胎、轴承等,都是利用滚动摩擦力的原理来减小摩擦力,提高效率滚动摩擦力的计算公式公式1f=μNμ2滚动摩擦系数N3正压力滚动摩擦力是物体在滚动时产生的阻力滚动摩擦系数是一个与物体表面性质相关的常数,正压力是物体与接触面之间的垂直力μN示例滚动摩擦力计算5一辆汽车在水平路面上行驶假设汽车的质量为千克,轮胎与路面的滚动摩擦系数为,
10000.02汽车匀速行驶时的速度为米秒,则汽车受到的滚动摩擦力大小为20/多少?计算过程汽车受到的滚动摩擦力大小等于滚动摩擦系数与汽车重力的乘积•汽车重力G=mg=1000kg×
9.8N/kg=9800N•滚动摩擦力f=μG=
0.02×9800N=196N结论因此,汽车受到的滚动摩擦力大小为牛顿196比较摩擦力的大小摩擦力的大小接触面的压力接触面的粗糙程度物体的运动状态摩擦力的大小取决于接触面的接触面的压力越大,摩擦力就接触面越粗糙,摩擦力就越大物体静止时,静摩擦力大于动粗糙程度、接触面的压力和物越大摩擦力体的运动状态摩擦力的利弊摩擦力的益处摩擦力的弊端摩擦力可以使物体保持静止,防止物体滑摩擦力会消耗能量,降低效率例如,机动例如,鞋子与地面之间的摩擦力使我器零件之间的摩擦力会导致能量损失,从们能够行走摩擦力还可以用来传递能量而降低机器的效率摩擦力还会造成磨损,例如汽车轮胎与地面之间的摩擦力将发,损坏物体例如,车轮与地面之间的摩动机的能量传递给汽车擦力会导致轮胎磨损摩擦力在生活中的应用摩擦力在生活中无处不在,例如,走路、写字、吃饭等都需要摩擦力没有摩擦力,我们无法正常活动摩擦力也使我们的生活更加安全,例如,刹车、轮胎的抓地力等都依赖于摩擦力摩擦力在机械中的应用齿轮传动轮胎抓地力刹车系统离合器齿轮传动是机械中常见的传动汽车轮胎与路面之间的摩擦力刹车片与刹车盘之间的摩擦力离合器利用摩擦力来控制动力方式,靠齿轮之间的摩擦力实保证了汽车的行驶和转向,摩,将动能转化为热能,使车辆传递,实现发动机与变速箱之现传动擦力越大抓地力越好减速或停止间的连接和分离如何减小摩擦力润滑改变接触面减小压力使用气垫在摩擦表面之间添加润滑剂,改变接触面的材料或形状,例减小物体之间的压力,可以减气垫可以减少物体之间的接触例如油或油脂,可降低摩擦系如使用滚动轴承代替滑动轴承小摩擦力,从而降低摩擦力数,可以减小摩擦例如,减少车辆负重或使用更例如,磁悬浮列车利用磁场产润滑剂形成一个薄膜,减少表滚动轴承减少接触面的相对滑轻的材料生气垫,实现高速运行面之间的直接接触,降低摩擦动,从而降低摩擦力示例减小摩擦力的措施6润滑1添加润滑油或润滑脂滚动摩擦2用滚珠或滚轴代替滑动减小压力3减轻物体间的压力表面光滑4使接触面更光滑减小摩擦力的方法很多,其中一些常用的措施包括润滑,用滚珠或滚轴代替滑动,减轻物体间的压力,使接触面更光滑等这些措施在生活中和工业生产中都有广泛的应用摩擦力的实验演示通过实验直观地演示摩擦力的存在和影响因素例如,用弹簧测力计拉动木块在水平面上运动,观察弹簧测力计的读数变化,从而了解摩擦力的大小课堂小结摩擦力定义影响因素摩擦力是两个相互接触的物体在摩擦力的大小受接触面的粗糙程相对运动或有相对运动趋势时,度、压力大小和运动状态的影响在接触面上产生的阻碍相对运动的力种类意义摩擦力主要分为静摩擦力、动摩了解摩擦力的性质和作用,可以擦力和滚动摩擦力,它们在生活更好地理解日常生活和生产中的和生产中都有重要的应用现象,并能有效地利用或减小摩擦力拓展思考冰壶运动中的摩擦力汽车轮胎与摩擦力自行车链条与摩擦力冰壶运动中,运动员需要利用摩擦力来控制汽车轮胎与地面之间存在摩擦力,是汽车行自行车链条与齿轮之间存在摩擦力,保证了冰壶的运动方向和速度,体现了摩擦力的重驶的保障,同时,轮胎的设计也体现了对摩链条的传动,但也需要克服摩擦力的损耗,要性擦力的利用和控制体现了摩擦力带来的利弊作业布置完成课本习题设计摩擦力实验查找摩擦力在生活中的应用案例课件总结本课件系统地介绍了摩擦力的概念、影响因素、种类、计算公式和应用通过理论讲解、示例分析和实验演示,帮助学生理解摩擦力的本质,掌握摩擦力的计算方法,并能运用摩擦力知识解决实际问题。
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