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2. 摩擦力
人教版（2019）物理（必修第一册）
第三章 相互作用——力
目录
素养目标
01
课程导入
02
新课讲解
03
总结归纳
04
课堂练习
05
正确教育
素养目标
1.知道滑动摩擦力的概念及产生条件，会判断滑动摩擦力的方向
2.通过实验认识静摩擦力的规律，知道最大静摩擦力
3.让学生经历从静摩擦力到滑动摩擦力的研究过程，在此过程中培养学生的观察、实验和分析问题的能力
4.能从物理学的视角正确描述和解释自然现象，能应用物理知识解决实际问题，指导工作和生活实践
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，他们可能是怎样的关系呢？
观看视频，思考一下为什么用塑料袋能提起玻璃杯？
用塑料袋提起玻璃杯最为关键的一步是什么？
正确教育
滑动摩擦力
把手按在桌面上，用力向前滑动，手有什么感觉？说明了什么？
定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力。
在手掌压在桌面上滑动的过程中；桌面越粗糙，滑起来越费力。手掌受到滑动摩擦力
v
Ff
物体相对运动的方向是什么方向？物体受到的滑动摩擦力是什么方向？
1、物体相对运动的方向向左
2、摩擦力方向向右
总结：摩擦力与接触面相切，方向与物体相对运动方向相反
1、光滑平面有滑动摩擦力吗？
2、两个互相接触的物体一定有滑动摩擦力吗？
3、两个相对静止的物体有滑动摩擦力吗？
没有
不一定
没有
思考
产生条件：
相互接触、挤压
粗糙
发生相对运动
无摩擦力
有摩擦力
施加同样大小的力F
石块在冰面上移动得更快
石块在冰面受到的滑动摩擦力小
物体受到的滑动摩擦力与表面的粗糙程度有关
施加同样大小的力F
小石块移动得更快
小石块受到的滑动摩擦力小
物体受到的滑动摩擦力与接触面的压力有关
②木-布，
①木-纸，
③木-布，改变接触面积，
滑动摩擦力约0.50N
滑动摩擦力约0.30N
滑动摩擦力约0.50N
与接触面粗糙程度有关
与接触面积无关
视频演示
④木-布，不加钩码，
压力共1.5N，
⑤木-布，加3个50g的钩码，
压力共3N，
滑动摩擦力约0.50N
滑动摩擦力约1.00N
⑥木-布，加6个50g的钩码，
压力共4.5N，
滑动摩擦力约1.50N
Ff ∝ FN
视频演示
由上述两个实验可知：
1、滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比，公式为
2、动摩擦因数μ与接触面的材料和粗糙程度有关，与面积无关
FN为支持力
μ叫动摩擦因数，与接触面的材料及粗糙程度有关。
Ff=μFN
μ =
动摩擦因数μ无单位
注：①滑动摩擦力只与动摩擦因数和正压力有关，与接触面积、物体的速度无关。
②两物体间的压力不一定等于物体的重力。
几种材料间的动摩擦因素
例题：在我国东北寒冷的冬季，有些地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4.9×103 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。
mg
F
FN
Ff
分析 ：
将雪橇抽象为一个物体，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： 雪橇所受重力mg＝4.9×104 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
F＝Ff
由于 FN ＝mg
Ff＝ FN ＝ mg
故F＝ mg＝0.02×4.9×103 ×10 N＝980 N
马要在水平方向用 980 N的力，才能够拉着雪橇匀速前进。
(多选)关于滑动摩擦力的产生，下列说法正确的是（　　）
A．只有相互接触且发生相对运动的物体间才可能产生滑动摩擦力
B．只有运动的物体才可能受到滑动摩擦力
C．受弹力作用的物体一定会受到滑动摩擦力
D．受滑动摩擦力作用的物体一定会受到弹力作用
AD
如图所示，物体在F = 10 N、方向水平向左的拉力作用下，沿水平面向右运动。已知物体与水平面的动摩擦因数 = 0.2，物体质量m= 5 kg，取g = 10 m/s2，可知物体所受摩擦力为（　　）
A．10N，水平向左
B．10N，水平向右
C．20N，水平向左
D．20N，水平向右
A
正确教育
静摩擦力
请按照如图所示的方法，对箱子施加水平推力。在推箱子的过程中，要逐渐增加推力大小，直到将箱子推动为止。重复几次，体会每次箱子发生移动前和刚好移动时推力的情况。
想一想，是什么力阻碍了箱子的移动？
根据二力平衡的知识，手向前用力并且保持静止，那么一定有一个力与它平衡，就是静摩擦力。
产生条件：
相互接触、挤压
粗糙
有相对运动趋势
定义：当两个物体接触、挤压，有相对运动的趋势时在接触面上就会产生阻碍相对运动趋势的力。
滑动摩擦力产生的条件有：
(1)两物体相互接触挤压(即有弹力)；
(2)物体间的接触面不光滑；
(3)两物体间存在相对运动。
静摩擦力产生的条件有：
(1)两物体相互接触挤压(即有弹力)；
(2)物体间的接触面不光滑；
(3)两物体间存在相对运动趋势。
用力推沙发，推而未动
利用传送带匀速向上运送货物
物体间并没有发生相对运动，但是存在相对运动的趋势
沙发相对地板有水平向右运动的趋势，静摩擦力阻碍沙发的相对运动，方向水平向左
货物相对传送带有斜向下运动的趋势，静摩擦力阻碍货物的相对运动，方向沿传送带向上
静摩擦力
静摩擦力的方向沿着接触面，与物体间的相对运动趋势的方向相反
1　实验探究
（1）如图所示，把木块放在水平地面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块。在拉力F增大到一定值之前，木块不动。
（2）继续用力，当拉力达到某一值时木块开始移动，此时拉力会突然变小。
静摩擦力的大小随拉力的变化
2　最大静摩擦力
最大静摩擦力F静max是物体刚要发生相对滑动时所受的静摩擦力。与物体之间的正压力N成正比，还与接触面的材料及粗糙程度有关。在实际情况中，最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大些，如没有特别说明时，通常认为二者相等。
3　静摩擦力F静的大小
物体所受静摩擦力 F 和最大静摩擦力Fmax的关系为：0 < F静 ≤ F静max，求静摩擦力时，通常由二力平衡法分析。
用力传感器代替弹簧测力计探究静摩擦力的大小
摩擦力调控
改变接触面粗糙程度
改变压力大小
变滑动为滚动
如何增大或减小摩擦力呢？
（多选）如图所示，质量为m的木块被水平推力压着，静止在竖直墙壁上，若将推力F的大小增加到2F，则(　　)
　　
A．木块所受墙面的弹力增加到原来的2倍
B．木块所受墙面的摩擦力增加到原来的2倍
C．木块所受墙面的摩擦力方向向下
D．木块所受墙面的摩擦力不变
AD
静止在水平地面上的质量为50kg的物体，与水平面间的动摩擦因数为0.2，当作用在该物体上的水平拉力为30 N时，它所受到的是——— （填“静”或“动”）摩擦力，其大小为———N。当该力增大到110 N时，物体刚要开始滑动，则物体与地面的最大静摩擦力为———N。当该力增大到150 N时，物体受到的摩擦力是————（填“静”或“动”）摩擦力，其大小为———— N。（g取10m/s2）
经典例题
静
30
110
动
100
① 滑动摩擦力
（1）产生条件：
①接触并挤压（即两物体间存在弹力）；
②两物体有相对运动；
③接触面粗糙.
（2）方向：总是跟接触面相切，并且跟相对运动方向相反.
（3）大小：
1
阻碍相对运动
有摩擦力一定有弹力，有弹力不一定有摩擦力
运动方向 ≠ 相对运动方向 ≠ 相对运动趋势方向
正压力不一定等于重力
① 静摩擦力
（1）产生条件：
①接触并挤压（即两物体间存在弹力）；
②两物体间有相对运动趋势；
③接触面粗糙.
（2）方向：总是跟接触面相切，并且跟相对运动趋势方向相反.
（3）大小：
（4）静摩擦力的有无及方向的判定：①假设法；②状态法等.
2
阻碍相对运动趋势
运动方向 ≠ 相对运动方向 ≠ 相对运动趋势方向
最大静摩擦力与压力、接触面的材料及粗糙程度等有关
1.如图所示，质量为1 kg的物块静止在水平地面上A点，现加 的水平拉力，当物块运动到B点撤去F，之后物块继续运动到C点停止，测得 ，重力加速度取 ，则物块与水平地面间的动摩擦因数为( )
A.0.25
B.0.2
C.0.15
D.0.1
D
答案：D
解析：设匀加速直线阶段加速度大小为a1，匀减速直线运动阶段加速度大小为a2，匀加速直线运动结束时的速度大小为v，则有
而由于 ，故可得
在匀加速直线运动阶段，有
在匀减速直线运动阶段，有
将 代入上面两个方程，解得
2.如图所示，重力为 G 的物体 A 在竖直轻弹簧的支撑下与竖直墙壁接触并处于静止状态.则( )
A.物体 A 受4个力作用
B. A 与墙壁之间一定有压力
C. A 与墙壁之间一定有静摩擦力
D.弹簧的弹力大小等于G
D
答案：D
解析：以A为研究对象，A与竖直墙壁接触且处于静止状态.水平方向A与墙壁接触但不挤压，故墙壁对A不存在弹力作用，所以墙壁对A没有摩擦力，则A只受到重力和弹簧弹力两个力的作用，且弹簧的弹力大小等于物体A的重力G.D正确.
3.如图所示，物体的质量为m，与水平桌面间的动摩擦因数为μ，在水平向右的推力F作用下匀速运动.从物体的边缘开始，到物体的三分之一滑离桌边为止，重力加速度为g，在此过程中，下列说法正确的是( )
A.推力F因物体悬空部分越来越大而变小
B.物体所受摩擦力逐渐减小
C.推力F的大小始终等于μmg
D.因接触面变小，动摩擦因数μ会变
C
答案：C
解析：当物体在桌面上匀速滑动时，物体对桌面的压力始终等于物体的重力，桌面与物体表面间的粗糙程度不变，即动摩擦因数不变，只是接触面积在逐渐减小，而接触面积的大小不影响摩擦力的大小，因此，在此过程中摩擦力是不变的，B、D错误；对物体受力分析，可知推力F的大小始终等于摩擦力，A错误，C正确.
谢谢观看

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