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第三章 相互作用——力
第二节 摩擦力
有摩擦力存在吗,是什么摩擦力？
推而未动
中国首枚花样滑冰奥运金牌获得者:申雪/赵宏博
1.摩擦力的概念（初中）
两个相互接触并相互作用的物体，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一种阻碍物体相对运动的力，这种力就是摩擦力。
2.摩擦力的分类:
知识回顾
滚动摩擦
静摩擦
滑动摩擦
自学质疑
2.物体的相对运动等于物体的运动吗？如何理解物体的相对运动
1.摩擦力的产生需要哪些条件？摩擦力的方向如何？
3.滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？具体什么关系？如何理解正压力？正压力在什么情况下等于物体的重力？
4.如何判断静摩擦力的存在与否？它的大小如何计算？
接触面不光滑
两物体相互接触
两物体间有挤压
两物体间有相对运动( )
或相对运动趋势 ( )
一、摩擦力产生的条件
弹力
滑动摩擦
静摩擦
二、探究摩擦力的方向
箭头方向-----牙刷相对运动方向或相对运动趋势方向
总是与接触面相切，并与物体相对运动的方向相反（滑），或与相对运动趋势的方向相反（静）。
总结：
1.阻碍物体的运动和阻碍物体的相对运动是一回事吗？
“相对”指的是研究对象相对于与其接触的物体而言，都是以施力物体为参考系的，而不是物体相对地的运动。
概念辨析：如何理解相对运动
2.小车在地面上运动，小车与地面是否相对运动？
V
小车相对地面向右运动
摩擦力阻碍其相对运动
摩擦力方向向左
3.物体随小车一起匀速运动，物体与小车是否相对运动？
V
物体与小车保持相对静止
小车与物体间无摩擦力
4.物体随小车一起运动，但物体速度小于小车的速度？
V车＞ V木
V车
V木
木块相对小车向左运动
摩擦力阻碍其相对运动
摩擦力方向向右
三、探究滑动摩擦力的大小
猜想：1.接触面的粗糙程度； 2.压力
3.接触面的面积； 4.相对运动的速度
实验方法：研究多个物理量的关系时用控制变量法。
实验要求:
匀速拉动木块
物理方法:
转换法
实验原理
为了测木块A所受的滑动摩擦力,拉动下面的B木块,可以吗？是否必须要求匀速拉动呢？
四、滑动摩擦力的大小
Ff =μFN
动摩擦因数
正压力
滑动摩擦力
只与正压力和接触面的材料有关,与接触面积大小，运动速度等因素无关。即：
说明:
1.FN为两物体表面间的垂直作用力（垂直接触面的弹力）。
2. 是比例常数（无单位），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，跟物体间的接触面积的大小、物体的运动状态等均无关。
动摩擦因数
几种材料间的动摩擦因数
材料 动摩擦因数 材料 动摩擦因数
钢—钢 0.25 钢—冰 0.02
木—木 0.30 木头—冰 0.03
木—金属 0.20 橡胶轮胎—路面（干） 0.71
皮革—铸铁 0.28
动摩擦因数μ一般大于0而小于1的。理想化的光滑表面可以认为μ=0。
在水平面上滑动摩擦力的大小
f
f
F
FN
G
f= FN= G= mg
当物体在斜面上滑动摩擦力的大小还是不是等于 呢？
f= FN= G= mg
FN
F
G
注意：
此时f= FN，但是FN不等于mg
例1：（多选）关于滑动摩擦力公式F=μFN，以下说法中正确的是（ ）
A. 公式中的压力FN一定与物体的重力大小相等。
B. 动摩擦因数μ与滑动摩擦力F成正比，与压力FN成反比。
C. 由F=μFN可知，F与FN成正比。
D. F的大小是由μ和FN决定的，与接触面的大小无关。
例2：在东北的冬季伐木工作中，伐下的木料常装在雪橇上，马拉着雪橇在冰道上滑行，将木料运出。一个有钢制滑板的雪橇，连同木料的总重量为4.9×104N。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。
分析：雪橇与地面间的阻力属于滑动摩擦，马拉着雪橇匀速前进时，拉力与阻力大小相等。
∵ 正压力的大小为车与木料的总重，即：
通过查表可以知道钢与冰之间的动摩擦因数为：
∴ 摩擦力：
他在推箱子
没有推动
为什么箱子被推
却没有移动
来看看这个小
朋友在干嘛？
箱子没有动，说明箱子与地面之间存在摩擦力，但箱子与地面没有发生滑动我们把这个摩擦力叫做静摩擦力。
注：两个物体之间只有相对运动趋势，而没有相对运动，保持相对静止。
1.定义：两个相互接触的物体，当它们具有相对运动趋势时，在接触面上产生阻碍相对运动趋势的力，这种力叫做静摩擦力。
五、静摩擦力
2.静摩擦力的产生条件
（1）接触面粗糙；
（2）接触面处有弹力（有挤压、有弹性形变）；
（3）两物体之间有相对运动趋势。
理解相对运动趋势
a
f静
例3：请根据摩擦力产生的条件，判断下图中A物体与哪些表面存在摩擦力。
甲 乙 丙
甲图中，A物体在重力的作用下，有下滑的趋势，物体A与表面之间存在静摩擦力。
乙图中，A物体与下表面接触且有压力，但没有某个方向运动的趋势，A与下表面不存在摩擦力，与侧表面没有直接接触，也没有摩擦力。
丙图中，A物体与下表面接触且有压力，某人推A物体，使其有向右运动的趋势，A与下表面存在静摩擦力，与侧表面没有直接接触，没有摩擦力。
木块相对斜面的运动趋势方向
F
静摩擦力方向总是沿着接触面，并和物体相对运动趋势相反。
F推
F
3.静摩擦力的方向
4.静摩擦力的大小
箱子没动说明箱子仍然受力平衡
F推'
F'
F推
F
F=F推
F'=F推'
静摩擦力大小是变化的，求解摩擦力要根据平衡求解。
注意：静摩擦力的大小与施加的外力大小相等，方向相反。物体没有动，施加外力越大，静摩擦力越大。
总结：
加大力气
说明静摩擦力大小发生
了变化
箱子仍然不动
5.最大静摩擦力
1
2
3
4
继续增大推力，箱子移动了小朋友跌倒了
箱子和接触面发生相对滑动
原本静摩擦力和推力平衡
说明此瞬间静摩擦力发生了突变，存在一个最大值
说明：静摩擦力的最大值 Fmax 在数值上等于物体刚刚开始运动时的推（拉）力，Fmax 即为最大静摩擦力。它略大于滑动摩擦力，不做特别说明时，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。
例3：如图所示，手握住瓶子处于静止状态，请判断瓶子受到的静摩擦力方向朝哪里？静摩擦力的大小是多少？如果瓶子被握的更紧，静摩擦力大小又是多少？（已知瓶子的质量为m）
f
瓶子相对手的
运动趋势方向
f方向向上
f静=mg
握的更紧时，f静=mg
六、 滚动摩擦
生活中还有一种摩擦为滚动摩擦，滚动摩擦是一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦。
压力相同时，滚动摩擦比滑动摩擦小得多。
1. 增大有益摩擦的方法：
（1）增大接触面间的粗糙程度
（2）增大接触面间的压力
2.减小有害摩擦的方法：
（1）减少压力
（2）接触面变得光滑些
（3）用滚动代替滑动
（4）使两个互相接触的物体的摩擦面彼此分开的方法有两个：
①加润滑油
②在两个摩擦面间形成一层气垫
七、 增大摩擦和减小摩擦
例5：重量为100N的木箱放在水平地板上，至少要用40N的水平推力，才能使它从原地开始运动。木箱与地板间的最大静摩擦力为 N。木箱从原地移动以后，用38N的水平推力，就可以使木箱继续做匀速运动。这时木箱所受的滑动摩擦力为 N，动摩擦因数为 。
解：物体刚好推动时用的力等于最大静摩擦力；
40
虽然滑动摩擦力可以用F=μFN来求得，但并不是唯一的方法，我们可以根据二力的平衡知道：物体匀速直线运动时，推力正好等于地面施加的滑动摩擦力。
38
0.38
1.判断下列说法是否正确
（1）两物体间有弹力，则其间必有摩擦力。 ( )
（2）两物体间有摩擦力， 则其间必有弹力 。 (　 )
（3）运动的物体不可能受静摩擦力作用。 ( 　)
（4）静止的物体也可能受到滑动摩擦力作用。 (　 )
（5）摩擦力一定是阻碍物体运动的 。 ( )





学以致用
2.叉车推着大箱子前进，风把一张广告纸吹到箱子前面竖直的壁上没有掉下，原因是：
A、风对纸的压力抵消了纸所受的重力
B、箱壁对纸的压力抵消了纸所受的重力
C、箱壁对纸的摩擦力抵消了纸所受的重力
D、箱壁对纸的摩擦力大于纸所受的重力
3.关于摩擦力，下列说法中正确的是：
A、摩擦力方向总是跟运动方向相反
B、相互压紧且接触面粗糙的物体之间一定有摩擦力
C、相互接触的物体间的正压力增大，摩擦力一定增大
D、物体受到静摩擦力的大小，跟接触面的粗糙程度无关
C
D
4.自行车在平直公路上匀速行驶过程中，则：
A、前后轮受到的摩擦力均向后
B、前后轮受到的摩擦力均向前
C、前轮受到的摩擦力向前，后轮受到的摩擦力向后
D、前轮受到的摩擦力向后，后轮受到的摩擦力向前
D
5.一木箱重100N，放在水平地面上，木箱与地面的动摩擦因数为0.2，当用80N的力去推木箱时，下列说法正确的是：
A、不知道最大静摩擦力，无法判断是否运动
B、所受摩擦力为静摩擦力，大小为80N
C、所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为80N
D、所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为20N
D
6.质量为2 kg的物体静止在水平地面上，如图所示，物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，给物体一水平推力F。(取g＝10 N/kg)
求：(1)当推力大小为5 N时，地面对物体的摩擦力是多大？
(2)当推力大小为12 N时，地面对物体的摩擦力是多大？
(3)物体运动过程中突然把推力去掉，此时地面对物体的摩擦
力是多大？
解析：在水平地面上，FN＝mg，则滑动摩擦力(即最大静摩擦力Fmax)大小为Fmax＝μFN＝μmg＝0.5×2×10 N＝10 N。
(1)当推力F＝5 N时，F＜Fmax，物体静止，则由二力平衡知：地面对物体的静摩擦力的大小F静＝F＝5 N。
(2)当推力F＝12 N时，F＞Fmax，物体滑动，则地面对物体的滑动摩擦力的大小F滑＝μFN＝μmg＝10 N。
(3)运动过程中把推力去掉，地面对物体的摩擦力为滑动摩擦力，其大小F滑＝10 N。
答案　(1)5 N　(2)10 N　(3)10 N
小结：
摩擦力
产生条件
1.两物体接触且接触面粗糙
2.有相互作用的压力——垂直于接触面的弹力
3.有相对运动或相对运动趋势
分类
滑动
摩擦力
④ 动摩擦因数：与接触面的材料和粗糙程度
有关
① 概念：一个物体相对于另一个物体有相对运动趋势时产生的摩擦力
② 方向：与相对运动趋势方向相反
① 概念：一个物体在另一个物体表面上相对
于另一物体滑动时产生的摩擦力
② 方向：与接触面相切，跟物体间相对运动
的方向相反
③ 大小：由二力平衡求得，0③ 大小：F=μFN
静摩擦力
滚动摩擦

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