资源简介

3.2摩擦力
【学习目标】
1、知道滑动摩擦力的概念及产生条件，会判断滑动摩擦力。
2、会运用公式 计算滑动摩擦力的大小。
3、通过实验认识静摩擦力的规律，知道最大静摩擦力。
4、会用二力平衡条件判断静摩擦力的大小和方向。
【学习重难点】
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．(重点)　
2.知道滑动摩擦力的大小跟什么有关，会求滑动摩擦力．(重点)　
3.知道静摩擦力的概念及产生条件，会判断静摩擦力的方向．(重点、难点)　
4.知道最大静摩擦力的概念，知道静摩擦力的大小范围．(难点)
【预习新知】
一.滑动摩擦力
1．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。
2．方向：总是沿着__接触面__，并且跟物体__相对运动__的方向相反。
3．大小
(1)滑动摩擦力的大小跟接触面上压力的大小成__正比__，还跟接触面的粗糙程度、材质等有关。
(2)公式：Ff＝__μFN__。
(3)动摩擦因数μ：它的值跟两接触面的__材料__和__粗糙程度__有关。动摩擦因数μ＝____，Ff在接触面内且与相对运动方向__相反__，FN与接触面__垂直__。
滑动摩擦力
情境导
甲图中物体与地面“一动一静”，乙图中物体与传送带“一慢一快”，丙图中物体与传送带“一左一右”。若各接触面均粗糙，试分析图中物体是否受摩擦力；若存在摩擦力，分析摩擦力的方向。
　　
提示：甲图中物体受到向左的滑动摩擦力；乙、丙图中物体均受到向右的滑动摩擦力。
要点提炼
1．滑动摩擦力的产生条件　两物体缺一不可
2．滑动摩擦力的方向
(1)在接触面上，与接触面相切，且与物体相对运动的方向相反。
(2)与物体的运动方向可能相同，也可能相反。
例如：
3．滑动摩擦力的大小
(1)公式法：根据公式Ff＝μF N计算。
①正压力F N是物体与接触面间的压力，不一定等于物体的重力，F N的大小根据物体的受力情况确定。
②动摩擦因数μ与材料和接触面的粗糙程度有关，而与物体间的压力、接触面的大小无关。
(2)二力平衡法：物体处于平衡状态(匀速运动或静止)时，根据二力平衡条件求解。
特别提醒
(1)滑动摩擦力的方向与“相对运动的方向相反”并不是与“运动方向”相反。　　　　 　
(2)滑动摩擦力的作用总是阻碍物体的相对运动，而不是阻碍物体的运动。
典例剖析
典题1　(2019·海南省海南中学高一上学期期末)如图所示，质量为20 kg的物体，沿粗糙水平地面向右运动，一水平向左的力F＝10 N作用于物体上，物体与水平地面间的动摩擦因数为0.1，则物体所受摩擦力的大小和方向为(取g＝10 N/kg)(　D　)
A．10 N，向右　　 B．10 N，向左
C．20 N，向右　　 D．20 N，向左
思路引导：(1)滑动摩擦力的方向与相对地面滑动的方向相反。
(2)滑动摩擦力的大小Ff＝μF N。
解析：物体沿粗糙水平地面向右运动，物体对地面的压力大小FN＝mg＝200 N，滑动摩擦力大小为f＝μFN＝μmg＝20 N，方向：与物体相对地面的运动方向相反，即向左，故D正确。
思维升华：(1)滑动摩擦力的大小由正压力和动摩擦因数决定，与物体的运动状态、接触面积无关。
(2)滑动摩擦力的方向与“相对运动的方向”相反，并不是与“运动方向”相反。
对点训练
1．(多选)(2019·山西大学附中高一上学期期中)如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸与桌布分离后继续在桌面滑行，最终没有滑出桌面。若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中(　AC　)　
A．桌布对鱼缸摩擦力的方向向右
B．桌面对鱼缸摩擦力的方向向右
C．鱼缸所受的摩擦力大小没有变化
D．若猫增大拉力，鱼缸受到桌布的摩擦力将增大
解析：桌布向右拉出时，鱼缸相对于桌布有向左的运动，故鱼缸受到的摩擦力向右，故A正确；桌面对鱼缸摩擦力的方向向左，故B错误；鱼缸受到的摩擦力为滑动摩擦力，其大小与拉力无关，只与压力和动摩擦因数有关，因此增大拉力时，摩擦力不变，故C正确；D错误。
二.静摩擦力　
1．定义：相互接触的两个物体之间只有__相对运动的趋势__，而没有__相对运动__时，这时的摩擦力叫作静摩擦力。
2．方向：总是沿着__接触面__，跟物体__相对运动趋势__的方向相反。
3．最大静摩擦力：静摩擦力有一个最大值Fmax，在数值上等于物体__即将开始运动__时的拉力。
4．静摩擦力的大小：两物体之间实际产生的静摩擦力F在__0__与最大静摩擦力__Fmax__之间，即__0静摩擦力
情境导入_
某同学用力向右推木箱，但没有推动，在此过程中木箱与地面间是否存在摩擦力？若存在，说明摩擦力的方向。
提示：存在；向左
要点提炼
1．静摩擦力产生的条件
两物体缺一不可　
2．静摩擦力的方向
(1)在接触面上，与接触面相切，且与物体相对运动趋势的方向相反。
(2)与物体运动的方向可能相同，也可能相反。
例如：
3．静摩擦力的大小
(1)大小的范围：0(2)计算：物体处于平衡状态(匀速运动或静止)时，根据二力平衡条件求解。
(3)最大静摩擦力Fmax略大于滑动摩擦力，一般情况下，为分析问题方便，可认为二者相等。
特别提醒
(1)不能认为受静摩擦力的物体一定静止，运动的物体之间也可能存在静摩擦力。
(2)静摩擦力的效果不是阻碍物体的运动，而是阻碍物体间的相对运动趋势。
(3)静摩擦力是被动力，在一定范围内其大小随外力变化而变化，并不是一个定值。
典例剖析
典题2　(多选)(2019·江西省赣州十四县高一上学期期中联考)用手握住一个油瓶(瓶始终处于竖直方向)静止不动，如图所示。下列说法正确的是(　BD　)
A．瓶中油越多，手必须握得越紧
B．握手处如果有很多油，手必须握得越紧
C．手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大
D．油瓶受到的静摩擦力方向竖直向上，其大小等于油瓶的重力
思路引导：正确理解静摩擦力的概念，明确静摩擦力的大小和方向。
解析：若油瓶和油的总重力没有超过手对油瓶的最大静摩擦力，手对油瓶的压力可以不变，A错误；握手处油很多，比较滑，应当通过增加手对油瓶的压力，才能增大最大静摩擦力，防止油瓶下落，故B正确；油瓶受到的静摩擦力与重力处于二力平衡状态，故C错误，D正确。
对点训练
2．(2019·山东省济南一中高一上学期期中)如图所示，A、B、C三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数也相同。三个物体随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是(　B　)
A．A物体受到的摩擦力方向向右
B．三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零
C．B受到的摩擦力沿斜面向下
D．B、C受到的摩擦力方向相反
解析：A物体做水平方向的匀速直线运动，水平方向不受摩擦力，故A错误；B、C物体均有相对传送带向下滑动的趋势，故均受到沿斜面向上的静摩擦力，B正确，C、D错误。
【重难探究】
静摩擦力的大小
（1）大小的范围：。
（2）计算：
物体处于平衡状态（匀速运动或静止）时，根据二力平衡条件求解。
（3）最大静摩擦力：
最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，一般情况下，为分析问题方便，可认为二者相等。
【典例一】1、水平桌面上，重300 N的物体与桌面间的动摩擦因数为0.1，最大静摩擦力为33 N( )
A.当用15 N的水平拉力拉此物体时，物体受到的摩擦力为15 N
B.当用32 N的水平拉力拉此物体时，物体受到的摩擦力为32 N
C.当用32 N的水平拉力拉此物体时，物体受到的摩擦力为30 N
D.当用60 N的水平拉力拉此物体时，物体受到的摩擦力为30 N
解题思路：只有当拉力克服最大静摩擦力时,物体才能发生相对滑动.当物体静止时，所受拉力与静摩擦力平衡，因此当用15 N的水平拉力拉此物体时，物体受到的摩擦力为15 N, A正确；当用32 N的水平拉力拉此物体时,物体受到的摩擦力为32 N,B正确,C错误；当用60 N的水平拉力拉此物体时，物体早已发生相对滑动，摩擦力为滑动摩擦力,, D正确.
答案：ABD
滑动摩擦力公式的理解
F的大小与成正比，与物体的运动状态无关。
动摩擦因数与接触面的粗糙程度和材料有关，与物体间的压力、相对运动对的速度及接触面的大小均无关。
（3）是物体与接触面间的正压力，不一定等于物体的重力，求要根据物体受力情况而定。
【典例二】2、一质量不计的弹簧原长为10cm，一端固定于质量的物体上，另一端施一水平拉力F (g取10N/kg，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）
1.若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,当弹簧拉长至14cm时，物体恰好被拉动，则弹簧的劲度系数为多大？
2.若将弹簧拉长至11cm时（物体在滑动过程中），物体所受的摩擦力大小为多大？
3.物体静止时，若将弹簧拉长至13cm，物体所受的摩擦力大小为多大？
解题思路：1.由题意得，物体与地面间的最大静摩擦力，物体恰好被拉动时，所受弹力等于最大静摩擦力，，则。2.物体相对地面滑动，所受的摩擦力为滑动摩擦力，则。3.弹簧弹力
，由平衡条件得物体所受的摩擦力.
答案：（1）100 N/m （2）4 N （3）3 N
【巩固训练】
1.所受重力为500N的雪橇，在平坦的雪地上用10N的水平拉力恰好可以拉着空雪橇做匀速直线运动。求：
(1)雪橇对雪地的压力
(2)雪橇与雪地间的动摩擦因数μ
(3)如果雪橇再载重500N的货物，那么，水平拉力作用下雪橇在该雪地上滑行时受到的摩擦力是多少？
2.如图所示，磁铁B吸附于铁箱A的侧壁，A的侧壁位于竖直平面内，A、B始终保持相对静止，则下列说法正确的是( )
A.铁箱静止于地面上时，磁铁B一共受到3个力的作用
B.A、B一起匀速上升时，B受到的摩擦力方向向上
C.A、B一起匀速向左运动时，B受到的摩擦力与静止时相比减小
D.若在图示状态下仅增大B的磁性，则B受到的摩擦力一定会变大
3.如图所示，一质量为4.0kg的木箱以某初速度沿水平面向右滑行，同时施加一个水平向左的拉力，大小为10N。已知木箱与地面间的动摩擦因数为0.3.则木箱所受的摩擦力( )
A.大小为10N，方向水平向右 B.大小为10N，方向水平向左
C.大小为12N，方向水平向右 D.大小为12N，方向水平向左
4.如图所示，只有B物体左面是光滑的，其余各接触面都是粗糙的。如果用水平力F将物体A和B压紧在竖直墙上不动，则以下说法正确的是( )
A.B受向上的摩擦力
B.A左侧受向下的摩擦力，右侧受向上的摩擦力
C.A受墙的摩擦力大于A受B的摩擦力
D.增大F，则A和B受的摩擦力都增大
参考答案
1.答案：(1)500N
(2)0.02
(3)20N
解析：（1）（2）雪橇在水平冰面上做匀速直线运动，水平方向受到马的拉力与滑动摩擦力，则由平衡条件得，滑动摩擦力
雪橇对水平冰面的压力
方向竖直向下雪撬和冰面间的滑动摩擦因数为
（3）当在雪橇上载货500N，摩擦力
2.答案：B
解析：A.对B受力分析，B受重力、磁铁的吸引力，A对B的支持力、以及A对B的摩擦力共4个力，故A错误；B.一起匀速上升时，B处于平衡状态，竖直方向对B由平衡条件可知B受到的摩擦力方向向上，故B正确；C.一起匀速向左运动时，B处于平衡状态，根据平衡条件可知B受到的摩擦力大小等于B的重力，与静止时相等，故C错误；D.在图示状态下，B处于静止状态，之间的摩擦力为静摩擦力，根据平衡条件可知B受到的摩擦力大小等于B的重力，增大B的磁性，摩擦力大小不变，故D错误。故选B。
3.答案：D
解析：分析木箱的受力情况，木箱以某初速度沿水平面向右滑行，则受到水平向左的滑动摩擦力作用，，故D正确，ABC错误。故选：D。
4.答案：ABC
解析：A、对B受力分析，竖直方向受到向下的重力和A给B的向上的摩擦力，根据共点力平衡得，，故A正确；BC、对A受力分析，竖直方向A受到向下的重力，B给A向下的摩擦力，墙面给A向上的摩擦力，根据牛顿第三定律得，，根据共点力平衡得，，故BC正确；D、增大F，对A和B所受的摩擦力没有影响，故D错误；故选：ABC。

展开更多......

收起↑