第2节 摩擦力(课件 学案 练习)高中物理人教版(2019)必修 第一册 第三章

资源下载
  1. 二一教育资源

第2节 摩擦力(课件 学案 练习)高中物理人教版(2019)必修 第一册 第三章

资源简介

(共52张PPT)
第2节 摩擦力
1.通过分析摩擦现象,理解摩擦力的产生条件,会区分静摩擦力和滑动摩擦力。
2.会根据相对运动方向判断滑动摩擦力的方向,并根据Ff=μF压计算其大小。
3.会根据相对运动趋势判断静摩擦力的方向,并会根据物体受力和运动情况,分析静摩擦力的大小和方向。通过实例,了解最大静摩擦力。
4.知道生产和生活中增大或者减小摩擦力的实例,有将摩擦力知识应用于生产和生活的意识。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
随堂对点自测
02
课后巩固训练
03
知识点
1
知识点二 静摩擦力
知识点一 滑动摩擦力
知识点一 滑动摩擦力
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,改变木块和木板之间的压力,摩擦力的大小也随之改变。
(1)测力计的示数等于木块所受摩擦力的大小的依据是什么
(2)如果摩擦力的大小跟压力的大小存在某种定量关系的话,它们可能是怎样的关系呢
(3)摩擦力的大小除与压力有关外,还与什么因素有关
提示 (1)弹簧测力计示数等于木块所受摩擦力的大小,依据是木块匀速运动,水平方向上二力平衡。
(2)猜想:摩擦力大小与压力大小可能是正比关系。
(3)摩擦力大小除与压力有关外,还与接触面的材质和粗糙程度有关。
1.定义:两个相互接触的物体,当它们____________时,在接触面上会产生一种__________________的力,这种力叫作滑动摩擦力。
2.产生条件
相对滑动
三个条件缺一不可
阻碍相对运动
粗糙
相对运动
3.方向:总是沿着_________,并且跟物体____________的方向相反。
4.大小
接触面
(1)滑动摩擦力的大小跟压力的大小成______。
(2)公式:Ff=_____。
(3)动摩擦因数μ:它的值跟接触面的______和____________有关,与接触面的大小无关。
相对运动
正比
μF压
材料
粗糙程度
【思考】
1.滑动摩擦力总是阻力吗
提示 滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,但不一定阻碍物体的运动。当滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相同时,它是物体运动的动力;当滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相反时,它是物体运动的阻力。
2.静止的物体可以受到滑动摩擦力吗
提示 可以。如图所示,B板被抽出时,静止的A物体受到向左的滑动摩擦力。
3.思考判断
×
√
(1)滑动摩擦力方向总是与物体运动方向相反。( )
(2)两物体间有滑动摩擦力,一定有弹力。( )
(3)物体所受滑动摩擦力与物体的重力成正比。( )
×
例1 (人教版教材P671T改编)如图所示,把手掌压在水平桌面上的白纸上,使白纸和手一起向前移动。若只增大手对白纸向下的压力,手的水平推力未发生改变,此时白纸仍和手一起向前移动,桌子未动,下列关于摩擦力的判断正确的是(  )
D
A.白纸受到的摩擦力为滑动摩擦力
B.手掌在运动,说明手掌受到的摩擦力是滑动摩擦力
C.增大压力时手会感觉到阻力增大,说明手与白纸间的摩擦力增大
D.增大压力时桌子所受地面的摩擦力变大
解析 白纸和手一起向前移动,两者之间无相对运动,说明手掌和白纸间的摩擦力不是滑动摩擦力,白纸与桌面之间产生了相对滑动,两者间摩擦力是滑动摩擦力,A、B错误;增大手对白纸向下的压力,由Ff=μF压可知白纸与桌面间的滑动摩擦力增大,但水平推力未发生改变,说明手与白纸间的摩擦力大小不变,C错误;桌子与地面之间的摩擦力大小等于白纸对桌面的摩擦力的大小,则其变大,D正确。
例2 质量为3 kg的木块放在水平地板上,用F=6 N且水平向右的拉力拉该木块时,木块恰能做匀速直线运动(g取10 N/kg)。
(1)求木块与地板间的动摩擦因数;
答案 0.2 
解析 木块做匀速直线运动,则滑动摩擦力
Ff1=F=6 N
而Ff1=μFN=μmg
故μ===0.2。
(2)若在木块运动过程中将F的方向改为水平向左,则在木块向右运动过程中,受到的摩擦力是多大 方向如何
(3)若F的大小不变而将方向改为竖直向上作用于该木块上,则此时应加一个多大的水平拉力,才能使该木块保持匀速直线运动状态。
答案  (2)6 N 水平向左 (3)4.8 N
解析 (2)Ff2=6 N,方向水平向左。
(3)此时木块和地板间的压力FN'=mg-F=24 N,Ff3=μFN'=4.8 N,则此时要保持木块做匀速直线运动,需满足水平拉力F'=Ff3=4.8 N。
滑动摩擦力大小的计算方法
(1)公式法:根据公式Ff=μF压计算。
正压力F压是物体与接触面间的压力,不一定等于物体的重力,F压的大小根据物体的受力情况确定。
(2)二力平衡法:物体处于平衡状态(匀速直线运动或静止)时,根据二力平衡条件求解。
知识点二 静摩擦力
如图所示,把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块,观察弹簧测力计示数及其变化情况。
当测力计的示数为1 N时,木块没有动;逐渐增大拉力到2 N时,木块仍静止;继续增大拉力到4 N时,木块开始运动,此时拉力突然变小到3.8 N,此后木块匀速运动,拉力保持3.8 N不变。
(1)木块受到的拉力为1 N时,有相对桌面运动的趋势但没有运动,说明什么呢
(2)随着外力的增大,静摩擦力大小变化吗 若变化,如何变化
(3)木块开始移动时弹簧测力计的示数有何特点
(4)若在木块上增加砝码,木块开始移动时弹簧测力计的示数如何变化 这说明什么
提示 (1)说明桌面对木块施加了一个与拉力方向相反、大小也为1 N的力,这个力就是桌面对木块的静摩擦力。
(2)由二力平衡知,随着外力的增大,静摩擦力大小发生变化;相应增大。
(3)木块开始移动时弹簧测力计的示数达到最大,也就是说静摩擦力有一个最大值,这个最大值比滑动摩擦力稍微大一些。
(4)弹簧测力计的示数增大;说明最大静摩擦力随正压力的增大而增大。
1.定义:相互接触的两个物体之间只有相对运动的______,而没有相对运动,这时的摩擦力叫作静摩擦力。
趋势
2.产生条件:
三个条件缺一不可
3.方向:沿着接触面,跟物体__________________的方向相反。
4.大小:随外力的变化而变化,当外力增大到某一值时,物体就要滑动,此时静摩擦力达到最大值Fmax,我们把Fmax叫作最大静摩擦力。一般情况下,最大静摩擦力Fmax略大于滑动摩擦力,为分析问题方便,可认为二者相等。静摩擦力的取值范围为___________。
相对运动趋势
0【思考】
1.受静摩擦力作用的物体一定处于静止状态吗
提示 静摩擦力发生在相对静止的两物体之间,受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,运动的物体也可能受静摩擦力作用。如图所示,物体随传送带匀速上升时,物体相对传送带静止,但受到传送带对它沿传送带向上的静摩擦力。
2.如图所示,人在慢跑,脚踏地时,脚与地面相对静止,受静摩擦力作用。脚刚接触地面时所受静摩擦力的方向与运动方向相同还是相反 是动力还是阻力 脚向后蹬地时所受静摩擦力的方向与运动方向相同还是相反 是动力还是阻力
提示 相反 阻力 相同 动力。
例3 (2026·北京市五中期中)如图所示,用水平力F将同种材料不同质量的物体压到一竖直墙壁上,下列说法正确的是(  )
D
A.若物体保持静止,则F越大,物体所受摩擦力越大
B.若物体保持静止,则质量越大,物体所受摩擦力越小
C.若物体沿墙壁向下滑动,则质量越大,物体所受摩擦力越大
D.若物体沿墙壁向下滑动,则F越大,物体所受摩擦力越大
解析 物体静止时,所受静摩擦力大小等于其重力,与水平力F无关,物体质量越大,所受静摩擦力越大,故A、B错误;物体向下滑动时,受到滑动摩擦力作用,大小为Ff=μF压=μF,F越大,摩擦力越大,与物体质量无关,故C错误,D正确。
对摩擦力的理解要点
1.滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反,与接触面相切,作用在两物体的接触面上;静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势方向相反。要准确理解“相对”二字。
2.摩擦力既可以充当阻力也可以充当动力,滑动摩擦力不一定是阻力。
3.运动的物体也可能受静摩擦力,静止的物体也可能受滑动摩擦力。
例4 (人教版教材P674T改编)水平地面上有一重为500 N的雪橇,已知雪橇与水平雪地之间的动摩擦因数为0.02,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)若该雪橇受到一个水平向右、大小为8 N的拉力作用,求此时地面对雪橇的摩擦力;
答案 8 N,方向水平向左 
解析 对雪橇受力分析如图甲所示,竖直方向雪橇所受的重力G1与支持力FN1为一对平衡力,
即FN1=G1=500 N
雪橇所受最大静摩擦力Ffmax=μFN1=10 N
F为8 N时,F(2)若雪橇载重300 N的货物在水平地面上做匀速直线运动,则应该给雪橇一个多大的水平拉力
答案 16 N
解析 若雪橇载重300 N的货物,受力分析如图乙所示,则竖直方向有
FN2=G1+G2=500 N+300 N=800 N
若要使该雪橇在水平面上做匀速直线运动,则根据二力平衡得F'=Ff2=μFN2
联立并代入数据可得F'=16 N,即需要给雪橇一个大小为16 N的拉力。
随堂对点自测
2
1.(滑动摩擦力)(多选)下列关于滑动摩擦力的说法正确的是(  )
AC
A.滑动摩擦力大小总跟接触面上的压力大小成正比
B.滑动摩擦力大小跟两物体间相对运动的速度大小成正比
C.两物体间有摩擦力就一定有弹力,且两者方向互相垂直
D.只有运动的物体才受到滑动摩擦力作用
解析 滑动摩擦力大小总跟接触面上的压力大小成正比,选项A正确;滑动摩擦力大小跟两物体间相对运动的速度大小无关,选项B错误;根据摩擦力产生的条件可知,两物体间有摩擦力就一定有弹力,且两者方向互相垂直,选项C正确;静止的物体也可以受滑动摩擦力,如擦黑板时,黑板是静止的,但相对黑板擦是运动的,所以黑板受滑动摩擦力作用,选项D错误。
2.(静摩擦力)(2025·内蒙古鄂尔多斯月考)关于静摩擦力,下列说法正确的是(  )
D
A.两个接触且相对静止的物体间一定有静摩擦力作用
B.只有静止的物体才会受到静摩擦力作用,运动物体不会
C.静摩擦力方向总是会与物体的运动方向相反
D.物体受到的静摩擦力方向可能与其运动方向相同
解析 两个接触且相对静止的光滑物体间没有静摩擦力作用,故A错误;静摩擦力产生在相对静止的物体之间,与物体本身的静止、运动无关,故B错误;静摩擦力方向总是会与物体的相对运动趋势方向相反,可能会与物体的运动方向相反,也可能相同,故C错误,D正确。
3.(摩擦力的分析与计算)(多选)如图甲所示,一人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上质量为10 kg的木箱,木箱所受的摩擦力Ff与F的关系如图乙所示,g取10 m/s2,下列说法正确的是(  )
AD
A.木箱所受的最大静摩擦力Fmax=21 N
B.木箱所受的最大静摩擦力Fmax=20 N
C.木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.21
D.木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.2
解析 由题图乙知,木箱所受的最大静摩擦力为Fmax=21 N,故A正确,B错误;当木箱运动后受的是滑动摩擦力,大小为Ff=μmg=20 N,解得μ=0.2,故C错误,D正确。
课后巩固训练
3
基础对点练
题组一 滑动摩擦力
1.关于由滑动摩擦力公式推出的μ=,下列说法正确的是(  )
D
A.动摩擦因数μ与滑动摩擦力Ff成正比,Ff越大,μ越大
B.动摩擦因数μ与正压力F压成反比,F压越大,μ越小
C.相同的条件下,接触面积越大,动摩擦因数越大
D.动摩擦因数μ的大小与两物体接触面的粗糙程度及材料有关
解析 动摩擦因数与两物体接触面的粗糙程度及材料有关,与正压力、接触面积及滑动摩擦力无关,选项A、B、C错误,D正确。
2.(2025·辽宁朝阳期中)如图所示的下列几种情形中,研究对象受到的摩擦力方向与运动方向相同的是(  )
D
A.图甲中,沿斜面匀速下滑的物块
B.图乙中,在草地上滚动的足球
C.图丙中,水平地面上匀速运动的木箱
D.图丁中,轻放在运动的水平传送带上的物块(与传送带共速前)
解析 沿斜面匀速下滑的物块,受到沿斜面向上的滑动摩擦力,其与运动方向相反,故A错误;在草地上滚动的足球,受到的摩擦力与运动方向相反,故B错误;水平地面上匀速运动的木箱,受到的摩擦力与运动方向相反,故C错误;物块轻放上运动的传送带后与传送带共速前,受到向右的摩擦力,将向右运动,摩擦力与运动方向相同,故D正确。
3.一物体置于粗糙水平地面上,如图所示为三种不同的放法,在水平力F的作用下均运动,设地面与物体各接触面间的动摩擦因数均相等,则物体受到的摩擦力的大小关系是(  )
D
A.F甲>F乙>F丙 B.F乙>F甲>F丙
C.F丙>F乙>F甲 D.F甲=F乙=F丙
解析 滑动摩擦力Ff=μF压,滑动摩擦力与接触面间的动摩擦因数以及正压力有关,与接触面的大小无关,三种情况下μ相同,F压也相等,三种情况下物体受到的滑动摩擦力大小相等,故D正确。
4.所受重力为500 N的雪橇,在平坦的雪地上用10 N的水平拉力恰好可以拉着空雪橇做匀速直线运动。如果雪橇再载500 N的货物,那么,雪橇在该雪地上滑行时受到的摩擦力大小是(  )
A.10 N B.20 N
C.510 N D.500 N
解析 由题意可知,μ====0.02,如果雪橇再载500 N的货物,则雪橇在该雪地上滑行时受到的摩擦力Ff'=μ(G+G')=0.02×1 000 N=20 N,故B正确。
B
题组二 静摩擦力
5.如图所示,用手握紧瓶子使瓶子静止在空中,以下关于瓶子所受摩擦力的说法正确的是(  )
C
A.感觉瓶子将要滑下时,用力使劲握瓶子是为了增大此时的滑动摩擦力
B.感觉瓶子将要滑下时,用力使劲握瓶子是为了增大此时的静摩擦力
C.摩擦力的大小不会因为手的握力增大而增大
D.摩擦力的大小等于瓶子的重力,方向竖直向下
解析 感觉瓶子将要滑下时,用力使劲握瓶子是为了增大手与瓶子之间的最大静摩擦力,而不是为了增大此时的静摩擦力,也不是为了增大此时的滑动摩擦力,A、B错误;静摩擦力与重力是一对平衡力,静摩擦力的方向是竖直向上的,静摩擦力的大小不会因为手的握力增大而增大,C正确,D错误。
6.如图所示,静止在水平桌面上的木块在水平方向受到推力F1、F2和摩擦力Ff的作用。已知F1=10 N,F2=2 N,则木块受到的摩擦力大小为(  )
C
A.2 N B.10 N
C.8 N D.12 N
解析 由于F1>F2,木块有向右运动的趋势,所以静摩擦力Ff方向水平向左;又由三力平衡有F1-F2-Ff=0,解得Ff=F1-F2=8 N,故C正确。
7.图甲中小明用60 N的水平力推木箱,此时木箱受到的摩擦力为F1;图乙中小明用100 N的水平力恰好能推动木箱,此时木箱受到的摩擦力为F2;图丙中小明把木箱推动了,此时木箱受到的摩擦力为F3。已知木箱对地面的压力为300 N,木箱与地面间动摩擦因数为0.3,则F1、F2、F3的大小分别为(  )
B
A.0 N,100 N,300 N
B.60 N,100 N,90 N
C.60 N,100 N,300 N
D.0 N,100 N,90 N
解析 用60 N的水平力没推动,木箱受力平衡,静摩擦力等于推力,即F1=60 N;用100 N的水平力恰好能推动,此时木箱受到的静摩擦力达到最大值,即F2=100 N;木箱运动之后,木箱受到的滑动摩擦力F3=μFN=90 N,故B正确。
综合提升练
8.如图所示,质量均为m的甲、乙两只猴子分别沿着竖直固定的硬直杆匀速上爬和下滑,重力加速度为g,猴子与杆之间的动摩擦因数为μ,下列说法正确的是(  )
C
A.杆对甲、乙的摩擦力均是滑动摩擦力
B.甲相对杆的运动趋势方向向上,乙相对杆的运动方向向下
C.乙与杆之间的弹力为
D.甲上爬时抓得越紧,所受摩擦力越大
解析 杆对甲的摩擦力是静摩擦力,杆对乙的摩擦力是滑动摩擦力,故A错误;甲相对杆的运动趋势方向向下,乙相对杆的运动方向向下,故B错误;由Ff=μFN和Ff=mg,可得FN=,故C正确;甲所受的摩擦力是静摩擦力,始终等于甲的重力,故D错误。
9. (多选)如图所示为皮带运输机的示意图,A为传送带上的货物,则(  )
AD
A.如果货物A随传送带一起向上匀速运动,A受到沿传送带向上的摩擦力
B.如果货物A随传送带一起向下匀速运动,A受到沿传送带向下的摩擦力
C.如果货物A和传送带都静止,A不受摩擦力
D.如果货物A和传送带都静止,A对传送带有沿传送带向下的摩擦力
解析 货物A与传送带保持相对静止,所以受静摩擦力,静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反。如果货物A随传送带一起向上匀速运动,有相对于传送带向下滑动的趋势,那么A受到的摩擦力的方向沿传送带向上,如果货物A随传送带一起向下匀速运动,则A受到的静摩擦力方向沿传送带向上,故A项正确,B项错误;如果货物A和传送带都静止,A相对于传送带有向下的运动趋势,传送带相对于A有向上的运动趋势,则A给传送带的摩擦力方向沿传送带向下,故C项错误,D项正确。
10.(2026·西安市铁一中学期中)如图所示,质量为2 kg的物体放在水平地板上,用一原长为6 cm的轻质弹簧水平拉该物体,当弹簧拉着物体匀速前进时,弹簧的长度为8 cm。已知弹簧的劲度系数k=100 N/m,g取10 m/s2。求:
(1)物体所受滑动摩擦力的方向和大小;
(2)物体与地板间的动摩擦因数μ;
(3)若在物体运动过程中撤去拉力,在物体继续向前滑行的过程中,物体受到的摩擦力是多大。
答案 (1)与运动方向相反 2 N (2)0.1 (3)2 N
解析 (1)当弹簧拉着物体匀速前进时,此时物体受到弹簧的弹力与地面的摩擦力是一对平衡力,有Ff=F=kx
代入数据解得Ff=2 N,方向与运动方向相反。
(2)又因为Ff=μFN,FN=mg=20 N
联立解得μ==0.1。
(3)撤去拉力后,物体继续向前滑行的过程中,物体受到的摩擦力依然为滑动摩擦力,而物体与地面的动摩擦因数没变,对地面的压力没变,故物体受到的滑动摩擦力不变,即Ff'=Ff=2 N。
培优加强练
11.如图所示,用水平力F将一木块压在竖直墙壁上,已知木块重力G=6 N,木块与墙壁间的动摩擦因数μ=0.25,问:
(1)当F=25 N时,木块没有动,木块受到的摩擦力为多大
(2)当F增大为30 N时,木块仍静止,木块受到的摩擦力为多大 (3)当F=10 N时,木块沿墙壁下滑,此时木块受到的摩擦力为多大
(4)当F=6 N时,木块受到的摩擦力又为多大
答案 (1)6 N (2)6 N (3)2.5 N (4)1.5 N
解析 (1)当F=25 N时,木块没有动,则木块在竖直方向上受到的重力和静摩擦力,且二力平衡,即Ff1=G=6 N。
(2)当F增大为30 N时,木块仍静止,木块在竖直方向上仍然只受重力和静摩擦力,且二力平衡,即Ff2=G=6 N。
(3)当F=10 N时,木块沿墙壁下滑,此时木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,在水平方向上,木块受水平力F和墙壁的弹力,二力平衡,则
FN=F=10 N,Ff3=μFN=0.25×10 N=2.5 N。
(4)当F=6 N时,FN'=6 N,木块沿竖直墙壁下滑,则木块受到的滑动摩擦力
Ff4=μFN'=0.25×6 N=1.5 N。
本节内容结束
THANKS第2节 摩擦力
基础对点练
题组一 滑动摩擦力
1.关于由滑动摩擦力公式推出的μ=,下列说法正确的是(  )
A.动摩擦因数μ与滑动摩擦力Ff成正比,Ff越大,μ越大
B.动摩擦因数μ与正压力F压成反比,F压越大,μ越小
C.相同的条件下,接触面积越大,动摩擦因数越大
D.动摩擦因数μ的大小与两物体接触面的粗糙程度及材料有关
答案 D
解析 动摩擦因数与两物体接触面的粗糙程度及材料有关,与正压力、接触面积及滑动摩擦力无关,选项A、B、C错误,D正确。
2.(2025·辽宁朝阳期中)如图所示的下列几种情形中,研究对象受到的摩擦力方向与运动方向相同的是(  )
A.图甲中,沿斜面匀速下滑的物块
B.图乙中,在草地上滚动的足球
C.图丙中,水平地面上匀速运动的木箱
D.图丁中,轻放在运动的水平传送带上的物块(与传送带共速前)
答案 D
解析 沿斜面匀速下滑的物块,受到沿斜面向上的滑动摩擦力,其与运动方向相反,故A错误;在草地上滚动的足球,受到的摩擦力与运动方向相反,故B错误;水平地面上匀速运动的木箱,受到的摩擦力与运动方向相反,故C错误;物块轻放上运动的传送带后与传送带共速前,受到向右的摩擦力,将向右运动,摩擦力与运动方向相同,故D正确。
3.一物体置于粗糙水平地面上,如图所示为三种不同的放法,在水平力F的作用下均运动,设地面与物体各接触面间的动摩擦因数均相等,则物体受到的摩擦力的大小关系是(  )
A.F甲>F乙>F丙 B.F乙>F甲>F丙
C.F丙>F乙>F甲 D.F甲=F乙=F丙
答案 D
解析 滑动摩擦力Ff=μF压,滑动摩擦力与接触面间的动摩擦因数以及正压力有关,与接触面的大小无关,三种情况下μ相同,F压也相等,三种情况下物体受到的滑动摩擦力大小相等,故D正确。
4.所受重力为500 N的雪橇,在平坦的雪地上用10 N的水平拉力恰好可以拉着空雪橇做匀速直线运动。如果雪橇再载500 N的货物,那么,雪橇在该雪地上滑行时受到的摩擦力大小是(  )
A.10 N B.20 N
C.510 N D.500 N
答案 B
解析 由题意可知,μ====0.02,如果雪橇再载500 N的货物,则雪橇在该雪地上滑行时受到的摩擦力Ff'=μ(G+G')=0.02×1 000 N=20 N,故B正确。
题组二 静摩擦力
5.如图所示,用手握紧瓶子使瓶子静止在空中,以下关于瓶子所受摩擦力的说法正确的是(  )
A.感觉瓶子将要滑下时,用力使劲握瓶子是为了增大此时的滑动摩擦力
B.感觉瓶子将要滑下时,用力使劲握瓶子是为了增大此时的静摩擦力
C.摩擦力的大小不会因为手的握力增大而增大
D.摩擦力的大小等于瓶子的重力,方向竖直向下
答案 C
解析 感觉瓶子将要滑下时,用力使劲握瓶子是为了增大手与瓶子之间的最大静摩擦力,而不是为了增大此时的静摩擦力,也不是为了增大此时的滑动摩擦力,A、B错误;静摩擦力与重力是一对平衡力,静摩擦力的方向是竖直向上的,静摩擦力的大小不会因为手的握力增大而增大,C正确,D错误。
6.如图所示,静止在水平桌面上的木块在水平方向受到推力F1、F2和摩擦力Ff的作用。已知F1=10 N,F2=2 N,则木块受到的摩擦力大小为(  )
A.2 N B.10 N
C.8 N D.12 N
答案 C
解析 由于F1>F2,木块有向右运动的趋势,所以静摩擦力Ff方向水平向左;又由三力平衡有F1-F2-Ff=0,解得Ff=F1-F2=8 N,故C正确。
7.图甲中小明用60 N的水平力推木箱,此时木箱受到的摩擦力为F1;图乙中小明用100 N的水平力恰好能推动木箱,此时木箱受到的摩擦力为F2;图丙中小明把木箱推动了,此时木箱受到的摩擦力为F3。已知木箱对地面的压力为300 N,木箱与地面间动摩擦因数为0.3,则F1、F2、F3的大小分别为(  )
A.0 N,100 N,300 N
B.60 N,100 N,90 N
C.60 N,100 N,300 N
D.0 N,100 N,90 N
答案 B
解析 用60 N的水平力没推动,木箱受力平衡,静摩擦力等于推力,即F1=60 N;用100 N的水平力恰好能推动,此时木箱受到的静摩擦力达到最大值,即F2=100 N;木箱运动之后,木箱受到的滑动摩擦力F3=μFN=90 N,故B正确。
综合提升练
8.如图所示,质量均为m的甲、乙两只猴子分别沿着竖直固定的硬直杆匀速上爬和下滑,重力加速度为g,猴子与杆之间的动摩擦因数为μ,下列说法正确的是(  )
A.杆对甲、乙的摩擦力均是滑动摩擦力
B.甲相对杆的运动趋势方向向上,乙相对杆的运动方向向下
C.乙与杆之间的弹力为
D.甲上爬时抓得越紧,所受摩擦力越大
答案 C
解析 杆对甲的摩擦力是静摩擦力,杆对乙的摩擦力是滑动摩擦力,故A错误;甲相对杆的运动趋势方向向下,乙相对杆的运动方向向下,故B错误;由Ff=μFN和Ff=mg,可得FN=,故C正确;甲所受的摩擦力是静摩擦力,始终等于甲的重力,故D错误。
9. (多选)如图所示为皮带运输机的示意图,A为传送带上的货物,则(  )
A.如果货物A随传送带一起向上匀速运动,A受到沿传送带向上的摩擦力
B.如果货物A随传送带一起向下匀速运动,A受到沿传送带向下的摩擦力
C.如果货物A和传送带都静止,A不受摩擦力
D.如果货物A和传送带都静止,A对传送带有沿传送带向下的摩擦力
答案 AD
解析 货物A与传送带保持相对静止,所以受静摩擦力,静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反。如果货物A随传送带一起向上匀速运动,有相对于传送带向下滑动的趋势,那么A受到的摩擦力的方向沿传送带向上,如果货物A随传送带一起向下匀速运动,则A受到的静摩擦力方向沿传送带向上,故A项正确,B项错误;如果货物A和传送带都静止,A相对于传送带有向下的运动趋势,传送带相对于A有向上的运动趋势,则A给传送带的摩擦力方向沿传送带向下,故C项错误,D项正确。
10.(2026·西安市铁一中学期中)如图所示,质量为2 kg的物体放在水平地板上,用一原长为6 cm的轻质弹簧水平拉该物体,当弹簧拉着物体匀速前进时,弹簧的长度为8 cm。已知弹簧的劲度系数k=100 N/m,g取10 m/s2。求:
(1)物体所受滑动摩擦力的方向和大小;
(2)物体与地板间的动摩擦因数μ;
(3)若在物体运动过程中撤去拉力,在物体继续向前滑行的过程中,物体受到的摩擦力是多大。
答案 (1)与运动方向相反 2 N (2)0.1 (3)2 N
解析 (1)当弹簧拉着物体匀速前进时,此时物体受到弹簧的弹力与地面的摩擦力是一对平衡力,有Ff=F=kx
代入数据解得Ff=2 N,方向与运动方向相反。
(2)又因为Ff=μFN,FN=mg=20 N
联立解得μ==0.1。
(3)撤去拉力后,物体继续向前滑行的过程中,物体受到的摩擦力依然为滑动摩擦力,而物体与地面的动摩擦因数没变,对地面的压力没变,故物体受到的滑动摩擦力不变,即Ff'=Ff=2 N。 培优加强练
11.如图所示,用水平力F将一木块压在竖直墙壁上,已知木块重力G=6 N,木块与墙壁间的动摩擦因数μ=0.25,问:
(1)当F=25 N时,木块没有动,木块受到的摩擦力为多大
(2)当F增大为30 N时,木块仍静止,木块受到的摩擦力为多大 (3)当F=10 N时,木块沿墙壁下滑,此时木块受到的摩擦力为多大
(4)当F=6 N时,木块受到的摩擦力又为多大
答案 (1)6 N (2)6 N (3)2.5 N (4)1.5 N
解析 (1)当F=25 N时,木块没有动,则木块在竖直方向上受到的重力和静摩擦力,且二力平衡,即Ff1=G=6 N。
(2)当F增大为30 N时,木块仍静止,木块在竖直方向上仍然只受重力和静摩擦力,且二力平衡,即Ff2=G=6 N。
(3)当F=10 N时,木块沿墙壁下滑,此时木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,在水平方向上,木块受水平力F和墙壁的弹力,二力平衡,则
FN=F=10 N,Ff3=μFN=0.25×10 N=2.5 N。
(4)当F=6 N时,FN'=6 N,木块沿竖直墙壁下滑,则木块受到的滑动摩擦力
Ff4=μFN'=0.25×6 N=1.5 N。第2节 摩擦力
学习目标 1.通过分析摩擦现象,理解摩擦力的产生条件,会区分静摩擦力和滑动摩擦力。2.会根据相对运动方向判断滑动摩擦力的方向,并根据Ff=μF压计算其大小。3.会根据相对运动趋势判断静摩擦力的方向,并会根据物体受力和运动情况,分析静摩擦力的大小和方向。通过实例,了解最大静摩擦力。4.知道生产和生活中增大或者减小摩擦力的实例,有将摩擦力知识应用于生产和生活的意识。
知识点一 滑动摩擦力
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,改变木块和木板之间的压力,摩擦力的大小也随之改变。
(1)测力计的示数等于木块所受摩擦力的大小的依据是什么
(2)如果摩擦力的大小跟压力的大小存在某种定量关系的话,它们可能是怎样的关系呢
(3)摩擦力的大小除与压力有关外,还与什么因素有关
提示 (1)弹簧测力计示数等于木块所受摩擦力的大小,依据是木块匀速运动,水平方向上二力平衡。
(2)猜想:摩擦力大小与压力大小可能是正比关系。
(3)摩擦力大小除与压力有关外,还与接触面的材质和粗糙程度有关。
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.产生条件
三个条件
缺一不可
3.方向:总是沿着接触面,并且跟物体相对运动的方向相反。
4.大小
(1)滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比。
(2)公式:Ff=μF压。
(3)动摩擦因数μ:它的值跟接触面的材料和粗糙程度有关,与接触面的大小无关。
【思考】
1.滑动摩擦力总是阻力吗
提示 滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,但不一定阻碍物体的运动。当滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相同时,它是物体运动的动力;当滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相反时,它是物体运动的阻力。
2.静止的物体可以受到滑动摩擦力吗
提示 可以。如图所示,B板被抽出时,静止的A物体受到向左的滑动摩擦力。
3.思考判断
(1)滑动摩擦力方向总是与物体运动方向相反。(×)
(2)两物体间有滑动摩擦力,一定有弹力。(√)
(3)物体所受滑动摩擦力与物体的重力成正比。(×)
例1 (人教版教材P671T改编)如图所示,把手掌压在水平桌面上的白纸上,使白纸和手一起向前移动。若只增大手对白纸向下的压力,手的水平推力未发生改变,此时白纸仍和手一起向前移动,桌子未动,下列关于摩擦力的判断正确的是(  )
A.白纸受到的摩擦力为滑动摩擦力
B.手掌在运动,说明手掌受到的摩擦力是滑动摩擦力
C.增大压力时手会感觉到阻力增大,说明手与白纸间的摩擦力增大
D.增大压力时桌子所受地面的摩擦力变大
答案 D
解析 白纸和手一起向前移动,两者之间无相对运动,说明手掌和白纸间的摩擦力不是滑动摩擦力,白纸与桌面之间产生了相对滑动,两者间摩擦力是滑动摩擦力,A、B错误;增大手对白纸向下的压力,由Ff=μF压可知白纸与桌面间的滑动摩擦力增大,但水平推力未发生改变,说明手与白纸间的摩擦力大小不变,C错误;桌子与地面之间的摩擦力大小等于白纸对桌面的摩擦力的大小,则其变大,D正确。
例2 质量为3 kg的木块放在水平地板上,用F=6 N且水平向右的拉力拉该木块时,木块恰能做匀速直线运动(g取10 N/kg)。
(1)求木块与地板间的动摩擦因数;
(2)若在木块运动过程中将F的方向改为水平向左,则在木块向右运动过程中,受到的摩擦力是多大 方向如何
(3)若F的大小不变而将方向改为竖直向上作用于该木块上,则此时应加一个多大的水平拉力,才能使该木块保持匀速直线运动状态。
答案 (1)0.2 (2)6 N 水平向左 (3)4.8 N
解析 (1)木块做匀速直线运动,则滑动摩擦力
Ff1=F=6 N
而Ff1=μFN=μmg
故μ===0.2。
(2)Ff2=6 N,方向水平向左。
(3)此时木块和地板间的压力FN'=mg-F=24 N,Ff3=μFN'=4.8 N,则此时要保持木块做匀速直线运动,需满足水平拉力F'=Ff3=4.8 N。
滑动摩擦力大小的计算方法
(1)公式法:根据公式Ff=μF压计算。
正压力F压是物体与接触面间的压力,不一定等于物体的重力,F压的大小根据物体的受力情况确定。
(2)二力平衡法:物体处于平衡状态(匀速直线运动或静止)时,根据二力平衡条件求解。
知识点二 静摩擦力
如图所示,把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块,观察弹簧测力计示数及其变化情况。
当测力计的示数为1 N时,木块没有动;逐渐增大拉力到2 N时,木块仍静止;继续增大拉力到4 N时,木块开始运动,此时拉力突然变小到3.8 N,此后木块匀速运动,拉力保持3.8 N不变。
(1)木块受到的拉力为1 N时,有相对桌面运动的趋势但没有运动,说明什么呢
(2)随着外力的增大,静摩擦力大小变化吗 若变化,如何变化
(3)木块开始移动时弹簧测力计的示数有何特点
(4)若在木块上增加砝码,木块开始移动时弹簧测力计的示数如何变化 这说明什么
提示 (1)说明桌面对木块施加了一个与拉力方向相反、大小也为1 N的力,这个力就是桌面对木块的静摩擦力。
(2)由二力平衡知,随着外力的增大,静摩擦力大小发生变化;相应增大。
(3)木块开始移动时弹簧测力计的示数达到最大,也就是说静摩擦力有一个最大值,这个最大值比滑动摩擦力稍微大一些。
(4)弹簧测力计的示数增大;说明最大静摩擦力随正压力的增大而增大。
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,这时的摩擦力叫作静摩擦力。
2.产生条件:
三个条件
缺一不可
3.方向:沿着接触面,跟物体相对运动趋势的方向相反。
4.大小:随外力的变化而变化,当外力增大到某一值时,物体就要滑动,此时静摩擦力达到最大值Fmax,我们把Fmax叫作最大静摩擦力。一般情况下,最大静摩擦力Fmax略大于滑动摩擦力,为分析问题方便,可认为二者相等。静摩擦力的取值范围为0【思考】
1.受静摩擦力作用的物体一定处于静止状态吗
提示 静摩擦力发生在相对静止的两物体之间,受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,运动的物体也可能受静摩擦力作用。如图所示,物体随传送带匀速上升时,物体相对传送带静止,但受到传送带对它沿传送带向上的静摩擦力。
2.如图所示,人在慢跑,脚踏地时,脚与地面相对静止,受静摩擦力作用。脚刚接触地面时所受静摩擦力的方向与运动方向相同还是相反 是动力还是阻力 脚向后蹬地时所受静摩擦力的方向与运动方向相同还是相反 是动力还是阻力
提示 相反 阻力 相同 动力。
例3 (2026·北京市五中期中)如图所示,用水平力F将同种材料不同质量的物体压到一竖直墙壁上,下列说法正确的是(  )
A.若物体保持静止,则F越大,物体所受摩擦力越大
B.若物体保持静止,则质量越大,物体所受摩擦力越小
C.若物体沿墙壁向下滑动,则质量越大,物体所受摩擦力越大
D.若物体沿墙壁向下滑动,则F越大,物体所受摩擦力越大
答案 D
解析 物体静止时,所受静摩擦力大小等于其重力,与水平力F无关,物体质量越大,所受静摩擦力越大,故A、B错误;物体向下滑动时,受到滑动摩擦力作用,大小为Ff=μF压=μF,F越大,摩擦力越大,与物体质量无关,故C错误,D正确。
对摩擦力的理解要点
1.滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反,与接触面相切,作用在两物体的接触面上;静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势方向相反。要准确理解“相对”二字。
2.摩擦力既可以充当阻力也可以充当动力,滑动摩擦力不一定是阻力。
3.运动的物体也可能受静摩擦力,静止的物体也可能受滑动摩擦力。
例4 (人教版教材P674T改编)水平地面上有一重为500 N的雪橇,已知雪橇与水平雪地之间的动摩擦因数为0.02,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)若该雪橇受到一个水平向右、大小为8 N的拉力作用,求此时地面对雪橇的摩擦力;
(2)若雪橇载重300 N的货物在水平地面上做匀速直线运动,则应该给雪橇一个多大的水平拉力
答案 (1)8 N,方向水平向左 (2)16 N
解析 (1)对雪橇受力分析如图甲所示,竖直方向雪橇所受的重力G1与支持力FN1为一对平衡力,即FN1=G1=500 N
雪橇所受最大静摩擦力Ffmax=μFN1=10 N
F为8 N时,F(2)若雪橇载重300 N的货物,受力分析如图乙所示,则竖直方向有
FN2=G1+G2=500 N+300 N=800 N
若要使该雪橇在水平面上做匀速直线运动,则根据二力平衡得F'=Ff2=μFN2
联立并代入数据可得F'=16 N,即需要给雪橇一个大小为16 N的拉力。
随堂对点自测
1.(滑动摩擦力)(多选)下列关于滑动摩擦力的说法正确的是(  )
A.滑动摩擦力大小总跟接触面上的压力大小成正比
B.滑动摩擦力大小跟两物体间相对运动的速度大小成正比
C.两物体间有摩擦力就一定有弹力,且两者方向互相垂直
D.只有运动的物体才受到滑动摩擦力作用
答案 AC
解析 滑动摩擦力大小总跟接触面上的压力大小成正比,选项A正确;滑动摩擦力大小跟两物体间相对运动的速度大小无关,选项B错误;根据摩擦力产生的条件可知,两物体间有摩擦力就一定有弹力,且两者方向互相垂直,选项C正确;静止的物体也可以受滑动摩擦力,如擦黑板时,黑板是静止的,但相对黑板擦是运动的,所以黑板受滑动摩擦力作用,选项D错误。
2.(静摩擦力)(2025·内蒙古鄂尔多斯月考)关于静摩擦力,下列说法正确的是(  )
A.两个接触且相对静止的物体间一定有静摩擦力作用
B.只有静止的物体才会受到静摩擦力作用,运动物体不会
C.静摩擦力方向总是会与物体的运动方向相反
D.物体受到的静摩擦力方向可能与其运动方向相同
答案 D
解析 两个接触且相对静止的光滑物体间没有静摩擦力作用,故A错误;静摩擦力产生在相对静止的物体之间,与物体本身的静止、运动无关,故B错误;静摩擦力方向总是会与物体的相对运动趋势方向相反,可能会与物体的运动方向相反,也可能相同,故C错误,D正确。
3.(摩擦力的分析与计算)(多选)如图甲所示,一人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上质量为10 kg的木箱,木箱所受的摩擦力Ff与F的关系如图乙所示,g取10 m/s2,下列说法正确的是(  )
A.木箱所受的最大静摩擦力Fmax=21 N
B.木箱所受的最大静摩擦力Fmax=20 NC.木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.21
D.木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.2
答案 AD
解析 由题图乙知,木箱所受的最大静摩擦力为Fmax=21 N,故A正确,B错误;当木箱运动后受的是滑动摩擦力,大小为Ff=μmg=20 N,解得μ=0.2,故C错误,D正确。

展开更多......

收起↑

资源列表