新教材人教版必修第一册 32 摩擦力 学案Word下载.docx

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__，Ff在接触面内且与相对运动方向__相反__，FN与接触面__垂直__。

知识点2　静摩擦力　

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。

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<

F≤Fmax__。

预习自测　　

『判一判』

（1）一个物体在另一个物体表面滑动时，一定产生摩擦力。

（　×

　）

（2）摩擦力一定作用于两个相互接触的物体之间。

（　√　）

（3）静止的物体受到的摩擦力一定是静摩擦力。

（4）运动的物体受到的摩擦力一定是滑动摩擦力。

（5）摩擦力一定是阻力。

『选一选』　（2019·

甘肃省兰州一中高一上学期期中）下列情景中，物体M所受摩擦力Ff的示意图正确的是（　B　）

解析：

物体静止在粗糙水平面上，但没有相对运动或相对运动趋势，则没有摩擦力，故A错误；

汽车停在斜坡上，由于有下滑趋势，因此受到沿着斜坡向上的静摩擦力，故B正确；

物体虽贴着竖直墙面，但由于自由下落，因此与竖直墙面没有压力，则没有摩擦力，故C错误；

瓶子被握在手中处于静止状态，依据平衡条件，则瓶子受到的静摩擦力与重力平衡，方向竖直向上，故D错误。

故应选B。

『想一想』　如图甲、乙、丙所示，质量为2kg的木块在不同水平拉力作用下，均向右做匀速直线运动。

（1）以上三图中的木块除了受到水平拉力外，水平方向还要受到一个什么力？

你能根据二力平衡确定这个力的大小吗？

（2）以上三图中木块受的摩擦力方向向哪？

滑动摩擦力的方向与相对运动方向有何规律？

（3）比较甲、乙两图，表明滑动摩擦力大小与什么因素有关？

比较甲、丙两图，表明滑动摩擦力大小与什么因素有关？

答案：

（1）滑动摩擦力，其大小和外力大小相等，即3.6N、6.6N、5.6N。

（2）方向均向左，其方向总与相对运动方向相反。

（3）甲、乙表明，滑动摩擦力的大小与压力大小有关；

甲、丙表明，滑动摩擦力的大小与接触面间的材料有关。

课内互动探究

细研深究·

破疑解难　

探究　滑动摩擦力

┃┃情境导入__■

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＝μFN计算。

①正压力FN是物体与接触面间的压力，不一定等于物体的重力，FN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20kg的物体，沿粗糙水平地面向右运动，一水平向左的力F＝10N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＝10N/kg）（　D　）

A．10N，向右　　B．10N，向左

C．20N，向右　　D．20N，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＝μFN。

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＝200N，滑动摩擦力大小为f＝μFN＝μmg＝20N，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

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。

探究　静摩擦力

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。

存在；

向左

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。

3．静摩擦力的大小

（1）大小的范围：

0<

F≤Fmax。

（2）计算：

（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。

（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

正确理解静摩擦力的概念，明确静摩擦力的大小和方向。

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。

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

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。

探究　静摩擦力与滑动摩擦力的比较

绳结是靠什么性质的力使绳子连在一起或把物体绑在一起？

为什么有的绳子不容易“死扣”？

静摩擦力；

动摩擦因数太小（或绳子光滑）

两种摩擦力的比较

静摩擦力

滑动摩擦力

产生

条件

相同点

①相互接触；

②相互挤压；

③接触面粗糙

不同点

有相对运动趋势

有相对运动

力

的

三

要

素

大

小

①可根据二力平衡条件求解；

②可根据作用力、反作用力的特点求解（后面学习）

被动力，与压力无关，大小为0<

Ff≤Fmax

公式Ff＝μFN，与正压力成正比

方

向

①与运动方向无直接关系，可与运动方向相同，也可与运动方向相反或者成一夹角；

②与接触面相切；

③与同一接触面上的弹力方向垂直

与相对运动趋势方向相反

与相对运动方向相反

作

用

点

在接触面上，做力的图示时，可根据等效原理画到物体的重心上

典题3　如图所示，一重为40N的木块原来静止在水平桌面上，某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用，其中F1＝13N，F2＝6N。

已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：

（1）木块所受的摩擦力的大小和方向；

（2）当只将F1撒去时，木块受到的摩擦力的大小和方向；

（3）若撤去的力不是F1而是F2，求木块受到的摩擦力的大小和方向。

—

当木块运动时受到的滑动摩擦力为F滑＝μFN＝μG＝0.2×

40N＝8N，故木块受到桌面的最大静摩擦力为8N。

（1）加上F1、F2后，F1和F2相当于一个方向向右的F＝F1－F2＝7N的力。

由于F小于最大静摩擦力，故木块处于静止状态，则木块受到桌面静摩擦力的作用，大小为7N，方向水平向左。

（2）将F1撤去后，由于F2小于最大静摩擦力，故木块仍然保持静止。

由二力平衡知识知，木块受到的静摩擦力大小等于F2，即大小为6N，方向水平向右。

（3）撤掉F2后，由于F1大于最大静摩擦力，则木块受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为8N，方向水平向左。

（1）7N　水平向左　

（2）6N　水平向右　（3）8N　水平向左

求解摩擦力大小的方法

（1）明确所求摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力。

（2）静摩擦力一般根据二力平衡来求。

求解时应注意物体是否处于静止或匀速直线运动状态，若物体处于减速或加速运动状态，则二力平衡不成立。

（3）滑动摩擦力一般根据公式法计算，计算时注意滑动摩擦力的大小与物体的速度大小、物体是否匀速运动无关，只取决于动摩擦因数和正压力的大小。

3．（2020·

杭州高一期中）如图甲所示，小孩用80N的水平力推木箱不动，木箱此时受到水平地面的摩擦力大小为F1；

如图乙所示，小孩用100N的水平力恰能推动木箱，此时木箱与水平地面间的摩擦力大小为F2；

如图丙所示，小孩把木箱推动了，此时木箱与水平地面间摩擦力大小为F3，若木箱对水平地面的压力大小为200N，木箱与水平地面间动摩擦因数为0.45，则F1、F2、F3的大小分别为（　C　）

A．80N、80N、90N　　B．80N、80N、45N

C．80N、100N、90N　　D．80N、100N、45N

小孩用80N的水平力推木箱，木箱不动，由二力平衡得F1＝80N；

用至少100N的水平力推木箱，木箱才能被推动，则有最大静摩擦力F2＝100N；

由滑动摩擦力的表达式得F3＝μFN＝90N，故选项C正确。

核心素养提升

以题说法·

启智培优　

对摩擦力认识的几个误区

误区一：

误认为只有静止的物体才受静摩擦力作用，滑动摩擦力一定产生于运动的物体间

静摩擦力产生于两个相对静止的物体间，它们可能都运动；

滑动摩擦力产生于两个相对运动的物体间，它们中可能有一个物体静止。

例如，汽车加速前进时，相对于车厢静止的箱子随汽车一起运动受到向前的静摩擦力；

狗拉雪橇向前运动时，静止的地面受到滑动摩擦力。

误区二：

误认为摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反

实际上摩擦力与相对运动方向或相对运动趋势方向相反，与物体的运动方向可能相反，可能相同，还可能与物体的运动方向不在一条直线上。

误区三：

误认为物体间的压力越大，摩擦力就越大

实际上滑动摩擦力、最大静摩擦力与物体间的压力有关，压力越大，则滑动摩擦力和最大静摩擦力就越大，而静摩擦力的大小与物体间的压力无关。

误区四：

误认为摩擦力一定是阻力

实际上摩擦力阻碍的是物体间的相对运动，摩擦力不一定是阻力，有可能是动力，如传送带就是利用摩擦力作为动力，将粮食由低处送到粮仓中。

案例　如图所示，一辆汽车在平直公路上，车上有一木箱，试判断下列情况中，木箱所受摩擦力的方向，并说明摩擦力充当动力还是阻力。

（1）汽车由静止加速运动时（木箱和车面无相对滑动）；

（2）汽车刹车时（二者无相对滑动）；

（3）汽车匀速运动时（二者无相对滑动）；

（4）汽车刹车，木箱在车上向前滑动时；

（5）汽车在匀速过程中突然加速，木箱在车上滑动时。

（1）木箱随汽车一起由静止加速运动时，假设二者的接触面是光滑的，则汽车加速时，木箱由于惯性要保持原有静止状态。

因此它将相对于汽车向后滑动，而实际木箱没有滑动，说明木箱有相对汽车向后滑动的趋势，所以，木箱受到向前的静摩擦力，此时静摩擦力是动力。

（2）汽车刹车时，速度减小，假设木箱与汽车的接触面是光滑的，则木箱将相对汽车向前滑动，而实际木箱没有滑动，说明木箱有相对汽车向前滑动的趋势，所以木箱受到向后的静摩擦力，此时静摩擦力是阻力。

（3）木箱随汽车一起匀速运动时，二者无相对滑动，假设木箱受水平向右的摩擦力，跟木箱接触的物体只有汽车，汽车最多能对它施加两个力（支持力F1和摩擦力F2），由二力平衡条件知：

F1与G抵消，但没有力与F2抵消，不能做匀速直线运动，这与题意矛盾，所以假设错误，即木箱不受摩擦力。

（4）汽车刹车，木箱相对于汽车向前滑动，易知木箱受到向后的滑动摩擦力，此时滑动摩擦力是阻力。

（5）汽车在匀速过程中突然加速，木箱相对于汽车向后滑动，易知木箱受到向前的滑动摩擦力，此时滑动摩擦力是动力。

素养脉络构建

知识构建·

整体呈现