资料简介
第三章
相互作用
学案
4
摩擦力
目标定位
1.
知道摩擦力的定义及分类
.
2.
理解静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件
.
3.
会判断摩擦力的方向及计算摩擦力的大小
.
4.
了解最大静摩擦力的概念
.
知识探究
自我检测
一、静摩擦力
问题设计
1
.
把木块放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块，如图
1
所示
.
知识探究
图
1
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，木块开始移动，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)
木块受到拉力
1 N
时，有相对桌面运动的趋势但没有运动，说明什么呢？
答案
说明桌面对木块施加一个与拉力方向相反的、大小也为
1 N
的力，这个力就是桌面对木块的静摩擦力
.
(2)
随着外力的增大，静摩擦力有什么变化？
答案
静摩擦力的大小随着外力的增大而增大，但有一个最大值
.
(3)
静摩擦力在哪里产生？沿什么方向？
答案
静摩擦力产生在相对静止但有相对运动趋势的物体之间
.
静摩擦力的方向与接触面相切，与物体相对运动趋势的方向相反
.
2.
在矿山、码头、工厂中多用传送带将货物
由低处传送到高处
.
如图
2
所示，传送带匀速
转动，货物和传送带相对静止
.
(1)
传送带靠什么力把货物送到高处？此力方向如何？
图
2
答案
静摩擦力
.
静摩擦力的方向沿斜面向上
(
与物体运动方向相同
).
(2)
只有静止的物体才受静摩擦力吗？静摩擦力总是阻碍物体的运动吗？
答案
不是
.
静摩擦力发生在两个相对静止的物体之间，物体本身可以运动
.
静摩擦力阻碍的是相对运动趋势，并不总是阻碍物体的运动
.
静摩擦力也可以是动力
.
要点提炼
1
.
定义：两个物体之间只有
，而没有
时产生的摩擦力叫做静摩擦力
.
2
.
静摩擦力产生的条件
(1)
物体相互接触且相互挤压
.
(2)
接触面
.
(3)
两物体间相对静止但有
.
注意
两物体是
“
相对静止
”
，并不是静止
.
相对运动的趋势
相对运动
粗糙
相对运动趋势
3
.
静摩擦力的方向
总是沿着
，并且跟物体间
的方向相反
.
注意
(1)
与
“
相对运动趋势的方向相反
”
，并不是与
“
运动方向
”
相反
.
(2)
静摩擦力的效果是阻碍物体间的相对运动趋势，并不是阻碍物体的运动
.
接触面
相对运动趋势
4
.
静摩擦力的大小
(1)
静摩擦力的大小总随迫使物体发生相对运动的外力的变化而变化，与正压力大小
(
填
“
有关
”
或
“
无关
”
)
.
(2)
静摩擦力有一个最大值，即最大静摩擦力
F
max
，静摩擦力的范围是
.
(3)
静摩擦力的大小一般根据平衡条件求解
.
如图
3
中水平力
F
＝
1 N
、
2 N
、
3 N
时物块没
有运动，静摩擦力大小分别为
N
、
N
、
N.
图
3
无关
0<
F
≤
F
max
1
2
3
延伸思考
产生静摩擦力的条件之一是
“
两物体之间有相对运动趋势
”
.
那么，何为
“
相对运动趋势
”
？如何判断
“
相对运动趋势
”
的方向？
答案
“
相对运动趋势
”
是指一个物体相对于与它接触的另一个物体有运动的可能，但还处于相对静止状态
.
例如用力推木箱，木箱未动，但木箱有相对地面向前的运动趋势
.
“
相对运动趋势的方向
”
是指假设接触面光滑时，物体将要发生相对运动的方向
.
如图，物体静止在粗糙斜面上，假设斜面光滑时，物体将沿斜面下滑，即物体静止时，相对
(
斜面
)
运动趋势的方向是沿斜面向下
.
二、滑动摩擦力
问题设计
1.
用力将黑板擦
(
毛较长
)
在黑板上滑动，观察
毛刷的弯曲方向
.
如图
4
所示，毛刷为什么向后
弯曲？
图
4
答案
因为毛刷所受滑动摩擦力的方向沿板面，与板擦运动方向相反
.
2
.
把手按在桌面上，用力向前滑动，手有什么感觉？增大手与桌面的压力，感觉有什么不同？这说明什么？阅读课本，写出滑动摩擦力的公式
.
答案
手受到向后的阻力
(
滑动摩擦力
).
感觉手受到向后的阻力
(
滑动摩擦力
)
增大
.
滑动摩擦力大小随着压力的增大而增大
.
F
＝
μF
N
.
要点提炼
1
.
定义：当一个物体在另一个物体表面滑动时，会受到另一个物体
的力，这种力叫做滑动摩擦力
.
2
.
滑动摩擦力产生的条件
(1)
两物体相互接触且
.
(2)
接触面
.
(3)
两物体间有
.
阻碍它滑动
相互挤压
粗糙
相对运动
3
.
滑动摩擦力的方向
总是沿着
，并且与
的方向相反
.
注意
(1)
与
“
相对运动的方向相反
”
，并不是与
“
运动方向
”
相反
.
(2)
滑动摩擦力的效果是阻碍物体间的相对运动，并不是阻碍物体的运动
.
接触面
相对运动
4
.
滑动摩擦力的大小
滑动摩擦力的大小跟
成正比
.
公式：
F
＝
μF
N
，
μ
为动摩擦因数，取决于相互接触的两物体的
和接触面的粗糙程度，与接触面的面积
(
填
“
有关
”
或
“
无关
”
)
，与物体间相对运动的速度大小
(
填
“
有关
”
或
“
无关
”
)
.
压力
材料
无关
无关
典
例精析
一、对摩擦力概念的理解
例
1
关于摩擦力的产生，下列说法中正确的是
(
)
A
.
相互压紧的粗糙物体间一定有摩擦力
B
.
有相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力
C
.
相互压紧并运动的物体间一定有摩擦力作用
D
.
只有相互压紧和发生相对运动
(
或有相对运动趋势
)
的物
体间才可能有摩擦力的作用
解析
要产生摩擦力，首先要有弹力，其次要接触面不光滑，还要有相对运动或有相对运动趋势，故只有
D
正确
.
答案
D
二、静摩擦力
例
2
如图
5
所示，有一重力不计的方形容器，被水平力
F
压在竖直的墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内注水，直到将容器刚好盛满为止，在此过程中容器始终保持静止，则下列说法中正确的是
(
)
A
.
容器受到的摩擦力不变
B
.
容器受到的摩擦力逐渐增大
C
.
水平力
F
可能不变
D
.
水平力
F
必须逐渐增大
图
5
解析
容器处于平衡状态，在竖直方向上重力与摩擦力平衡，盛满水前墙面对容器的静摩擦力一直增大，如果一直没有达到正压力
F
作用下的最大静摩擦力，则水平力
F
可能不变，选项
B
、
C
正确
.
答案
BC
三、滑动摩擦力
例
3
装修工人在搬运材料时施加一个水平
拉力将其从水平台面上拖出，如图
6
所示，
则在匀速拖出的过程中
(
)
A
.
材料与平台之间的接触面积逐渐减小，摩擦力逐渐减小
B
.
材料与平台之间的接触面积逐渐减小，拉力逐渐减小
C
.
平台对材料的支持力逐渐减小，摩擦力逐渐减小
D
.
材料与平台之间的动摩擦因数不变，支持力也不变，因
而工人拉力也不变
图
6
解析
匀速拉动的过程只能持续到重心离开台面的瞬间，材料的重心在台面上，故材料对台面的压力不变，故材料受到的支持力不变，故
C
错误；
而在拉动过程中动摩擦因数不变，由
F
＝
μF
N
可知摩擦力是不变的，故
A
、
B
错误；
因为材料做匀速直线运动，摩擦力不变，所以工人的拉力是不变的，故
D
正确
.
答案
D
例
4
质量为
2 kg
的物体静止在水平地面上，如
图
7
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)
(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？
图
7
解析
在地面上，
F
N
＝
mg
，则滑动摩擦力
(
即最大静摩擦力
F
max
)
大小为
F
max
＝
μF
N
＝
μmg
＝
0.5
×
2
×
10 N
＝
10 N.
(1)
当推力
F
＝
5 N
时，
F
<
F
max
，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
>
F
max
，物体滑动，则地面对物体的滑动摩擦力的大小
F
滑
＝
μF
N
＝
μmg
＝
10 N.
(3)
物体运动过程中突然把推力去掉，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
课堂要点小结
摩擦力的比较
静摩擦力
滑动摩擦力
说明
产生条件
相同点
①
相互接触；
②
相互挤压；
③
接触面粗糙
最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大；在有些计算中可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力
不同点
有相对运动趋势
有相对运动
静摩擦力
滑动摩擦力
说明
力的三要素
大小
不同点
被动力，与压力无关，大小为
0<
F
≤
F
max
与压力成正比，公式
F
＝
μF
N
最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大；在有些计算中可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力
方向
相同点
①
与运动方向无直接关系，可与运动方向同向，也可与运动方向反向或者成某一夹角；
②
与接触面相切；
③
与同一接触面上的弹力方向垂直
静摩擦力
滑动摩擦力
说明
力的三要素
方向
不同点
与相对运动趋势方向相反
与相对运动方向相反
最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大；在有些计算中可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力
作用点
相同点
在接触面上，作力的图示时，可根据等效原理画到物体的重心上
1
2
3
4
1.(
静摩擦力
)
置于水平地面上的物体在沿水平方
向的拉力作用下，仍处于静止，则物体所受静摩擦力的大小
(
)
A
.
与压力成正比
B
.
等于水平拉力
C
.
小于滑动摩擦力
D
.
在物体上叠放另一物体，该物体受到的静摩擦力不变
自我检测
1
2
3
4
解析
静摩擦力的产生取决于使物体产生相对运动趋势的外力的作用，也就是等于平行于接触面切线方向的外力的大小，与压力大小无关，故
B
、
D
正确
.
答案
BD
1
2
3
4
2
.
(
静摩擦力
)
用手握住瓶子，使瓶子在竖直方向悬空
静止，如图
8
所示
.
关于瓶子所受的摩擦力
,
下列说法
正确的是
(
)
A
.
握力越大，摩擦力越大
B
.
只要瓶子不动，摩擦力的大小就与握力的大小无关
C
.
如果握力加倍，则摩擦力的方向由向下变成向上
D
.
手越干越粗糙，摩擦力越大
图
8
1
2
3
4
解析
只要瓶子静止，根据二力平衡的知识，瓶子在竖直方向上受到的静摩擦力与重力总是等大反向，与握力大小无关
.
B
项正确
.
答案
B
1
2
3
4
3
.
(
滑动摩擦力的理解
)
以下关于滑动摩擦力的说法中，正确的是
(
)
A
.
滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
B
.
滑动摩擦力总是阻碍物体的运动
C
.
滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反
D
.
两个相互接触的物体发生相对滑动时，它们都要受到
滑动摩擦力的作用
1
2
3
4
解析
滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反，但与物体的运动方向既可能相同，也可能相反，既可能促进物体的运动，也可能阻碍物体的运动，
A
、
B
错误，
C
正确
.
摩擦力的产生必须具备三个条件，两个相互接触的物体发生相对滑动时，接触面间相互挤压和粗糙的条件不一定具备，此时物体间不一定有摩擦力，
D
错误
.
答案
C
1
2
3
4
4
.
(
摩擦力大小的计算
)
用
20 N
的水平力在水平地面上拉重
60 N
的物体时，物体恰能被拉动；物体运动后只需
18 N
的拉力即可使物体做匀速直线运动
.
该物体静止在水平地面上，若用
15 N
的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为
________
；若用
30 N
的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为
________
；物体与地面间的动摩擦因数为
________
.
1
2
3
4
解析
水平力为
20 N
时恰能拉动物体，说明最大静摩擦力
F
max
＝
20 N
.
若用
F
1
＝
15 N
的力拉物体，由于
F
1
<
F
max
，故物体不会相对于地面滑动，物体受静摩擦力的作用，由二力平衡得物体此时受到的摩擦力
F
静
＝
F
1
＝
15 N
，又因为物体运动后只需
18 N
的拉力即可使物体做匀速直线运动，故
F
滑
＝
18 N
，当用
F
2
＝
30 N
的力拉物体时，
F
2
>
F
max
，物体受滑动摩擦力，大小
为
F
滑
＝
18 N
.
又由
F
滑
＝
μF
N
得
μ
＝
＝
0.3.
答案
15 N
18 N
0.3
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