高中物理第章摩擦力学案沪科版.pdf

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1、1 / 10 学案 4 摩擦力 学习目标定位 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 一、滑动摩擦力 1定义：当一个物体跟另一个物体有相对滑动时，在它们的接触面上产生的摩擦力，叫做 滑动摩擦力 2方向：总是跟物体的相对运动的方向相反，始终阻碍着物体间的相对运动 3大小：用公式表示fN，其中N表示压力的大小， 是一个没有单位的比例系数，叫 做动摩擦因数，它的数值跟相互接触的两个物体的材料性质、表面状况( 粗糙程度、干湿情 况等 有关b5E2RGbCAP 二、静摩擦力 1定义：物理学中，把物体

2、间有相对滑动趋势时产生的摩擦力，叫做静摩擦力 2方向：总是跟物体间相对滑动趋势方向相反 3最大静摩擦力：随着外力的增大，静摩擦力也增大，但静摩擦力的增大是有一定限度 的，静摩擦力的最大值fmax叫做最大静摩擦力p1EanqFDPw 4静摩擦力的大小：两物体间实际发生的静摩擦力f在 0 与fmax之间变化 . 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 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

3、 N 不变DXDiTa9E3d (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，静摩擦力有什么变化？ (3静摩擦力在哪里产生？沿什么方向？ 答案(1 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RTCrpUDGiT 2 / 10 (2 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5PCzVD7HxA 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

4、带匀速转 动，货物和传送带相对静止jLBHrnAILg 图 2 (1 传送带靠什么力把货物送到高处？此力方向如何？ (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(1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 接触面粗糙 (3两物体间相对静止但有相对运动趋势 注意两物体是“相对静止”，并不是静止 2静摩擦力的方向 总是沿着接触面，并且跟物体间相对运动趋势的

5、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xHAQX74J0X 3静摩擦力的大小 (1 静摩擦力具有被动性，即其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 压力大小无关( 填“有关”或“无关” LDAYtRyKfE (2 静摩擦力有一个最大值，即最大静摩擦力fmax，静摩擦力的范围是0 静摩擦力的大小一般根据平衡条件求解如图3 中水平力F1 N、2 N、3 N 时物块没有 运动，静摩擦力大小分别为1 N、2 N、3 N.Zzz6ZB2Ltk 图 3 延伸思考 产生静摩擦力的条件之一是

6、“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？dvzfvkwMI1 3 / 10 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rqyn14ZNXI “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EmxvxOtOco 二、滑动摩擦力 问题设

7、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SixE2yXPq5 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fN.6ewMyirQFL 要点提炼 1滑动摩擦力产生的条件 (1 两物体相互接触且相互挤压 (2 接触面粗糙 (3两物体间有相对运动 2滑动摩擦力的方向 总是沿着接

8、触面，并且与相对运动的方向相反 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 3滑动摩擦力的大小 滑动摩擦力的大小跟压力成正比 公式：fN， 为动摩擦因数，取决于相互接触的两物体的材料和接触面的粗糙程度， 与接触面的面积无关( 填“有关”或“无关” kavU42VRUs 延伸思考 4 / 10 如图 5所示，物体A叠放在置于光滑水平面的木板B上，两物体都沿着水平方向向右运动， 某时刻的速度分别为vA1 m/s ，vB2 m/s. 请分别分析A、B两物体受到的滑动摩擦力的方 向滑动摩擦力一定阻碍物体的运动吗？y6v

9、3ALoS89 图 5 答案以B为参考系，A相对B向左运动，A受到B向右的滑动摩擦力f1； 以A为参考系，B相对于A向右运动，所以B受到A向左的滑动摩擦力f2. B对A的摩擦力与A的运动方向相同，是动力 A对B的摩擦力与B的运动方向相反，是阻力 所以滑动摩擦力可以与物体运动方向相反，也可以与物体运动方向相同，可以是阻力，也可 以是动力 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

10、有摩擦力的作用 解读要产生摩擦力，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、滑动摩擦力 例 2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( M2ub6vSTnP 图 6 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 5 / 10 答案D 解读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

11、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 fN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0YujCfmUCw 例 3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/kgeUts8ZQVRd 图 7 (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

12、程中突然把推力去掉，此时地面对物体的摩擦力是多大？ 解读在地面上，Nmg，则滑动摩擦力( 即最大静摩擦力fmax大小为fmax Nmg 0.5 210 N 10 N.sQsAEJkW5T (1 当推力F 5 N 时，F 当推力F 12 N 时，ffmax，物体滑动则地面对物体的滑动摩擦力的大小f 滑N mg10 N. TIrRGchYzg (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(15 N (210 N (310 N 三、静摩擦力 例 4如图 8 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

13、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( 7EqZcWLZNX 图 8 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 6 / 10 D水平力F必须逐渐增大 解读容器处于平衡状态，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lzq7IGf02E 答案BC 摩擦力的比较 静摩擦力滑动摩擦力说明 产生条件 相同点相互接触；相互挤压；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

14、力 不同点有相对运动趋势有相对运动 力 的 三 要 素 大小不同点 被动力，与压力无关，大 小为 0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 答案C 解读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

15、备，此时物体间不一定有摩擦力，D错误zvpgeqJ1hk 2( 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( NrpoJac3v1 A与压力成正比 B等于水平拉力 7 / 10 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 答案BD 解读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；最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大，无法判断 此时的静摩擦力是否小于滑动摩擦力，故B、D正确1nowfTG4KI 3( 摩擦力大小的计算用 20 N 的水平力在水平地面上拉重6

16、0 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 _fjnFLDa5Zo 答案15 N 18 N 0.3 解读水平力为20 N 时恰能拉动物体，说明最大静摩擦力fmax20 N若用F115 N 的力 拉物体，由于F1fmax，物体受滑动摩擦力，大 小为f滑18 N 又由f 滑N得 错误 ! 错误 ! 0.3.tfnNhnE6e

17、5 题组一对摩擦力的理解 1下列关于摩擦力的说法，正确的是( A作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速，不可能使物体加速 B作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速，不可能使物体减速 C作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速，也可能使物体加速 D作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速，也可能使物体减速 答案CD 解读摩擦力的方向可能与物体运动方向相同，也可能与物体运动方向相反，但一定是与物 体相对运动方向或相对运动趋势方向相反当滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相同时， 使物体加速，选项A 错误， C 正确；当静摩擦力的方向与物体的运动方向相反时，使物体减 速，选项B错误， D正确HbmVN777

18、sL 2关于摩擦力与弹力的关系，下列说法正确的是( A有弹力一定有摩擦力 B有摩擦力一定有弹力 C弹力越大，摩擦力越大 8 / 10 D摩擦力越大，弹力一定越大 答案B 解读根据摩擦力和弹力产生的特点可知，有摩擦力一定有弹力，但有弹力不一定有摩擦 力， A 错， B 对；弹力越大，摩擦力不一定越大，同理，摩擦力越大，弹力也不一定越大， C、D错V7l4jRB8Hs 题组二滑动摩擦力 3关于滑动摩擦力，下列说法正确的是( A压力越大，滑动摩擦力越大 B压力不变，动摩擦因数不变，接触面积越大，滑动摩擦力越大 C压力不变，动摩擦因数不变，速度越大，滑动摩擦力越大 D动摩擦因数不变，压力越大，滑动摩擦

19、力越大 答案D 解读由滑动摩擦力计算式fN知，两物体间滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数 及压 力N有关，与接触面积及两物体间的相对运动速度无关83lcPA59W9 4关于动摩擦因数，下列说法正确的是( A两接触面间压力越大，动摩擦因数越大 B两物体间滑动摩擦力越大，动摩擦因数越大 C两物体间的动摩擦因数与滑动摩擦力成正比，与两物体间的压力成反比 D两物体间的动摩擦因数是由两物体的材料和接触面的粗糙程度等决定的，与滑动摩擦力 和正压力的大小无关 答案D 5如图1 所示，把两本书一页一页地交叉对插，然后两手各抓住一本书的书脊用力对拉， 平时随手很容易移动的两本书竟会变得像用强力胶粘在一起似的，难舍难

20、分，关于其中的原 因下列说法正确的是( mZkklkzaaP 图 1 A增大了摩擦的接触面积 B增大了动摩擦因数 C增加了摩擦力的个数 D以上说法都不对 答案C 9 / 10 解读摩擦力的大小只和压力及动摩擦因数有关，和接触面积没有关系，把两本书一页一页 地交叉对插后，每页间的动摩擦因数没有改变，但每页间都有摩擦力作用，拉开两本书的力 等于一本书每页受到的摩擦力的和，相当于增加了摩擦力的个数，C项正确AVktR43bpw 题组三静摩擦力 6关于静摩擦力，下列说法中正确的是( A两个表面粗糙的物体，只要直接接触就会产生静摩擦力 B静摩擦力总是阻碍物体的运动 C静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的

21、方向相反 D两个物体之间的静摩擦力总是一个定值 答案C 解读由于静摩擦力产生在彼此直接接触且相互挤压、接触面粗糙又有相对运动趋势的物体 之间，所以A错误；静摩擦力的作用是阻碍物体间的相对运动趋势，方向与物体间相对运动 趋势的方向相反，不能说成阻碍物体的运动，所以B 错误， C 正确；两物体间静摩擦力的大 小随物体所受外力的变化而变化，因此D错误ORjBnOwcEd 7. 如图 5 所示，质量为m的物体在水平向左拉力F1和水平向右拉力F2作用下，静止于水平 地面上，已知物体与地面间的动摩擦因数为 ，则物体所受摩擦力f的大小和方向为 ( 2MiJTy0dTT 图 5 AF1F2时，fF1F2，方向

22、水平向右 BF1F2时，物体有向左的运动趋势，故f方向为水平向右，根据平衡条件可知fF1 F2，A 对；当F1uEh0U1Yfmh 图 6 10 / 10 A若木块静止，则木块受到的静摩擦力大小等于mg，方向竖直向上 B若木块静止，当F增大时，木块受到的静摩擦力随之增大 C若木块沿墙壁向下运动，则墙壁对木块的摩擦力大小为F D若开始时木块静止，当撤去F，木块沿墙壁下滑时，木块不受滑动摩擦力作用 答案ACD 解读若木块静止，则木块受到的静摩擦力与重力平衡，大小为mg，方向竖直向上，故A 正确， B错误；木块沿墙壁向下运动，墙对木块的摩擦力大小为NF，故 C正确；当撤 去F时，墙与木块间无弹力，则

23、木块不受摩擦力作用，故D正确IAg9qLsgBX 9如图7 所示为表面粗糙的倾斜皮带传输装置，皮带的传动速度保持不变物体被无初速 度地放在皮带的底端A上，开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置B后就不再相对皮带滑 动，而是随皮带一起匀速运动，直至传送到顶端C，在传送过程中，物体受到的摩擦力 ( WwghWvVhPE 在AB段为沿皮带向上的滑动摩擦力在AB段为沿皮带向下的滑动摩擦力在BC段 不受静摩擦力在BC段受沿皮带向上的静摩擦力asfpsfpi4k 图 7 A B C D 答案B 解读在AB段，物体相对皮带向下滑动，受到沿皮带向上的滑动摩擦力，对；在BC段， 物体相对皮带有向下滑的趋势，受到沿皮带向上的静摩擦力，对，故B项正确ooeyYZTjj1 申明： 所有资料为本人收集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途。