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1、2摩擦力第1课时滑动摩擦力和静摩擦力学习目标1.知道滑动摩擦力的概念及产生条件，会判断滑动摩擦力的方向.2.知道滑动摩擦力的大小跟什么有关，会求滑动摩擦力.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.4.知道最大静摩擦力的概念，知道静摩擦力的大小范围一、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：FfF压(3)动摩擦因数：它的值跟两接触面的材料和粗糙程度有关动摩擦
2、因数，Ff在接触面内且与相对运动方向相反，FN与接触面垂直二、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0FFmax.1判断下列说法的正误(1)有相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力()(2)摩擦力的方向一定与接触面所受的压力方向垂直()(3)摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同()(4)一个静止的物体也可能受到滑
3、动摩擦力()(5)物体所受的滑动摩擦力与物体的重力成正比()2已知木箱重力为200 N，木箱与水平桌面间的动摩擦因数为0.2，当木箱在水平桌面上以10 m/s的速度运动时，木箱所受桌面的摩擦力大小为_ N；当用20 N水平外力推木箱没有推动时，木箱受到的摩擦力大小为_ N；当在该木箱上放一相同的木箱，两木箱一起以15 m/s的速度运动时，下面木箱所受桌面的摩擦力大小为_ N.答案402080一、滑动摩擦力导学探究1按如图1所示实验装置做一做：用力拉动木板，使之在桌面上滑动图1(1)木块受到的摩擦力大小和弹簧测力计示数有什么关系？(2)在木块上添加重物，增大木块对木板的压力时，摩擦力如何变化？(
4、3)在木板上铺一块较粗糙的毛巾，摩擦力如何变化？答案(1)相等(2)增大(3)增大2如图2，木块放在木板上，用外力把木板向右抽离，在此过程中图2(1)木块相对地面向什么方向运动？相对于木板向什么方向运动？木块受到的摩擦力方向如何？(2)滑动摩擦力总是阻碍物体的运动吗？答案(1)木块相对地面向右运动，相对木板向左运动，木块受到的滑动摩擦力方向向右，与木块运动方向相同(2)滑动摩擦力一定阻碍物体的相对运动，但与物体的运动方向可能相同，也可能相反，即滑动摩擦力可能是动力，也可能是阻力知识深化1滑动摩擦力产生的条件(1)两物体相互接触挤压(即有弹力)(2)物体间的接触面不光滑(3)两物体间存在相对运动
5、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3滑动摩擦力的大小(1)公式法：根据公式FfFN计算正压力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动摩擦因数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命题角度1滑动摩擦力方向及影响因素有关滑动摩擦力，下列说法中正确的是()A滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反B滑动摩擦力的方向一定与两物体间相对运动的方向相反C物体在支持面上的滑动速度越大
6、，滑动摩擦力也一定越大D接触面间接触面积越大，滑动摩擦力也一定越大答案B解析滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，滑动摩擦力的方向一定与物体相对运动的方向相反，但不一定与物体运动方向相反，故A错误，B正确；滑动摩擦力的大小FfFN，与物体在支持面上的滑动速度无关，与接触面积也无关，故C、D错误命题角度2滑动摩擦力的计算质量为3 kg的木块放在水平地板上，用F6 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)求：(1)木块与地板间的动摩擦因数；(2)若在木块运动过程中撤去拉力，在木块继续向前滑行的过程中，木块受到的摩擦力是多大？(3)若F的大小变为10 N，则木块受到的
7、摩擦力是多大？(4)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？(5)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(3)6 N(4)6 N方向水平向左(5)4.8 N解析(1)木块做匀速直线运动，则滑动摩擦力Ff1F6 N，而Ff1FNmg，故0.2.(2)Ff2FNFf16 N.(3)Ff3FNFf16 N.(4)Ff4FNFf16 N，方向水平向左(5)此时木块和地板间的压力FNmgF24 N，Ff5FN4.8 N则此时要保持木块匀速运动，需满
8、足拉力FFf54.8 N.二、静摩擦力导学探究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3所示图3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，静摩擦力有什么变化？当变为滑动摩擦力时，摩擦力为什么又变小了？答案(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)静摩擦力的大小随着外力的增大而增大
9、，但有一个最大值这个最大值比滑动摩擦力稍微大一些知识深化1静摩擦力的产生条件(1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力)(2)接触面粗糙(3)两物体间有相对运动的趋势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)当物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时，与使物体产生运动趋势的外力方向相反3静摩擦力的大小(1)范围：0FFmax.(2)计算：物体做匀速直线运动或静止时，根据二力平衡条件求解(3)静摩擦力大小与正压力无关4说明(1)静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反，与运动方向可能相同，也可能相反(2)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
10、不一定是静止的，运动的物体也可能受静摩擦力作用关于静摩擦力，下列说法中正确的是()A受静摩擦力作用的物体一定是静止的B静摩擦力总是阻力C静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反D两个物体之间的静摩擦力总是一个定值答案C解析静摩擦力产生在两个相对静止的物体之间，但物体可以是运动的，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，但可能与运动方向相同，所以B错误，C正确；两物体间静摩擦力的大小由平行于接触面的力决定，因此D错误(多选)如图4所示，用水平力F把一铁块紧压在竖直墙壁上保持静止，当F增大时()图4A墙对铁块的弹力增大B墙对铁块的摩擦力增大C墙
11、对铁块的摩擦力不变D墙对铁块的摩擦力减小答案AC解析铁块相对墙壁静止，铁块与墙壁之间存在弹力，墙壁对铁块的弹力与水平力F是一对平衡力，墙对铁块的弹力随水平力F的增大而增大，选项A正确；铁块相对墙壁静止，但有下滑趋势，所以铁块受向上的静摩擦力作用，且静摩擦力与重力平衡，所以摩擦力大小不变，选项C正确，B、D错误三、摩擦力的综合分析与计算如图5所示，质量为20 kg的物体静止在水平地面上，已知物体与水平地面间的最大静摩擦力为120 N，动摩擦因数是0.5，物体的一端与一根劲度系数为4103 N/m的水平轻质弹簧相连(设弹簧的形变始终在弹性限度内，取g10 m/s2)，问：图5(1)将弹簧拉长2 c
12、m时，地面对物体的摩擦力Ff1多大？(2)将弹簧拉长4 cm时，地面对物体的摩擦力Ff2多大？(3)物体在水平地面上匀速直线运动时，弹簧形变量x多大？答案(1)80 N(2)100 N(3)0.025 m解析(1)根据胡克定律Fkx，当x12 cm0.02 m时，F141030.02 N80 N由于拉力F1小于最大静摩擦力，物体具有向右的运动趋势，此时地面对物体的静摩擦力大小为Ff180 N.(2)当x24 cm0.04 m时，F241030.04 N160 N，大于最大静摩擦力，物体已经运动，这时摩擦力为滑动摩擦力，大小为Ff2FNmg0.52010 N100 N.(3)当物体在水平地面上匀
13、速运动时，物体受滑动摩擦力，滑动摩擦力和弹簧拉力为一对平衡力，即弹簧拉力Fmg100 N，由Fkx，解得x m0.025 m.计算摩擦力的思路1根据拉力F和最大静摩擦力的大小关系判断物体受静摩擦力还是滑动摩擦力2静摩擦力可用二力平衡求解，滑动摩擦力可用公式FfFN求解1(对滑动摩擦力的理解)关于滑动摩擦力，下列说法正确的是()A滑动摩擦力与物体的重力成正比B受滑动摩擦力作用的物体一定是运动的C滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反D滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动答案D解析滑动摩擦力与物体间的正压力成正比，选项A错误；受滑动摩擦力作用的物体可能是运动的，也可能是静止的，如木块在桌面上滑动，静
14、止的桌面也受到滑动摩擦力，选项B错误；滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反，阻碍物体间的相对运动，但是与物体运动的方向可能相反也可能相同，选项C错误，D正确2.(对静摩擦力的理解)(多选)如图6所示，人握住旗杆匀速上爬，则下列说法正确的是()图6A人受到的摩擦力的方向是向下的B人受到的摩擦力的方向是向上的C手握旗杆的力越大，人受到的摩擦力越大D若人匀速滑下，则人受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小等于匀速上爬的摩擦力答案BD解析人匀速上爬，受力平衡，则人所受摩擦力与重力大小相等、方向相反手握旗杆的力增加，但人所受摩擦力不变，选项B正确，选项A、C错误；当匀速滑下时，人受到的摩擦力为滑动摩擦力
15、，且仍与重力平衡，选项D正确3(摩擦力的计算)如图7所示，在0.1的水平面上有一个向右运动的物体，质量为20 kg，在运动过程中，还受到一个方向水平向左的大小为10 N的拉力的作用，则物体受到的滑动摩擦力为(g取10 N/kg)()图7A10 N，向右 B10 N，向左C20 N，向右 D20 N，向左答案D解析FfFNmg20 N，方向与相对运动方向相反，故选项D正确4(摩擦力的计算)某物体所受重力为200 N，放置在水平地面上，地面对它的最大静摩擦力为80 N，它与地面间的动摩擦因数为0.39.(1)用60 N的水平推力推物体，求此时地面对物体的摩擦力的大小；(2)物体运动起来后，若使其保
16、持匀速直线运动，求在水平方向施加的推力的大小；(3)物体在水平推力作用下做匀速直线运动的过程中，若撤去水平推力，直到停止前，求地面对物体的摩擦力的大小答案(1)60 N(2)78 N(3)78 N解析(1)地面对物体的最大静摩擦力为Fmax80 N用F160 N的水平推力推物体，推力小于地面对物体的最大静摩擦力，物体仍保持静止，根据平衡条件得地面对物体的摩擦力大小是FfF160 N.(2)物体运动起来后，若使其保持匀速直线运动，则水平推力与滑动摩擦力平衡，则有水平推力F2FfFNG78 N.(3)若撤去水平推力，直到停止前，地面对物体的摩擦力仍为滑动摩擦力，大小为78 N.考点一对摩擦力的理解
17、1(2019北京师范大学附属中学高一上期末)下列关于摩擦力的说法中正确的是()A摩擦力大小总跟接触面上的压力大小成正比B摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反C滑动摩擦力大小跟两物体间相对运动的速度大小成正比D两物体间有摩擦力就一定有弹力，且两者方向互相垂直答案D解析滑动摩擦力大小总跟接触面上正压力大小成正比，选项A错误；摩擦力的方向一定与物体的相对运动方向相反，选项B错误；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C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D正确2关于滑动摩擦力，下列说法正确的是()A正压力越大，滑动摩擦力越大B正压力不变
18、，动摩擦因数不变，接触面积越大，滑动摩擦力越大C正压力不变，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，正压力越大，滑动摩擦力越大答案D解析由滑动摩擦力公式FfFN知，两物体间滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数及正压力FN有关，与接触面积及两物体间的相对运动速度无关3关于，下列说法中正确的是()A动摩擦因数与滑动摩擦力Ff成正比，Ff越大，越大B动摩擦因数与正压力FN成反比，FN越大，越小C相同的条件下，接触面积越大，动摩擦因数越大D动摩擦因数的大小由两物体接触面的粗糙程度及材料决定答案D解析动摩擦因数由两物体接触面的粗糙程度及材料决定，与正压力、接触面积及滑动摩擦力无关，选项A、B
19、、C错误，D正确考点二摩擦力的大小4一物体置于粗糙水平地面上，按图1所示不同的放法，在水平力F的作用下运动，设地面与物体各接触面间的动摩擦因数相等，则物体受到的摩擦力的大小关系是()图1AF甲F乙F丙BF乙F甲F丙CF丙F乙F甲DF甲F乙F丙答案D解析滑动摩擦力FfFN，滑动摩擦力与接触面间的动摩擦因数以及正压力有关，三种情况下相同，FN也相等，故三种情况下的滑动摩擦力大小相等5如图2甲所示，某同学用水平绳拉放在平台上的行李包，一直没有拉动，通过手上的弹簧测力计测出拉力F与时间t的关系如图乙所示，则行李包与地面的摩擦力的大小与时间t的关系图像正确的是()图2答案A解析该同学没有拉动行李包，说明
20、行李包与平台间的摩擦力是静摩擦力，此时静摩擦力与拉力大小相等，故A正确6.(2019上杭一中期中)一块质量为1 kg、长为0.4 m的匀质长木板放在固定的水平桌面上，已知木板与桌面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度g取10 m/s2，当用水平力F3 N推木板，使它经过如图3所示的位置时，桌面对木板的摩擦力为()图3A3 N B2 NC1.5 N D0.5 N答案B解析因为木板被推动，所以木板受的摩擦力为滑动摩擦力，木板对桌面的压力FNmg10 N，所以桌面对木板的滑动摩擦力为FfFN2 N，B正确7图4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；乙图中小明用100 N的水平力
21、恰好能推动木箱，此时木箱受到的摩擦力为F2；丙图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()图4A0 N,100 N,300 N B60 N,100 N,90 NC60 N,100 N,300 N D0 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，F160 N，用100 N的水平力恰好能推动，此时木箱受的静摩擦力达到最大值，即F2100 N木箱运动之后，木箱受滑动摩擦力F3FNmg90 N.8(2019成都七中高一下入学考试)如图5所示，将一张
22、A4纸(质量可忽略不计)夹在水平放置的物理书内，书对A4纸的压力为3 N，A4纸与书之间的动摩擦因数为0.3，要把A4纸从书中拉出，拉力至少应为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()图5A0.9 N B1.8 NC9.0 N D18 N答案B解析A4纸与书上、下两个接触面都有滑动摩擦力，则有Ff2FN20.33 N1.8 N；当拉力等于最大静摩擦力时，拉力最小，所以B正确9(多选)运动员双手握住竖直杆匀速攀上和匀速滑下的过程中，运动员受到的摩擦力分别为Ff1和Ff2，不计空气阻力，那么()AFf1方向竖直向下，Ff2方向竖直向上，且Ff1Ff2BFf1方向竖直向上，Ff2方向竖直向上，且Ff1F
23、f2CFf1为静摩擦力，Ff2为滑动摩擦力DFf1为静摩擦力，Ff2为静摩擦力答案BC解析运动员攀上竖直杆过程中受静摩擦力作用，滑下过程受到滑动摩擦力作用，选项C正确，D错误；运动员向上、向下都是匀速运动，且只受重力和摩擦力的作用，由二力平衡知，运动员所受的摩擦力总是向上，大小等于其重力，选项A错误，B正确10.如图6所示，用大小为100 N的握力握住一个重为40 N的瓶子瓶子竖直，始终处于静止状态已知手掌与瓶子间的动摩擦因数0.5，则()图6A瓶子受到的摩擦力大小为40 NB瓶子受到的摩擦力大小为50 NC当握力增大时，瓶子受到的摩擦力将增大D当握力减小时，瓶子受到的摩擦力将减小答案A解析瓶
24、子重力为40 N，处于静止状态，则瓶子受到的摩擦力大小等于其重力，为40 N，故A正确，B错误；当握力增大时，瓶子受到的重力不变，摩擦力不变，故C错误；当握力减小时，只要瓶子仍处于静止状态，则摩擦力大小不变故D错误11一物块m在水平力F拉动下，沿静止的水平传送带由左端匀速运动到右端，如图7甲所示，这时物块所受摩擦力为Ff1；现开动机械让传送带逆时针匀速传动，再次将同样的物块m由传送带的左端匀速拉动到右端，这时物块所受摩擦力大小为Ff2，如图乙所示则Ff1、Ff2的大小关系满足()图7AFf1Ff2BFf1Ff2D上述三种情况都有可能答案A解析题图甲、乙两种情况下，物块受到的均是滑动摩擦力，Ff
25、1Ff2FNmg.12.某同学用如图8所示的装置测量放在粗糙水平桌面上的长金属板B与铁块A间的动摩擦因数，已知铁块A的质量m1 kg，用水平力F向左拉金属板B，使其相对于A向左运动，稳定时弹簧测力计示数如图所示则弹簧测力计示数为_ N，A、B间的动摩擦因数_.(g取10 m/s2)图8答案2.500.25解析从题图中知弹簧测力计示数为2.50 N，铁块A受到的弹簧的拉力F2.50 N，由于铁块A处于平衡状态，所以A受到的摩擦力Ff2.50 N由Ffmg得0.25.13如图9所示，一个M2 kg的物体放在固定的水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，用一条质量不计的细绳绕过轻质定滑轮和一个
26、m00.1 kg的小桶相连已知M在水平面上受到的最大静摩擦力Fmax4.5 N，滑轮上的摩擦不计，g取10 N/kg，求在以下情况中，M受到的摩擦力的大小：图9(1)只挂m0时；(2)只挂m0，但在M上再放一个M3 kg的物体时；(3)只在桶内加入m10.33 kg的砂子时；(4)只在桶内加入m20.5 kg的砂子时答案(1)1 N(2)1 N(3)4.3 N(4)4 N解析(1)绳子的拉力等于小桶的重力，因为m0g1 NFmax，所以M处于静止状态，受静摩擦力作用，由二力平衡得Ff1m0g1 N.(2)在M上再放一个M3 kg的物体，M仍静止，故受静摩擦力Ff2Ff11 N.(3)此时绳子的
27、拉力等于小桶和砂子的总重力，因为(m0m1)g4.3 NFmax，故M处于运动状态，受到滑动摩擦力作用，则Ff4FNMg4 N.14“强台风”是一个巨大的能量库，其风速都在17 m/s以上，甚至在60 m/s以上据测，当风力达到12级时，垂直于风向平面上每平方米风力可达数千牛顿台风登陆以后，会给沿海居民的生产和生活带来一定的危害，不少在台风登陆地区做新闻报道的记者，需要用绳子系在腰上才能保证不被台风吹走大风真的能把人吹走吗？为方便研究这一问题，我们只考虑一种简单情况，即看大风能不能把人吹得在地面上滑动设某次台风登陆时的风力为9级，水平方向风速大小可达到22 m/s，经过流体阻力测算，在经过一个
28、身高为一米七左右人体的面积时所产生的水平风力约为164 N假设这个人重60 kg，台风来临时人站在水平地面上，人与地面间的动摩擦因数为0.26，g取10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，试通过计算分析：(1)当风速达到22 m/s时，人能不能被吹动？(2)当风速达到15 m/s时，吹在人身上的水平风力达到76 N，站在地上的人受到的摩擦力为多大？(3)当风速达到25 m/s时，吹在人身上的水平风力达到212 N，站在地上的人受到的摩擦力为多大？答案(1)人能被吹动(2)76 N(3)156 N解析(1)人和地面之间的压力为FNmg600 N，人和地面之间的最大静摩擦力为FmaxFN156 N因为FFmax，所以人能被吹动(2)当风力F176 N时，由于F1Fmax，所以人不能被吹动，人受到地面对他的静摩擦力大小与水平风力相等，为Ff1F176 N.(3)当风力F2212 N时，由于F2Fmax，所以人能被吹动，人受到地面对他的摩擦力为滑动摩擦力，其大小为Ff2FN156 N.