物理第三章相互作用——力第2節摩擦力[學習目標]1．知道摩擦力的定義及分類．(重點)2．理解靜摩擦力和滑動摩擦力的產生條件．(重點)3．會判斷摩擦力的方向及計算摩擦力的大小．(難點)4．了解最大靜摩擦力的概念，并知道滑動摩擦力和最大靜摩擦力之間的大小關系．01必備知識素養奠基02關鍵能力素養形成03分層演練素養達標知識點1滑動摩擦力1．定義：兩個相互接觸的物體相對滑動時，在接觸面上會產生一種_____________________的力，這種力叫作滑動摩擦力．2．方向：總是沿著______________，并且跟物體______________的方向相反．阻礙相對運動接觸面相對運動3．大小：兩個物體間的滑動摩擦力的大小跟接觸面上_______的大小成正比，用公式表示為Ff＝_______，其中μ是比例常數(它是兩個力的比值，沒有單位)，叫作______________，它的數值跟相互接觸的兩個物體的_______有關，還跟接觸面的情況(如粗糙程度)有關．壓力μFN動摩擦因數材料[判一判]1．(1)滑動摩擦力的方向一定與物體運動方向相反．(

)(2)滑動摩擦力的方向一定與兩物體間相對運動的方向相反．(

)(3)物體在支持面上的滑動速度越大，滑動摩擦力也一定越大．(

)(4)接觸面的動摩擦因數越大，滑動摩擦力也一定越大．(

)(5)靜止的物體受到的摩擦力可能是滑動摩擦力．(

)×√×√×[想一想]1．(1)如果手壓在桌面向前移動(圖甲)，你能分析手受到桌面對其的滑動摩擦力方向嗎？(2)如果手壓在桌面向前移動，你能分析桌面受到手對其的滑動摩擦力方向嗎？(3)將玻璃瓶涂有洗潔精的一端交給男同學，將沒有洗潔精的一端交給女同學，進行“拔瓶”比賽，如果玻璃瓶被女同學從靜止的男同學手中“拔出”(圖乙)，男同學的手受到的滑動摩擦力方向向哪？提示：(1)手受到摩擦力方向與手的運動方向相反．(2)桌面受到摩擦力的方向與手的運動方向相同．(3)男同學受到滑動摩擦力的方向指向女同學．知識點2靜摩擦力1．定義：相互接觸的兩個物體之間只有__________________，而沒有____________時產生的摩擦力叫作靜摩擦力．2．方向：總是沿著____________，并且跟物體__________________的方向相反．相對運動趨勢相對運動接觸面相對運動趨勢3．大小：當相對運動趨勢增強時，靜摩擦力也隨著增大，但有一個限度，這個靜摩擦力的最大值叫作__________________．而兩物體間實際產生的靜摩擦力F在______與__________________之間，即____________．最大靜摩擦力0最大靜摩擦力Fmax0<F≤Fmax[判一判]2．(1)摩擦力總是阻礙物體的運動或運動趨勢．(

)(2)摩擦力一定產生于兩個相互接觸的物體間．(

)(3)摩擦力的大小與正壓力成正比．(

)(4)最大靜摩擦力大小略大于滑動摩擦力大小．(

)×√×√[想一想]2.(1)如圖所示，用手緊握住一個油瓶，并使油瓶始終處于豎直方向保持靜止，手握得越緊，油瓶所受摩擦力越大，對嗎？靜摩擦力與壓力成正比嗎？(2)F1賽車的加速性能很好，試分析F1賽車在加速階段的動力來源．提示：(1)這種說法不對．油瓶在豎直方向上受靜摩擦力和重力作用，二力平衡．手握得越緊，說明手對瓶壓力越大，靜摩擦力未變，說明靜摩擦力與壓力不成正比，但正壓力增大，最大靜摩擦力增大．(2)車輛在地面上不打滑的情況下，車輪與地面接觸時是相對靜止的，車輪高速運轉時，相對地面向后運動，給地面一個向后的靜摩擦力，同時地面給車輪一個向前的靜摩擦力，推動賽車加速運動，這個靜摩擦力就是賽車的動力．1．(對滑動摩擦力的理解)(多選)有關滑動摩擦力，下列說法中正確的有(

)A．有正壓力一定有滑動摩擦力B．有滑動摩擦力一定有正壓力C．滑動摩擦力總是與接觸面上的正壓力垂直D．只有運動的物體才受滑動摩擦力作用√√解析：由產生滑動摩擦力的條件知，A錯誤，B正確；滑動摩擦力的方向與接觸面相切，而正壓力垂直于接觸面，所以滑動摩擦力的方向跟接觸面所受正壓力垂直，C正確；靜止的物體也可以受滑動摩擦力，如擦黑板時，黑板是靜止的，但相對黑板擦是運動的，所以黑板受滑動摩擦力作用，關鍵要理解“運動”和“相對運動”的含義，D錯誤．2．(對靜摩擦力的理解)(2022·浙江高二學業考試)如圖所示，某人嘗試用水平力推靜止在水平地面上的大沙發，但沒有推動．關于沙發受到的力及它們的關系，下列說法正確的是(

)A．沙發受到推力的方向與其受到摩擦力的方向相同B．沙發對地面的壓力就是該沙發的重力C．沙發受到地面的彈力，方向與沙發形變方向相反D．沙發受到地面的彈力，產生的直接原因是地面的形變√解析：因為沙發處于靜止狀態，故沙發受力平衡，即沙發受到推力的方向與其受到的摩擦力方向相反，故A錯誤；沙發的重力是地球對沙發的作用力，沙發對地面的壓力是沙發對地面的作用力，二者的施力物體、受力物體都不同，不是同一個力，故B錯誤；沙發受到地面的彈力，彈力方向指向沙發，與沙發形變方向相同，故C錯誤；沙發受到地面的彈力，產生的直接原因是地面的形變，故D正確．3．(對摩擦力的理解)運動員在立定跳遠時，腳蹬地起跳瞬間的受力示意圖是(

)√解析：運動員在立定跳遠時，腳蹬地起跳瞬間，運動員受重力、地面對人豎直向上的支持力和地面對人向前的摩擦力，故A正確，B、C、D錯誤．4.(摩擦力的大小計算)如圖所示，用水平力F將木塊壓在豎直墻壁上，已知木塊重力G＝6N，木塊與墻壁間的動摩擦因數μ＝0.25，問：(1)當F＝25N時，木塊不動，木塊受到的摩擦力為多大？(2)當F增大為30N時，木塊仍靜止，木塊受到的摩擦力為多大？(3)當F＝10N時，木塊沿墻面下滑，此時木塊受到的摩擦力為多大？(4)當F＝6N時，木塊受到的摩擦力為多大？解析：分析木塊的受力情況，如圖所示．(1)(2)木塊靜止，根據二力平衡，豎直方向上的靜摩擦力等于重力，F1＝F2＝G＝6N，與壓力大小無關．(3)木塊沿墻面下滑時，木塊與墻壁間的摩擦力為滑動摩擦力，F3＝μFN，FN＝F所以F3＝μF＝0.25×10N＝2.5N.(4)當F＝6N時，木塊與墻壁間的摩擦力也為滑動摩擦力，所以F4＝μF＝0.25×6N＝1.5N.答案：(1)6N

(2)6N

(3)2.5N

(4)1.5N探究一滑動摩擦力【情景導入】一同學認為只有運動的物體才可能產生滑動摩擦力，而靜止的物體不可能產生滑動摩擦力．這位同學的說法對嗎？提示：這位同學的說法不正確，產生滑動摩擦力的條件之一是兩個物體相對運動，即兩個物體速度不同，例如物體在桌面上滑動時，桌面雖然靜止，但仍相對物體運動，桌面受到物體的摩擦力仍為滑動摩擦力．1．滑動摩擦力產生的條件(1)兩物體相互接觸擠壓．(2)物體間的接觸面不光滑．(3)兩物體間存在相對運動．[特別提醒]

“相對運動”的含義：滑動摩擦力存在于發生相對運動的兩個物體之間，但并不意味著受到滑動摩擦力的物體相對于地面是運動的，即受到滑動摩擦力作用的物體不一定運動．2．滑動摩擦力的方向(1)在接觸面上，與接觸面相切，且與物體相對運動的方向相反．(2)與物體的運動方向可能相同，也可能相反．3．滑動摩擦力的大小公式法F＝μFN(1)正壓力FN是物體與接觸面間的壓力，不一定等于物體的重力，FN的大小根據物體的受力情況確定(2)動摩擦因數μ與材料和接觸面的粗糙程度有關，而與物體間的壓力、接觸面的大小無關二力平衡法物體處于平衡狀態(勻速直線運動或靜止)時，根據二力平衡條件求解【例1】如圖所示，汽車B在水平路面上以相對于地面的速度v1向右運動，車上的貨物A以相對于地面的速度v2向右運動．下列判斷正確的是(

)A．若v1<v2，貨物A受到了汽車B所施加的向右的滑動摩擦力B．若v1<v2，汽車B受到了貨物A所施加的向右的滑動摩擦力C．若v1>v2，貨物A受到了汽車B所施加的向左的滑動摩擦力D．若v1>v2，汽車B受到了貨物A所施加的向右的滑動摩擦力√[解析]

若v1<v2時，貨物A相對汽車B向右滑動，貨物A受到汽車B所施加的向左的滑動摩擦力，汽車B受到貨物A所施加的向右的滑動摩擦力，A錯誤，B正確；若v1>v2時，貨物A相對汽車B向左滑動，受到汽車B所施加的向右的滑動摩擦力，汽車B受到貨物A所施加的向左的滑動摩擦力，C、D錯誤．【例2】如圖所示，輕質彈簧的勁度系數k＝20N/cm，用其拉著一個重為200N的物體在水平面上運動，當彈簧的伸長量為4cm時，物體恰在水平面上做勻速直線運動．(1)求物體與水平面間的動摩擦因數；(2)當彈簧的伸長量為6cm時，物體受到的水平拉力為多大？這時物體受到的摩擦力為多大？(3)如果在物體運動過程中突然撤去彈簧，而物體在水平面上能繼續滑行，這時物體受到的摩擦力為多大？[針對訓練1]如圖所示，在動摩擦因數μ＝0.1的水平桌面上向右運動的物體質量為20kg，在運動過程中，還受到一個方向向左的大小為10N的拉力F作用，則物體受到的滑動摩擦力為(g取10N/kg)(

)A．10N，向右 B．10N，向左C．20N，向右 D．20N，向左解析：由FN＝mg，則滑動摩擦力Ff＝μFN＝μmg＝20N，物體向右運動，則滑動摩擦力方向向左，故D正確．√探究二靜摩擦力的理解和應用【情景導入】毛刷實驗——分析下面圖中刷毛受到的靜摩擦力的方向如何？提示：甲圖：如圖所示，將加砝碼的長毛刷放在桌面上，刷毛處于直立狀態，刷毛與桌面間不存在摩擦力．乙圖：在長毛刷上施加水平向右的外力時，刷毛發生形變(注意輕輕用力，不要發生滑動)，從形變的情況可以確定刷毛受到的摩擦力的方向向左．丙圖：把加有砝碼的長毛刷放在斜面上處于靜止狀態時，從刷毛形變的情況可以確定刷毛受到的摩擦力的方向沿斜面向上．1．靜摩擦力產生的條件(1)接觸面是粗糙的．(2)兩物體相對靜止但存在相對運動趨勢．(3)兩物體在接觸面上有壓力(彈力)．2．對“相對運動趨勢”的理解(1)相對運動趨勢，是指一個物體相對于與它接觸的另一個物體有運動的可能，但還處于相對靜止狀態．(2)相對運動趨勢的方向，是指假設接觸面光滑時，物體將要發生相對運動的方向．3．靜摩擦力有無的判斷方法(1)條件判斷法：接觸面之間有彈力、粗糙且有相對運動趨勢．(2)假設法：4．靜摩擦力方向的判定方法直接法對于相對運動趨勢比較明顯的情況，可以根據“靜摩擦力的方向沿著接觸面與相對運動趨勢的方向相反”直接判斷狀態法當物體受力處于平衡狀態時，根據二力平衡，判斷出靜摩擦力的方向力的作用效果法如果相互接觸的物體間存在靜摩擦力，則必有相應的作用效果，或平衡其他作用力或改變受力物體的運動狀態，可利用作用效果確定靜摩擦力的方向5.靜摩擦力的大小靜摩擦力在0<F≤Fmax內隨外力的變化而變化，一般根據物體的受力情況和平衡條件求解．6．易混淆的“三個方向”的辨析(1)運動方向：物體的運動方向一般選地面上固定不動的物體作為參考系判定．(2)相對運動方向：物體間的相對運動方向，指以其中一個物體A為參考系，另一個物體B的運動方向，即為物體B相對物體A的運動方向，反之也可以．(3)相對運動趨勢的方向：由于兩物體間靜摩擦力的存在而沒有發生相對運動，其相對運動方向可用假設法(假設無靜摩擦力)判定．【例3】關于靜摩擦力的說法，正確的是(

)A．兩個相對靜止的物體間一定有靜摩擦力的作用B．受靜摩擦力作用的物體一定是靜止的C．在物體間壓力一定時，靜摩擦力的大小可以變化，但有一個限度D．靜摩擦力一定是阻力√[解析]當兩個物體有相對運動趨勢時才有可能產生靜摩擦力，A錯誤；受靜摩擦力作用的物體有可能是運動的，比如人走路時，受到的就是靜摩擦力，B錯誤；在物體間壓力一定時，靜摩擦力的大小可以變化，但有一個限度，這個限度就是最大靜摩擦力，C正確；靜摩擦力阻礙相對運動趨勢，故可能是阻力也可能是動力，D錯誤．【例4】(多選)如圖所示為皮帶運輸機的示意圖，A為傳送帶上的貨物，則(

)A．如果貨物A隨傳送帶一起無相對滑動地向上勻速運動，A受到沿斜面向上的摩擦力B．如果貨物A隨傳送帶一起無相對滑動地向下勻速運動，A受到沿斜面向下的摩擦力C．如果貨物A和傳送帶都靜止，A不受摩擦力D．如果貨物A和傳送帶都靜止，A對傳送帶有沿斜面向下的摩擦力√√[解析