第6節摩擦力知識點1摩擦力的條件與方向1．定義：兩個相互接觸的物體，當它們做相對運動時，在接觸面會產生一種阻礙相對運動的力，這個力叫做摩擦力。固體與固體，氣體、液體與固體之間都會產生摩擦力。2．摩擦力單位：牛頓(N)。3．產生摩擦力的條件：(1)兩個物體要接觸且接觸面粗糙。(2)它們之間要有擠壓作用。(3)要有相對運動或相對運動趨勢。4．摩擦力的方向：與相對運動的趨勢或相對運動的方向相反。如圖：(1)物體B受到向右的拉力F而向右開始運動，則物體B受到地面給它的摩擦力向左。(2)物體A原本靜止，而B開始向右運動，則A由于慣性保持原本的靜止狀態，相對于B有向左運動的趨勢，故A受到的摩擦力向右。5．與摩擦力相關的計算水平方向上的摩擦力：水平面上有一物體，當它受到推力仍保持靜止狀態，摩擦力等于推力；當它在推力作用下做勻速直線運動時，摩擦力等于推力。豎直方向上的摩擦力：當物體緊貼在豎直接觸面上不動時，它受到的摩擦力等于重力；當物體緊貼豎直接觸面上勻速上升或下降時，它受到的摩擦力等于重力(填“大于”“小于”或“等于”)。【注意】滑動摩擦力的大小只與壓力和接觸面的粗糙程度兩個因素有關，只要這兩個因素不變，滑動摩擦力就不變。【例1】如圖所示，表面粗糙情況相同的長方體木塊在水平力F作用下運動，水平面作用于木塊的滑動摩擦力在圖甲、乙兩種情況中(C)A．甲大B．乙大C．一樣大D．無法判斷【例2】一個小孩用20牛的水平推力推桌子，桌子未被推動，則桌子受到的摩擦力(B)A．大于20牛B．等于20牛C．小于20牛D．以上均有可能【例3】如圖所示，用彈簧測力計在水平方向上拉動一個重6牛的物體，使它做勻速直線運動時，彈簧測力計的示數為5牛。當彈簧測力計的示數為6牛時，物體運動時受到的摩擦力大小是（C）A.6牛B.1牛C.5牛D.11牛【例4】(泰安)如圖所示，C是水平地面，A、B是兩個長方形物塊，F是作用在物塊B上沿水平方向的力，物體A和B以相同的速度做勻速直線運動。由此可知，關于A、B間摩擦力F1和B、C間摩擦力F2的分析中，正確的是(B)A．F1＝0，F2＝0B．F1＝0，F2≠0C．F1≠0，F2＝0D．F1≠0，F2≠0【例5】如圖所示，用F＝6牛水平向右的拉力勻速拉動物塊A時，物塊B靜止不動，此時彈簧測力計的示數為4牛，則物塊B所受摩擦力的大小及方向為(D)A．6牛，水平向右B．6牛，水平向左C．4牛，水平向左D．4牛，水平向右【例6】如圖所示，兩塊相同的豎直擋板(陰影部分)之間有質量均為m的三塊相同的磚，用大小均為F的水平力壓住擋板，使磚塊保持靜止不動，則1、2塊磚之間摩擦力的大小為(A)A．0.5mgB．mgC．2mgD．3mg【例7】一個重為50牛物體放在水平面上，當水平推力為25牛時，物體做勻速直線運動，則摩擦力為25牛；當往這物體上放一重物時，物體繼續向前運動，則摩擦力增大(填“增大”“減小”或“不變”)【例8】體重為500牛的雜技演員在進行爬竿表演時，必須緊緊地握住爬竿，這是靠增大的方法來增大摩擦的。當他勻速向上爬時，爬竿對手的摩擦力為牛，方向；當他勻速下滑時，爬竿對手的摩擦力大小為牛，方向。【答案】增大壓力的方法來增大摩擦的。500牛，方向豎直向上；500牛，方向豎直向上【例9】(麗水市慶元縣期末)放在水平地面上的物體，受到方向不變的水平推力F的作用，F的大小與時間t的關系和物體運動速度v與時間t的關系分別如圖甲、乙所示，分析兩圖象可知：當t＝1秒時，物體處于靜止狀態，當t＝3秒時，物體受到的摩擦力為4牛，當t＝5秒時，物體處于勻速運動狀態。【例10】(德陽)如圖甲所示，完全相同的A、B兩物塊疊放在水平桌面上，用F1＝30牛的水平力作用在B物塊上，AB一起做勻速直線運動，此時B物塊所受的摩擦力為30牛；若將F2＝50牛的水平力按如圖乙所示作用在A物塊上，它們仍一起做直線運動，則地面對A物塊的摩擦力為30牛。知識點2摩擦力的分類(1)滑動摩擦一個物體在另一個物體表面上滑動時產生的摩擦，此時摩擦力的方向與物體相對運動的方向相反。(2)滾動摩擦一個物體對在它表面上滾動的物體產生的摩擦，滾動摩擦比滑動摩擦小得多，通常用變滑動為滾動來減小摩擦。(3)靜摩擦一個物體相對于另一個物體來說，有相對運動趨勢，但沒有運動時產生的摩擦。靜摩擦力與拉力或推力大小有關。靜摩擦力的方向與物體相對運動趨勢的方向相反。【例1】摩擦現象廣泛存在于人們的生活與生產中，小夢對此很感興趣，圍繞生活中的摩擦現象進行了探究。(1)小夢分別對物體在靜止狀態和運動狀態下受到摩擦力情況進行研究，并繪制了圖像，如圖甲所示，請比較圖像中A、B兩點處力的大小：①FA_(填“＞”“＜”“＝”或“不能確定”，下同)fA；②FBfB。(2)摩擦知識在生活中的應用非常廣泛，并不斷地進行著改進，火柴的擦燃就是一例，如圖所示，火柴盒側面已由以前的圖乙(a)替換成圖乙(b)的式樣，這樣設計的現實意義是。【答案】(1)①FA＝fA；②FB>fB。(2)增大摩擦知識點3探究影響滑動摩擦力的因素猜想：物體之間的滑動摩擦力的大小可能與三個因素有關：(1)接觸面所受的壓力；(2)接觸面的粗糙程度；(3)物體間的接觸面積。實驗探究：用彈簧測力計按如圖所示的四種情況勻速向右拉動木塊。A．把木塊平放在桌面上；B．在平放的木塊上加一個鐵塊；C．把木塊側放在桌面上；D．在桌面上鋪墊毛巾，再把木塊平放在毛巾面上。記下每次實驗中彈簧測力計的讀數，并制表填寫實驗數據，分析表中數據，驗證你的猜想是否正確。結論：(1)比較實驗A、B可知摩擦力的大小與壓力的大小有關。(2)比較A、C可知摩擦力的大小與接觸面積的大小無關。(3)比較A、D可知摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關。【說明】用一個力F推物體，物體推不動，說明它受到靜摩擦力的作用，靜摩擦力的大小不是一個固定值，此時，靜摩擦力的大小等于力F的大小。但靜摩擦力有一個最大靜摩擦力，只有當推力F大于這個最大靜摩擦力時，物體才能運動，而此時運動的物體受到的摩擦力叫滑動摩擦力；同一物體在同一接觸面上滑動時，滑動摩擦力大小不變。摩擦力既可當阻力(阻礙物體的運動)，又可以當動力(幫助物體運動，比如自行車后輪)。【例1】如圖所示是“探究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗，下列有關此實驗的說法中正確的是（A）A.分析甲、乙可得，滑動摩擦力的大小跟接觸面所受的壓力有關B.分析甲、丁可得，滑動摩擦力的大小跟接觸面的受力面積有關C.乙、丙是探究滑動摩擦力的大小跟接觸面的粗糙程度是否有關D.乙、丁是探究滑動摩擦力的大小跟接觸面的受力面積是否有關【例2】如圖所示，小芳在做“探究影響滑動摩擦力大小因素”的實驗時，操作的錯誤是________________。糾正錯誤后，應拉動彈簧測力計使木塊做________運動。若在木塊上再放一個砝碼，則木塊運動時受到的滑動摩擦力將________(填“變大”、“變小”或“不變”)。【答案】拉力不在水平方向勻速直線變大【例3】為探究“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關”，小明設計了如圖3.6-1所示的實驗。(1)實驗中，必須水平拉著木塊做________直線運動，使彈簧測力計示數都等于滑動摩擦力的大小。(2)由甲、乙實驗可得，在接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越________。(3)由________實驗可得，在壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。(4)在甲實驗中，當木板的運動速度變大時，滑動摩擦力的大小________(填“變大”“變小”或“不變”)EQ【答案】(1)勻速(2)大(3)甲、丙(4)不變【例4】某科學興趣小組對“滑動摩擦力的大小與接觸面積和接觸面的濕度是否有關”的問題進行探究。他們選擇了一塊各面粗糙程度相同并帶有掛鉤的長方體物塊作為研究對象。(1)實驗所用到的測量工具是。(2)在測量滑動摩擦力的大小時，必須讓物塊在水平面上做運動，才能使測出的拉力的大小與滑動摩擦力的大小相等。(3)如表為實驗記錄表格，通過分析表中序號為的實驗記錄，可得到初步結論：滑動摩擦力的大小與無關；分析表中序號為的實驗記錄，可得出結論：滑動摩擦力的大小與有關。序號接觸面積接觸面干濕程度摩擦力f(牛)1小干0.52中干0.53大干0.54大較濕0.65大濕0.8【答案】(1)彈簧測力計(2)做勻速直線運動(3)1、2、3：接觸面積無關；3、4、5接觸面的濕度【例5】在“探究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗中，某同學按照如圖所示的甲、乙、丙三種情況進行實驗，其中A、B、C為同一木塊，D為重物，甲和乙兩圖中的木板接觸面相同，丙圖為較粗糙的木板接觸面。(1)實驗開始，該同學用較小的力拉木塊，木塊沒動，此時摩擦力________(填“大于”、“小于”或“等于”)拉力；該同學要知道滑動摩擦力的大小，他應該使木塊在水平木板上做________運動；由甲、乙兩圖可知，滑動摩擦力的大小與________有關。(2)但此實驗的不足之處恰恰是很難保證木塊做這樣的運動，若在甲裝置中木塊運動過程中速度突然變大，滑動摩擦力將________(填“變大”、“變小”或“不變”)。(3)生活中不僅有滑動摩擦，還有靜摩擦等。如圖丁所示，下列判斷正確的是()A．瓶子沒有掉下來是手對瓶子的握力作用B．當增大手對瓶的握力時，手與瓶間的摩擦力變大C．當向瓶中裝入水時，手與瓶間的摩擦力變大【答案】(1)等于勻速直線壓力大小(2)不變(3)C知識點4增大或減小摩擦的方法根據摩擦力大小的影響因素有壓力的大小和接觸面的粗糙程度兩個方面考慮，分析增大摩擦力或減小摩擦力的方法。1．增大有益摩擦的方法(1)增大壓力，如張緊傳動帶、琴弓壓弦越重使拉琴的聲音越響等。(2)增大接觸面的粗糙程度，如鞋底、車輪的花紋等。(3)變滾動為滑動。剎車時的摩擦、行走時地面對鞋底的摩擦、傳送帶對貨物的摩擦、火柴頭與火柴盒之間的摩擦、寫字時筆尖與紙面的摩擦都是有益的摩擦，我們要利用它。2．減小有害摩擦的方法(1)減小壓力，如體操比賽中做大回環動作時將手略松一點等。(2)減小接觸面的粗糙程度，如用光滑的材料做滑梯等。(3)變滑動為滾動，如利用軸承、移動重物時在下面墊幾根圓鐵棍等。(4)加潤滑油。(5)利用氣墊等。(4)(5)也可看成使兩個相互接觸的物體表面分開。如加潤滑油可以在兩個表面之間形成油膜，使它們互不接觸。利用壓縮空氣或電磁場使摩擦面脫離接觸。如氣墊船和磁懸浮列車等。【例1】下列事件中，不是利用摩擦完成的是(D)A．走路B．用粉筆寫字C．繩子打結D．炒菜【例2】下列措施中，能增大摩擦的是(A)A.鞋底印有花紋B.溜冰鞋底裝有滾輪C.用光滑材料做滑梯D.在機器的轉軸處加潤滑油【例3】分析以下摩擦：①走路時，鞋與地面之間的摩擦；②騎自行車時，車輪與軸之間的摩擦；③汽車行駛時汽車與空氣之間的摩擦；④皮帶傳動中，皮帶與皮帶輪之間的摩擦。其中屬于有益摩擦的是(C)A．①和②B．②和③C．①和④D．②和④【例4】冰壺運動員的鞋底一只是塑料做的，另一只是橡膠做的，她滑行時，橡膠底的鞋比塑料底的鞋受到的摩擦力大。如圖所示，運動員用b腳蹬冰面后，只用a腳向右滑行，可以確定(D)A.滑行時冰對a鞋的摩擦力向右B.蹬冰時冰對b鞋的摩擦力向左C.a鞋底是橡膠做的，會滑得更遠D.a鞋底是塑料做的，會滑得更遠EQ【解析】冰壺運動員向右滑行時，冰對a鞋的摩擦力方向向左，并且冰對a鞋的摩擦力越小(即a鞋底是塑料做的)，滑得越遠，故A、C錯誤，D正確；運動員用b腳蹬冰面時，b鞋相對于冰面有向左運動的趨勢，所以b鞋受到的摩擦力向右，故B錯誤。【課堂練習】1．自行車是我們熟悉的交通工具．從自行車的結構和使用來看，它涉及到不少有關摩擦的知識．以下分析中，正確的是(B)A．腳踏凹凸不平是通過增大接觸面積來增大摩擦的B．輪胎上制有花紋是通過改變接觸面粗糙程度來減小摩擦的C．剎車時用力捏剎車把是通過增大壓力來增大摩擦的D．在轉動的部分加潤滑油是通過變滑動為滾動來減小摩擦的2．如圖，粗糙程度相同的水平地面上，重30牛的物塊在AB段受F=10牛的水平拉力作用，向右做勻速直線運動，到B點時撤去水平拉力，物塊仍繼續運動，到C處靜止。下列說法正確的是(C)A．在AB段物塊受到水平向右的摩擦力，大小為10牛 B．在AB段物塊受到水平向左的摩擦力，大小為20牛 C．在BC段物塊受到水平向左的摩擦力，大小為10牛 D．在C點物塊受到水平向右的摩擦力，大小為30牛3．如圖小麗用力F把一才塊壓在豎直墻面上靜止，現有以下受力分析，下述受力分析正確的是(C)①小麗對木塊的壓力F和墻對木塊的彈力是一對平衡力②小麗對木塊的壓力F和木塊的重力是一對平衡力③木塊受到的摩擦力和木塊的重力是一對平衡力④小麗對木塊的壓力F和木塊對小麗的彈力是一對平衡力A．只有①正確 B．只有④正確 C．只有①③正確 D．只有③④正確4．如圖所示，疊放在一起的物體A和B，在大小為F的恒力作用下沿水平面做勻速直線運動，則下列結論中正確的是(C)A．甲、乙兩圖中A物體所受的摩擦力大小均為FB．甲、乙兩圖中B物體受到地面對它的摩擦力均為FC．甲圖中物體A受到的摩擦力為0，物體B受到地面對它的摩擦力為FD．乙圖中物體A受到的摩擦力為F，物體B受到地面對它的摩擦力為F5．如圖所示，A、B兩個物體疊放在水平面上，同時有F=2N的兩個水平力分別作用于A、B兩物體上，使A、B兩個物體處于靜止狀態，下列分析正確的是(B)A．A和B之間摩擦力為0 B．地面對B的摩擦力為0 C．地面對B的摩擦力為2N，方向水平向左 D．地面對B的摩擦力為2N，方向水平向右6．如圖甲是消防隊員小王進行爬桿訓練的示意圖，在某次爬桿訓練中，小王沿桿豎直向上運動的v(速度)－t(時間)圖像如圖乙所示，下列判斷正確的是(B)A．0～6s時間內，小王沿桿勻速向上運動B．6～15s時間內，小王沿桿上爬的距離是5.4mC．0～18s時間內，小王受到的摩擦力方向向下D．15～18s時間內，小王受到的摩擦力大小等于重力大小7．在做“研究滑動摩擦力大小”的實驗時，將木塊A放置水平木板B上，加載一個鉤碼，把一支測力計系在A上，如圖所示．當向左拉動B時，測力計指針穩定．下列討論中錯誤的是(D)A．此裝置可研究滑動摩擦力大小與壓力的關系B．A受B的摩擦力與測力計拉力是一對平衡力C．A受到B的摩擦力的大小為2.4N，方向向左D．若增大拉動B的速度，測力計的示數會變大8．如圖，ABCD是4塊質量相同的磚，每塊重50N，A、D兩側是兩塊豎直的木板，木板外側分別用1000N的力壓緊，磚處于靜止狀態。A磚與木板內側之間的摩擦力為__100__N；A磚與B磚之間的摩擦力為__50__N；B磚與C磚之間的摩擦力為__0__N。9．如圖所示，物體A重30牛，用50牛的力F垂直壓在墻上靜止不動，則物體A所受的阻力是__30__牛；物體B重30牛，受到20牛的水平推力F′靜止不動，則物體B所受的阻力是___20__牛。10．小李利用圖示裝置做“探究影響滑動摩擦力大小的因素”實驗，他沿水平方向勻速拉動木板，穩定時彈簧測力計示數如圖所示，讀數為0.8N。在木塊上放一重物，重復實驗，彈簧測力計的示數變化情況是變大，拉動木板過程中，木板受到(選填“受到”或“不受到”)木塊的摩擦力。11．在“探究影響滑動摩擦力大小的因素”實驗中，某同學按照如圖所示的甲、乙、丙三種情況進行實驗，其中A、B、C為同一木塊，D為重物，甲和乙兩圖中的木板接觸面相同，丙圖為較粗糙的木板接觸面。(1)實驗開始，該同學用較小的力拉木塊，木塊沒動，此時摩擦力拉力(選填“大于”“小于”或“等于”)；該同學要知道滑動摩擦力的大小，他應該使木塊在水平木板上做運動；由甲、乙兩圖可知，滑動摩擦力的大小與有關；由甲、丙兩圖可知，滑動摩擦力大小與有關。(2)但此實驗的不足之處恰恰是很難保證木塊做這樣的運動，若在圖甲裝置中木塊運動過程中速度突然變大，滑動摩擦力將(選填“變大”“變小”或“不變”)。(3)生活中不僅有滑動摩擦，還有靜摩擦等。如圖丁所示，下列判斷正確的是。A．瓶子沒有掉下來是手對瓶子的握力作用B．當增大手對瓶的握力時，手與瓶間的摩擦力變大C．當向瓶中裝入水時，手與瓶間的摩擦力變大【答案】(1)等于；勻速直線；壓力大小(或壓力) ；接觸面粗糙程度 (2)不變 (3)C【課后練習】1．假若一切物體間的摩擦力突然消失，則下列哪種現象不可能發生(D)A．靜止在水平路面上的汽車無法開動B．微風能吹動鐵軌上的火車C．無法手握鋼筆寫字D．人輕輕一跳可以離開地球2．上、下底材料相同，質量相同的兩圓臺型物體置于水平地面上，如圖放置，若勻速將物體拉動的水平力大小分別為Fa和Fb，則(C)A．Fa＞FbB．Fa＜FbC．Fa＝FbD．不知速度，無法判斷3．教室里帶磁性的粉筆刷可吸在黑板上不掉下來，如圖關于粉筆刷的受力情況，下列說法正確是(C)A．粉筆刷所受磁力與粉筆刷所受重力是一對平衡力B．粉筆刷所受磁力與黑板對粉筆刷的支持力是一對相互作用力C．黑板對粉筆刷的摩擦力的方向豎直向上D．粉筆刷沒有受到摩擦力作用4．如圖所示，一長方體木塊，置于同一粗糙水平面上，甲圖木塊豎放，乙圖木塊平放，丙圖木塊平放并在其上加一重物。在甲、乙、丙三種情況下，勻速拉動長方體木塊所需的水平力分別為F甲、F乙、F丙，則下列關系正確的是(D)A．F甲＜F乙＜F丙B．F甲＞F乙＞F丙C．F甲＜F乙＝F丙D．F甲＝F乙＜F丙5．如圖所示，物體A在水平力F的作用下，靜止在豎直墻壁上。當水平力減小為F/2時，物體A恰好沿豎直墻壁勻速下滑。此時物體A所受摩擦力的大小(B)A．減小為原來的1/2B．和原來一樣C．增大為原來的2倍D．無法判斷6．在光滑水平面上疊放著甲、乙兩物體，如圖所示，甲物體用細線拴在左邊豎直墻上，現用力把乙物體從右端勻速拉出來，所用力F＝15N，則甲、乙兩物體受到的摩擦力是(A)A．f甲＝f乙＝15N，f甲向右，f乙向左B．f甲＝f乙＝15N，f甲向左，f乙向右C．f甲＝f乙＝15N，方向都向左D．f甲＝0，f乙＝15N，方向都向左7．下列事例中，為了增大摩擦力的是________，為了減小摩擦力的是________。①補衣服時，把針在頭發上擦一下；②輪胎上刻有花紋；③自行車車軸上要經常上油；④剎車時用力捏緊剎車片；⑤扳手的把手上刻有花紋；⑥舉重運動員舉杠鈴之前，在手上擦一些鎂粉。【答案】②④⑤⑥①③8．如圖所示，用20牛的水平力將重8牛的物體壓在豎直的墻壁上，則墻壁受到的壓力是________牛，若物體沿著墻壁勻速下滑，則物體受到的摩擦力大小為________牛，方向是________。【答案】208豎直向上9．體重為500牛的雜技演員在進行爬桿表演時，必須緊緊地握住爬桿，這是靠增大________的方法來增大摩擦的。當他勻速向上爬時，爬桿對手的摩擦力為________牛，方向________，當他勻速下滑時，爬桿對手的摩擦力大小為________牛，方向________。【答案】壓力500豎直向上500豎直向上10．如圖是拓展活動的一個項目：徒手爬桿，就是指手腳并用，沿著桿子從地面爬到頂端。(1)甲乙兩位同學重力相同，比賽爬桿時，若兩者均勻速爬桿，甲乙的速度分別為v1、v2，且v1＞v2，桿對甲乙兩位同學的摩擦力分別為f1、f2，則f1________f2(填“＞”、“＝”或“＜”)。(2)若甲同學的重力為G，當甲同學勻速爬桿時，甲同學對桿的摩擦力f________G(填“＞”、“＝”或“＜”)，請你利用力學知識證明你