1、金太阳教育网 第 1 页 共 7 页 金太阳教育网 第三节 摩擦力【上节回顾】1.形变是指 ，弹性形变是指 。2.产生弹力的条件是 3.支持力的方向 ，压力的方向 ，拉力的方向 。4.关于弹性形变的概念，下列说法正确的是（ ）A物体形状的改变叫弹性形变B物体在外力停止作用后的形变，叫弹性形变C一根铁杆用力弯折后的形变就是弹性形变D物体在外力停止作用后，能够恢复原来形状的形变5.关于弹力的产生下列说法正确的是( )A.两个相互接触的物体间一定产生弹力B.只要发生形变一定产生弹力C.只有发生弹性形变的物体才产生弹力D.一切相互吸引的物体间就产生弹力6.用弹簧悬挂小球处于静止状态时，下列说法正确的
2、是( )A.小球对弹簧的拉力就是小球的重力B.弹簧对小球的拉力就是小球的重力C.小球拉弹簧的力和弹簧拉小球的力是一对平衡力D.小球对弹簧的拉力数值上等于小球的重力【学习目标】1、知道静摩擦力概念及产生的条件，会判断静摩擦力的方向。2、知道滑动摩擦力概念及产生条件，知道滑动摩擦力的大小跟什么有关，知道滑动摩擦力跟压力成正比。3、知道静摩擦力概念及产生的条件，会判决静摩擦力的方向，知道最大静降擦力的概念。4、了解滚动摩擦力和流体阻力。【知识导学】1.发生在 的两个物体之间，我们把这种摩擦力叫做静摩擦力；产生条件： 1； ； ；方向： 。 2 32.当一个物体在另一个物体表面 时产生的摩擦力，叫滑动
3、摩擦力；滑动摩擦力的大小遵循关系式： ，式中 为 ，它的数值跟相互接触的两个物体的 和接触面的 有关；F N 是 ，也就是一个物体对另一个物体表面的 。滑动摩擦力的大小与 及物体 无关。计算滑动摩擦力大小的关键是确定压力 FN；滑动摩擦力方向总是与物体 的方向相反。知识点一：静摩擦力情景问题：静止在桌面上的重物，用不太大的力拉不动；要推动一张桌子，要化较大的力；木块能静止在斜面上而不下滑等等。分析：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动的力，这种力叫做摩擦力。例 1、下列关于摩擦力的说法，正确的是（ ） 。金太阳教育网 第 2 页 共 7
4、 页 金太阳教育网 A相对运动的两物体间一定存在摩擦力B摩擦力总是阻碍物体的运动C运动物体受到的摩擦力的方向总是与运动方向相反D相对静止的两个物体之间，也可能有摩擦力的相互作用解析：摩擦力产生的条件是：两个物体接触且有弹力的相互作用，接触面粗糙、有相对运动（或相对运动趋势） ，三者缺一不可，故选项 A 错误；相对静止的两个物体间，可能有静摩擦力的相互作用，故选项 D 正确，摩擦力的方向总是与相对运动（或相对运动趋势）的方向相反，所以，摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反，也不一定总是阻力，故选项 B、C 错误。解答：D点评：一提到摩擦力，有些学生总认为摩擦力的方向与运动方向相反，是阻力，要阻
5、碍物体的运动，其实，摩擦力可能是阻力，也可能是动力。要正确理解摩擦力的方向及其作用，关键是要正确理解“相对运动（相对运动的趋势） ”。拓展练习 1. 关于摩擦力，下列说法正确的是（ ）A 摩擦力的方向总是和物体运动方向或运动趋势方向相反。B 相互接触的物体间正压力增大，摩擦力一定增大。C 静止的物体受到的静摩擦力的大小和接触面材料的粗糙程度无关。D 运动的物体可能受到静摩擦力。知识点二：滑动摩擦力问题：在桌面上垫一张纸，把手压在纸上，然后手掌向前推，保持接触面的材料不变，在大小不同的压力下朝前推手掌(材料可以是纸、塑料、毛巾、木板、橡胶等) ；然后保持压力不变，改变接触面的材料通过实验得到滑动
6、摩擦力概念，探究滑动摩擦力与什么因素有关，得到滑动摩擦力公式。总结滑动摩擦力方向。例 2、下述情况中，两物体间不存在摩擦力的是（ ）A汽车在公路上刹车时车胎与路面间BA 物体叠放在 B 物体上共同沿光滑冰面匀速滑行时 A、B 物体间C皮带传动装置运行不打滑时皮带与轮缘间D压道机压道时压道轮与路面间解析：汽车刹车，车胎与路面有挤压且相对滑动，产生滑动摩擦力；皮带传动时，皮带与轮缘间有挤压和相对滑动趋势，且不打滑，故产生静摩擦力；压道机轮在路面上挤压、滚动，可产生滚动摩擦力。所以 A、C、D 情况均产生摩擦。B 中冰面光滑则无摩擦力，且A、B 两物体共同匀速运动，其间无相对运动趋势，故不产生摩擦力
7、。答案：B点评：依据接触面不光滑、有挤压和相对运动趋势这一摩擦力产生条件进行判断是基本的分析方法。光滑是理想情况，意味着摩擦极小可以忽略。B 项情况中，必须结合匀速运动状态才能确定叠放物体间无摩擦。拓展练习 2、如图所示，质量为 m 的木块在置于水平桌面上的木板上滑行，木板静止，它的质量为 M，已知木块与木板间、木板与桌面间的动摩擦因数为 ，那么木板所受桌面给的摩擦力的大小等于多少？【综合提升】综合知识点一：摩擦力的方向的判定滑动摩擦力的方向总跟接触面相切，并且跟物体的相对运动的方向相反；静摩擦力的金太阳教育网 第 3 页 共 7 页 金太阳教育网 方向总跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势
8、的方向相反。应用上述结论判断摩擦力方向的具体程序是：选取研究对象（即受摩擦力作用的物体） ；选跟研究对象接触的物体为参考系；找出研究对象相对于参考系的运动方向或运动趋势方向；确定摩擦力的方向。在判断摩擦力的方向时，弄清物体相对运动或相对运动趋势的方向是问题的关键。 “相对运动”或“相对运动的趋势” ，是指研究对象相对于被接触物体的运动或运动趋势，是以被接触物体为参考系的，相对运动的方向或相对运动趋势的方向，不一定与物体实际运动的方向相同。加深理解：摩擦力总是阻碍物体运动的吗？有些同学认为，摩擦力总是阻力，总是阻碍物体的运动的。其实不然，摩擦力只是阻碍物体的相对运动。对于物体的实际运动（通常以地
9、面为参考系） ，摩擦力可以是阻力，也可以是动力，还可以仅仅改变物体运动的方向而不改变物体运动的快慢。例如：载有集装箱的汽车在起动的过程中，集装箱对汽车的摩擦力确是汽车运动的阻力，而汽车对集装箱的摩擦力则是集装箱运动的动力；跟着水平转台匀速转动的物体受到的摩擦力，仅仅改变物体的运动方向，对物体的运动也无阻碍作用。例 1、试判断下列两种情况下物体所受的摩擦力方向：（1）沿水平地面向右滑动的木箱；（2）放在匀速运动的水平传送带上的物体。解析：从有无相对运动（或相对运动的趋势）以及相对运动方向（或相对运动趋势方向）出发，对摩擦力的存在及方向作出判断。（1）因为木箱相对水平面向右运动，所以它受到地面给它
10、向左的滑动摩擦力作用，这一摩擦力阻碍着木块向右运动。（2）物体放上传送带后，在初始的一段时间内，物体的速度尚未达到皮带的速度，物体相对皮带向后滑动，所以物体受到皮带给它向前的摩滑动擦力作用，这一摩擦力帮助着物体向前运动。当物体的速度达到皮带的速度后，物体与皮带间无相对运动，亦无相对运动的趋势，而是保持着水平方向的匀速直线运动状态，所以不再受摩擦力的作用。点评：本题涉及摩擦力是否存在和摩擦力方向的判断，抓住相对运动（或相对运动的趋势）是分析此类问题的关键。本题的求解还可使我们进一步明确：摩擦力既可以是阻力，也可以是动力；既可以与物体的运动方向相同，也可以与物体的运动方向相反。综合知识点二：分析摩
11、擦力的几种方法受力分析中对摩擦力的分析是个难点，分析摩擦力可采用多种方法：相对法：以与研究对象相接触的其他物体为参考系，判断研究对象相对于该参考系的运动方向运动趋势的方向，则研究对象所受摩擦力与该相对运动方向或相对运动趋势方向相反。毛刷法：设想研究对象在与其他物体的接触面处长有垂直于接触面的“毛刷” ，根据毛刷的偏转方向即可判断研究对象所受摩擦力的方向。动力阻力法：分析摩擦力是物体运动的动力还是阻力。若为动力，则摩擦力与物体运动方向相同；若为阻力，则摩擦力与物体运动方向相反。上述三种方法的具体应用，请参阅右栏考题 6。当然，在学习了第四章“牛顿运动定律”之后，我们还可以应用动力学方法或平衡条件
12、分析摩擦力（目前可应用初中二力平衡知识分析摩擦力） 。手拉FF(a)(b)(c)金太阳教育网 第 4 页 共 7 页 金太阳教育网 例 2、如图所示的皮带传动装置中，O 1 是主动轮，O 2 是从动轮， A、 B 分别是皮带上与两轮接触的点，C 、 D 分别是两轮边缘与皮带接触的点（为清楚起见，图中将两轮与皮带画得略为分开，而实际上皮带与两轮是紧密接触的） 。当 O1 顺时针起动时，若皮带与两轮间不打滑，则 A、 B、C 、 D 各点所受静摩擦力的方向分别是（ ）A. 向上，向下，向下，向上 B. 向下，向上，向上，向下 C. 向上，向上，向下，向下 D. 向下，向下，向上，向上精析：假设主
13、动轮 O1 与皮带间无摩擦力作用，则当 O1 顺时针起动时， O1 与皮带间将会打滑，此时 C 点将相对于 A 点向上运动。实际上， O1 与皮带间没有打滑，可见 C 点相对于A 点有向上运动的趋势；反之，A 点相对于 C 点有向下运动的趋势。根据静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反，可知 C、A 两点受到的静摩擦力 FC、F A 的方向分别是向下、向上。同样，假设皮带和从动轮 O2 间无摩擦力作用，则当皮带顺时针起动后，皮带与 O2间亦会打滑，此时 B 点将相对于 D 点向下运动。实际上，皮带与间亦没有打滑，可见 B 点相对于 D 点有向下运动的趋势；反之， D 点相对于 B 点有向上运动
14、的趋势。根据静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反，亦可知 B、D 两点受到的静摩擦力 FB、F D 的方向分别是向上、向下。A、B、C 、D 各点所受静摩擦力的方向如图所示。我们也可设想物体在接触面处长有垂直于接触面的“毛刷” ，两物体的“毛刷”交叉镶嵌。当主动轮 O1 带动皮带转动，皮带又带动从动轮 O2 转动时， C 点处的“毛刷”将向下偏，A 点处的“毛刷”将向上偏，B 点处的“毛刷”将向上偏，而 D 点处的“毛刷”将向下偏。各点所受摩擦力的方向应与“毛刷”的偏向一致，结论与上述方法相同。我们还可以从动力和阻力的角度来分析摩擦力的方向。主动轮 O1 带动皮带，C 点所受的摩擦力 FC
15、是主动轮转动的阻力，应与 C 点实际运动方向相反，即 FC 向下；A 点所受的摩擦力 FA 是皮带转动的动力，应与 A 点实际运动方向相同，即 FA 向上。同样，皮带带动从动轮 O2 转动，B 点所受的摩擦力 FB 是皮带转动的阻力，应与 B 点实际运动方向相反，即 FB向上；D 点所受的摩擦力 FD 是从动轮转动的动力，应与 D 点实际运动方向相同，即 FD 向下。答案：C。【走出误区】例 1、如图所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向上共受三个力，F 1，F 2 和摩擦力，处于静止状态。其中 F1=10N，F 2=2N。若撤去力 F1 则木块在水平方向受到的合外力为（ ）A.10N 向左
16、B.6N 向右 C.2N 向左 D.0错解：木块在三个力作用下保持静止。当撤去 F1 后，另外两个力的合力与撤去力大小相等，方向相反。故 A 正确。造成上述错解的原因是不加分析生搬硬套运用“物体在几个力作用下处于平衡状态，如果某时刻去掉一个力，则其他几个力的合力大小等于去掉这个力的大小，方向与这个力的方向相反”的结论的结果。实际上这个规律成立要有一个前提条件，就是去掉其中一个力，而其他力不变。本题中去掉 F1 后，由于摩擦力发生变化，所以结论不成立。正解：由于木块原来处于静止状态，所以所受摩擦力为静摩擦力。依据牛二定律有 F1-F2-f=0 此时静摩擦力为 8N 方向向左。撤去 F1 后，木块
17、水平方向受到向左 2N 的力，有向O1 O2A C D BFAFCFBFDO1 O2C D B金太阳教育网 第 5 页 共 7 页 金太阳教育网 左的运动趋势，由于 F2 小于最大静摩擦力，所以所受摩擦力仍为静摩擦力。此时F 2+f=0 即合力为零。故 D 选项正确。分析：摩擦力问题主要应用在分析物体运动趋势和相对运动的情况，所谓运动趋势，一般被解释为物体要动还未动这样的状态。没动是因为有静摩擦力存在，阻碍相对运动产生，使物体间的相对运动表现为一种趋势。由此可以确定运动趋势的方向的方法是假设静摩擦力不存在，判断物体沿哪个方向产生相对运动，该相对运动方向就是运动趋势的方向。如果去掉静摩擦力无相
18、对运动，也就无相对运动趋势，静摩擦力就不存在。例 2、如图所示水平放置的粗糙的长木板上放置一个物体 m，当用力缓慢抬起一端时，木板受到物体的压力和摩擦力将怎样变化？错解：以木板上的物体为研究对象。物体受重力、摩擦力、支持力。因为物体静止，则根据牛顿第二定律有错解一：据式知道 增加，f 增加。错解二：另有错解认为据式知 增加，N 减小；则 f=N 说明 f 减少。错解一和错解二都没能把木板缓慢抬起的全过程认识透。只抓住一个侧面，缺乏对物理情景的分析。若能从木块相对木板静止入手，分析出再抬高会相对滑动，就会避免错解一的错误。若想到 f=N 是滑动摩擦力的判据，就应考虑滑动之前怎样，也就会避免错解二
19、。正解：以物体为研究对象，如图 23 物体受重力、摩擦力、支持力。物体在缓慢抬起过程中先静止后滑动。静止时可以依据错解一中的解法，可知 增加，静摩擦力增加。当物体在斜面上滑动时，可以同错解二中的方法，据 f=N，分析 N 的变化，知 f 滑 的变化。 增加，滑动摩擦力减小。在整个缓慢抬起过程中 y 方向的方程关系不变。依据错解中式知压力一直减小。所以抬起木板的过程中，摩擦力的变化是先增加后减小。压力一直减小。分析：物理问题中有一些变化过程，不是单调变化的。在平衡问题中可算是一类问题，这类问题应抓住研究变量与不变量的关系。可从受力分析入手，列平衡方程找关系，也可以利用图解，用矢量三角形法则解决问
20、题。如此题物体在未滑动时，处于平衡状态，加速度为零。【体验成功】1.关于产生摩擦力的条件，下列说法正确的是（）A相互压紧的粗糙物体间总有摩擦力的作用B相对运动物体间总有摩擦力的作用C只要相互压紧且有相对运动，两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有摩擦力的作用2.关于摩擦力的方向，下列说法正确的是（）A滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反金太阳教育网 第 6 页 共 7 页 金太阳教育网 B滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反C滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向共线D静摩擦力的方向总是与物体相对运动趋势方向相反3.关于摩擦力的大小，下列说法正
21、确的是（）A在两个接触面不变的情况下，滑动摩擦力与物体间压力成正比B滑动摩擦力与物体间接触面积无关C压力越大，静摩擦力越大D静摩擦力与压力无关4.某物体重 200N，放置在水平地面上，地面对它的最大静摩擦力是 80N，它与地面间的动摩擦因数是 0.38。 （1）用 50N 的水平力推物体，地面对物体的摩擦力是_N。 （2）至少用 _N 的水平外力，才能把物体推动。 （3）物体运动起来后，若使其保持匀速直线运动，应在水平方向加_N 的水平推力。（4）在物体运动过程中，若把水平推力增加到 80N，地面对物体的摩擦力为_N。 （5）若在物体运动中，撤去水平外力，直到静止前，地面对物体的摩擦力为_N。
22、5.如图所示，轻质弹簧的劲度系数为 20N/cm，用其拉着一个重 200N 的物体在水平面上运动。当弹簧的伸长量为 4cm 时，物体恰在水平面上做匀速直线运动。求：（1）物体与水平面间的动摩擦因数。（2）当弹簧的伸长量为 6cm 时，物体受到的水平拉力有多大？这时物体受到的摩擦力有多大？ （3）如果在物体运动的过程中突然撤去弹簧，而物体在水平面能继续滑行，这时物体受到的摩擦力多大？6.运动员用双手握住竖直的竹竿匀速攀上时，他所受的摩擦力 F1 的方向如何？当他从竹竿上匀速下滑时，他所受的摩擦力 F2 的方向又如何？运动员在上述两种情况下所受的摩擦力F1、F 2 的大小关系怎样？【自我反馈】答案
23、：1.D 2.BD 3.ABD 4.（1）50（2）80（3）76（4）76（5）765.（1）物体做匀速直线运动，由二力平衡条件可得滑动摩擦力 F1=F=kx=204N=80N，故F图 348金太阳教育网 第 7 页 共 7 页 金太阳教育网 物体与水平面间的动摩擦因数 。4.0281GFN（2）当弹簧的伸长量为 6cm 时，物体受到的水平拉力F=kx=206N=120N。这时物体受到的摩擦力 F2 仍为滑动摩擦力，大小不变，即F2= F1=80N。（3）如果在物体运动的过程中突然撤去弹簧，而物体在水平面能继续滑行，这时物体受到的摩擦力 F3 仍为滑动摩擦力，大小不变，即6.当运动员用双手握住竖直的竹竿匀速攀上时，手相对于竹竿有向下滑动的趋势，所以受到的摩擦力 F1 是静摩擦力，方向向上。由二力平衡条件可知，F 1=G（G 为运动员的体重） 。当运动员从竹竿上匀速下滑时，手相对于竹竿向下滑动，所以受到的摩擦力 F2 是滑动摩擦力，方向向上。同样由二力平衡条件可知，F 2=G。所以 F1= F2。
