1、3.3 摩擦力学习目标 1.通过实验认识摩擦力,知道摩擦力产生的条件。2.会判断静摩擦力和滑动摩擦力的方向。3.掌握静摩擦力和滑动摩擦力大小的计算方法。4.知道生产、生活中增大摩擦和减小摩擦的实例,有将物理知识应用于生产和生活的意识。 一、摩擦力的理解 1.产生条件：静摩擦力 滑动摩擦力 不同点 两物体相对静止,但存在相对运动趋势 两物体有相对运动 相同点 (1)两物体相互接触且存在弹力(2)接触面粗糙 2.“相对”的含义：“相对”指的是研究对象相对于与其接触的物体而言,即以与其接触的物体为参考系,而不一定是物体相对地面的运动。3.作用效果：(1)摩擦力阻碍的是接触物体之间的相对运动或相对运动
2、趋势,不一定阻碍物体的运动。(2)摩擦力可以是阻力也可以是动力,如匀速前进的自行车,后轮受到的摩擦力为动力,前轮受到的摩擦力为阻力。4.摩擦力种类的判断：【示范题】(多选)(2012海南高考)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【规范解答】选 C、D。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
3、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。【通关 1+1】1.(多选)下列关于滑动摩擦力的说法正确的是( )A.滑动摩擦力一定是阻力B.滑动摩擦力总是与物体相对运动的方向相反C.滑动摩擦力总是与物体间压力的方向垂直D.物体做减速运动,一定是受到滑动摩擦力的作用2.(2016沙坪坝区高一检测)关于相互接触的两个物体之间的弹力和摩擦力,下列说法中正确的是( )A.有弹力必有摩擦力B.有摩擦力必有弹力C.弹力增大则摩擦力一定增大D.弹力是动力,摩擦力是阻力【解析】选 B。根据弹力和
4、摩擦力的产生条件知,有摩擦力一定有弹力,有弹力不一定有摩擦力,A 错,B 对;静摩擦力大小与弹力(压力)大小无关,C 错;弹力或摩擦力都既可能是动力,也可能是阻力,D 错。【变式训练】1.(多选)下列哪些情况是因为摩擦力太小造成的( )A.在沙漠中走路比在柏油路上费力B.在冰面上走很容易跌倒C.船在水上缓慢行驶D.数钞票时,如果手上不沾水会滑 【解析】选 B、D。在沙漠中走路,在水中行船所受阻力较大;而在冰面上行走和数钞票时,会因摩擦力较小而可能出现打滑的现象,故 B、D 正确。2.(多选)人类日常生活离不开摩擦力,如果没有摩擦力,我们将不能走路、汽车不能运动下列关于摩擦力的说法中正确的是(
5、)A.吃饭时拿在手中的筷子不会滑落,是因为有摩擦力的作用B.汽车轮胎表面都有花纹,是为了减小摩擦C.猴子沿竖直竹竿匀速上爬,是因为摩擦力大于猴子重力D.在结冰的水平路面上撒些细土,人走上去不易滑倒,是因为此时人与路面间的最大静摩擦力增大了二、静摩擦力有无及方向的判断 1.四种方法判断静摩擦力的有无：(1)条件判断法：接触面之间有压力、粗糙且有相对运动趋势。(2)假设法：假设两物体间无静摩擦力,看物体是否相对滑动,判断思路如下：(3)力的作用效果判断法：如果相互接触的物体间存在摩擦力,则必有相应的作用效果：平衡其他作用力或改变受力物体的运动状态,可据此确定有无静摩擦力。(4)相互作用判断法：利用
6、力的相互作用性,若甲对乙有静摩擦力,则乙对甲也有静摩擦力,据此可以判断物体是否受静摩擦力 2.“三步法”判断摩擦力方向：(1)找出摩擦力的施力物体,并选择此施力物体为参照物。(2)判断受力物体的相对运动方向或相对运动趋势方向。(3)根据“摩擦力与其相对运动方向或相对运动趋势方向相反”确定摩擦力的方向。【示范题】下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中,正确的是( )A.静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反B.静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同C.静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反D.静止物体所受静摩擦力一定为零【通关 1+1】1.(2017字水中学高一检测)一个长方体木块被力 F 压在
7、倾斜的墙面上,如图所示,保持静止状态,则木块所受作用力的个数可能为( )A.2 个 B.3 个C.4 个 D.5 个【解析】选 C。若木块仅受重力和力 F,它不可能处于静止,表明木块与墙面间存在压力,但如果木块仅受以上所述三个力,它将沿墙面下滑,表明木块还受到沿墙面向上的摩擦力,故选项 C 正确。2.(多选)(2017绵阳高一检测)物体 C 置于水平地面上,A、B 由轻绳通过固定在 C 上的光滑定滑轮相连,C的上表面水平,连接 B 的轻绳水平,整个系统处于静止状态,如图所示。下列说法正确的是( )A.B 与 C 之间的接触面一定是粗糙的B.B 与 C 之间的接触面可以是光滑的C.C 与地面之间
8、的接触面一定是粗糙的D.C 与地面之间的接触面可以是光滑的【解析】选 A、D。B 受到 C 对它向右的静摩擦力作用,故 B、C 之间一定是粗糙的,A 对,B 错;整体考虑,系统无运动趋势,C 与地面间无摩擦力作用,故不能确定 C 与地面间粗糙与否,C 错,D 对。【变式训练】1.某人推着自行车前进时,地面对前轮的摩擦力为 F1,对后轮的摩擦力为 F2;当人骑着自行车前进时,地面对前轮的摩擦力为 F3,对后轮的摩擦力为 F4,下列说法中正确的是( )A.F1与车前进方向相同 B.F 2与车前进方向相同C.F3与车前进方向相同 D.F 4与车前进方向相同【解析】选 D。推着自行车前进时,两车轮都受
9、向后的摩擦力,与运动方向相反;骑车前进时,后轮产生动力,受向前的摩擦力,前轮仍受向后的摩擦力。故选项 D 正确。2.如图所示,物体 A、B 放在物体 C 上,水平力 F 作用于 A,使 A、B、C 一起匀速运动,各接触面间的摩擦力的情况是( )A.A 对 C 有向左的摩擦力B.C 对 B 有向左的摩擦力C.物体 C 受到三个摩擦力的作用D.C 对地面有向右的摩擦力三、摩擦力大小的计算 1.滑动摩擦力的大小：(1)公式法：根据公式 F=F N计算。压力 FN是物体与接触面间的压力,不一定等于物体的重力,F N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
10、、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。2.静摩擦力的大小：(1)大小的范围：0FmA 故 B 对 A 的摩擦力为滑动摩擦力,大小为 30N,方向向左。2物体 B 受到向右的拉力 =40N 和 A 施加给它的大小为 30N 的摩擦力,F B=40N+30NFf 乙 Ff 丙 B.F f 乙 Ff 甲 Ff 丙 C.Ff 丙 Ff 乙 Ff 甲 D.Ff 甲 =Ff 乙 =Ff 丙【解析】选 D。滑动摩擦力的大小 F=F N与接触面积无关,D 项正确。【变式训练】1.用弹簧测力计在水平方向上拉动一个置于地面的物体,使它做匀速直线运动时,弹
11、簧测力计示数为 5N。当弹簧测力计示数为 6N 时,物体运动时受到的摩擦力大小是( )A.6 N B.5 N C.1 N D.11 N【解析】选 B。由平衡条件知物体的滑动摩擦力大小为 5 N,弹簧测力计示数为 6 N 时,表明物体受到的拉力变大,物体仍向前滑动,受到的摩擦力仍为大小是 5 N 的滑动摩擦力,B 正确。2.(2017沈阳高一检测)如图所示,物体 A 重 40N,物体 B 重 20N,A 与 B、A 与地面的动摩擦因数相同,物体B 用细绳系住,当水平力 F=32N 时,才能将 A 匀速拉出,求接触面间的动摩擦因数。关于摩擦力认识的四个误区误区一 误认为只有静止的物体才受静摩擦力作
12、用,滑动摩擦力一定产生于运动的物体间静摩擦力产生于两个相对静止的物体间,它们可能都运动;滑动摩擦力产生于两个相对运动的物体间,它们中可能有一个物体静止。例如,汽车加速前进时,相对于车厢静止的箱子随汽车一起运动受到向前的静摩擦力;狗拉雪橇向前运动时,静止的地面受到滑动摩擦力。误区二 误认为摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反实际上摩擦力与相对运动方向或相对运动趋势方向相反,与物体的运动方向可能相反,可能相同,还可能与物体的运动方向不在一条直线上。误区三 误认为物体间的压力越大,摩擦力就越大实际上滑动摩擦力、最大静摩擦力与物体间的压力有关,压力越大,则滑动摩擦力和最大静摩擦力就越大,而静摩擦力的大
13、小与物体间的压力无关。误区四 误认为摩擦力一定是阻力实际上摩擦力阻碍的是物体间的相对运动,摩擦力不一定是阻力,有可能是动力,如传送带就是利用摩擦力作为动力,将粮食由低处送到粮仓中。【案例展示】(2017南开中学高一检测)关于静摩擦力,下列说法中正确的是( )A.静摩擦力的方向总是与物体运动方向相反B.受静摩擦力作用的物体一定是静止的C.静摩擦力大小与压力成正比D.静摩擦力不一定是阻力1.(2017巴蜀中学高一检测)如图所示,汽车 B 在水平路面上以相对于地面的速度 v1向右运动,车上的货物A 以相对于地面的速度 v2向右运动。下列判断正确的是( ) A.若 v1v2,货物 A 受到了汽车 B
14、所施加的向左的滑动摩擦力D.若 v1v2,汽车 B 受到了货物 A 所施加的向右的滑动摩擦力【解析】选 B。若 v1v2,A 相对于 B 向左滑动,A 受到的滑动摩擦力向右,B 受到 A 施加的摩擦力向左,C、D 错。2.(多选)(2016扬州高一检测)如图所示,一质量为 m 的木块靠在竖直粗糙的墙壁上,且受到水平力 F 的作用,下列说法正确的是( )A.若木块静止,木块受到的静摩擦力大小等于 mg,方向是竖直向上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3.(多选)如图所示,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( )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D.水平力 F 必须逐渐增大
