1、第三章 相互作用第 3 节 摩擦力1.知道摩擦力的定义及分类.2.理解静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件.3.会判断摩擦力的方向及计算摩擦力的大小.4.了解最大静摩擦力的概念一、静摩擦力1定义：两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动时产生的摩擦力叫做静摩擦力2方向：总是沿着接触面，并且跟物体相对运动趋势的方向相反3大小：当相对运动趋势增强时，静摩擦力也随着增大，但有一个限度，这个静摩擦力的最大值叫做最大静摩擦力而两物体间实际发生的静摩擦力 F 在 0 与 Fmax之间，即 0 F Fmax.二、滑动摩擦力1定义：当一个物体在另一个物体表面滑动时，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这种力叫做滑
2、动摩擦力2方向：总是沿着接触面，并且跟物体的相对运动的方向相反3大小：两个物体间的滑动摩擦力的大小跟压力成正比，用公式表示为 F F N，其中 是比例常数(它是两个力的比值，没有单位)，叫做动摩擦因数，它的数值跟相互接触的两个物体的材料有关，还跟接触面的情况(如粗糙程度)有关。考点一 静摩擦力有无及方向的判定方法方法 实例 分析由相对运动趋势直接判断物体 A 静止于固定的斜面上物体 A 相对斜面的运动趋势很明显（沿斜面向下），可以根据静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反，来判断物体A 受到的摩擦力的方向沿斜面向上用假设法判断物体在水平向右的恒力 F 的作用下处于静止状态假设水平面光滑，则物体
3、必在力 F 的作用下向右做匀加速直线运动，从而可判断物体受水平向左的摩擦力根据产生的效果来判断水平匀速转动的圆盘上有一物体相对圆盘静止 物体受到的静摩擦力提供向心力，所以此静摩擦力的方向指向圆心根据平衡条件判断位于斜面上的物体 A 在沿斜面向上的恒力 F 的作用下，处于静止状态a当 F mg sin 时， F 摩为零b当 F mg sin 时，物体有向下滑动的趋势，所受摩擦力的方向沿斜面向上c当 F mg sin 时，物体有向上滑动的趋势，所受摩擦力的方向沿斜面向下典型案例如图所示，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
4、，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【答案】B C【解析】容器处于平衡状态，在竖直方向上重力与摩擦力平衡，盛满水前墙面对容器的静摩擦力一直增大，如果一直没有达到正压力 F 作用下的最大静摩擦力，则水平力 F 可能不变，选项 B、C 正确针对练习 1如图所示， A、 B、 C 三块粗糙物块叠放在一起并静止在水平地面上，现给 B 施加一个向右的的作用，三个物块仍然保持静止 则关于各接触面间的摩擦情况，下列说法正确的是 A. A、 B 之间的摩擦力为 1NB. B、 C 之间的摩擦力
5、为 0NC. B、 C 之间的摩擦力大小为 1ND. C 对地面的摩擦力大小为 2N，方向向左【答案】 C【点睛】物体处于静止状态时，必受到平衡力的作用，选择合适物体进行受力分析，运用平衡力的知识就可解决题目中的力的个数 利用整体法判断摩擦力的大小与方向本题考查静摩擦力的判断方法，要注意灵活选择研究对象后进行受力分针对练习 2如图所示，水平地面上堆放着原木。关于原木 P 在支撑点 M、 N 处受力的方向，下列说法正确的是 （ ）A M 处受到的支持力竖直向上B N 处受到的支持力竖直向上C M 处受到的静摩擦力沿 MN 方向D N 处受到的静摩擦力沿水平方向【答案】 A考点二 静摩擦力与滑动摩
6、擦力比较静摩擦力 滑动摩擦力定义两个相互接触的物体，当两接触面有相对滑动的趋势时，产生的摩擦力叫静摩擦力两个相互接触的物体，当一个物体在另一个物体表面滑动时，产生的摩擦力叫滑动摩擦力（1）具备弹力产生的条件：接触、发生形变（2）接触面不光滑产生条件（3）存在相对运动趋势 （3）存在相对运动（1）总是沿接触面或其切线方向（2）可能与速度同向，可能与速度反向，也可能与速度垂直或与速度成任意角方向（3）一定与相对运动趋势方向相反 （3）一定与相对运动方向相反大小（1）与相对运动趋势强弱有关，取值范围 0 F Fmax（2）静摩擦力的大小与压力无关，但 Fmax与压力成正比（3）同样压力下 Fmax略
7、大于滑动摩擦力。无特别说明可认为二者相等（1）滑动摩擦力： Ff F N（2）滑动摩擦力的大小与物体运动速度、接触面大小无关（3） Ff、 、 FN对应于同一接触面作用点 在接触面上，作图时常等效到一点上典型案例匀速转动的长传送带倾斜放置，传动方向如图所示。在顶部静止放上一物块，研究物块受到来自传送带的摩擦力，在物块向下运动过程中，摩擦力的类型和方向有可能是A. 静摩擦力，沿传送带向上 B. 静摩擦力，沿传送带向下C. 滑动摩擦力，沿传送带向上 D. 滑动摩擦力，沿传送带向下【答案】 ACD针对练习 1如图所示，小明用力推地面上的木箱，没有推动，增大推力后，木箱开始移动 木箱在被推动前和被推动
8、后所受地面的摩擦力 A. 都是静摩擦力 B. 都是滑动摩擦力C. 先是静摩擦力，后是滑动摩擦力 D. 先是滑动摩擦力，后是静摩擦力【答案】 C【解析】小明用力推地面上的木箱，开始没能推动，是木箱受到静摩擦力作用；当增大推力后，木箱才开始移动，则木箱受到滑动摩擦力作用【点睛】物体没有运动，但有运动的趋势，则物体受到静摩擦力，当物体运动，则受到滑动摩擦力学会区别静摩擦力与滑动摩擦力，注意求滑动摩擦力的大小与静摩擦力的大小不同方法针对练习 2下列关于摩擦力的说法正确的是 A. 受到静摩擦力作用的物体一定是静止的，受到滑动摩擦力作用的物体一定是运动的B. 有滑动摩擦力就一定有压力，滑动摩擦力总是与接触
9、上面的正压力垂直C. 静摩擦力可以是动力，而滑动摩擦力只能是阻力D. 摩擦力可以是动力，也可以是阻力【答案】 BD【点睛】解决本题的关键掌握摩擦力的产生条件，以及它们的方向，并注意不是以运动状态来判定摩擦力的类型的，同时理解相对运动与运动的区别针对练习 3考点三摩擦力大小的计算方法典型案例如图所示，一个同学用双手水平地夹住一叠书，已知他用手在这叠书的两端施加的最大水平压力为，每本书的质量为 ，手与书之间的动摩擦因数为，书与书之间的动摩擦因数为 ，则该同学最多能水平夹住多少本书 已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力， g 取 A. 48 B. 42 C. 40 D. 30【答案】 B【点睛】先将所有的
10、书 设有 n 本 当作整体，受力分析，根据共点力平衡条件列式分析；再考虑除最外侧两本书 本 ，受力分析，列式求解，受力分析，列式求解，最后得出结论本题关键是灵活地选择研究对象，结合对称性，受力分析后，根据平衡条件列式，进行分析针对练习 1如图所示，有黑白两条毛巾交替折叠地放在地面上，白毛巾的中部用线与墙壁连接着，黑毛巾的中部用线拉住，设线均呈水平 欲将黑白毛巾分离开来，设每条毛巾的质量均为 m，毛巾之间及其跟地面间的动摩擦因数均为 ，则将黑毛巾匀速拉出需用的水平拉力为 A. B. C. D. 【答案】 C【点睛】滑动摩擦力方向与接触面相切，与相对运动的方向相反根据受力分析，分别对白毛巾，黑毛巾
11、进行力的分析，由 与受力平衡，即可求解本题涉及到滑动摩擦力方向的判定和即平衡条件得应用，要注意每个接触面都可能有摩擦力的存在，有一定难度针对练习 2如图，滑块 A 置于水平地面上，滑块 B 在一水平力作用下紧靠滑块 、 B 接触面竖直 ，此时 A 恰好不滑动， B 刚好不下滑。已知 A 与 B 间的动摩擦因数为 ， A 与地面间的动摩擦因数为 ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 A 与 B 的质量之比为 A. B. C. D. 【答案】 B【解析】对 A、 B 整体分析，受重力、支持力、推力和最大静摩擦力，根据平衡条件，有：再对物体 B 分析，受推力、重力、向左的支持力和向上的最大静摩擦力，根据平
12、衡条件，有：水平方向： 竖直方向：其中：联立有： 联立 解得：故选： B。对 A、 B 整体和 B 物体分别受力分析，然后根据平衡条件列式后联立求解即可。针对练习 3如图所示，质量为 2kg 的物体放在水平地板上，用一原长为 8cm 的轻质弹簧水平拉该物体，当其刚开始运动时，弹簧的长度为 11cm，当弹簧拉着物体匀速前进时，弹簧的长度为 ，已知弹簧的劲度系数 求：物体所受的最大静摩擦力为多大？物体所受的滑动摩擦力的大小？物体与地板间的动摩擦因数是多少？ 均取【答案】 物体所受的最大静摩擦力就等于物体刚开始滑动时的弹簧拉力大小，由胡克定律可求得： ，因此最大静摩擦力大小为 6N匀速前进时，弹簧伸
13、长 则弹簧的拉力等于滑动摩擦力所以滑动摩擦力当拉着物体匀速前进时，弹簧伸长 则弹簧的拉力等于滑动摩擦力所以动摩擦因数为答： 物体所受的最大静摩擦力大小 6N物体所受的滑动摩擦力的大小为 5N物体和地板间的动摩擦因数 学会区别静摩擦力与滑动摩擦力，同时静摩擦力的大小由引起它有运动趋势的外力决定，而滑动摩擦力等于 考点四 测定动摩擦因数的几种方法（1）利用砝码和弹簧测力计借助平衡法测滑动摩擦力和动摩擦因数。如图所示，向小盘 C 内加减砝码，轻推铁块 P，使其恰能在水平木板 B 上向左匀速直线滑动，铁块 P 处于动态平衡状态。用弹簧测力计测出 P 和 C 的重力 GP和 GC，则 P 所受的滑动摩擦
14、力Ff GC，可求出 P、 B 间的动摩擦因数 。（此方案必须保证铁块做匀速直线运动才行，一般用于粗略测量）（2）利用弹簧测力计借助动态平衡法测定动摩擦因数。如图所示，使金属板静止在水平桌面上，用手通过弹簧测力计向右拉铁块 P，使铁块 P 向右做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数 F，再用弹簧测力计测出铁块 P 的重力，由平衡条件可知 FN GP，且 Ff F F N，所以 。（此方案理论上可行，但在实际操作中很难保证 P 匀速PG前进）（3）用弹簧测力计测定木块 A 和木块 B 间的动摩擦因数 。实验装置如图所示，在水平力 F 作用下，只要使木块 A 相对木块 B 滑动（做匀速直线运动或
15、变速直线运动都行），即可由弹簧测力计的读数得到 A、 B 间的滑动摩擦力 Ff，再用弹簧测力计称出B 木块的重力 GB，即可由公式 ，求出动摩擦因数 。（此方案不要求 A 做匀速直线运ffNBG动，只要 A 相对 B 有滑动就行，故切实可行）典型案例为测定木块所受到的滑动摩擦力，实验分别设计了甲、乙两种方案 不计弹簧的重力 甲方案：如图甲，将木板放在水平实验桌面上，用线通过弹簧测力计水平地拉住木块，沿木板方向水平拉木板，使木板在木块下面滑动乙方案：如图乙，在水平实验桌面上将木板用线拉住，通过弹簧测力计沿木板方向水平拉木块，使木块在木板上面滑动 请你对两种方案作出评价：甲方案中水平拉动木板时_
16、一定 不一定 要匀速，乙方案中水平拉动木块时_ 一定 不一定 要匀速从实验操作方面考虑：_ 甲 乙 方案容易操作，简述你选择的理由_ ；从弹簧测力计读数方面考虑：_ 甲 乙 方案容易读准示数，简述你选择的理由_ 【答案】 不一定 一定甲 甲木板可以变速滑动，测力计是静止的 甲 更容易读准示数针对练习 1如图所示为研究木板与木块之间摩擦力大小的实验装置，将一木块和木板叠放于水平桌面上，轻质弹簧测力计一端固定，另一端用细线与木块水平相连 现在用绳索与长木板连接，用手向右水平拉绳索，使长木板在桌面上滑动，下列说法中正确的是 A. 木块与木板之间的摩擦力是静摩擦力B. 木板必须在桌面上做匀速直线运动C
17、. 木板必须在桌面上做匀加速直线运动D. 木板运动过程中，弹簧秤示数保持不变【答案】 D针对练习 2为了用弹簧测力计测定两木块 A 和 B 间的动摩擦因数 ，甲、乙两同学分别设计了如图所示的实验方案。为了用某一弹簧测力计的示数表示 A 和 B 之间的滑动摩擦力大小，你认为_方案更易于操作；简述理由_。若 A 和 B 的重力分别为 100N 和 150N，当甲中 A 被拉动时，弹簧测力计 a 示数为 60N， b 示数为110N，则 A、 B 间的动摩擦力为_，动摩擦因数为_。【答案】甲；因为甲方案拉木块时不需要匀速拉动，便于控制；60 N；【解析】 由图示实验可知，甲方案中拉动物体 A，不需要
18、控制物体 A 做匀速直线运动，且弹簧测力计静止，便于弹簧测力计读数；乙方案中用弹簧测力计拉动 A，需要控制 A 做匀速直线运动，难于控制 A 做匀速直线运动，另一当面弹簧测力计是运动的，难于准确读数，因此甲方案更易于操作。由题意可知，在甲方案中，两物体接触面受到的压力等于 B 的重力，即 ，弹簧测力计 a 的示数等于两物体接触面间摩擦力的大小，即 。由公式 得，动摩擦因数 。故答案为： 甲；因为甲方案拉木块时不需要匀速拉动，便于控制；实验中我们是根据拉力与摩擦力是一对平衡力的原理，才通过测力计读出摩擦力大小的，因此，在操作时要保持物体做匀速直线运动，这也是实验操作中较难保持的地方，方案甲很好地解决了这一问题；根据公式 可对动摩擦因数进行计算，但关键是要分析出摩擦力 f 的大小。
