第三章
相互作用
3 摩擦力
※※
知道静摩擦力产生的条件，会判断静摩擦力的方向
※
知道什么是最大静摩擦力
※※
知道滑动摩擦力产生的条件，会判断滑动摩擦力的方向
※※
会用公式
F
＝
μF
N
计算滑动摩擦力的大小
1
课前预习
2
课内探究
3
素养提升
4
课堂达标
5
课时作业
课 前 预 习
1
．定义：两个相互接触的物体，当它们发生
______________
或具有
_________________
时，就会在接触面上产生阻碍
______________
或
________________
的力，这种力叫作摩擦力。
2
．分类：
______________
、
______________
和滚动摩擦力。
摩擦力
相对运动
相对运动的趋势
相对运动
相对运动趋势
静摩擦力
滑动摩擦力
静摩擦力与滑动摩擦力
相对运动趋势
相对运动
相对运动
弹力
不光滑
相对运动趋势
弹力
不光滑
相对运动
相切
相对运动趋势
相切
相对运动
0<
F
≤
F
max
最大静摩擦力
μF
N
动摩擦因数
相对运动趋势
相对运动
1
．定义：一个物体在另一个物体表面
________
时产生的摩擦力。
2
．大小：当压力相同时，滚动摩擦比滑动摩擦
_____
得多。
3
．应用：滚动轴承。
滚动摩擦力
滚动
小
『
判一判
』
(1)
一个物体在另一个物体表面滑动时，一定产生摩擦力。
(
)
(2)
摩擦力一定作用于两个相互接触的物体之间。
(
)
(3)
静止的物体受到的摩擦力一定是静摩擦力。
(
)
(4)
运动的物体受到的摩擦力一定是滑动摩擦力。
(
)
(5)
摩擦力一定是阻力。
(
)
×
√
×
×
×
C
解析：
滑动摩擦力与正压力有关，在动摩擦因数不变的前提下，正压力越大，摩擦力越大。拖地时使劲向下压拖把，就是为了增加正压力从而达到增大拖把与地面之间的摩擦力的目的，选项
C
正确，
A
、
B
、
D
错误，故选
C
。
答案：
2.4N
解析：
根据
F
＝
μF
N
，
F
＝
1.2N
，因为纸的上下两面都要受到书对它的滑动摩擦力，所以要把纸从书中拉出，拉力至少应为
2.4N
。
课 内 探 究
某同学用力推木箱，但没有推动，在此过程中木箱与地面间是否存在摩擦力？若存在，说明摩擦力的方向。
提示：
存在；向左
探究一 静摩擦力
2
．静摩擦力的方向
(1)
在接触面上，与接触面相切，且与物体相对运动趋势的方向相反。
(2)
与物体运动的方向可能相同，也可能相反。
例如：
3
．静摩擦力的大小
(1)
大小的范围：
0<
F
≤
F
max
。
(2)
计算：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。
(3)
最大静摩擦力
F
max
略大于滑动摩擦力，一般情况下，为分析问题方便，可认为二者相等。
特别提醒：
(1)
不能认为受静摩擦力的物体一定静止，运动的物体之间也可能存在静摩擦力。
(2)
静摩擦力的效果不是阻碍物体的运动，而是阻碍物体间的相对运动趋势。
(3)
静摩擦力是被动力，在一定范围内其大小随外力变化而变化，并不是一个定值。
B
解题指导：
正确理解摩静擦力的大小和方向。
解析：
瓶子不动，处于静止状态，由物体的平衡条件可得手对瓶子的静摩擦力与瓶子的重力等大反向，与手对瓶子握力的大小无关，故
B
正确；摩擦力的方向始终向上，
C
错误；握力越大，手越粗糙，手对瓶子的最大静摩擦力越大，瓶子越不易滑脱，但并没有改变此时瓶子所受的静摩擦力大小，故
A
、
D
均错误。
解析：
图甲中后脚蹬地，脚相对地面有向后滑的趋势，所以
F
f1
向前，图乙中前脚相对地面有向前滑的趋势，所以
F
f2
向后，故选
C
。
C
甲图中物体与地面
“
一动一静
”
，乙图中物体与传送带
“
一慢一快
”
，丙图中物体与传送带
“
一左一右
”
。若各接触面均粗糙，试分析图中物体是否受摩擦力；若存在摩擦力，分析摩擦力的方向。
探究二 滑动摩擦力
提示：
甲图中物体受到向左的滑动摩擦力；乙、丙图中物体均受到向右的滑动摩擦力。
2
．滑动摩擦力的方向
(1)
在接触面上，与接触面相切，且与物体相对运动的方向相反。
(2)
与物体的运动方向可能相同，也可能相反。
例如：
3
．滑动摩擦力的大小
(1)
公式法：根据公式
F
＝
μF
N
计算。
①
正压力
F
N
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。
②
动摩擦因数
μ
与材料和接触面的粗糙程度有关，而与物体间的压力、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。
特别提醒：
(1)
滑动摩擦力的方向与
“
相对运动的方向相反
”
并不是与
“
运动方向
”
相反。
(2)
滑动摩擦力的作用总是阻碍物体的相对运动，而不是阻碍物体的运动。
D
解题指导：
(1)
滑动摩擦力的方向与相对地面滑动的方向相反。
(2)
滑动摩擦力的大小
F
＝
μF
N
。
解析：
物体沿粗糙水平地面向右运动，物体对地面的压力大小
N
＝
mg
＝
200N
，滑动摩擦力大小为
f
＝
μN
＝
μmg
＝
20N
，方向：与物体相对地面的运动方向相反，即向左，故
D
正确。
C
解析：
桌布向右拉出时，鱼缸相对于桌布有向左的运动，故鱼缸受到的摩擦力向右，故
A
错误；桌面对鱼缸摩擦力的方向向左，故
B
错误；鱼缸受到的摩擦力为滑动摩擦力，其大小与拉力无关，只与压力和动摩擦因数有关，因此增大拉力时，摩擦力不变，故
C
正确；
D
错误。
绳结是靠什么性质的力使绳子连在一起或把物体绑在一起？为什么有的绳子不容易
“
死扣
”
？
提示：
静摩擦力；动摩擦因数太小
(
或绳子光滑
)
探究三 静摩擦力与滑动摩擦力的比较
两种摩擦力的比较
静摩擦力
滑动摩擦力
产生
条件
相同点
①
相互接触；
②
相互挤压；
③
接触面粗糙
不同点
有相对运动趋势
有相对运动
力的三要素
大小
相同点
①
可根据二力平衡条件求解；
②
可根据作用力、反作用力的特点求解
(
后面学习
)
不同点
被动力，与压力无关，大小为
0<
F
≤
F
max
公式
F
＝
μF
N
，与正压力成正比
静摩擦力
滑动摩擦力
力的三要素
方向
相同点
①
与运动方向无直接关系，可与运动方向相同，也可与运动方向相反或者成一夹角；
②
与接触面相切；
③
与同一接触面上的弹力方向垂直
不同点
与相对运动趋势方向相反
与相对运动方向相反
作用点
相同点
在接触面上，作力的图示时，可根据等效原理画到物体的重心上
解题指导：
求解摩擦力大小的方法
(1)
明确所求摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力。
(2)
静摩擦力一般根据二力平衡来求。求解时应注意物体是否处于静止或匀速直线运动状态，若物体处于减速或加速运动状态，则二力平衡不成立。
(3)
滑动摩擦力一般根据公式法计算，计算时注意滑动摩擦力的大小与物体的速度大小、物体是否匀速运动无关，只取决于动摩擦因数和正压力的大小。
解析：
当木块运动时受到的滑动摩擦力为
F
滑
＝
μF
N
＝
μG
＝
0.2
×
40N
＝
8N
，故木块受到桌面的最大静摩擦力为
8N
。
(1)
加上
F
1
、
F
2
后，
F
1
和
F
2
相当于一个方向向右的
F
＝
F
1
－
F
2
＝
7N
的力。由于
F
小于最大静摩擦力，故木块处于静止状态，则木块受到桌面静摩擦力的作用，大小为
7N
，方向水平向左。
(2)
将
F
1
撤去后，由于
F
2
小于最大静摩擦力，故木块仍然保持静止。由二力平衡知识知，木块受到的静摩擦力大小等于
F
2
，即大小为
6N
，方向水平向右。
(3)
撤掉
F
2
后，由于
F
1
大于最大静摩擦力，则木块受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为
8N
，方向水平向左。
答案：
(1)7N
水平向左
(2)6N
水平向右
(3)8N
水平向左
50
80
(3)
物体运动起来以后，若使其保持匀速直线运动，应在水平方向加
______________ N
的推力。
(4)
物体在运动过程中，若把水平推力增大到
80 N
，地面对物体的摩擦力为
______________ N
。
(5)
此后，若把推力减少到
50 N
，直到静止前，地面对物体的摩擦力为
______________ N
。
(6)
若撤去外力，直到静止前，地面对物体的摩擦力为
_____________ N
。
76
76
76
76
解析：
(1)
因为
50 N
小于最大静摩擦力
80 N
，物体静止，故摩擦力为
50 N
。
(2)
至少用
80 N
的力，才能将物体推动。因为只有推力大于最大静摩擦力，物体才可以从静止开始运动。
(3)
物体运动起来以后，受滑动摩擦力作用，根据
F
＝
μF
N
，
F
N
＝
200 N
，得
F
＝
0.38
×
200 N
＝
76 N
，故应加
76 N
。
(4)
物体运动后，摩擦力为滑动摩擦力与推力无关，则
F
＝
76N
。
(5)
推力减小后，物体减速运动，但物体仍受滑动摩擦力作用，故
F
＝
μF
N
＝
0.38
×
200 N
＝
76 N
。
(6)
撤去外力后，物体仍向前运动，还是受滑动摩擦力作用，
F
＝
μF
N
＝
0.38
×
200 N
＝
76 N
。
素 养 提 升
误区一：误认为只有静止的物体才受静摩擦力作用，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。
对摩擦力认识的几个误区
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。
解析：
(1)
木箱随汽车一起由静止加速运动时，假设二者的接触面是光滑的，则汽车加速时，木箱由于惯性要保持原有静止状态。因此它将相对于汽车向后滑动，而实际木箱没有滑动，说明木箱有相对汽车向后滑动的趋势，所以，木箱受到向前的静摩擦力，此时静摩擦力是动力。
(2)
汽车刹车时，速度减小，假设木箱与汽车的接触面是光滑的，则木箱将相对汽车向前滑动，而实际木箱没有滑动，说明木箱有相对汽车向前滑动的趋势，所以木箱受到向后的静摩擦力，此时静摩擦力是阻力。
(3)
木箱随汽车一起匀速运动时，二者无相对滑动，假设木箱受水平向右的摩擦力，跟木箱接触的物体只有汽车，汽车最多能对它施加两个力
(
支持力
F
1
和摩擦力
F
2
)
，由二力平衡条件知：
F
1
与
G
抵消，但没有力与
F
2
抵消，不能做匀速直线运动，这与题意矛盾，所以假设错误，即木箱不受摩擦力。
(4)
汽车刹车，木箱相对于汽车向前滑动，易知木箱受到向后的滑动摩擦力，此时滑动摩擦力是阻力。
(5)
汽车在匀速过程中突然加速，木箱相对于汽车向后滑动，易知木箱受到向前的滑动摩擦力，此时滑动摩擦力是动力。
课 堂 达 标
课 时 作 业
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