1、第4讲摩擦力目标定位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及静摩擦力的取值范围.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.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0FFmax.想一想：若物体受到静摩擦力作用，则一定受弹力作用吗？答案一定.产生摩擦力的条件是：两个物体接触且挤压；发生相
2、对运动趋势；接触面粗糙.所以受到静摩擦力时一定受到弹力作用.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FFN，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.想一想：如图1所示，跑步时，脚受到的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力？方向如何？图1答案跑步时，脚和地面接触的时间内，脚并没有和地面发生相对运动，因此脚受到的摩擦
3、力为静摩擦力，方向和人运动的方向相同.一、对静摩擦力的理解1.产生的条件：(1)接触面粗糙.(2)两物体有相对运动的趋势.(3)两物体在接触面上有正压力(弹力).2.大小：(1)静摩擦力具有被动性，即其大小总随着使物体发生相对运动趋势的外力的变化而变化，与正压力的大小无关.(2)静摩擦力有一个最大值，即最大静摩擦力Fmax，静摩擦力的范围是0FFmax.最大静摩擦力与正压力成正比.(3)静摩擦力的大小一般根据平衡条件求解.如图2中水平力F1N、2N、3N时物块没有运动，静摩擦力大小分别为1N、2N、3N.图23.方向：静摩擦力的方向必定和接触面相切，总与相对运动趋势的方向相反.注意：(1)与“
4、相对运动趋势的方向相反”，并不是与“运动方向”相反；(2)静摩擦力的效果是阻碍物体间的相对运动趋势，并不是阻碍物体的运动.如图3所示，货物被传送带由低处传送到高处的过程中(传送带匀速转动，货物和传送带相对静止)，物体受到静摩擦力的方向沿斜面向上，与运动方向相同，是动力.图3例1关于静摩擦力的说法，正确的是()A.两个相对静止的物体间一定有静摩擦力的作用B.受静摩擦作用的物体一定是静止的C.在物体间压力一定时，静摩擦力的大小可以变化，但有一个限度D.静摩擦力一定是阻力解析当两个物体有相对运动趋势时才有可能产生静摩擦力，A错；受静摩擦作用的物体有可能是运动的，比如人走路时，受到的就是静摩擦力，B错
5、；在物体间压力一定时，静摩擦力的大小可以变化，但有一个限度，这个限度就是最大静摩擦力，C对；静摩擦力可能是阻力也可能是动力，D错.答案C借题发挥通常情况下，静摩擦力的方向和物体运动的方向相反，此时静摩擦力是阻力；但静摩擦力的方向也可能和物体运动方向相同，此时静摩擦力是动力.不管静摩擦力的方向与运动方向是相同还是相反，其方向一定是与物体间相对运动趋势的方向相反.不管静摩擦力是动力还是阻力，其一定是阻碍物体间的相对运动趋势.例2如图4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()图4A.若木块静止，则木块受到的静摩擦力大小等于mg，方向竖直向上B.若木块静止
6、，当F增大时，木块受到的静摩擦力随之增大C.若木块静止，当F增大时，最大静摩擦力随之增大D.若开始时木块静止，当撤去F，木块沿墙壁下滑时，木块不受摩擦力作用解析若木块静止，则木块受到的静摩擦力与mg平衡，大小为mg，方向竖直向上，故A正确，B错误；最大静摩擦力与正压力成正比，故C正确；当撤去F时，墙与木块间无弹力，则木块不受摩擦力作用，故D正确.答案ACD二、对滑动摩擦力的理解1.产生的条件：(1)两物体间有弹力；(2)接触面粗糙；(3)两物体发生了相对运动(滑动).2.大小：(1)两个物体间滑动摩擦力的大小F与正压力FN成正比，即FFN.(2)对公式FFN的理解与应用是比例常数叫做动摩擦因数
7、，反映接触面本身的特性，与接触面的材料、粗糙程度有关，与接触面积大小、物体的运动状态、物体的受力情况均无关，没有单位.FN是两个物体接触面间的压力，俗称“正压力”(垂直于接触面的力)，压力的大小在许多情况下需结合物体的平衡条件加以确定.滑动摩擦力F大小与FN成正比，与物体的运动状态无关.3.方向：滑动摩擦力的方向总是跟两物体的接触面相切并且跟它们相对运动的方向相反.注意：(1)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.例如：如图5所示，物体A、B都向右运动，速度分别为vA1m/s，vB2 m/s.则A受到B向右的滑动摩
8、擦力F1，是动力；B受到A向左的滑动摩擦力F2，是阻力.图5例3下列有关滑动摩擦力的说法中，正确的是()A.有压力一定有滑动摩擦力B.有滑动摩擦力一定有压力C.滑动摩擦力总是与接触面上的压力垂直D.只有运动物体才受滑动摩擦力解析产生滑动摩擦力的条件有三个：正压力(相互接触且挤压)、接触面粗糙、发生相对滑动，缺一不可.由产生条件可知，A错误，B正确.滑动摩擦力方向与接触面相切，而压力垂直于接触面，所以滑动摩擦力方向跟接触面所受压力垂直，C正确.擦黑板时，黑板是静止的，但相对黑板擦是运动的，也受滑动摩擦力，所以关键是“相对运动”，故D错误.答案BC例4质量为2kg的物体静止在水平地面上，如图6所示
9、，物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，给物体一水平推力F.(取g10N/kg)图6(1)当推力大小为5N时，地面对物体的摩擦力是多大？(2)当推力大小为12N时，地面对物体的摩擦力是多大？(3)物体运动过程中突然把推力去掉，此时地面对物体的摩擦力是多大？解析在地面上，FNmg，则最大静摩擦力(即滑动摩擦力)大小为FmaxFNmg0.5210N10N.(1)当推力F5N时，FFmax，物体滑动，则地面对物体的滑动摩擦力的大小F滑FNmg10N.(3)运动过程中把推力去掉，地面对物体的摩擦力仍为滑动摩擦力，其大小F滑10N.答案(1)5N(2)10N(3)10N借题
10、发挥求解物体受到的摩擦力大小时，要先判断物体受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力.对静摩擦力的理解1.关于静摩擦力的有关说法正确的是()A.只有静止的物体才可能受静摩擦力B.有相对运动趋势的相互接触的物体间有可能产生静摩擦力C.产生静摩擦力的两个物体一定相对静止D.静摩擦力可以是动力解析静摩擦力产生在具有相对运动趋势、相互接触且接触面粗糙的物体之间，物体可能静止，也可能运动，方向可能与运动方向相同(充当动力)，也可能与运动方向相反(充当阻力)，故选B、C、D.答案BCD2.如图7所示，有一方形容器被水平力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
11、保持静止，则下列说法中正确的是()图7A.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必须逐渐增大解析由题知物体处于静止状态，受力平衡，摩擦力等于容器和水的总重力，所以随着水的增多，容器受到的摩擦力逐渐增大，故A错误，B正确；水平方向受力平衡，力F可能不变，故C正确，D错误.答案BC对滑动摩擦力的理解3.装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出，如图8所示，则在匀速拖出的过程中()图8A.材料与平台之间的接触面积逐渐减小，摩擦力逐渐减小B.材料与平台之间的接触面积逐渐减小，拉力逐渐减小C.平台对材料的支持力逐渐减小，摩擦力逐渐减小D.材料与平
12、台之间的动摩擦因数不变，支持力也不变，因而工人的拉力也不变解析匀速拉动的过程只能持续到重心离开台面的瞬间，物体的重心在台面上，故物体对台面的压力不变，故物体受到的支持力不变，C错误；而在拉动过程中动摩擦因数不变，由FFN可知摩擦力是不变的，A、B错误；因为物体做匀速直线运动，摩擦力不变，所以工人的拉力是不变的，D正确.答案D4.用20N的水平力在水平地面上拉重60N的物体时，物体恰能被拉动；物体运动后只需18N的拉力即可使物体做匀速直线运动.该物体静止在水平地面上，若用15N的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为_；若用30N的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为_；物体与地面间的动摩擦因
13、数为_.解析水平力为20N时恰能拉动，说明最大静摩擦力Fmax20N.若用F115N的力拉物体，由于F1Fmax，故物体不会相对于地面滑动，物体受静摩擦力的作用，由二力平衡得物体此时受到的摩擦力F静F115N，又因为物体运动后只需18N的拉力即可使物体做匀速直线运动，故F滑18N，当用F230N的力拉物体时，F2Fmax，物体受滑动摩擦力，大小为F滑18N.又由F滑FN得0.3.答案15N18N0.3(时间：60分钟)题组一对静摩擦力的理解1.下列关于静摩擦力的说法正确的是()A.静摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反B.静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势方向相反C.最大静摩擦力的大小略大
14、于滑动摩擦力的大小D.正压力越大，静摩擦力越大解析静摩擦力的方向可能与运动方向相同，也可能与运动方向相反，总是与物体的相对运动趋势方向相反，故A错误，B正确.根据最大静摩擦力的概念可知，静摩擦力略大于滑动摩擦力，故C正确.正压力越大，最大静摩擦力越大，而静摩擦力与正压力无关，故D错误.答案BC2.如图1所示，两块木板紧紧夹住木块，一直保持静止，木块重为30N，木块与木板间的动摩擦因数为0.2.若左右两端的压力F都是100N，则每块木板对木块的摩擦力大小和方向是()图1A.30N，方向向上B.20N，方向向上C.40N，方向向下D.15N，方向向上解析木块相对木板静止，受到重力作用有向下的运动趋
15、势，所以受到的摩擦力是静摩擦力，两块木板对它的静摩擦力的合力与重力等大反向，都为15N，方向竖直向上.答案D3.如图2所示，用手握住瓶子，使瓶子在竖直方向悬空静止.关于瓶子所受的摩擦力，下列说法正确的是()图2A.握力越大，摩擦力越大B.只要瓶子不动，摩擦力的大小就与握力的大小无关C.如果握力加倍，则摩擦力的方向由向下变成向上D.手越干越粗糙，摩擦力越大解析只要瓶子静止，根据二力平衡的知识，瓶子在竖直方向上受到的静摩擦力与重力总是等大反向，与握力大小无关.B项正确.答案B题组二对滑动摩擦力的理解4.以下关于滑动摩擦力的说法正确的是()A.滑动摩擦力总是与物体相对运动方向相反B.滑动摩擦力总是阻
16、碍物体的运动C.静止的物体不可能受到滑动摩擦力的作用D.运动的物体一定受到的是滑动摩擦力解析滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，故与相对运动的方向相反，A正确；滑动摩擦力可以是阻力也可以是动力，B错误；静止的物体可能受到滑动摩擦力的作用，例如木块在地上滑动，地面静止，但受滑动摩擦力作用，C错误；发生相对运动的物体才可能受到滑动摩擦力作用，运动的物体可能受到静摩擦力也可能受到滑动摩擦力作用，D错误.答案A5.关于动摩擦因数，下列说法中正确的是()A.动摩擦因数与正压力成正比B.相同的条件下，接触面积越大，动摩擦因数越大C.动摩擦因数只与接触面的粗糙程度、相互接触的物体的材料有关D.动摩擦因数与正
17、压力、接触面积有关，但具体关系不能确定解析动摩擦因数只与接触面的情况有关，如接触面的粗糙程度、两接触面的材料等，与接触面的面积大小、压力大小均无关，故C对，A、B、D都错.答案C6.如图3所示，A为粗糙长木板，在水平面上以速度v1向右运动，物块B在木板A的上面以速度v2向右运动，下列判断正确的是()图3A.若是v1v2，A、B之间无滑动摩擦力B.若是v1v2，B受到了A所施加向右的滑动摩擦力C.若是v1v2，A受到了B所施加向左的滑动摩擦力解析若A、B速度不相等，两者之间存在相对运动，满足滑动摩擦力产生的条件，具有滑动摩擦力.若A、B速度相等，则没有相对运动或相对运动趋势，所以不存在摩擦力.答
18、案ABD7.运动员用双手握住竖直的竹竿匀速攀上和匀速下滑时，运动员所受的摩擦力分别为F1和F2，那么()A.F1向下，F2向上，且F1F2B.F1向下，F2向上，且F1F2C.F1向上，F2向上，且F1F2D.F1向上，F2向下，且F1F2解析运动员向上、向下都是匀速运动，且只受重力和摩擦力的作用，由二力平衡知，运动员所受的摩擦力总是向上，大小等于其重力.故C正确.答案C8.如图4所示，物体在F100N、方向水平向左的拉力作用下，沿水平面向右运动.已知物体与水平面的动摩擦因数0.2，物体质量m5kg，可知物体所受摩擦力为(g10m/s2)()图4A.10N，水平向左B.10N，水平向右C.20
19、N，水平向左C.20N，水平向右解析物体相对地面运动，故物体受到的是滑动摩擦力，则摩擦力的大小为FfFNmg0.2510N10N；滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，故摩擦力方向水平向左，故A正确.答案A9.如图5所示，有一块质量为m的砖块，它的长、宽、高分别为25cm、15cm、8cm，当它平放、侧放和竖放在平面上时，用水平力拉动砖块，砖块所受到的摩擦力分别为Ff1、Ff2、Ff3，则它们的大小关系为(砖块各面的粗糙程度相同)()图5A.Ff1Ff2Ff3B.Ff1Ff2Ff3C.Ff1Ff2Ff3D.无法比较解析由于三种情况下砖块对地面的压力都等于砖块的重力，且它们与地面间的动摩擦因数相同
20、，根据FFN可知三种情况下砖块所受到的滑动摩擦力大小相同，故选B项.答案B题组三综合应用10.关于弹力与摩擦力的关系，下列说法正确的是()A.有弹力就一定有摩擦力B.有摩擦力就一定有弹力C.弹力变大，摩擦力就一定变大D.摩擦力变大，弹力就一定变大解析物体间有弹力，还要有相对运动或相对运动趋势以及接触面粗糙才有摩擦力，则有弹力不一定有摩擦力，故A错误；有摩擦力，物体间必定存在相互挤压，一定有弹力，B正确；静摩擦力的大小和弹力大小没有关系，故C、D错误.答案B11.如图6所示，一小孩用80N的水平力推重为200N的木箱，木箱不动；当小孩用100N的水平力推木箱，木箱恰好能被推动.当木箱被推动之后，
21、小孩只要用90N的水平推力就可以使木箱沿地面匀速前进，以下是对上述过程作出的计算和判断，其中正确的是()图6A.木箱与地面间的动摩擦因数0.45B.木箱与地面间的最大静摩擦力大小为90NC.木箱与地面间的摩擦力大小始终为80ND.木箱与地面间的滑动摩擦力大小为100N解析木箱沿地面匀速前进时水平推力为F90N，由平衡条件得到，滑动摩擦力大小为F滑F90N，木箱对地面的压力大小FNG200N，则木箱与地面间的动摩擦因数0.45，故A正确，D错误.当小孩用100N的水平力推木箱，木箱恰好能被推动，说明最大静摩擦力的大小为100N，故B错误.当木箱保持静止时，木箱所受的摩擦力随着推力的增大而增大，当
22、木箱滑动后，摩擦力大小不变，故C错误.答案A12.有一种圆珠笔，内部有一根小弹簧.如图7所示，当笔杆竖直放置时，在圆珠笔尾部的按钮上放一个200g的砝码，砝码静止时，弹簧压缩量为2mm.现用这支圆珠笔水平推一本放在桌面上质量为800g的书，当按钮压缩量为2.4mm(未超过弹簧的弹性限度)时，这本书恰好匀速运动.g10m/s2，试求：图7(1)圆珠笔内小弹簧的劲度系数；(2)书与桌面间的动摩擦因数.解析(1)由于砝码处于静止，则kxmg，所以有kN/m1 000 N/m.(2)要使书恰好能匀速运动，则kxmg得0.3.答案(1)1000N/m(2)0.313.如图8所示，水平面上有一重为40N的物体，受到F113N和F26N的水平力的作用而保持静止.已知物体与水平面间的动摩擦因数0.2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：图8(1)物体所受的摩擦力的大小与方向；(2)若只将F1撤去，物体受到的摩擦力的大小和方向；(3)若只将F2撤去，物体受到的摩擦力的大小和方向.解析最大静摩擦力F静maxF滑G0.240N8N.(1)因为F1F2F静max，所以物体所受的摩擦力为静摩擦力，且F静17N，方向与物体相对运动趋势的方向相反，水平向右；(2)因为F2F静max，所以物体所受的摩擦力为滑动摩擦力，且F滑G8N，方向与相对运动方向相反，水平向右.答案见解析