1、第2节 摩擦力第三章 相互作用力学习目标1.知道摩擦力的定义及分类(重点)2理解静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件(重点)3会判断摩擦力的方向及计算摩擦力的大小(难点)4了解最大静摩擦力的概念，并知道滑动摩擦力和最大静摩擦力之间的大小关系.第三章 相互作用力核心素养形成脉络第三章 相互作用力一、滑动摩擦力1定义：两个_的物体相对滑动时，在接触面上会产生一种_的力，这种力叫做滑动摩擦力2方向：总是沿着_，并且跟物体_的方向相反相互接触阻碍相对运动接触面相对运动3大小：两个物体间的滑动摩擦力的大小跟_成正比，用公式表示为 F_，其中 是比例常数(它是两个力的比值，没有单位)，叫做_，它的数值跟相互接触
2、的两个物体的_有关，还跟接触面的情况(如粗糙程度)有关压力动摩擦因数材料FN二、静摩擦力1定义：两个物体之间只有_，而没有_时产生的摩擦力叫做静摩擦力2方向：总是沿着_，并且跟物体_的方向相反3大小：当相对运动趋势增强时，静摩擦力也随之增大，但有一个限度，这个静摩擦力的最大值叫做_而两 物 体 间 实 际 发 生 的 静 摩 擦 力F在 _ 与_之间，即_相对运动趋势相对运动接触面相对运动趋势最大静摩擦力0最大静摩擦力Fmax0F2CF1 向上，F2 向上，且 F1F2DF1 向上，F2 向下，且 F1F2提示：选 C.由题意可知，小猫向上、向下均做匀速运动，且小猫受重力、摩擦力作用，故二力平
3、衡，由重力的大小和方向可推断出摩擦力总是向上的，且大小等于小猫的重力，故 C 正确(3)如图所示，F1 赛车的加速性能很好，试分析 F1 赛车在加速阶段的动力来源提示：车辆在地面上不打滑的情况下，车轮与地面接触时是相对静止的，车轮高速运转时，相对地面向后运动，给地面一个向后的静摩擦力，同时地面给车轮一个向前的静摩擦力，推动赛车加速运动，这个静摩擦力就是赛车的动力 对静摩擦力的理解和应用问题导引把木块放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块，如图所示当测力计的示数为 1 N 时，木块没有动；逐渐增大拉力至 2 N时，木块仍静止；继续增大拉力到 4 N 时，木块开始移动，此时拉力突然变小到
4、 3.8 N，此后木块匀速运动，拉力保持 3.8 N不变(1)木块受到拉力 1 N 时，有相对桌面运动的趋势但没有运动，说明什么呢？(2)随着外力的增大，静摩擦力有什么变化？(3)静摩擦力在哪里产生？沿什么方向？要点提示(1)说明桌面对木块施加一个与拉力方向相反的、大小也为 1 N 的力，这个力就是桌面对木块的静摩擦力(2)静摩擦力的大小随着外力的增大而增大，但有一个最大值(3)静摩擦力产生在相对静止但有相对运动趋势的物体之间静摩擦力的方向与接触面相切，与物体相对运动趋势的方向相反【核心深化】1静摩擦力产生的条件(1)接触面是粗糙的(2)两物体相对静止但存在相对运动趋势(3)两物体在接触面上有
5、压力(弹力)摩擦力与弹力的存在关系：两物体间有摩擦力时，必有弹力；而两物体间有弹力时，不一定有摩擦力2对“相对运动趋势”的理解(1)相对运动趋势，是指一个物体相对于与它接触的另一个物体有运动的可能，但还处于相对静止状态(2)相对运动趋势的方向，是指假设接触面光滑时，物体将要发生相对运动的方向3判断静摩擦力的有无的方法(1)条件判断法：接触面之间有弹力、粗糙且有相对运动趋势(2)假设法：4静摩擦力的方向判定方法直接法对于相对运动趋势比较明显的情况，可以根据“静摩擦力的方向沿着接触面，与相对运动趋势的方向相反”直接判断假设法假设接触面是光滑的，判断物体将向哪个方向滑动，从而确定相对运动趋势的方向，
6、进而判断出静摩擦力的方向状态法当物体受力处于平衡状态时，根据二力平衡，判断出静摩擦力的方向力的作用 效果法如果相互接触的物体间存在静摩擦力，则必有相应的作用效果，或平衡其他作用力或改变受力物体的运动状态，可利用作用效果确定静摩擦力的方向力的相 互性法若甲、乙两物体间有静摩擦力，并且能判断出甲对乙的静摩擦力的方向，则乙对甲的静摩擦力的方向与甲对乙的静摩擦力的方向相反5.静摩擦力的大小静摩擦力的大小范围为 0FFmax，静摩擦力随外力的变化而变化，一般根据物体的受力情况和平衡条件求解关键能力 1 对静摩擦力的理解 关于静摩擦力，下列说法中正确的是()A两个表面粗糙的物体，只要直接接触就会产生静摩擦
7、力B静摩擦力总是阻碍物体的运动C静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反D两个物体之间的静摩擦力总是一个定值解析 由于静摩擦力产生在彼此直接接触且相互挤压、接触面粗糙又有相对运动趋势的物体之间，所以 A 错误；静摩擦力的作用是阻碍物体间的相对运动趋势，方向与物体间相对运动趋势的方向相反，不能说成阻碍物体的运动，所以 B 错误，C正确；两物体间静摩擦力的大小通常随物体所受其他外力的变化而变化，因此 D 错误 答案 C关键能力 2 对静摩擦力的有无和方向的判断 判断各图中物体 A 是否受摩擦力作用(A 和 B 相对静止)；若有，判断 A 受的摩擦力沿什么方向？(1)图 a 中 A、B 相对地面
8、静止；(2)图 b 中 A、B 相对地面静止；(3)图 c 中 A、B 一起向右做匀速直线运动；(4)图 d 中 A、B 一起向右做匀速直线运动思路点拨 可利用假设法判断静摩擦力的有无及方向 解析 图 a 情况，物体 A 处于平衡状态，假设物体 A 受静摩擦力作用，根据二力平衡知识可知，物体 A 的平衡状态被破坏，因此假设是错误的，故在图 a 情况下物体 A 不受摩擦力图 b情况下物体 A 也处于平衡状态，由于 A 受向右的力 F 的作用，由二力平衡知 A 一定受向左的静摩擦力作用图 c 情况，用力F 拉水平地面上的 B 物体，B 物体及其上面的 A 物体保持相对静止做匀速直线运动，假设 A
9、受静摩擦力作用，根据二力平衡知识可知，物体 A 的平衡条件被破坏，因此假设是错误的，A不受摩擦力作用图 d 情况下，由于 A 做匀速直线运动，说明A 在水平方向上平衡，根据二力平衡可知，A 在水平方向上一定受到静摩擦力的作用与 F 相平衡，静摩擦力的方向与运动方向相反 答案(1)不受摩擦力作用(2)向左的静摩擦力(3)不受摩擦力作用 (4)向左的静摩擦力关键能力 3 静摩擦力的计算 如图所示，一质量 M2 kg 的物体放在动摩擦因数 0.2 的粗糙水平面上，用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一只 m00.1 kg 的小桶相连已知 M 与水平面间的最大静摩擦力 Fm4.5 N，滑轮的摩擦不计，g1
10、0 N/kg，求在以下情况中 M 受到的摩擦力的大小(1)只挂 m0，处于静止状态时；(2)只挂 m0，但在 M 上再放一个 M3 kg 的物体时；(3)只在桶内加入 m10.33 kg 的沙子时思路点拨 解答本题时应明确以下两点：(1)小桶静止时，根据二力平衡知：FTm0g.(2)M 静止时，根据二力平衡知：FfFT.解析(1)因为 m0g1 NFm，M 处于静止状态，所以受静摩擦力作用，由二力平衡得 F1m0g1 N.(2)在 M 上再放一个 M3 kg 的物体，M 仍静止，故所受静摩擦力 F2F1m0g1 N.(3)因为(m0m1)g4.3 NFm，故 M 处于静止状态，所受静摩擦力 F
11、3(m0m1)g4.3 N.答案(1)1 N(2)1 N(3)4.3 N易混淆的“三个方向”的辨析(1)运动方向：物体的运动方向一般选地面上固定不动的物体作为参考系判定(2)相对运动方向：物体间的相对运动方向，指以其中一个物体A 为参考系，另一个物体 B 的运动方向，即为物体 B 相对物体A 的运动方向，反之也可(3)相对运动趋势的方向：由于两物体间静摩擦力的存在而没有发生相对运动，其相对运动方向可用假设法(假设无静摩擦力)判定【达标练习】1(2019腾冲校级期末)如图所示，杆的上端用细绳吊在天花板上的 O 点，下端放在水平面上，且杆都处于静止状态，则地面对杆的摩擦力方向向左的是()解析：选
12、A.物体在拉力和重力的作用下有向右的运动趋势，故物体受到向左的摩擦力，A 正确；物体受到的竖直向上的拉力，则 B 只受竖直方向上的力，水平方向没有外力作用，故物体不受摩擦力，B 错误；物体受向上的拉力，水平方向没有外力的作用，故杆没有水平方向的作用，故没有摩擦力，C 错误；物体在拉力的作用下，相对地面有向左的运动趋势，故物体受向右的摩擦力，D 错误2(多选)对如图所示的皮带传动装置，下列说法中正确的是()AB 轮带动 A 轮时沿逆时针方向转动BC 轮带动 D 轮时沿顺时针方向转动C皮带上 M 点所受的静摩擦力方向向上D皮带上 N 点所受的静摩擦力方向可能向上，也可能向下解析：选 AC.在图甲、
13、乙中，若左侧轮为主动轮，当左侧轮顺时针转动时，会出现下面皮带绷紧，则 A 带动 B；当左侧轮逆时针转动时，会出现上面皮带绷紧，则 C 带动 D，故选项 B 错误；若右侧轮为主动轮，当右侧轮顺时针转动时，会出现上面皮带绷紧，则 D 带动 C；当右侧轮逆时针转动时，会出现下面皮带绷紧，则 B 带动 A，故选项 A 正确；对于图甲中皮带上 M点的静摩擦力方向的判断也分两种情况讨论，若 A 带动 B，则A 带动皮带一起顺时针方向转动，M 点相对 B 轮有向下的运动趋势，所以 M 点受到向上的静摩擦力；若 B 带动 A，B 逆时针转动，则 M 点相对 B 轮有向下的运动趋势，所以 M 点受到向上的静摩擦
14、力，故选项 C 正确；对于图乙中的 N 点，同理可得，N 点所受静摩擦力方向向下，所以选项 D 错误 滑动摩擦力问题导引1用力将黑板擦(毛较长)在黑板上滑动，观察毛刷的弯曲方向如图所示，毛刷为什么向后弯曲？2把手按在桌面上，用力向前滑动，手有什么感觉？增大手与桌面的压力，感觉有什么不同？这说明什么？阅读课本，写出滑动摩擦力的公式要点提示 1.因为毛刷所受滑动摩擦力的方向沿板面，与板擦运动方向相反 2手受到向后的阻力(滑动摩擦力)感觉手受到向后的阻力(滑动摩擦力)增大滑动摩擦力大小随着压力的增大而增大FFN.【核心深化】1滑动摩擦力产生的条件(1)两物体相互接触挤压(2)物体间的接触面不光滑(3
15、)两物体间存在相对运动“相对运动”的含义：滑动摩擦力存在于发生相对运动的两个物体之间，但并不意味着受滑动摩擦力的物体相对于地面是运动的，即受到滑动摩擦力作用的物体不一定运动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3滑动摩擦力的大小公式法FFN(1)正压力 FN 是物体与接触面间的压力，不一定等于物体的重力，FN 的大小根据物体的受力情况确定(2)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、接触面的大小无关二力平衡法物体处于平衡状态(匀速直线运动或静止)时，根据二力平衡条件求解关键能力 1 对滑动摩擦力
16、的理解(多选)有关滑动摩擦力，下列说法中正确的有()A有正压力一定有滑动摩擦力B有滑动摩擦力一定有正压力C滑动摩擦力总是与接触面上的正压力垂直D只有运动的物体才受滑动摩擦力作用解析 由产生滑动摩擦力的条件知，选项 A 错误，选项 B 正确；滑动摩擦力的方向与接触面相切，而正压力垂直于接触面，所以滑动摩擦力的方向跟接触面所受正压力垂直，选项 C 正确；静止的物体也可以受滑动摩擦力，如擦黑板时，黑板是静止的，但相对黑板擦是运动的，所以黑板受滑动摩擦力作用，关键要理解“运动”和“相对运动”的含义，选项 D 错误 答案 BC关键能力 2 对滑动摩擦力的方向判断 如图所示，汽车 B 在水平路面上以相对于
17、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 所施加的向右的滑动摩擦力B若 v1v2，货物 A 受到了汽车 B 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 若 v1v2 时，货物 A 相对汽车 B 向左滑动，受到汽车 B 所施加的向右的滑动摩擦力，汽车B 受到货物 A 所施加的向左的滑动摩擦力，故选项 C、D 错误 答案 B关键能力 3 对滑动摩擦力的计算(2019中山校级一模)如图所示，物体 A 重 40 N，物体B 重 20 N，A 与 B、A
18、与地的动摩擦因数相同，物体 B 用细绳系住，当水平力 F32 N 时，才能将 A 匀速拉出，求接触面间的动摩擦因数思路点拨 以 A 物体为研究对象，分析受力情况，作出力图根据平衡条件和摩擦力公式求解动摩擦因数 解析 以 A 物体为研究对象，其受力情况如图所示：则物体 B 对其压力 FN2GB，地面对 A 的支持力 FN1GAGB；所以 A 受 B 的滑动摩擦力 Ff2FN2GB，A 受地面的摩擦力 Ff1FN1(GAGB)；又由题意得：FFf1Ff2(GA2GB)；将F32 N，GA40 N，GB20 N 代入解得 0.4.答案 0.4【达标练习】1(2019曲阜校级期中)关于滑动摩擦力公式
19、FFN，下列说法中正确的是()A公式中的压力 FN 一定等于物体重力的大小B由 FFN，可知动摩擦因数 与滑动摩擦力 F 成正比，与压力 FN 成反比C由 FFN 可知，若 一定，F 与 FN 成正比DF 的大小是由 和 FN 决定的，还与接触面的大小有关解析：选 C.由滑动摩擦力公式 FFN 可知，FN 是物体受到的弹力，不一定等于物体的重力，故 A 错误；而 只与接触面的材料及粗糙程度有关，与摩擦力 F、支持力 FN 无关，故 B 错误；由滑动摩擦力公式 FFN 可知，F 与 成正比，与 FN 成正比，故 C 正确；由滑动摩擦力公式 FFN 可知，摩擦力 F 的大小是由 和 FN 决定的，
20、与接触面的大小无关，故 D 错误2质量为 2 kg 的物体，静止在水平地面上，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相等现给物体一水平拉力(g 取 10 m/s2)，问：(1)当拉力大小为 5 N 时，地面对物体的摩擦力是多少？(2)当拉力大小为 12 N 时，地面对物体的摩擦力是多少？(3)此后若将拉力减小为 5 N(物体仍在滑动)，地面对物体的摩擦力是多少？(4)若撤去拉力，在物体继续滑动的过程中，地面对物体的摩擦力是多少？解析：物体所受滑动摩擦力(最大静摩擦力 Fmax)的大小为 FFNmg0.5210 N10 N.(1)当拉力 F15 N 时，F1Fmax，物体要
21、滑动，F 滑F10 N.(3)当拉力减小为 5 N 时，物体仍在滑动，故 F 滑F10 N.(4)当撤去拉力后，由于物体继续滑动，仍受滑动摩擦力的作用，F 滑F10 N.答案：(1)5 N(2)10 N(3)10 N(4)10 N1(2019青羊校级月考)关于摩擦力，有人总结了“四条不一定”，其中说法错误的是()A摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同B静摩擦力的方向不一定与运动方向共线C受静摩擦力或滑动摩擦力的物体不一定静止或运动D静摩擦力一定是阻力，滑动摩擦力不一定是阻力解析：选 D.滑动摩擦力与物体的相对运动方向相反，即相对相接触的那个物体的运动方向相反，与物体的实际运动方向可以成任意角
22、度，故 A 正确；静摩擦力的方向不一定与运动方向共线，比如：贴着车厢壁运行的物体，故 B 正确；货物在传送带上向高处运动时，货物受静摩擦力但不静止；受到滑动摩擦力却是静止的，比如：正在地面上滑行的物体，地面受到是滑动摩擦力，而地面是静止的，故 C 正确；静摩擦力与物体的相对运动趋势的方向相反，它可以是阻力、可以是动力，故 D 错误2.(多选)用手握住一个油瓶(瓶始终处于竖直方向)，如图所示下列说法中正确的有()A瓶中油越多，手必须握得越紧B手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大C不管手握得有多紧，油瓶受到的摩擦力总是一定的D以上说法都正确解析：选 AC.用手握住油瓶，油瓶不掉落下来，表明手对油瓶竖直
23、向上的静摩擦力跟油瓶受到的重力平衡，静摩擦力的大小由油瓶和油受到的重力(大小)决定；油瓶变重，它受到的静摩擦力必须随之增大，即手握得紧一点才能保证油瓶不会掉落下来；如果手握得不够紧，正压力不够大，最大静摩擦力小于油瓶受到的重力，油瓶就会掉下来，所以选项 A 正确；手握得越紧，手与油瓶之间的正压力越大，最大静摩擦力也越大，但是油瓶受到的是与油瓶重力相平衡的静摩擦力，大小等于油瓶受到的重力，可见，选项 B、D 错误，选项 C 正确 3.如图所示，一辆汽车在平直公路上，车上有一木箱试判断下列情况中，木箱所受的摩擦力及其方向(1)汽车由静止加速运动时(木箱和车面无相对滑动)；(2)汽车刹车时(二者无相
24、对滑动)；(3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动)；(4)汽车刹车，木箱在车上向前滑动时；(5)汽车在匀速行驶中突然加速，木箱在车上滑动时解析：(1)木箱随汽车一起由静止加速运动，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的静止状态，因此它将相对于汽车向后滑动而实际上木箱没有滑动，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(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，而实际上木箱没有滑动，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(3)木箱随汽车一起匀速运动时，二者无相对滑动，假设木箱受水平向前的摩擦
25、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 F1 和摩擦力 F2)，由二力平衡知：F1与 G 平衡，但没有力与 F2 平衡，木箱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)汽车刹车时，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(5)汽车在匀速运动过程中突然加速，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 答案：(1)静摩擦力 向前(2)静摩擦力 向后(3)不受摩擦力(4)滑动摩擦力 向后(5)滑动摩擦力 向前4.如图所示，一重为 40 N 的木块原来静止在水平桌面上，某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力 F1、F2 的作用
26、，其中 F113 N，F26 N，已知木块与地面间的动摩擦因数为 0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：(1)木块受到的摩擦力的大小和方向；(2)当只将 F1 撤去时，木块受到的摩擦力的大小和方向；(3)若撤去的力不是 F1 而是 F2，求木块受到的摩擦力的大小和方向解析：当木块运动时受到的滑动摩擦力为 F 滑FNG0.240 N8 N，故木块受到地面的最大静摩擦力为 8 N.(1)加上 F1、F2 后，F1 和 F2 相当于一个方向向右的 FF1F27 N 的力，由于 F 小于最大静摩擦力，故木块处于静止状态，则木块受到地面静摩擦力的作用，大小为 7 N，方向水平向左(2)由于 F2 小于最大静摩擦力，故木块仍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 F2，即大小为 6 N，方向水平向右(3)撤掉 F2 后，由于 F1 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 8 N，方向水平向左 答案：(1)7 N 水平向左(2)6 N 水平向右(3)8 N 水平向左本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放
