1、2摩 擦 力目标体系构建明确目标梳理脉络【学习目标】1理解摩擦力的产生条件，会区分静摩擦力和滑动摩擦力。2会判断静摩擦力的方向，分析静摩擦力的大小，了解最大静摩擦力。3会判断滑动摩擦力的方向，并根据公式计算其大小。4知道生产和生活中增大或减小摩擦力的实例，有将摩擦力知识应用于生产和生活的意识。【思维脉络】课前预习反馈教材梳理落实新知知识点 1滑动摩擦力1定义：两个相互接触的物体，当它们_相对滑动_时，在接触面上会产生一种_阻碍相对运动_的力，这种力叫作滑动摩擦力。2方向：总是沿着_接触面_，并且跟物体_相对运动_的方向相反。3大小(1)滑动摩擦力的大小跟接触面上压力的大小成_正比_，还跟接触面
2、的粗糙程度、材质等有关。(2)公式：Ff_FN_。(3)动摩擦因数：它的值跟两接触面的_材料_和_粗糙程度_有关。动摩擦因数_，Ff在接触面内且与相对运动方向_相反_，FN与接触面_垂直_。注意：有摩擦力必定有弹力，有弹力不一定有摩擦力。知识点 2静摩擦力1定义：相互接触的两个物体之间只有_相对运动的趋势_，而没有_相对运动_时，这时的摩擦力叫作静摩擦力。2方向：总是沿着_接触面_，跟物体_相对运动趋势_的方向相反。3最大静摩擦力：静摩擦力有一个最大值Fmax，在数值上等于物体_即将开始运动_时的拉力。4静摩擦力的大小：两物体之间实际产生的静摩擦力F在_0_与最大静摩擦力_Fmax_之间，即_
3、0Ff2Ff3BFf1Ff2Ff3CFf1Ff2Ff3 D无法比较解析：滑动摩擦力的大小fFN，只与两接触面的材料和正压力大小有关，与接触面积大小无关，则三种情况下滑动摩擦力大小相等，故选B。探究静摩擦力情境导入_如图所示，把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，在弹簧测力计的指针下轻塞一个小纸团(可以作为指针到达最大位置的标记)，它可以随指针移动。拉力F逐渐增大，木块保持静止，直到拉力达到某一数值时木块开始移动，观察弹簧测力计示数及其变化情况。试分析：(1)随着外力的增大，静摩擦力大小变化吗？若变化，如何变化？(2)木块开始移动时弹簧测力计的示数有何特点？(3)若在木块上增加砝
4、码，木块开始移动时弹簧测力计的示数如何变化？由此得出什么结论？提示：(1)由二力平衡知，随着外力的增大，静摩擦力大小发生变化，相应增大。(2)木块开始移动时弹簧测力计的示数达到最大，即最大静摩擦力。静摩擦力的数值存在一个范围，即0FFmax。(3)弹簧测力计的示数增大。最大静摩擦力随正压力的增大而增大。要点提炼_1静摩擦力产生的条件两物体缺一不可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：0FFmax。(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。(
5、3)最大静摩擦力Fmax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。典例剖析_典题2(多选)(2021广东佛山市高一期末)如图所示，A是主动轮，B是从动轮，它们通过不打滑的皮带传动，轮的转动方向见图，在B轮上带有负载，P、Q分别是两轮边缘上的点，则下列判断正确的是(AC)AP点所受的静摩擦力方向向上BP点所受的静摩擦力方向向下CQ点所受的静摩擦力方向向
6、上DQ点所受的静摩擦力方向向下思路引导：正确理解静摩擦力的概念，明确静摩擦力的方向一定与相对运动趋势的方向相反。解析：P点位置在与主动轮接触的皮带上，轮子带着传送带运动，故传送带相对轮子有向上运动的趋势，但没有相对滑动；故P点受到的是静摩擦力；P受到的摩擦力方向向上，故A正确，B错误；Q点位置在与从动轮接触的皮带上，轮子是在传送带的带动下运动的，没有打滑，故受到的也是静摩擦力，因皮带向上的运动，故Q相对于皮带有向下的运动趋势；故Q受到的摩擦力方向向上，故C正确，D错误。对点训练_2(多选)(2021福建福州市高一期末)中国制造2025是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要
7、方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直，则(CD)A小球受到的摩擦力方向向下B若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力变大C若增大铁夹对小球的压力，铁夹与球之间的最大静摩擦力变大D小球受到摩擦力与重力是一对平衡力解析：对金属小球受力分析，在竖直方向上，小球受到重力和摩擦力，二力平衡，所以摩擦力方向竖直向上，增大压力，摩擦力不变，依然跟重力平衡。AB错误，D正确；若增大铁夹对小球的压力，铁夹与球之间的最大静摩擦力变大，可以夹起更重的金属球，C正确。探究静摩擦力与滑动摩擦力的比较情境导入_绳结是靠什么性质
8、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)要点提炼_两种摩擦力的比较静摩擦力滑动摩擦力产生条件相同点相互接触；相互挤压；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可根据二力平衡条件求解；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0FfFmax公式FfF N，与正压力成正比方向相同点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；与接触面相切；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，做力的图示时，
9、可根据等效原理画到物体的重心上典例剖析_典题3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，其中F113 N，F26 N。已知木块与桌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)木块所受的摩擦力的大小和方向；(2)当只将F1撒去时，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。思路引导：解析：当木块运动时受到的滑动摩擦力为F滑F NG0.240 N8 N，故木块受到桌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
10、 N的力。由于F小于最大静摩擦力，故木块处于静止状态，则木块受到桌面静摩擦力的作用，大小为7 N，方向水平向左。(2)将F1撤去后，由于F2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水平向左思维升华：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
11、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、运动方向、接触面积、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。对点训练_3(2021湖北鄂州市高一期末)如图所示，小军沿水平方向推一只放置在水平地面上较大的木箱，甲图中他用了50 N的力推，结果木箱不动，此时木箱受到的摩擦力为F1；乙图中他将力增大到100 N木箱恰好被推动，此时木箱受到的摩擦力为F2；丙图中小军把木箱推跑了，此时木箱受到的摩擦力为F3。若木箱对地面的压力为400 N，木箱与地面的动摩擦因数为0.2，则(C)AF10 N，F2100 N，F3400
12、NBF150 N，F2100 N，F3400 NCF150 N，F2100 N，F380 NDF10 N，F2100 N，F380 N解析：甲图中他用了50 N的力推，结果木箱不动，则此时木箱受到的静摩擦力F1与推力大小相等，即F150 N；乙图中他将力增大到100 N木箱恰好被推动，此时木箱受到的静摩擦力达到最大，摩擦力大小仍等于推力，即F2100 N；丙图中小军把木箱推跑了，此时木箱受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为F3mg80 N。故选C。核心素养提升以题说法启智培优对摩擦力认识的几个误区误区一：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
13、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
14、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，木箱所受摩擦力的方向，并说明摩擦力充当动力还是阻力。(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)汽车在匀速过程中突然加速，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，
15、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F1和摩擦力F2)，由二力平衡条件知：F1与G抵消，但没有力与F2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
16、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。课堂达标检测沙场点兵名校真题1(多选)(2021云南玉溪市高一期末)下列关于重力、弹力和摩擦力的说法，正确的是(BD)A某同学站在体重计上下蹲，会看到自己的重力变小了B两个相互接触的物体发生了弹性形变，一定有弹力产生C滑动摩擦力一定是物体运动的阻力D两接触物体间若有摩擦力，则此接触面间就一定有弹力解析：人站在体重计上下蹲，体重计示数显示的是人对秤的压力，人的重力不变，选项A错误；由弹力条件可知两个相互接触的物体发生了弹性形变，一定有
17、弹力产生，选项B正确；滑动摩擦力一定与相对运动方向相反，可能是物体运动的阻力，也可能是动力，选项C错误；两物体间若有摩擦力，就一定有弹力，故D正确。2(2021福建漳州市高一期末)如图，将一重力不计的纸夹在水平桌面上的书内，已知书对纸的压力为2 N，书所受的重力为3 N。若用F0.6N的水平拉力拉纸，刚好将纸匀速拉出。则书与纸间的动摩擦因数为(B)A0.1 B0.15C0.2 D0.3解析：已知书对纸的压力为FN2 N，对纸受力分析，纸的两面均有受到摩擦力，由平衡条件可得Ff2FN，代入数据可解得0.15，B正确。3(多选)(2021福建三明市高一期末)如图一女孩在健身器材上爬杆玩耍，女孩(B
18、D)A抱住竖直杆不动时，抱得越紧所受摩擦力越大B抱住竖直杆不动时，抱得越紧二者间的最大静摩擦力越大C缓慢下滑过程中受到的摩擦力方向是向下的D缓慢向上攀爬过程中受到的摩擦力方向是向上的解析：当女孩抱住竖直杆不动时，女孩处于平衡状态，女孩受到的重力与静摩擦力大小相等，抱得越紧女孩受到的静摩擦力大小不变，但是二者之间的弹力增大，导致最大静摩擦力增大，故A错误，B正确；女孩缓慢下滑过程中受到的摩擦力方向与相对运动方向相反，方向竖直向上，故C错；女孩缓慢上爬的过程中，手相对于杆有向下运动的趋势，则此过程中女孩受到的静摩擦力方向向上，故D正确。4(2021宁夏银川市银川一中高一期末)如图所示，用弹簧秤水平拉桌面上质量为5.0kg的物块，当物块在水平桌面上匀速运动时，弹簧秤的示数为10 N。求：(1)物块受到的滑动摩擦力大小；(2)物块与桌面之间的动摩擦因数的大小。答案：(1)10 N(2)0.2解析：(1)当物块在水平桌面上匀速运动时，弹簧秤的拉力与摩擦力平衡，则物块受到的滑动摩擦力大小为FfF10 N(2)根据FfFNmg可得0.2