1、4摩擦力学 习 目 标知 识 脉 络(教师用书独具)1.知道摩擦力产生的条件2会判断静摩擦力和滑动摩擦力的方向(重点、难点)3了解静摩擦力和滑动摩擦力大小的计算(重点)4知道动摩擦因数、最大静摩擦力的概念.一、滑动摩擦力1摩擦力两个相互接触并发生挤压的物体之间产生的阻碍相对运动的力2滑动摩擦力两个物体相互接触并挤压，当它们沿接触面发生相对运动时，每个物体的接触面上都会受到对方作用的阻碍相对运动的力3滑动摩擦力的大小(1)规律：滑动摩擦力的大小与正压力成正比(2)公式：fN，其中叫作动摩擦因数，它是两个力的比值，没有单位它的大小跟相互接触的两个物体的材料和接触面的情况有关(填“有关”或“无关”)
2、4滑动摩擦力的方向总是跟物体的接触面相切，并且跟它们相对运动的方向相反二、静摩擦力1定义：当两个彼此接触且相互挤压的物体之间没有发生相对滑动，但它们之间存在相对运动趋势时，在它们的接触面上会产生一种阻碍物体间发生相对运动的力2方向：总是沿着接触面，并且跟物体间相对运动趋势的方向相反3作用效果：阻碍物体间的相对运动的趋势4大小(1)决定因素：由物体的运动状态和周围物体对它施加的力的情况决定，但有一个最大值(2)最大静摩擦力：静摩擦力的最大值f静max，其大小等于物体刚要运动时所需要的沿相对运动趋势方向的外力(3)大小范围：两物体间实际发生的静摩擦力f在零和最大静摩擦力f静max之间，即0ff静m
3、ax.1思考判断(1)有相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力()(2)静止的物体也可能受滑动摩擦力()(3)滑动摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反()(4)物体受到的滑动摩擦力与物体的重力成正比()(5)举重运动员在比赛时，要把手上沾上镁粉，是为了增加摩擦力()2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滑动摩擦力方向一定与物体的运动方向相反D只有运动物体才受滑动摩擦力B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物体相对运动方向相反，C错误滑动
4、摩擦力发生于相对滑动的两物体之间，两个物体中可能有一个相对地面是静止的，故D错误3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C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随物体所受其他外力的变化而变化，因此D错误滑动摩擦力1滑动摩擦力的产生及作用效果(
5、1)产生条件：两物体之间有弹力接触面粗糙有相对运动(2)“相对”的含义“相对”是指相互摩擦的两个物体之间有位置的变化，而不用考虑相对别的物体是否有位置的变化(3)作用效果：阻碍物体间的相对运动2滑动摩擦力方向(1)方向：跟接触面相切并与物体相对运动的方向相反，与物体的运动方向不一定相反(2)判断滑动摩擦力方向的基本步骤3滑动摩擦力大小的计算 (1)公式法：根据fN计算 根据物体的受力情况，求出压力N. 根据fN求出滑动摩擦力 (2)二力平衡法：物体处于匀速直线运动或静止状态时，根据二力平衡的条件求解【例1】(多选)在水平力F作用下，重为G的物体沿墙壁匀速下滑，如图所示若物体与墙壁之间的动摩擦因
6、数为，则物体所受的摩擦力的大小为 ()AFBGCG D.思路点拨：水平方向上NF，利用fN求解竖直方向上由二力平衡求得f.AC对匀速运动的物体分析受力，在水平方向FN，再由滑动摩擦力的计算式fN得fF，A正确由竖直方向二力平衡条件得fG，C正确滑动摩擦力大小的三点说明(1)滑动摩擦力的大小与压力成正比，还与接触面的性质有关，即fN.(2)公式中的“N”是指两个物体表面间的正压力，它不一定等于物体的重力(3)公式中的“”的数值与物体的受力情况、运动状态、接触面积的大小均无关1三个质量相同的物体，与水平桌面的动摩擦因数相同，由于所受的水平拉力不同，A做匀速运动，B做加速运动，C做减速运动，那么，它
7、们受到的摩擦力的大小关系应是 ()AfBfAfCBfBfAfCCfBfAfC D不能比较大小C三个物体对地面的正压力N均为mg，且动摩擦因数相同，故三者受到的摩擦力大小相等，选项C正确静摩擦力1产生的条件(1)两物体直接接触且挤压(2)接触面是粗糙的(3)两物体有相对运动的趋势2对“相对静止”的理解有静摩擦力作用的两物体是“相对静止”的，即这两个物体互为参考系时是静止的，而以其他物体为参考系时并不一定静止，所以一个物体受到静摩擦力作用时并不一定静止，也有可能是运动的3判断静摩擦力有无的方法 (1)假设法 (2)平衡条件法：根据二力平衡的条件判定4静摩擦力方向的判定(1)选取受力物体(2)确定施
8、力物体(3)利用假设法判断受力物体相对施力物体的运动趋势方向(4)静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反5静摩擦力的大小(1)静摩擦力的大小总等于使物体发生相对运动趋势的外力的大小两物体间的静摩擦力f在0和最大静摩擦力fmax之间，即0ffmax.(2)fmax为最大静摩擦力，大小等于物体刚要发生相对运动时所需要的沿相对运动趋势方向的最小外力其值略大于滑动摩擦力，有时认为二者相等(3)静摩擦力的大小与正压力无关，但最大静摩擦力的大小与正压力成正比【例2】判断图中物体A是否受摩擦力作用(A和B相对静止)？若有，判断物体A受的摩擦力沿什么方向？ 甲乙 丙丁思路点拨：判断摩擦力是否存在时，要利用摩擦力产
9、生的条件，结合物体的运动状态确定在相对运动趋势难以确定的情况下，优先考虑结合物体的运动状态利用其满足的力学规律确定解析甲图所示情况，物体A处于静止状态，假设物体A受静摩擦力作用，根据二力平衡可知，物体A的平衡状态被破坏，因此假设是错误的，故在甲图情况下物体A不受摩擦力作用乙图所示情况，物体A也处于平衡状态，由于物体A受向右的力F的作用，由二力平衡可知，物体A一定受向左的静摩擦力作用丙图所示情况，用力F拉水平地面上的物体B，物体B及其上面的物体A保持相对静止做匀速直线运动，假设物体A受静摩擦力作用，根据二力平衡可知，物体A的平衡条件被破坏，因此假设是错误的，故在丙图情况下物体A不受摩擦力作用丁图
10、所示情况，由于物体A做匀速直线运动，说明物体A在水平方向上受力平衡，根据二力平衡可知，物体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，即向左答案甲、丙图中物体A不受摩擦力作用；乙、丁图中物体A受摩擦力作用，摩擦力的方向都向左有关摩擦力的几个注意问题(1)不论物体是静止还是运动，都可能受静摩擦力或滑动摩擦力(2)摩擦力并不总是阻碍物体的运动，它既可以作动力，也可作阻力(3)摩擦力的方向可以与物体的运动方向相反，也可以与物体运动方向相同2分析图中各种情况下物体A所受摩擦力的方向 解析甲图中A随传送带一起匀速上升，以传送带为参考系，则A相对传送带静止，且有沿传送带向
11、下滑动的趋势，则A受的静摩擦力方向为沿传送带向上乙中A有相对斜面向下的相对运动趋势，受到的摩擦力沿斜面向上丙中F使A物块压紧墙壁，A和墙壁之间产生正压力，而A相对于墙壁的运动趋势沿墙壁向下，故受到的静摩擦力方向沿墙壁向上答案甲中A受沿传送带向上的静摩擦力；乙中A受沿斜面向上的静摩擦力；丙中A受竖直向上的静摩擦力【例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
12、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NG0.240 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
13、向左(2)6 N水平向右(3)8 N水平向左分析静摩擦力的三点提醒(1)静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势方向相反，与物体的运动方向可能相同(2)运动或静止的物体都有可能受到静摩擦力作用(3)静摩擦力的大小与物体所受的外力或运动状态有关，与压力大小无关3如图所示，一个M2 kg的物体放在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个m00.1 kg的小桶相连已知M的最大静摩擦力fm4.5 N，滑轮上的摩擦不计，取g10 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
14、 kg的砂子时；(4)只在桶内加入m20.5 kg的砂子时解析(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，故受静摩擦力f2f1m0g1 N；(3)因为(m0m1)g4.3 Nfm，故物体M运动，受到滑动摩擦力作用，由公式知f4NMg4 N.答案(1)1 N(2)1 N(3)4.3 N(4)4 N1(多选)下列关于摩擦力的说法，正确的是 ()A作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速，不可能使物体加速B作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速，不可能使物体减速C作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速，也
15、可能使物体加速D作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速，也可能使物体减速CD摩擦力的方向可能与物体运动方向相同，也可能与物体运动方向相反，但一定是与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反当滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相同时，使物体加速，选项A错误，C正确；当静摩擦力的方向与物体的运动方向相反时，使物体减速，选项B错误，D正确2关于由滑动摩擦力公式fN推出的，下列说法正确的是 ()A动摩擦因数与摩擦力f成正比，f越大，越大B动摩擦因数与正压力N成反比，N越大，越小C与f成正比，与N成反比D的大小由两物体接触面的情况及其材料决定D与两个物体的材料和两物体接触面的情况有关，与f、N均无关3重10
16、0 N的物体，静止在粗糙的水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当物体受到一个大小为10 N，方向水平向右的拉力作用后，水平面对物体的摩擦力大小和方向是 ()A10 N，水平向左B10 N，水平向右C20 N，水平向左D20 N，水平向右A物体所受滑动摩擦力大小为fN0.2100 N20 N；当F10 N20 Nf2Cf1向上，f2向上，且f1f2Df1向上，f2向下，且f1f2C运动员无论匀速攀上还是匀速滑下，其受力平衡，由二力平衡得出运动员受到向上的静摩擦力，其大小等于运动员重力的大小5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，如图所示，则在匀速拖出的过程中()A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材料与平台之间的动摩擦因数不变，支持力也不变，因而工人拉力也不变D匀速拉动的过程只能持续到重心离开台面的瞬间，材料的重心在台面上，故材料对台面的压力不变，故材料受到的支持力不变，故C错误；而在拉动过程中动摩擦因数不变，由fN可知摩擦力是不变的，故A错误；因为材料做匀速直线运动，摩擦力不变，所以工人的拉力是不变的，故B错误，D正确