1、第四节摩擦力知识点一静摩擦力(1)静摩擦力：当两物体之间只有相对运动趋势，而没有相对运动，这时的摩擦力叫做静摩擦力(2)产生静摩擦力的条件：a.接触，且接触面粗糙；b.接触处存在压力；c.有相对运动趋势(3)静摩擦力方向判断：静摩擦力的方向总是跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势的方向相反(4)最大静摩擦力：静摩擦力的增大有一个最大限度，即是最大静摩擦力它是物体刚刚开始运动时所受的摩擦力(5)静摩擦力的取值：在0到最大静摩擦力Fmax之间，即0FFmax.想一想，受到静摩擦力作用的物体一定是相对地面静止的吗？试举例说明提示：不一定物体是否受到静摩擦力，与物体处于静止还是运动状态没有关系，关键是
2、物体相对于与其接触的物体是否相对静止例如，皮带传送机把货物运往高处，物体是运动的，但相对皮带没有滑动，受到的是静摩擦力其实，生活中很多运动的物体都受到静摩擦力的作用例如，一个人端着一杯水走路，杯子受到手的摩擦力；人走路时受到地面的摩擦力；站在启动的火车上的人受到车厢底板的摩擦力；拔河比赛时受到绳子的摩擦力，这些力都是静摩擦力知识点二滑动摩擦力(1)滑动摩擦力：当一个物体在另一个物体表面滑动时，受到另一个物体阻碍它运动的力(2)滑动摩擦力产生条件：接触，且接触面粗糙；接触处应存在压力；有相对运动(3)滑动摩擦力方向判断：滑动摩擦力的方向总沿着接触面，并且跟物体的相对运动方向相反(4)滑动摩擦力大
3、小：滑动摩擦力的大小跟正压力成正比公式表示：FFN.FN是两个物体接触面间的压力是动摩擦因数影响大小的因素：相互接触的两个物体的材料，接触面的情况(如粗糙程度)有关(5)滑动摩擦力一般略小于最大静摩擦力(选填“大于”“小于”或“等于”)重为400 N的木箱放在水平面上，木箱与地面间的最大静摩擦力是120 N，动摩擦因数是0.25，如果分别用70 N和150 N的水平力推木箱，求木箱受到的摩擦力分别是多少？答案：70 N100 N解析：由于最大静摩擦力Fmax120 N，当推力F170 N时，木箱未动，此时的摩擦力为静摩擦力，由二力平衡知，木箱受到70 N的静摩擦力当用150 N水平力推木箱时，
4、木箱运动，摩擦力为滑动摩擦力，由FFN知，F2FNG0.25400 N100 N.考点一静摩擦力的方向(1)静摩擦力方向与接触面相切，跟物体相对运动趋势的方向相反说明：接触面处静摩擦力的方向总是与弹力的方向垂直“相对”的含义是指受力物体相对于施力物体所谓“相对运动趋势的方向”指的是假如接触面光滑，物体将要相对运动的方向(2)静摩擦力方向的判断假设法判断可以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及静摩擦力的方向根据物体的运动状态判断物体的运动状态和物体受到的力有密切关系例如，叠放在一起的物体A、B如图所示，在作用于A上的拉力F作用下，一起沿水平面做匀速直线运动对
5、物体A来说，由于处于平衡状态，它必然受到B向左的静摩擦力根据力的相互作用的特点判断当一物体所受摩擦力方向不易判断时，可根据与之相互作用的另一物体所受摩擦力的情况判断，然后根据二力等大反向的特点进行判断【例1】(多选)如图所示，物体A、B叠放在水平地面上，水平力F作用在A上，使二者一起向左做匀速直线运动，下列说法正确的是()AA、B之间无摩擦力BA受到B的摩擦力水平向右CB受到A的摩擦力水平向左D地面对B的摩擦力为静摩擦力，水平向右根据二力平衡或假设法判断B对A的摩擦力；再把A、B当做整体分析，根据二力平衡或假设法分析地面对B的摩擦力具体思路如下：【解析】对A物体，由于A匀速运动，由水平方向二力
6、平衡可知，B对A的摩擦力必与F等值反向，故选项A错误，B正确；对B物体，由力的作用的相互性可知，A对B的摩擦力一定与B对A的摩擦力反向，故B受到A的摩擦力水平向左，选项C正确；对A、B整体分析，由于A、B一起向左匀速运动，则地面对B的摩擦力为滑动摩擦力，且水平向右，故选项D错误【答案】BC总结提能 判断静摩擦力的有无及方向的方法：(1)条件判断法假设研究对象与其接触的物体之间光滑，若它们之间发生相对滑动，则可判断存在静摩擦力，其相对滑动方向便是原先的相对运动趋势方向；否则不存在静摩擦力(2)力的作用效果法假设静摩擦力存在，若物体的运动状态改变，则判定静摩擦力不存在；否则静摩擦力存在，由二力平衡
7、判断静摩擦力的方向(多选)如图所示，物体A、B叠放在水平地面上，水平力F作用在B上，使二者一起向右做匀速直线运动，下列说法正确的是(AD)AA、B之间无摩擦力BA受到B的摩擦力水平向左CB受到A的摩擦力水平向右D地面对B的摩擦力为滑动摩擦力，水平向左解析：A、B之间无相对运动或相对运动的趋势，所以A、B之间无摩擦力，故选项A正确，B、C错误；对A、B整体分析，由于A、B一起向右匀速运动，则地面对B的摩擦力一定为滑动摩擦力，且水平向左，故选项D正确考点二滑动摩擦力(1)滑动摩擦力的方向滑动摩擦力的方向总是跟它们的接触面相切并且跟它们相对运动的方向相反判定滑动摩擦力的方向的方法第一步，滑动摩擦力的
8、方向总跟接触面相切；第二步，确定物体间的相对运动方向，先选取其中一个物体为参考系(假设为静止)，判定另一个物体的运动方向，即为相对运动的方向；第三步，物体所受滑动摩擦力的方向与其相对于另一物体的运动方向相反如图所示，传送带以v2的速度按图示方向运动，当物块以v1(v1v2)的速度放到传送带上时，若以传送带为参考系，物块向左运动，则物块受到向右的滑动摩擦力(2)滑动摩擦力的大小实验表明，滑动摩擦力的大小跟压力成正比，也就是跟两个物体表面间的垂直作用力成正比如果用F表示滑动摩擦力的大小，用FN表示压力的大小，则有FFN.公式FFN的理解与应用是比例常数，叫做动摩擦因数物理意义：反映接触面本身特性的
9、物理量，它与接触面的材料、粗糙程度有关，与接触面积大小无关，与物体的运动状态无关，与物体的受力情况无关，没有单位滑动摩擦力F大小与FN成正比，与物体的运动状态无关公式FFN中的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)，性质上属于弹力，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【例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视为相等现给物体一水平推力(取g10 N/kg)(1)当推力大小为5 N时，地面对物体的摩擦力是多大？(2)当推力大小为12 N时，地面对物体的摩擦力是多大？解答本题的关键是先判断推力与最
10、大静摩擦力的关系，可以参考下面的思路进行分析：【解析】最大静摩擦力Fmaxmg0.5210 N10 N(1)当推力F5 N时，FFmax，物体在地面上滑动，则F滑mg0.5210 N10 N.【答案】(1)5 N(2)10 N总结提能 在计算摩擦力的大小之前，必须分析物体的运动情况，判断物体受到的是滑动摩擦力还是静摩擦力(1)滑动摩擦力的大小可用FFN计算，但要注意FN是接触面上的正压力，并不一定等于物体的重力(2)静摩擦力的大小一般要结合物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿运动定律求解如图所示，质量为20 kg的物体在水平面上向右运动，在运动过程中受到水平向左、大小为10 N的拉力F的作用，物
11、体与水平面间的动摩擦因数为0.1，则物体所受的摩擦力为(取g10 N/kg)(D)A10 N，水平向右B10 N，水平向左C20 N，水平向右 D20 N，水平向左解析：物体所受的摩擦力为滑动摩擦力，则FFNmg0.12010 N20 N，因为物体水平向右运动，所以水平面对物体的摩擦力方向水平向左故选项D正确考点三动摩擦因数的测定方案一：利用砝码和弹簧测力计借助动态平衡测滑动摩擦力和动摩擦因数如图所示，向砝码盘C内加减砝码，轻推铁块P，使其恰能在水平木板B上向左匀速滑动，铁块P处于动平衡状态用弹簧测力计测出P和C受到的重力GP和GC，则P所受的滑动摩擦力FGC，可求出P、B间的动摩擦因数.方案
12、二：利用弹簧测力计借助动态平衡法测定动摩擦因数如图所示，使金属板静止在水平桌面上，用手通过弹簧测力计向右拉铁块P，使铁块P向右匀速运动，读出此时弹簧测力计的读数F，再用弹簧测力计测出铁块P的重力，由平衡条件可知，FFN，FNGP，所以.【例3】科学探究活动通常包括以下环节：提出问题，作出假设，制订计划并设计实验，进行实验，收集证据，分析论证，评估交流等一位同学学习了滑动摩擦力后，怀疑滑动摩擦力的大小可能与接触面积有关，于是他准备用实验探究这个问题(1)这位同学认为：滑动摩擦力的大小与接触面积成正比，这属于科学探究活动的_环节(2)为完成本实验，需要自己制作木块，他应制作的木块是下列选项中的_A
13、各面粗糙程度相同的正方体木块B各面粗糙程度不相同的正方体木块C各面粗糙程度相同、长宽高各不相等的长方体木块D各面粗糙程度不相同、长宽高各不相等的长方体木块(3)为了测量木块与木板之间的滑动摩擦力，他设计了如图两种方案：甲是将长木板固定在水平面上，用弹簧测力计水平拉动木板上的木块；乙是用弹簧测力计水平拉住木块，他水平拉动木块下的木板你认为更利于操作的方案是_；理由是_解决本题时，首先应明确题目中要求探究的是什么问题，然后围绕这一主题制订实验方案并进行探究【解析】(1)这个环节是在探究前对可能的结果进行猜想和假设，属于作出假设环节(2)应当用控制变量法进行研究，探究滑动摩擦力与接触面积的关系时，应
14、当保持接触面粗糙程度和压力大小不变，改变接触面积的大小故应选C.(3)应当选择乙方案甲方案操作时需要匀速拉动木块(不易做到)，且要在木块运动时读取弹簧测力计的示数；乙方案只需要拉动木板运动即可，不要求匀速拉动，且容易读取弹簧测力计的示数【答案】(1)作出假设(2)C(3)乙理由见解析总结提能 进行科学探究实验时，要本着可行、安全、精确的原则制订实验方案对题目中要求探究的问题，首先要进行猜想，然后制订合理的实验方案进行验证某研究小组对“滑动摩擦力的大小与接触面积、接触面湿度是否有关”的问题进行探究他们选择了一块各面粗糙程度相同并带有挂钩的长方体物块为研究对象(1)实验所用到的测量工具是弹簧测力计
15、(2)在测量滑动摩擦力的大小时，必须让物块在水平面上做匀速直线运动，才能使测出的拉力大小与滑动摩擦力的大小相等(3)下表为实验数据记录表格，通过分析表中序号为1、2、3的实验记录，可得到的初步结论是：滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关；表中序号为3、4、5的实验记录，则可说明滑动摩擦力的大小与接触面干湿程度有关.序号接触面积S接触面干湿程度摩擦力f/N1小干0.52中干0.53大干0.54大较湿0.65大湿0.8解析：(1)测量力的工具是弹簧测力计其原理是在一定的弹性范围内，弹簧受的拉力越大，弹簧的伸长越长(2)木块在水平面上进行匀速直线运动时，木块受到的拉力和滑动摩擦力才是一对平衡力，大小相
16、等(3)由1、2、3实验记录知，在接触面积干湿程度相同时，改变接触面积大小，滑动摩擦力大小不变所以滑动摩擦力跟接触面积大小无关根据3、4、5的实验记录知，接触面积相同时，接触面越湿，滑动摩擦力越大，所以滑动摩擦力跟接触面干湿情况有关1(多选)关于弹力和摩擦力，下列说法正确的是(BD)A有弹力一定有摩擦力B有摩擦力一定有弹力C摩擦力的大小和弹力大小成正比D弹力的方向一定和摩擦力方向垂直解析：有弹力时若接触面光滑或无相对运动(趋势)，则无摩擦力，而有弹力是有摩擦力的前提条件，故A错误，B正确；静摩擦力的大小与物体所受的其他力有关，滑动摩擦力的大小与弹力大小成正比，故C错；弹力的方向垂直接触面，而摩
17、擦力的方向与接触面相切，因此两个力的方向垂直，故D正确2关于产生摩擦力的条件，下列说法正确的是(C)A相互压紧的粗糙物体之间总有摩擦力存在B相对运动的物体间一定有滑动摩擦力存在C只有相互挤压和有相对运动或相对运动趋势的粗糙物体之间才有摩擦力的作用D只有相互挤压和发生相对运动的物体之间才有摩擦力的作用解析：相互压紧的物体间如果没有相对运动或相对运动趋势，不会存在摩擦力，所以A项错误；但仅有相对运动或相对运动趋势而没有压紧也不会有摩擦力，故B项错误；当物体间既相互压紧又有相对运动或相对运动趋势，但接触面光滑也不会有摩擦力，因此C项正确，而D项错误3中国书法是一种艺术在楷书笔画中，长横的写法要领如下
18、：起笔时一顺，然后向右行笔，收笔时略向右按，再向左上回带某同学在水平桌面上平铺一张白纸，为防止打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住则下列关于从左至右行笔过程中各物体的受力情况说法正确的是(D)A毛笔对纸的压力一定大于毛笔的重力B镇纸受到了向右的静摩擦力C白纸受到了3个摩擦力D桌面受到了向右的静摩擦力解析：提笔写字时，手对毛笔有向上的作用力，则毛笔对纸的压力不一定大于毛笔的重力，选项A错误；镇纸相对白纸无运动趋势，则镇纸不受静摩擦力作用，选项B错误；白纸受到笔向右的滑动摩擦力，同时受到桌面向左的静摩擦力作用，选项C错误；桌面受到了白纸向右的静摩擦力，选项D正确4用手握住瓶子，使瓶子在竖直方向
19、静止，如图所示，如果握力加倍，则关于手对瓶子的摩擦力，下列说法正确的是(B)A握力越大，摩擦力越大B只要瓶子不动，摩擦力大小与握力大小无关C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，手越干越粗糙，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5某同学在探究摩擦力的实验中采用了如图所示的操作，将一个长方体木块放在水平桌面上，然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F，并用另外
20、一个传感器对木块的运动状态进行监测，表中是她记录的实验数据木块的重力为10.00 N，重力加速度g9.80 m/s2，根据表格中的数据回答下列问题(结果保留3位有效数字).实验次数运动状态水平拉力F/N1静止3.622静止4.003匀速4.014匀加速5.015匀加速5.49(1)木块与桌面间的最大静摩擦力Ffm4.01 N；(2)木块与桌面间的动摩擦因数0.401；(3)木块匀加速运动时受到的摩擦力Ff4.01 N.解析：(1)木块匀速运动时的滑动摩擦力为4.01 N，因此最大静摩擦力Ffm一定大于4.01 N.(2)由FfFNmg得：0.401.(3)木块匀加速运动时所受的摩擦力为滑动摩擦
21、力，故Ff4.01 N.学科素养培优精品微课堂思想方法系列(十一)认识摩擦力的几个误区开讲啦 摩擦力是高中物理中的基本性质力之一，是一种重要的力，是相互接触的两个物体发生相对运动或有相对运动的趋势时，在接触面上产生的一种阻碍物体间相对运动或相对运动趋势的力同学们在对摩擦力的认识和理解上，常常存在误区，常见的有以下几种情况1误认为“运动的物体间一定有摩擦力，静止的物体间没有摩擦力”产生以上错误认识的主要原因是没有理解摩擦力的定义从定义可知，产生摩擦力必须同时满足三个条件：接触面粗糙；两物体相互接触且存在弹力；两物体间有相对运动或相对运动的趋势所以，两物体的接触面若是光滑的，则两物体不论怎样运动，
22、都不会有摩擦力存在另外，即使两物体的接触面不光滑，“运动的物体间一定有摩擦力，静止的物体间一定没有摩擦力”的说法也是错误的这是因为没有理解条件“有相对运动或相对运动的趋势”如图所示，A、B两物体叠放在水平地面上，力F作用于B上，则：(1)若物体A、B均静止，则A与B之间没有摩擦力；B与地面间虽然保持相对静止，却有“相对运动的趋势”，故存在与F等大反向的静摩擦力(2)若A与B一起做匀速直线运动，则A、B虽然都是运动的，但A、B之间无“相对运动或相对运动的趋势”，没有摩擦力；B与地面间有“相对运动”，存在滑动摩擦力(3)若在力F作用下，A、B一起做加速运动，则A、B均处于运动状态，且A、B之间有“
23、相对运动的趋势”，存在静摩擦力；B与地面之间有“相对运动”，存在滑动摩擦力2误认为“只有运动的物体才会受到滑动摩擦力”滑动摩擦力产生在两个“相对运动”的物体之间，与物体本身是否运动没有关系虽然常见的滑动摩擦力多发生在运动的物体上，但静止的物体同样会受到滑动摩擦力如图所示，一物体在水平地面上滑行，物体和地面之间发生了“相对运动”，均受到对方对自己的滑动摩擦力作用，物体是运动的，而地面是静止的3误认为“只有静止的物体才会受到静摩擦力”静摩擦力产生在两个有“相对运动趋势”的物体之间，两物体间保持相对静止但两物体可能是静止的，也可能是运动的如图1所示，物体静止在斜面上，物体和斜面间有沿斜面方向的静摩擦
24、力，物体和斜面均处于静止状态如图2所示，一辆小车在平直的路面上运动，车厢中放有一木块，木块相对于车厢静止，当车加速或减速运动时，木块和车厢之间就有沿水平方向的静摩擦力存在，但木块和车厢却都是运动的4误认为“摩擦力的方向总与物体的运动方向相反”摩擦力的方向总是与“相对运动”或“相对运动趋势”的方向相反，与物体的运动方向无关，它与物体的运动方向可能相反，也可能相同如图2所示：(1)当小车加速前进时，若木块相对于车厢静止，木块受到向前的静摩擦力作用；若木块相对于车厢向后滑动，则木块受到向前的滑动摩擦力作用但不管是静摩擦力还是滑动摩擦力，对木块而言，摩擦力的方向均与运动方向相同(2)当小车减速运动时，
25、木块相对于车厢有向前运动的趋势或发生向前的滑动，则木块受到向后的摩擦力，摩擦力的方向与木块的运动方向相反5误认为“摩擦力的方向与物体的运动方向一定在同一直线上”常见的多数摩擦力的方向与物体的运动方向在同一直线上，但不是所有的摩擦力均如此如右图所示，一人站在扶梯上随扶梯斜向上加速上升，人沿扶梯斜向上运动，而人所受的摩擦力却是水平的，与运动方向并不共线故两物体间摩擦力的方向应正确理解为“与两物体的接触面相切，与物体间相对运动或相对运动趋势的方向相反，与物体的运动方向无关”6误认为“摩擦力总是阻力，阻碍物体的运动”摩擦力总是阻碍物体间的“相对运动”或“相对运动趋势”，但不一定阻碍物体的运动它有时是阻力，有时是动力，不可一概而论如图2中：(1)当小车加速前进时，车厢对木块的摩擦力向前，对木块就是动力，使木块前进(2)当小车减速前进时，车厢对木块的摩擦力向后，对木块就是阻力，阻碍木块前进再如，皮带传送机斜向上传送物体时，皮带对物体的摩擦力也是动力，而非阻力