1、3 摩 擦 力基础认知自主学习一、摩擦力1摩擦力的产生条件：(1)相互接触；(2)相互挤压；(3)接触面_(选填“粗糙”或“光滑”)；(4)_(选填“有相对运动的趋势或有相对运动”“保持静止”或“运动”)。有相对运动的趋势或有相对运动粗糙2摩擦力的类型：请用直线将情境与对应的摩擦力类型连接起来。二、静摩擦力 两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动时，在接触面上产生的阻碍物体间相对运动趋势的力。1方向：沿着接触面，跟_。2大小：请在图中作出木箱所受摩擦力的示意图。物体相对运动趋势的方向相反提示：三、滑动摩擦力1方向：沿着接触面，跟_相反。2大小：_。3动摩擦因数：动摩擦因数是比例常数，关
2、于动摩擦因数的解释符合科学实际的有_。它的数值与相互接触的两个物体的材料有关它的数值与相互接触的两个物体的接触面积有关它的数值与接触面的受力情况有关它的数值与接触面的粗糙程度有关钢冰与木头冰的动摩擦因数相同物体相对运动的方向FFN(1)滑动摩擦力的方向不可能与物体运动方向相同。()(2)滑动摩擦力的大小与物体运动的速度无关，与接触面的面积大小也无关。()(3)运动的物体也可能受到静摩擦力的作用。()能力形成合作探究知识点一 静摩擦力角度 1 静摩擦力的产生和方向1静摩擦力产生的条件：提醒：三个条件必须同时具备，两物体间才能产生静摩擦力。2静摩擦力方向判断：方向：沿着接触面，跟物体的相对运动的趋
3、势方向相反。将货物看成质点，请分析货物所受静摩擦力的方向与其运动趋势方向是否共线，为什么？提示：作出货物所受静摩擦力的示意图，货物运动趋势方向沿斜面向下，静摩擦力的方向沿斜面向上。【典例 1】中国书法是一种艺术。某同学用毛笔练习书法，从笔画“横”开始练习。在楷书笔画中，长横的写法要领如下：起笔时一顿，然后向右行笔，收笔时略向右按，再向左上回带。该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。则下列关于行笔过程中各物体的受力情况的说法正确的是()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【审题
4、关键】序号解题依据信息提取运动方向白纸有相对桌面向右运动的趋势存在摩擦力白纸与桌面之间存在静摩擦力没有相对运动趋势镇纸与白纸之间没有静摩擦力【解析】选 D。收笔时，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；假设白纸上表面光滑，镇纸相对白纸也不会运动，所以镇纸不受静摩擦力作用，选项 B 错误；白纸受到笔的向右的滑动摩擦力，同时受到桌面的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；故选 D。假设法判断静摩擦力方向的步骤(1)选定研究对象(受静摩擦力作用的物体)；(2)选跟研究对象接触的物体为参考系；(3)假设接触面光滑，找出研
5、究对象相对参考系的运动方向(即接触面不光滑，研究对象的相对运动趋势的方向)；(4)静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反。角度 2 静摩擦力大小1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。(3)最大静摩擦力：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。2摩擦力的大小随拉力的变化：将一物块放置于水平桌面上，受水平拉力的作用。逐渐增大拉力的过程中，摩擦力的大小随拉力的变化图像为：如图所示，木块 M 被水平力 F 压在竖直墙壁上，保持静止状态。如果增大 F，静摩擦力将增大吗？提示：
6、如果增大 F，木块与墙之间的最大静摩擦力增大，而受到的静摩擦力不变。【典例 2】如图所示，若小猫沿树匀速上攀和匀速下滑，它所受的摩擦力分别是 F1和 F2，则()AF1 向下，F2 向上，且 F1F2BF1 向下，F2 向上，且 F1F2CF1 向上，F2 向上，且 F1F2DF1 向上，F2 向下，且 F1F2【解析】选 C。由题意可知小猫向上、向下均做匀速运动，且小猫竖直方向上受重力、摩擦力作用，故二力平衡，由重力的大小和方向可推断出摩擦力总是向上的，且大小始终等于小猫的重力，故 C 项正确。1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
7、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】选 C。两个表面粗糙的物体，只要直接接触产生弹性形变，且有相对运动或相对运动趋势，就会产生静摩擦力，故 A 错误；静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势方向相反，故 B 错误，C 正确；对于一个条件确定的接触面而言，静摩擦力的大小是根据平衡条件来确定，是变化的，而最大静摩擦力是一定的，故 D 错误。2如图所示，在两块相同的竖直木板 A、B 间有质量为 m 的 4 块相同的砖。用两个大小均为 F 的力水平压木块，使砖静止不动，则第 2 块砖对第 3 块砖的摩擦力大小为()A0 Bmg2Cm
8、g D2mg【解析】选 A。以四块砖整体为研究对象，受力分析如图所示，则 2Ff4mg，Ff2mg；再以 1、2 两块砖一块分析有，FfF2、32mg，故 F2、30，即 2、3 间摩擦力为零，故 A 项正确。知识点二 滑动摩擦力角度1 滑动摩擦力的产生和方向1滑动摩擦力产生的条件：提醒：三个条件必须同时具备，两物体间才能产生滑动摩擦力。2运动方向和相对运动方向：总结：(1)运动方向一般是指物体相对地面的运动方向。(2)两物体间的相对运动方向总是相反或相对静止。3滑动摩擦力的方向：(1)滑动摩擦力的方向：沿接触面，并与物体相对运动的方向相反。(2)滑动摩擦力的作用效果：阻碍物体间的相对运动。注
9、意是相对运动，而不是阻碍物体的运动，所以滑动摩擦力的方向可能与物体运动方向相同，也可能相反。牙刷、毛刷、黑板擦等都是利用摩擦力进行清洁的例子。用力将牙刷按到一个平面上快速滑动，观察到牙刷的刷毛向哪个方向弯曲？该实验说明摩擦力的方向有什么特点？提示：刷毛向相对运动的反方向弯曲。摩擦力与相对运动方向相反。【典例1】如图所示，汽车B在水平路面上以相对于地面的速度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
10、擦力【解析】选 B。若 v1v2，则 A 相对 B 向右运动，故 B 对 A 施加向左的滑动摩擦力，汽车 B 受到了货物 A 所施加的向右的滑动摩擦力，故 A 错误、B 正确；若 v1v2，则 A 相对 B 向左运动，故 B 对 A 施加向右的滑动摩擦力，汽车 B 受到了货物 A 所施加的向左的滑动摩擦力，故 C、D 错误。判断滑动摩擦力方向的步骤(1)确定发生相对运动的两个物体；(2)将一个物体选作参考系(视作静止)；(3)判断另一个物体的运动方向；(4)根据滑动摩擦力的方向总是跟物体相对运动方向相反，判断滑动摩擦力的方向。角度 2 滑动摩擦力的大小1公式法：根据 FFN 计算。根据物体的受
11、力情况，求出接触面间的压力 FN。根据 FFN 求出滑动摩擦力。2二力平衡法：物体处于平衡状态(匀速直线运动、静止)时，可以根据二力平衡条件求解。如图所示，假设滑雪运动员沿倾角不变的高山向下加速运动，运动员的滑动摩擦力会随速度的变化而变化吗？(物理观念)提示：滑动摩擦力不会随速度的变化而变化。【典例2】如图所示，一张重量为300 N 的书桌放在水平地板上，因装修需要移动其位置，经测量至少要用100 N的水平推力，才能将它推动。移动以后，只要用90 N的水平推力就能使它继续做匀速运动。(1)书桌与地板之间的最大静摩擦力有多大？(2)书桌与地板之间的滑动摩擦力有多大？书桌与地板之间的动摩擦因数为多
12、少？(3)当用120 N的水平推力推书桌，书桌受到的摩擦力有多大？【解析】(1)由于至少要用 100 N 的水平推力，才能推动书桌，所以书桌与地板之间的最大静摩擦力Fmax100 N。(2)只要用 90 N 的水平推力就能使书桌继续做匀速运动，所以书桌与地板之间的滑动摩擦力 Ff90 N由 FfFN,FNG300 N 得，FfFN 90300 0.3(3)由于物体所受到的滑动摩擦力只与压力和动摩擦因数有关，所以当用 120 N 的水平推力推书桌时，它所受到的滑动摩擦力仍为 90 N。答案：(1)100 N(2)90 N 0.3(3)90 N 质量为 3 kg 的木块放在水平地板上，用 F6 N
13、 的水平拉力拉该木块时，木块恰能做匀速直线运动。求(g 取 10 N/kg)：(1)木块与地板间的动摩擦因数；(2)若 F 的大小不变而将方向改为竖直向上作用于该木块上，则此时应加一个多大的水平拉力，才能使该木块保持匀速直线运动状态？【解析】(1)木块匀速运动，则 Ff1F6 N，而 Ff1FN1mg，故 0.2。(2)将 F 方向改为竖直向上后，木块对水平地板的压力 FN2mgF24 N，保持木块匀速运动的拉力：FFf2FN20.224 N4.8 N。答案：(1)0.2(2)4.8 N 【拓展例题】考查内容：摩擦力与图象的结合【典例】如图甲所示，某同学用水平绳拉放在平台上的行李包，一直没有拉
14、动，通过手上的弹簧测力计测出拉力 F 与时间 t 的关系如图乙所示，则行李包与地面的摩擦力的大小对应的关系图是()【解析】选 A。该同学没有拉动行李包，说明行李包与平台间的摩擦力是静摩擦力，此时静摩擦力等于拉力。用手握瓶子，瓶子静止在手中，如图所示。探究：瓶子始终处于竖直方向，手握得越紧，瓶子受到的静摩擦力是否越大？情境模型素养【解析】手握得越紧，手对瓶子的最大静摩擦力越大，而受到的静摩擦力仍不变。答案：见解析 如图所示，重型自动卸货车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度，车厢上的木箱就会自动滑下。探究：(1)木箱下滑前，车厢倾角变大时，木箱所受摩擦力怎样变化？(2)木箱下滑时，车厢倾角变大时
15、，木箱所受摩擦力怎样变化？【解析】(1)下滑前，木箱处于静止，即平衡状态，则有：mg sin Ff，当 增大时，Ff 增大(2)下滑时，木箱受到的是滑动摩擦力，根据 FfFN，而 FNmg cos，当 增大时，FN 逐渐减小，则滑动摩擦力减小。答案：见解析学情诊断课堂测评1(多选)关于摩擦力，下列说法正确的是()A无论是静摩擦力还是滑动摩擦力，均跟正压力有关B静摩擦力跟平行于接触面的外力大小有关C正压力增大，静摩擦力有可能不变D静摩擦力的大小跟接触面粗糙程度有关【解析】选 B、C。只有滑动摩擦力的大小才与压力成正比，故 A 错误；由平衡条件可知，静摩擦力跟平行于接触面的外力大小有关，故 B 正
16、确；物体间的压力增大时，静摩擦力有可能不变，比如：被压在竖直面的物体，故 C 正确；滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，静摩擦力的大小与接触面的粗糙程度无关，故 D 错误。故选项 B、C 正确。2.(2021厦门高一检测)如图所示，C 是水平地面，A、B 是两个长方体物块，F 是作用在物块 A 上沿水平向左的力，而 A、B 两个长方体物块均保持静止，假设 A、B 间的动摩擦因数为1，B、C间的动摩擦因数为2，则针对此情况以下说法中正确的是()AB 给 A 施加的摩擦力水平向右BA、B 间不存在摩擦力作用CB 受到水平地面 C 所施加的摩擦力，其方向水平向左D可能存在 10，20 这种情况【
17、解析】选 A。对 A 进行受力分析，A 要保持静止，B 给 A 施加的摩擦力与拉力 F平衡，故 B 给 A 施加的摩擦力水平向右，A 正确，B 错误；对 B 进行受力分析，根据力的相互性，A 给 B 施加的摩擦力水平向左，B 要保持静止，水平地面 C 给 B 施加的摩擦力水平向右，C 错误；因 B 给 A 的摩擦力水平向右，且 B 必然受到水平地面 C 所施加的摩擦力，所以，10，20，D 错误。【加固训练】水平地面上有一个质量为 20 kg 的物体，物体与地面间的动摩擦因数为 0.2，设物体最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当用 20 N 的水平力推此物体时，物体受到的摩擦力大小为()A20 N
18、B16 N C0 N D40 N【解析】选 A。物体受到的最大静摩擦力：FfmaxFN0.2200 N40 N。当 F20 NFfmax 时为静摩擦力 FfF20 N。故选 A。3.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 F0.6 N 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()A0.1 B0.15C0.2 D0.3【解析】选 B。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，由将纸匀速拉出可知该纸受力平衡，由平衡条件可得：F2Ff2FN，代入数据可解得 0.15，故 B 项正确。4如图所示
19、，质量为 m 的长方体物体放在水平放置的钢板 C 上，物体与钢板间的动摩擦因数为，由于光滑导槽 A、B 的控制，该物体只能沿水平导槽运动。现使钢板以速度 v 向右运动，同时用力 F 沿导槽方向拉动物体使其以速度 v1(v1 的方向与 v 的方向垂直)沿导槽运动，则 F 的大小()A.等于 mg B大于 mgC小于 mgD不能确定【解析】选 C。滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反，物体相对钢板是斜向左下方运动，对长方体物体在水平方向进行受力分析如图所示。由图可得，F 的大小小于滑动摩擦力，选项 A、B、D 错误，C 正确。5.如图所示，一重为 G40 N 的木块原来静止在水平桌面上，某
20、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 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，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 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，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
