1、第4节摩擦力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3.了解静摩擦力和滑动摩擦力大小的计算4知道动摩擦因数、最大静摩擦力的概念一、摩擦力1概念：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分类：滑动摩擦力和静摩擦力3性质：摩擦力是接触力，属于除重力、弹力之外的另一种性质的力二、滑动摩擦力1定义：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2产生条件(1)两物体相互接触且挤压，即存在弹力；(2)接触面不光滑；(3)两物体间存在相对运动3大小：滑动摩擦力的大小跟压力成正比，即fN，其中N为两接触面间的垂直
2、作用力；为动摩擦因数4方向：与接触面相切，跟物体的相对运动方向相反三、静摩擦力1定义：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的趋势时，在它们的接触面上产生一种阻碍物体间发生相对运动的力2产生条件(1)两物体相互接触且挤压，即存在弹力；(2)接触面不光滑；(3)接触面间有相对运动趋势3大小(1)最大静摩擦力(f静max)：在数值上等于物体将要发生相对运动时的摩擦力(2)静摩擦力的大小范围：在0与f静max之间4方向：沿着接触面，跟物体的相对运动趋势的方向相反甲、乙两位同学做“拔河”游戏，两人分别用伸平的手掌托起一长凳的一端，保持凳子的水平，然后各自向两侧拖拉，如
3、图，若凳子下表面各处的粗糙程度相同，则谁会取胜？若在乙端的凳面上放四块砖，谁会取胜？提示：凳子最终向哪方移动取决于该方的最大静摩擦力是否比另一方大，在粗糙程度相同的情况下，最大静摩擦力的大小取决于正压力的大小，不放砖块时，双方的最大静摩擦力相等，凳子不会移动；放砖块时，乙端的凳面上有四块砖，故乙对凳子的最大静摩擦力要大于甲的，故向乙方向移动，乙获胜对摩擦力中“相对”二字的理解学生用书P471相对运动(相对静止)的理解(1)相对运动(相对静止)是指对于两个物体来说，每个物体相对对方是运动的(或静止的)，即它们以对方为参考系是运动的(或静止的)运动(或静止)是指以其他物体为参考系(研究地面上物体的
4、运动时，通常以地面为参考系)时它们是运动的(或静止的)(2)相对运动趋势，是指想有相对运动，但没有实际的相对运动(但物体对地不一定没有运动)摩擦力的产生条件、摩擦力的方向、摩擦力的效果都与相对运动或相对运动趋势有关，而不是与物体运动有关2摩擦力产生条件与“相对”：摩擦力产生的条件之一是物体之间有相对运动或相对运动的趋势，而不是物体有运动或运动趋势，运动的物体可能不受摩擦力的作用，静止的物体则可能受到摩擦力的作用，物体是否受摩擦力与物体是否运动无关3摩擦力的作用效果与“相对”：摩擦力阻碍的是接触物体之间的相对运动或相对运动的趋势，而不是阻碍物体的运动对于物体的运动来说，摩擦力可以是阻力也可以是动
5、力例如物体在粗糙的地面上滑行时，物体受到的摩擦力对物体来说是阻力，传送带靠摩擦力将物体由低处送到高处时，物体受到的摩擦力对物体来说是动力，切莫认为“摩擦力总是阻力，总是阻碍物体的运动”4摩擦力的方向与“相对”：摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势的方向相反，而不是与运动方向相反摩擦力的方向可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反，摩擦力作动力时，摩擦力与运动方向一般是同向的，摩擦力作阻力时，摩擦力与运动方向一般是反向的摩擦力还可以与物体的运动方向成一定角度，比如加速行驶的火车车厢后壁有一张纸附在上面不下落，它受到向上的静摩擦力以阻止它下滑，但它对地的运动方向是水平向前的可见摩擦力的方向与运动方
6、向间没有必然联系(1)物体运动方向：一般指物体相对地面(以地面为参考系)来描述物体的运动方向(2)相对运动方向：指以其中一个物体为参考系描述另一个物体的运动方向(3)相对运动趋势的方向：以其中一个物体为参考系，另一个物体在某种条件下可能发生相对运动而还没有发生相对运动的情况下列关于摩擦力的说法，正确的是()A相互接触的两物体间一定存在摩擦力B摩擦力总是阻碍物体的运动C相对静止的物体间，也可能存在摩擦力作用D只有静止的物体才受静摩擦力作用，运动的物体不会受静摩擦力作用解析相互接触挤压，接触面粗糙，有相对运动或相对运动的趋势，是摩擦力产生的三个条件，三个条件必须同时满足，才产生摩擦力，A错误；摩擦
7、力的效果总是阻碍物体间的相对运动而不是运动，B错误；相对静止的物体间，也可能存在摩擦力，比如，推地面上的桌子但没推动时，桌子仍受到地面的静摩擦力，C正确；静止的物体和运动的物体都可能受到静摩擦力的作用，比如，静止在传送带上且被传送带送到高处的物体，受到传送带的静摩擦力作用，D错误答案C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，它既可作动力，又可作阻力(3)摩擦力的方向可以与物体的运动方向相反，也可以与运动方向相同 1.(多选)下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中，正确的是()A静摩擦力的方向不一定与物体运动方向相反B静摩
8、擦力的方向不可能与物体运动方向相同C静摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直D静止物体所受静摩擦力一定为零解析：选AC.静摩擦力的方向用物体相对哪个方向有运动趋势较难确定，可利用物体受到的摩擦力产生的效果进行判断静摩擦力的方向是与物体相对运动趋势的方向相反而不是与物体运动方向相反例如依靠静摩擦力而运动的物体，其摩擦力方向与物体运动方向是相同的行驶的车厢后壁有一张纸附在上面不下落，受到向上的静摩擦力，与纸的运动方向垂直，由此可知A、C正确，B、D错误静摩擦力的有无和方向的判断学生用书P481摩擦力种类的判断2判断摩擦力有无的方法(1)条件判定法：两物体接触；接触处有弹力；接触面粗糙(2)假设法：假设
9、两物体间无静摩擦力，看物体是否相对滑动如果物体改变原来的运动状态发生相对滑动，则两物体之间存在静摩擦力如果物体的运动状态不变，不发生相对滑动，则两物体之间不存在静摩擦力3判断静摩擦力方向的四种方法(1)定义法：静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反(2)假设法：若物体的相对运动趋势不易判断，可假设接触面光滑，看物体会怎样相对运动，根据相对运动的方向判断物体间的相对运动趋势的方向，从而判断静摩擦力的方向(3)平衡法：若物体处于平衡状态，根据二力平衡，静摩擦力与物体受到的另一个力大小相等方向相反，从而判断静摩擦力的方向(4)力的相互性法：根据力的相互性，若甲、乙两物体间有摩擦力，并且能判断出甲
10、对乙的摩擦力的方向，则乙对甲的摩擦力的方向与甲对乙的摩擦力的方向相反(1)两个物体之间若存在摩擦力，摩擦力总是成对出现，且方向相反(2)判断摩擦力的方向时，关键是判断受力物体相对于施力物体运动或运动趋势的方向如图所示，A、B、C三个相同的物体叠加在一起，放在水平地面上，B物体虽受水平力F作用，但三个物体都没有运动，试确定A、B、C三个物体分别所受的摩擦力的方向思路点拨 在判断摩擦力是否存在时，一定要利用摩擦力产生的条件，结合物体的状态确定特别是在相对运动趋势难以确定的情况下，更应结合物体的状态利用其满足的力学规律确定解析A与B之间无相对运动趋势，可假设A物体受水平向右的摩擦力，则其受力如图所示
11、，跟物体A接触的物体只有物体B，B最多能对A施加两个力(支持力N和摩擦力f)，由二力平衡条件知：N与G抵消，但没有力与f抵消，而力是改变物体运动状态的原因，物体A在f的作用下，运动状态将发生变化，不能保持静止，这与题意相矛盾，所以假设错误，即物体A不受摩擦力由上述A与B之间没有相对运动趋势，而B受到向右的外力F，因而B物体存在相对C向右的运动趋势，受C给它的摩擦力向左而C有相对B向左的运动趋势，受B给它的摩擦力向右再由二力平衡(水平方向)可知，地面必然给C一向左的摩擦力才能保证C物体静止答案A物体不受摩擦力B物体只受C施加的摩擦力，向左C物体受到B施加的摩擦力，向右，受到地面施加的摩擦力，向左
12、确定摩擦力方向的关键在判断摩擦力方向时，弄清物体相对运动或相对运动趋势的方向是关键相对运动(趋势)是指受力物体相对于相接触的物体的运动(趋势)，而不是相对于地面的运动物体的相对运动并不一定与物体的实际运动(相对地面)方向相同，两者方向可能相同，也可能相反如汽车上的木箱，当汽车突然加速时，箱子相对汽车向后滑动，与实际运动方向相反；汽车急刹车时，木箱相对车向前滑动，与实际运动方向相同牢记：摩擦力的方向与相对运动(趋势)方向相反，而不是与运动方向相反 2.(多选)物体C置于水平地面上，A、B由轻绳通过固定在C上的光滑定滑轮相连，C的上表面水平，连接B的轻绳水平，整个系统处于静止状态，如图所示下列说法
13、正确的是()AB与C之间的接触面一定是粗糙的BB与C之间的接触面可以是光滑的CC与地面之间的接触面一定是粗糙的DC与地面之间的接触面可以是光滑的解析：选AD.B受到C对它向右的静摩擦力作用，故B、C之间一定是粗糙的，A对，B错；整体考虑，系统无运动趋势，C与地面间无摩擦力作用，故不能确定C与地面间粗糙与否，C错，D对 摩擦力大小的计算学生用书P491滑动摩擦力的大小(1)公式：fN.(2)f的大小与N成正比，与物体的运动状态无关(3)动摩擦因数与接触面的粗糙程度和材料有关，与物体间的压力，相对运动的速度及接触面的大小均无关(4)公式fN中的N是物体与接触面间的正压力，不一定等于物体的重力，求N
14、要根据物体受力情况而定2静摩擦力的大小(1)大小：在0与f静max之间(2)与物体所受压力大小无关(3)可由受力情况及二力平衡条件来确定，总等于使物体产生相对运动趋势的外力(4)f静max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(1)计算摩擦力时，应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力(2)静摩擦力用平衡条件计算，其大小只与平行于接触面方向的力有关，与垂直接触面方向的力无关(3)滑动摩擦力用fN计算或用平衡条件计算，其大小只与垂直接触面方向的力有关，与沿接触面方向的力无关 命题视角1摩擦力的计算如图所示，一重为40 N的
15、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(4)若撤去F2，在F1作用下木块向右运动到有三分之一长度探出桌面，求木块受到的摩擦力大小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
16、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)当撤去F1时，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条件知，木块受到静摩擦力大小等于F2，即大小为6 N，方向水平向右(3)当撤掉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(4)若撤去F2，在F1作用下，木块有三分之一探出桌面时，木块与桌面之间的正压力不变，动摩擦因数不变所以木块所受的摩擦力与(3)中情况相同，其大小仍为8 N.答案(1)7 N水平向左(2)6 N水平向右(3)8 N水平向左(4)8 N静摩擦力与滑动摩擦力
17、的判断正确求出摩擦力大小的关键是先明确所求摩擦力为哪种摩擦力，判断思路是：物体间有相对滑动时一定是滑动摩擦力；物体静止或匀速运动时若平行接触面方向的合外力(摩擦力除外)小于最大静摩擦力则为静摩擦力，若平行接触面方向的合外力大于最大静摩擦力则为滑动摩擦力 命题视角2整体法和隔离法在求解摩擦力时的应用如图所示，两块相同的竖直木板A、B间有质量均为m的4块相同的砖块，两侧用大小均为F的力水平压木板使砖块静止不动，则第2、3块砖间的摩擦力的大小为()A0BmgCmg D2mg解析以砖块1、2、3、4整体为研究对象，由于重力作用，整体相对木板有向下运动的趋势，故木板对整体有向上的静摩擦力，根据对称和二力
18、平衡，左右两块木板对整体左右两面有向上的静摩擦力，大小为F1F2且F1F24mg，F12mg.再以砖块1、2为整体，1、2整体受的重力为2mg，左侧木板对砖块1、2向上的静摩擦力F12mg，根据平衡条件知砖块2与砖块3之间的接触面上没有静摩擦力，A正确其受力分析如表所示研究对象整体砖块1、2砖块受力分析依据规律二力平衡力的关系F1F24mgF1F22mgF12mg综合分析砖块2、3之间没有静摩擦力答案A解决连接体问题时，往往先用整体法选取合适的研究对象作为切入点，达到简化解题过程的目的本题应先用“整体法”分析，再用“隔离法”研究2与3间接触面上的摩擦力，必须以2、3砖块的接触面为分界面将砖块隔
19、离，从而使该接触面上的摩擦力转化为外力巧妙使用“整体法”可以简化解题过程，达到事半功倍的效果 3.如图所示，一小孩用80 N的水平力推重力为200 N的木箱，木箱不动；当小孩子用100 N的水平力推木箱，木箱恰好能被推动当木箱被推动之后，小孩只要用90 N的水平推力就可以使木箱沿地面匀速前进，以下是对上述过程作出的计算和判断，其中正确的是()A木箱与地面间的动摩擦因数0.45B木箱与地面间的最大静摩擦力大小为90 NC木箱与地面间的摩擦力大小始终为80 ND木箱与地面间的滑动摩擦力大小为100 N解析：选A.木箱沿地面匀速前进时水平推动为F90 N，由平衡条件得到，滑动摩擦力大小为fF90 N，木箱对地面的压力大小NG200 N，则木箱与地面间的动摩擦因数0.45，故A正确、D错误；当小孩用100 N的水平力推木箱，木箱恰好能被推动，此时木箱受到的地面的静摩擦力达到最大值，大小等于推力，即为100 N，故B错误；当木箱保持静止时，木箱所受的摩擦力随着推力的增大而增大，当木箱滑动后，摩擦力大小不变，故C错误