1、第3节摩擦力1.两个相互接触并互相挤压的物体发生相对运动或具有相对运动的趋势时，在接触面上产生的阻碍相对运动或相对运动趋势的力叫做摩擦力。2摩擦力包括静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。3摩擦力产生的条件：(1)接触面粗糙；(2)两个物体之间有弹力；(3)有相对运动或相对运动趋势。这三个条件缺一不可，必须同时满足才能产生摩擦力。4滑动摩擦力的大小：FFN。5静摩擦力的大小范围：0FFmax。静摩擦力与正压力无关，最大静摩擦力FmaxFN。 一、静摩擦力1定义两个只有相对运动趋势，而没有相对运动的物体之间产生的摩擦力。2大小范围为0FFmax，Fmax为最大静摩擦力。3方向沿着接触面并且跟物体的相
2、对运动趋势的方向相反。4作用效果总是阻碍物体间的相对运动趋势。二、滑动摩擦力1定义当一个物体在另一个物体表面滑动的时候，会受到另一个物体阻碍它滑动的力。2大小FFN，FN为压力，为动摩擦因数。3方向沿着接触面，并且跟物体的相对运动的方向相反。4作用效果总是阻碍物体间的相对运动。1自主思考判一判(1)静摩擦力就是静止物体受到的摩擦力。()(2)静摩擦力方向一定与物体的运动方向相反。()(3)静摩擦力的大小与正压力成正比。()(4)摩擦力一定是阻力。()(5)接触面间有摩擦力，一定存在弹力。()(6)滑动摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反。()2合作探究议一议(1)受滑动摩擦力的物体一定是运动的
3、吗？提示：不一定。滑动摩擦力存在于发生相对运动的两个物体之间，但并不意味着这两个物体相对于其他物体都是运动的，即受到滑动摩擦力作用的物体不一定运动。(2)在学习静摩擦力时，有的同学认为只有静止的物体才受到静摩擦力的作用，你认为是这样吗？提示：该观点是错误的，静摩擦力存在于相对静止的物体之间，两物体相对静止，它们之间有相对运动趋势时就会有静摩擦力的作用，运动的物体也可以受到静摩擦力的作用。例如：手拿一只瓶子沿水平方向匀速运动，瓶子受到重力和一个竖直向上的静摩擦力作用。(3)摩擦力的方向一定与运动方向相反吗？摩擦力一定阻碍物体的运动吗？提示：摩擦力的方向与相对运动方向相反，但可能和运动方向相反，也
4、可能和运动方向相同，可以作为阻力，也可以作为动力。例如：传送带运送物体时摩擦力和运动方向相同，在运送过程中摩擦力是动力。 静摩擦力的有无及方向判断1静摩擦力的产生条件两物体缺一不可2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。3静摩擦力的方向(1)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。如图331甲所示，静止在斜面上的物体m有沿斜面下滑的趋势，所以物体受到沿斜面向上的静摩擦力。图331(2)静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，也可与运动方向不在一条直线上，如手握瓶子在水平方向上运动，此时静摩擦力的方向竖直向上，与运
5、动方向是垂直的。又如图331乙所示，用力F拉水平地面上的物体A，A与物体B保持相对静止做加速运动。可假设A、B间无摩擦力，则A做加速运动时，B不可能随A一起运动，故A、B间有摩擦力，而B相对A有向后运动的趋势，所以B受到方向与运动方向相同的静摩擦力作用。典例如图332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()图332AA、B之间无摩擦力BA受到B的摩擦力水平向左CB受到A的摩擦力水平向左D地面对B的摩擦力为静摩擦力，水平向右思路点拨解析对A物体，由于A匀速运动，由水平方向二力平衡可知，B对A的摩擦力必与F等值反向，故选项A、B错误；
6、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C(1)采用假设法判断摩擦力是否存在的关键是假设接触面光滑，然后分析研究对象的运动情况。(2)对于相对复杂的题目，一般先分析受力简单的物体，再根据力的相互性分析与其接触物体的受力情况。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
7、定值解析：选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。2. (多选)如图333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()图333AA、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：选ADA、B之间无相对运动或相对运动的趋势，所以A、
8、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。3.如图334所示，水平地面上堆放着原木。关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是()图334AM处受到的支持力竖直向上BN处受到的支持力竖直向上CM处受到的静摩擦力沿MN方向DN处受到的静摩擦力沿水平方向解析：选AM处支持力方向垂直于地面，因此竖直向上，A项正确；N处的支持力方向垂直于原木P，因此B项错误；M处受到的静摩擦力方向平行于地面，C项错误；N处受到的静摩擦力方向平行于原木P，D项错误。静摩擦力大小的计算典例如图335所示
9、，A、B两物体重力都等于10 N，各接触面间动摩擦因数都等于0.3，F11 N和F22 N的两个水平力分别作用在A和B上，A、B均静止，则A受的摩擦力和地面对B的摩擦力大小分别为()图335A3 N,6 NB1 N,2 NC1 N,1 N D0 N,1 N思路点拨(1)A、B均静止，故A、B间存在静摩擦力，可对A受力分析进行判断。(2)B与地面相对静止，B与地面存在静摩擦力，可对AB整体受力分析进行判断。解析因两个物体都处于静止状态，故所受的摩擦力均为静摩擦力；对物体A受力分析可知：F1fA1 N；对AB的整体，由平衡条件可知：F2F1fB，解得fB1 N，故选项C正确。答案C(1)静摩擦力的
10、大小计算没有公式可用，通常要进行受力分析来确定研究对象的运动状态，若为二力平衡，则由平衡条件求解；若为其他状态，则由其他力学方法(以后学习)求解。(2)最大静摩擦力与物体间正压力成正比，其值略大于同等压力下的滑动摩擦力，通常情况下可认为二者相等。1(多选)人握住旗杆匀速竖直向上爬，则下列说法正确的是()A人受的摩擦力的方向是向上的B人受的摩擦力的方向是向下的C人握旗杆用力越大，人受的摩擦力也越大D人握旗杆用力越大，并不会使人受的摩擦力也增大解析：选AD人握住旗杆匀速上爬时，人相对于旗杆有向下滑的趋势，受到旗杆的静摩擦力方向向上，故A正确，B错误；人竖直方向受到重力和摩擦力，由平衡条件分析得知，
11、人受的摩擦力等于人的重力，保持不变，所以人握旗杆用力越大，并不会使人受的摩擦力增大，故C错误、D正确。2.如图336所示，用水平作用力F把物体压在竖直墙面上，物体始终处于静止状态，则物体所受的摩擦力的大小()图336A随F的增大而增大B随F的减小而减小C等于重力的大小D可能大于重力解析：选C物体处于静止状态，所受的力一定是平衡力。在水平方向上受到推力F和墙壁对它的向左的推力，这两个力是一对平衡力；物体在竖直方向上受到重力的作用没有掉下来，是由于墙壁给它施加了一个向上的摩擦力。由于其静止，所以摩擦力与重力是一对平衡力，由于重力不变，所以摩擦力也不变，始终等于其重力，故C正确，A、B、D错误。3(
12、多选)有三个相同的物体叠放在一起，置于粗糙水平地面上，物体之间不光滑，如图337所示。现用一水平力F作用在乙物体上，物体仍保持静止，下列说法正确的是()图337A丙受到地面的摩擦力大小为F，方向水平向左B甲受到水平向右的摩擦力作用C乙对丙的摩擦力大小为F，方向水平向右D丙对乙的摩擦力大小为F，方向水平向右解析：选AC对于选项A，以甲、乙、丙三者整体为研究对象，此整体在水平方向上受平衡力的作用，因此丙受到地面的摩擦力大小等于拉力F，方向水平向左，选项A正确；对于选项B，以甲为研究对象，甲不受摩擦力，选项B错误；对于选项C，乙对丙的摩擦力与丙对乙的摩擦力大小相等、方向相反，由此可知，乙对丙摩擦力的
13、大小等于F，方向水平向右，故选项C正确，选项D错误。滑动摩擦力的大小计算及方向判断1滑动摩擦力的产生条件两物体缺一不可2滑动摩擦力大小的计算(1)公式法：根据FFN计算。(2)二力平衡法：物体做匀速直线运动时，可以根据二力平衡求解。特别提醒(1)公式中FN指两物体接触面间的压力，其大小不一定等于物体的重力。(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度、接触面积的大小均无关。(3)动摩擦因数取决于物体的材料、接触面的粗糙程度。3滑动摩擦力的方向滑动摩擦力的方向总是跟两物体的接触面相切并且跟它们相对运动的方向相反。特别提醒(1)与“相对运动的方向相反”并不是与“运动方向相反”。(2)滑动摩擦力的作用总是
14、阻碍物体的相对运动，而不是阻碍物体的运动。例如：如图338所示，物体A、B都向右运动，速度分别为vA1 m/s，vB2 m/s。则A受到B向右的滑动摩擦力F1，是动力；B受到A向左的滑动摩擦力F2，是阻力。图3384滑动摩擦力方向的判断(1)确定研究对象；(2)选取与研究对象接触的物体为参考系；(3)判断研究对象相对于参考系的运动方向，即相对运动方向；(4)滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反。典例(多选)如图339所示，重力G20 N的物体，在动摩擦因数为0.2的水平面上向左运动，同时受到大小为5 N，方向向右的水平力F的作用，则()图339A物体所受摩擦力大小是4 N，方向水平向右B物体所
15、受摩擦力大小是5 N，方向水平向左C在运动过程中，若撤去F时，摩擦力仍不变D在运动过程中，若撤去F时，则摩擦力变为0 N解析物体所受摩擦力大小是Ffmg0.220 N4 N，方向水平向右，选项A正确，B错误；在运动过程中，若撤去F时，则物体向左减速运动，摩擦力仍不变，选项C正确，D错误。答案AC(1)在求解摩擦力大小时，一定要分清是求静摩擦力还是求滑动摩擦力。FFN只适用于滑动摩擦力的计算，静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定。(2)公式FFN中的FN是物体接触面之间的正压力，不一定等于物体的重力G。要根据物体的受力来确定。1关于摩擦力下列说法正确的是()A滑动摩擦力的方向与物
16、体相对运动方向相反B静止的物体不可能受到滑动摩擦力C滑动摩擦力一定是阻力D静摩擦力不可能是动力解析：选A滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，故A正确；静止的物体也可受到滑动摩擦力，如地面上有物体在滑动时，地面会受到滑动摩擦力，故B错误；摩擦力可以是动力也可以是阻力，故C、D错误。2.如图3310所示，一个质量为m的物体A，向其施加一个水平方向的力F，使A沿竖直墙壁匀速下滑，若物体A与墙面间的动摩擦因数为，那么A物体与墙面间的摩擦力为()图3310AFfmg向上BFfmg向下CFfF向下DFfF向上解析：选D由于物体匀速下滑，因此在竖直方向上合外力为零，所以有：mgFf。根据滑动摩擦力的大小
17、有：FfFN，FNF，因此FfF，所以A、B、C错误，D正确。3水平桌面上有一个重200 N的物体，与桌面间的动摩擦因数为0.2，当依次用15 N、30 N、80 N的水平力拉此物体时，物体受到的摩擦力依次为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()A15 N、30 N、40 NB15 N、30 N、80 NC0、0、40 ND15 N、40 N、40 N解析：选A物体运动时的滑动摩擦力为Ff FN40 N，所以依次用15 N、30 N的力拉物体时，物体静止不动，受到的是静摩擦力，处于静止状态，合力为零，受到的静摩擦力大小等于拉力，而当用80 N的力拉时，物体开始运动，受到的是滑动摩擦力，大小为40
18、 N，所以依次是15 N、30 N、40 N，A正确。 1下列关于摩擦力的说法，正确的是()A摩擦力的大小一定与正压力成正比B摩擦力的方向一定与物体运动方向相反C摩擦力一定是阻力D只有相互挤压和发生相对运动或有相对运动趋势的粗糙物体之间才有摩擦力的作用解析：选D静摩擦力的大小与正压力无关，选项A错误；摩擦力的方向一定与物体相对运动方向或者相对运动趋势的方向相反，选项B错误；摩擦力可能是阻力，也可能是动力，选项C错误；只有相互挤压和发生相对运动或有相对运动趋势的粗糙物体之间才有摩擦力的作用，故D正确。2(多选)下列说法中正确的是()A有弹力不一定有摩擦力，有摩擦力必定有弹力B摩擦力的方向一定沿接
19、触面的切线方向C摩擦力的大小一定与物体所受的重力大小成正比D摩擦力的方向总是与运动方向相反，起阻碍物体运动的作用解析：选AB产生摩擦力的条件是存在弹力并且有相对运动或者相对运动趋势，有摩擦力一定有弹力，但是有弹力不一定有摩擦力，因为两者之间可能没有相对运动或者相对运动趋势，A正确；摩擦力的方向一定沿接触面的切线方向，B正确；静摩擦力与重力无关，滑动摩擦力与两物体接触面间的正压力有关，C错误；摩擦力方向总是与相对运动方向或者相对运动趋势方向相反，与物体运动方向无关，D错误。3自行车是很普及的代步工具，不论它的品牌如何，从自行车的结构和使用上来看，它涉及许多物理知识，下列对其认识错误的是()A自行
20、车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车处均刻有花纹，并且都使用动摩擦因数大的材料，增大了摩擦力B车轴处经常涂一些润滑油，以减小接触面粗糙程度来减小摩擦力C车轴处一般有滚珠，变滚动摩擦为滑动摩擦来减小摩擦力D刹车时，用力捏紧车闸，以增大刹车块与车圈之间的压力，从而增大摩擦力解析：选C自行车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车处均刻有花纹，并且都使用动摩擦因数大的材料，增大了摩擦力，选项A正确；车轴处经常涂一些润滑油，以减小接触面粗糙程度来减小摩擦力，选项B正确；车轴处一般有滚珠，变滑动摩擦为滚动摩擦来减小摩擦力，选项C错误；刹车时，用力捏紧车闸，以增大刹车块与车圈之间的压力，从而增大摩擦力，选项D正确。故认识错
21、误的是C。4质量为5.0 kg的冰块以1.0 m/s的初速度在水平面上滑行，已知冰块与水平面间的动摩擦因数为0.02。取g10 m/s2。则冰块在运动过程中受到的摩擦力大小为()A50 NB0.1 NC5.0 N D1.0 N解析：选D由滑动摩擦力FfFN得：Ffmg1 N，D对。5.如图1所示，在粗糙水平面上放置有一竖直截面为平行四边形的木块，图中木块倾角为，木块与水平面间动摩擦因数为，木块重为G，现用一水平恒力F推木块，使木块由静止向左运动，则物体所受地面摩擦力大小为 ()图1AFfF BFfCFfmg DFf(mgsin Fcos )解析：选C木块相对水平面发生滑动，即木块与水平面之间的
22、摩擦力为滑动摩擦力，根据受力分析可得两者之间的正压力为mg，所以木块受到的摩擦力大小为Ffmg，C正确。6. (多选)用手握住一个盛有一部分油的油瓶，油瓶始终静止处于竖直方向，如图2所示，下列说法中正确的是()图2A瓶中油越多，手必须握得越紧B手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大C不管手握得多紧，油瓶受到的摩擦力总是一定的D摩擦力的大小等于油瓶与油的总重力的大小解析：选ACD手握住油瓶，油瓶不掉落下来，表明手对油瓶竖直向上的静摩擦力跟油瓶重力平衡，油瓶越重，它受到的静摩擦力越大，如果手握得不够紧，正压力不够大，最大静摩擦力小于油瓶与油的总重力，油瓶就会掉下来，手握得越紧，手与瓶间的压力越大，最大静
23、摩擦力也越大，只要最大静摩擦力大于油瓶与油的总重力，油瓶受到的静摩擦力就与油瓶和油的总重力平衡，可见选项B错误，A、C、D正确。7.为了测定木块和竖直墙壁之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验：用一根弹簧将木块压在墙上，同时在木块下方有一个拉力F2作用，使木块恰好匀速向下运动，如图3所示。现分别测出了弹簧的弹力F1、拉力F2和木块的重力G，则动摩擦因数应等于()图3A. B.C. D.解析：选A木块对墙面的压力为F1，对木块受力分析，发现墙对木块的摩擦力为F2G，故动摩擦因数应等于，选项A正确。8三个质量相同的物体，与水平桌面的动摩擦因数相同，由于所受水平拉力不同，A做匀速运动，B做加速运动，
24、C做减速运动，那么它们受到的摩擦力大小关系应是()AFBFAFC BFAFBFCCFBFAFC D不能比较大小解析：选C由FFN知F的大小只与和FN有关，与物体的运动状态无关，由于该题中FN与重力G大小相等，故F相同，C正确。9木块A、B分别重50 N和30 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2，与A、B相连接的轻弹簧被压缩了5 cm，系统置于水平地面上静止不动。已知弹簧的劲度系数为100 N/m。用F1 N的水平力向右推A，如图4所示，力F作用后()图4A木块A所受摩擦力大小是4 N，方向向右B木块A所受摩擦力大小是9 N，方向向右C木块B所受摩擦力大小是4 N，方向向左D木块B所受
25、摩擦力大小是6 N，方向向左解析：选A刚开始轻弹簧被压缩了5 cm时，弹力大小为Fkx5 N，此时系统静止，所以用1 N的力向右推A，A不会发生滑动，即仍处于静止状态，所以木块A所受摩擦力大小是4 N，方向向右。B受到弹簧的弹力和静摩擦力作用，所以木块B所受摩擦力大小是5 N，方向向左，故A正确。10如图5所示，有黑白两条毛巾交替折叠地放在地面上，白毛巾的中部用线与墙壁连接着，黑毛巾的中部用线拉住，设线均呈水平。欲将黑白毛巾分离开来，设每条毛巾的质量均为m，毛巾之间及其跟地面间的动摩擦因数均为，则将黑毛巾匀速拉出需用的水平拉力为()图5Amg B2mgC5mg D6mg解析：选C根据受力平衡，
26、黑毛巾有四个面受到摩擦力，平衡时Ff1f2f3f4mg2mg3mg4mg5mg，故选C。11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相等。现给物体一水平拉力，(g取10 m/s2)问：(1)当拉力大小为5 N时，地面对物体的摩擦力是多大？(2)当拉力大小为12 N时，地面对物体的摩擦力是多大？(3)此后若将拉力减小为5 N(物体仍在滑动)，地面对物体的摩擦力是多大？(4)若撤去拉力，在物体继续滑动的过程中，地面对物体的摩擦力是多大？解析：物体所受滑动摩擦力(最大静摩擦力Fmax)大小为FFNmg0.5210 N10 N。(1)当拉力F1
27、5 N时，F1Fmax，物体要滑动，F滑F10 N。(3)当拉力从12 N减小为5 N时，物体仍在滑动，故F滑F10 N。(4)当拉力撤去后，由于继续滑动，物体仍受滑动摩擦力作用，F滑F10 N。答案：(1)5 N(2)10 N(3)10 N(4)10 N12.如图6所示，一个M2 kg的物体放在与其动摩擦因数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，g10 N/kg，求在以下情况中，M受到的摩擦力的大小。图6(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 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Ff1m0g1 N；(2)在M上再放一个M3 kg的物体，M仍静止，故受静摩擦力Ff2Ff1m0g1 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Ff4FNMg4 N。答案：(1)1 N(2)1 N(3)4.3 N(4)4 N
