1、33 摩擦力目标导航1.知道滑动摩擦力产生的条件，会判断滑动摩擦力的方向(重点)2知道滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,知道滑动摩擦力跟正压力成正比(重点)3知道静摩擦力产生的条件，会判断静摩擦力的方向，知道最大静摩擦力的概念(难点)新知初探自学导引 一、滑动摩擦力 1定义：当一个物体跟另一个物体有相对滑动时，在它们的接触面上产生的摩擦力，叫做滑动摩擦力 2大小：f_.其中为动摩擦因数，没有单位；的大小跟相互接触的两物体的材料性质、表面状况有关N是指接触面间的压力大小 3方向：与接触面相切，与物体_运动的方向相反N相对想一想1滑动摩擦力的方向和物体运动方向相反吗？滑动摩擦力总是阻力吗？提示：滑动
2、摩擦力的方向与相对运动方向相反，不一定和物体的运动方向相反滑动摩擦力可以是动力也可以是阻力二、静摩擦力 1 定 义：物 理 学 中，把 这 种 物 体 间 有_时产生的摩擦力叫做静摩擦力 2方向：跟物体_的方向相反 3大小：大小随外力的变化而变化，由外部因素决定静摩擦力所达到的最大值fmax叫做_故静摩擦力大小的取值范围是：_.相对滑动趋势相对滑动趋势最大静摩擦力0ffm想一想2跑步时，脚受到的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力？方向如何？提示：跑步时，脚和地面接触的时间内，脚并没有和地面发生相对运动，因此脚受到的摩擦力为静摩擦力，方向和人的运动方向相同要点探究讲练互动 要点一 对摩擦力及产生条件
3、的理解 学案导引 1滑动摩擦力与静摩擦力产生条件有何不同？2受静摩擦力的物体一定静止吗？静摩擦力一定是阻力吗？静摩擦力 滑动摩擦力 产生条件 两物体之间有弹力 接触面粗糙 有相对运动趋势 两物体之间有弹力 接触面粗糙 有相对运动“相对”的含义 物体可以是运动的,但两物体相对静止且一定有相对运动趋势 其中一个物体可以静止，但两物体间有相对运动 静摩擦力 滑动摩擦力 作用效果 阻碍物体间的相对运动趋势 阻碍物体间的相对运动 方向 跟接触面相切并与物体相对运动趋势的方向相反,与物体的运动方向无关 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 特别提醒：(1)静止的物体可能受到滑
4、动摩擦力，运动的物体可能受到静摩擦力(2)摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同,也可以与物体的运动方向相反(3)摩擦力可以是阻力也可以是动力关于摩擦力，下列说法正确的是()A只要两个物体接触且有相对运动，这两个物体之间就一定有摩擦力 B摩擦力的方向一定与物体运动的方向相反 C静止的物体一定受到静摩擦力，运动的物体一定受到滑动摩擦力 D摩擦力一定阻碍物体的相对运动或相对运动趋势例1【思路点拨】根据产生摩擦力的三个条件,和摩擦力的方向及作用效果进行判定【精讲精析】产生摩擦力的条件是：两物体相互接触且有弹力，接触面粗糙，有相对运动或相对运动趋势，三者缺一不可，A错误；摩擦力的方向与物体相对运动(或相
5、对运动趋势)的方向相反，故摩擦力一定阻碍物体的相对运动或相对运动趋势,B错误、D正确;静止的物体只要和相互接触的物体间存在相对运动，可能受滑动摩擦力作用，运动的物体只要和相互接触的物体间存在相对运动的趋势，也可能受到静摩擦力作用，C错误【答案】D【规律总结】不能习惯认为静止物体受到静摩擦力，运动物体受到滑动摩擦力摩擦力产生于相对运动或相对运动趋势的物体之间，故静止的物体可能受滑动摩擦力，运动的物体也可能受静摩擦力变式训练1关于摩擦力，下列说法正确的是()A两个物体之间的静摩擦力总是一个定值 B摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同或相反 C静摩擦力可以是动力，也可以是阻力，滑动摩擦力一定是阻力
6、D运动的物体可以受静摩擦力作用，静止的物体也可以受滑动摩擦力作用解析：选BD.物体之间的静摩擦力随着外力的变化而变化，并不是一个定值，选项A错误；滑动摩擦力可以与运动方向同向，也可以反向，比如，子弹打进放在光滑地面上的木块的过程中，木块受到的摩擦力与木块的运动方向相同，而子弹受到的摩擦力与子弹的运动方向相反静摩擦力也是如此，比如传送带将物体匀速运到高处，物体受到的静摩擦力的方向与运动方向相同，而皮带受到的静摩擦力方向与运动方向相反，选项B正确；当摩擦力方向与运动方向相同时，摩擦力就充当动力，当摩擦力方向与运动方向相反时，摩擦力就充当阻力，选项C错误；运动的物体可以受静摩擦力的作用，如传送带向上
7、运送物体，物体与传送带间的摩擦力为静摩擦力静止的物体也可以受滑动摩擦力作用，如物体在桌面上滑动时，桌面受的摩擦力就是滑动摩擦力，故选项D正确要点二 静摩擦力有无及方向的判定 学案导引 1相对静止的物体可能受静摩擦力吗？2静摩擦力的方向一定和物体的运动方向相反吗？1.静摩擦力有无的判断(1)条件判断法：接触面之间有压力、粗糙且有相对运动趋势(2)假设法：假设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，则两物体之间存在静摩擦力 如果物体的运动状态不变，则两物体之间不存在静摩擦力2静摩擦力方向的判定方法 思路 例证 由相对运动趋势直接判断 如果物体相对运动趋势方向很明显,就可
8、据“与相对运动趋势方向相反”直接判断 如站在公共汽车上的人，当人随车一起起动(即做加速运动)时，判断人受到的摩擦力方向 分析：人相对于车有向后的运动趋势,所以车给人向前的静摩擦力作用；此时人随车向前运动，人脚受静摩擦力方向与运动方向相同 方法 思路 例证 用假设法判断 所谓假设法就是先假设接触面光滑，再以施力物体为参考系，分析研究对象的相对运动的方向，从而确定相对运动趋势的方向，进而依据“与相对运动趋势方向相反”进行判断,假设法的特点是“化静为动”物体M在外力F的作用下静止在墙上,判断静摩擦力的方向 分析：假设墙面光滑，则物体相对墙面向下运动，所以物体静止时其相对运动趋势沿墙面向下，所以静摩擦
9、力方向沿墙面向上 方法 思路 例证 根据平衡条件进行 判断 若物体处于平衡状态,则根据平衡条件确定静摩擦力方向 如图所示，物块A、B叠放在一起，在外力F的作用下，A、B一起做匀速直线运动，判断B对A的摩擦力的方向 分析：隔离物块A，A做匀速直线运动，其受外力向右，根据平衡条件，A必受一方向水平向左的力与F平衡,所以B对A的静摩擦力水平向左 如图所示，用力F去拉叠放在一起的两物体A、B，但没有拉动，两物体仍然保持静止状态，则()例2AB物体受到A物体的静摩擦力的作用，方向与F方向相同 BB物体受到A物体的静摩擦力的作用，方向与F方向相反 CA物体受到地面的静摩擦力作用，方向与F方向相同 DA物体
10、受到地面的静摩擦力作用，方向与F方向相反【思路点拨】解此题关键有两点：(1)两物体之间是否有静摩擦力产生，关键是看两个接触的物体之间是否同时有挤压和相对运动趋势(2)要确定静摩擦力的方向，必须明确两物体间相对运动趋势的方向【精讲精析】(1)以B为研究对象，分析A对B的静摩擦力 (2)以A为研究对象，分析地面对A的静摩擦力【答案】D【规律方法】假设法是判断物体间有无静摩擦力的有效方法在假设物体间接触面光滑的情况下，若物体间不发生相对运动，则无相对运动趋势，也就不存在静摩擦力；若发生相对运动，则有相对运动趋势，也就说明存在静摩擦力互动探究若上题中力F作用在B上且两物块仍静止，试分析A、B受摩擦力情
11、况解析：对于B物块，假设A、B之间接触面光滑，在力F作用下，不可能保持静止状态,将会向左运动，故B相对A有向左运动的趋势，所以物块B受到物块A对它向右的静摩擦力作用对于A物块，由于A给B一个向右的静摩擦力作用，根据力的相互性，B物块将给A物块一个向左的静摩擦力作用假设A与地面间光滑，A物块将在此静摩擦力作用下向左运动而不可能处于静止状态，因此A物块受到地面对它向右的静摩擦力作用综上分析，B物块受到A物块对它向右的静摩擦力作用，A物块受到B物块和地面对它的两个静摩擦力作用 答案：见解析要点三 摩擦力大小的计算学案导引1在水平面上运动的物体所受的滑动摩擦力与重力成正比吗？2由公式 fN可知，动摩擦
12、因数 与滑动摩擦力 f 成正比，这种说法对吗？3静摩擦力的大小与什么因素有关滑动摩擦力 公式法fN N是两个物体之间的压力，称为正压力(垂直于接触面的力)，它不是物体的重力许多情况下要结合物体的平衡条件等加以确定 式中的是动摩擦因数，大小与相互接触的两个物体的材料特性与表面状况有关，与接触面的大小无关,滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面的大小也无关 二力平衡法 物体处于平衡状态(匀速直线运动、静止)时，根据二力平衡条件求解 静摩擦力 大小：0ffmax，可由受力情况及二力平衡的条件来确定，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，fmax为最大静摩擦力，大小等于物体刚
13、要运动时所需要的沿相对运动趋势方向的外力，其值略大于滑动摩擦力，一般认为两者相等 特别提醒：(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用20 N的水平力在水平地面上拉重60 N的物体时，物体恰能被拉动；物体运动后只需18 N的拉力即可使物体做匀速直线运动该物体静止在水平地面上，若用15 N的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为_；若用30 N的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为_；物体与地面
14、间的动摩擦因数为_例3【思路点拨】解答本题时按以下思路分析：【精讲精析】水平力为20 N时恰能拉动，说明最大静摩擦力fmax20 N若用F115 N的力拉物体，由于F1fmax，物体受滑动摩擦力，大小为 f 滑18 N又由 f 滑N 得 f滑N18 N60 N0.3.【答案】15 N 18 N 0.3变式训练2重100 N的物体放在水平地面上，它与水平地面间的动摩擦因数为0.25，最大静摩擦力为30 N今用一水平拉力F作用于木块，当F的大小由8 N增大到28 N的时刻，地面对物体的摩擦力大小为_；当F大小由35 N减小到28 N的时刻，地面对物体的摩擦力大小为_解析：当F的大小由8 N增大到2
15、8 N时，拉力大小还小于最大静摩擦力，故物体仍静止不动，摩擦力为静摩擦力，由二力平衡可知，此时的静摩擦力大小为28 N；当F大小为35 N时，拉力大于最大静摩擦力，故物体做加速运动，当F减小到28 N时，物体仍是运动的，此时物体受得摩擦力为滑动摩擦力由fNG可知f0.25100 N25 N.答案：28 N 25 N热点示例创新拓展 动摩擦因数的测量 经典案例(10分)测量物体间动摩擦因数的方法很多，现提供长木板、滑块、弹簧测力计等器材，供选用的装置如图甲、乙所示(1)请分析说明最好选用哪个图示装置进行实验，并根据选用的图示装置写出简单的实验步骤和动摩擦因数的表达式(2)若要测量纸与木板之间的动
16、摩擦因数，应如何改进？【审题指导】实验的设计和操作都要把握住“弹簧弹力”的大小等于A、B间摩擦力的前提，以后利用fN计算.【解题样板】(1)选图甲所示实验装置进行实验较好原因是：如果用图乙所示装置进行实验，必须匀速拉动弹簧测力 计，才能保证弹簧测力计示数稳定，而“匀速拉动”是很难控制的如果用图甲所示装置进行实验，根据滑动摩擦力大小与相对滑动速度无关的道理，拉动长木板的速度无论变化还是不变化，测力计上的示数都是稳定的，这就使得实验易于操作，可以减小实验误差(4分)实验的主要步骤是：用弹簧测力计测出滑块 A 的物重 G；按图甲将滑块 A 置于水平放置的长木板 B 上，弹簧测力计的吊环固定在墙上，挂钩挂在滑块 A 上，向右拉动 B，读出弹簧测力计的示数 F；计算出动摩擦因数，计算公式是 FNFG.(4 分)(2)可将纸固定在木块 A 上，重复(1)中的实验步骤(2 分)【答案】见解题样板【借题发挥】动摩擦因数测定实验的原理是fN的应用，正确测定摩擦力f和压力N是实验成功的关键