3.2摩擦力（解析版）.docx

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1、第三章相互作用一一力第二节摩擦力核心素养明目标知识点一滑动摩擦力核心素养学习目标物理观念知道滑动摩擦力和静摩擦力概念及产生的条件，会判断摩擦力的方向和大 小。知道动摩擦因数，知道动摩擦因数与哪些因素有关。科学思维通过实验探究滑动摩擦力的大小的决定因素，理解滑动摩擦力大小计算的方 法。通过实验认识静摩擦力的规律，知道最大静摩摩擦力，会根据平衡条件简单 的计算静摩擦力。科学探究让学生经历从静摩擦力到滑动摩摧力的研究过程，在此过程中培养学生的观 察、实验和分析问题的能力。科学态度与责任能从物理学的视角正确描述和解释自然现象，能综合应用物理知识解决实际 问题，指导学习和生活实践。1 .定义：当一个物体

2、在另一个物体表面滑动的时候，会受到另一个物体阻碍相对滑动的力，这种 力叫做滑动摩擦力。2 .滑动摩擦力的产生条件：(1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力)。(2)接触面粗糙。(3)两物体间有相对运动。3 .滑动摩擦力的方向：总是与接触面相切且与相对运动方向相反，与物体的运动方向无直接关系，与物体的运动方向可 能相同，也可能相反。4 .滑动摩擦力的方向判定步骤：(1)选研究对象，明确分析受摩擦力的物体。(2)选择和研究对象接触的物体(这个物体即为产生摩擦力的施力物体)为参照物(假定静止)， 判定研究对象的运动方向，即为物体相对运动的方向。(3)根据“滑动摩擦力的与接触面相切且与相对运动方向相反

3、”判定滑动摩擦力的方向。5 .滑动摩擦力的大小由公式4尺计算(DK是两个相接触的物体间的正压力，它不一定等于重力，A的大小可以与重力6大小相等，也 可以不等。(2)动摩擦因数的大小由接触面的材料和接触面的粗糙程度决定，与A无关。(3)滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关，与物体间相对运动速度的大小无关。知识点二静摩擦力.定义：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上 产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫做静摩擦力。1 .静摩擦力的产生条件：(1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力)。(2)接触面粗糙。(3)两物体间有相对运动的趋势。2 .方向：总是跟与

4、接触面相切且与物体相对运动趋势的方向相反。趋势：表示事物发展的动向。相对运动的趋势可以简单理解为：“想动却又没动”或者“将要动，但还没动”。是指物体的位置 本来要变化的，但是由于受到了静摩擦力，物体没有运动，但假若一旦失去了静摩擦力，物体就会 发生运动。3 .判断静摩擦力方向的三种方法：“定义法”(1)选研究对象，明确分析受摩擦力的物体。(2)用“假设法”(假设接触面光滑)判断研究对象的相对运动趋势方向。(3)根据“静摩擦力的与接触面相切且与相对运动趋势方向相反”判定滑动摩擦力的方向。“平衡条件法”当物体受到与接触面相切的外力而未发生相对运动时，外力一定是被静摩擦力抵消了，所以静 摩擦力与外力

5、方向相反。根据“力的相互性”判断当一个物体受摩擦力方向不好判断时，可以根据与之相互作用的另一物体所受摩擦力情况进行 判断，然后依据二力等大反向的特点进行判定。4 .静摩擦力的大小：对于处于静止状态的物体，按照平衡条件，静摩擦力的大小总等于沿接触面方 向物体受到的外力（随外力变化而变化），而与压力无关。5 .最大静摩擦力：静摩擦力有一个限度，静摩擦力的最大值Fmax叫做最大静摩擦力，最大静摩擦力 大小等于使物体刚要运动时的外力。物最大静摩擦力等于使体刚好开始运动时的最小外力物体所受的摩擦力达到最大静摩擦力物体刚好开始相对滑动，没有达到最大静摩擦力物体相对 静止，物体所受的静摩擦力介于0与最大静摩

6、擦力之间（0FfFnm）o物体刚好开始运动时所受的摩擦力，就是最大静摩擦力。通常情况下可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，实际情况下最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。 最大静摩擦力与正压力成正比。知识点三对摩擦力的再认识（思维误区点窍）误区1:误认为只有静止的物体才受静摩擦力作用，滑动摩擦力一定产生于运动的物体间静摩擦力产生于两个相对静止的物体间，它们可能都运动；滑动摩擦力产生于两个相对运动的 物体间，它们中可能有一个物体静止。例如，汽车加速前进时，相对于车厢静止的箱子随汽车一起 运动受到向前的静摩擦力；狗拉雪橇向前运动时，静止的地面受到滑动摩擦力。误区2：误认为摩擦力的方向一定与物体的运动方向相

7、反实际上摩擦力与相对运动方向或相对运动趋势方向相反，与物体的运动方向可能相反，可能相 同，还可能与物体的运动方向不在一条直线上（随后会学习到）。误区3：误认为物体间的压力越大，摩擦力就越大实际上滑动摩擦力、最大静摩擦力与物体间的压力有关，压力越大，则滑动摩擦力和最大静摩 擦力就越大，而静摩擦力的大小与物体间的压力无关。误区4：误认为摩擦力一定是阻力实际上摩擦力阻碍的是物体间的相对运动，摩擦力不一定是阻力，有可能是动力，如传送带就 是利用摩擦力作为动力，将物体由低处送到高处的。误区5：误认为摩擦力只是单一形式的存在实际上摩擦力是可以根据具体情况在动与静之间转换的，可以先是静摩擦力，随后变为滑动摩

8、 擦力，也可以先是滑动摩擦力，随后变为静摩擦力。比如斜面上因受静摩擦力而静止的物体，当斜 面倾角缓慢增大时（斜面倾角增大到90度的过程），先是静摩擦力，某一时刻就会从静摩擦力变为 滑动摩擦力；而如果一个物体从粗糙斜面向上冲，受滑动摩擦力向上减速，当速度减为零后可能又 变成受静摩擦力。知识点四对日常交通工具的摩擦力分析我们日常的交通工具：自行车、电动自行车、摩托车、小汽车等，这些交通工具在使用过程中 前、后轮会受到地面的摩擦力的作用，有的起动力作用、有的起阻力作用。下面分类讨论：1 .自行车有骑着行驶和推着行驶两种状态，那么，自行车的前、后轮所受摩擦力的方向如何？ 自行车在骑着行驶时：后轮是主动

9、轮，在接触地面的那一点，它有相对于地面向后运动的趋势， 所以它受到地面对它向前的静摩擦力，起动力作用；而前轮是从动轮，它是被推着往前运动的，它 受到地面对它向后的静摩擦力，起阻力作用。自行车在推着行驶时：前、后轮都是从动轮，受到的静摩擦力都是向后的，都起阻力作用。2 .电动自行车、摩托车由于都是后轮驱动，前、后轮所受摩擦力情况与自行车的完全相似。3 .小汽车由于驱动轮的配置不同，前、后轮所受摩擦力的情况也不同。前轮驱动的汽车正常行驶时前轮所受静摩擦力方向向前，起动力作用；后轮所受静摩擦力方向向后，起阻力 作用。关闭发动机滑行时前、后轮所受静摩擦力的方向均向后，均起阻力作用。(2)后轮驱动的汽车

10、：前、后轮所受摩擦力情况与自行车的完全相似。四轮驱动的汽车正常行驶时前、后轮所受静摩擦力方向均向前，均起动力作用，这就是四轮驱动汽车动力强 劲的原因。关闭发动机滑行时前后轮所受静摩擦力方向均向后，均起阻力作用。“四轮驱动”也可以单独控制“前轮驱动”或“后轮驱动”，此时其情况同或(2)。易错易混点1.摩擦力方向的判断易错易混点辨析：摩擦力的方向是与相对运动或相对运动趋势的方向相同，要特别注意“相对运动” 方向的把握，不一定是物体的实际运动方向。例L (多选)如图所示，某时刻质量ni的木块正在以v=3m/s的速度在以vz=5ni/s的速度向右传送 的传送带上运动。若已知木块与传送带间的动摩擦因数，

11、则下列说法正确的是() A.木块的运动方向向右B.木块相对于传送带的运动方向向左C.木块所受滑动摩擦力的方向向左D.传送带受到的滑动摩擦力的方向向左解析：选ABD。根据题意可知，木块向右运动，故选项A正确；因为木块向右运动的速度小于传 送带向右运动的速度，所以木块相对于传送带向左运动，故选项B正确；木块虽然向右运动，但相 对于传送带向左运动，所以木块受到的滑动摩擦力方向向右，故选项C错误；木块受到的滑动摩擦 力方向向右，根据相互作用力规律，传送带受到的摩擦力向左，故选项D正确。例2.下列情景中，物体”所受摩擦力/的示意图正确的是（）A.物体静止在粗糙的水平面上B.汽车停在斜坡上C.物体贴着竖直

12、墙面自由下落D.瓶子被握在手中处于静止状态解析：选B。物体静止在水平面上，与水平面间没有相对运动的趋势，不受摩擦力，故A选项错误; 小车相对斜面有向下运动的趋势，汽车受沿斜坡向上的摩擦力，故B选项正确；小物块贴着竖直墙 面自由下落，与墙壁间无弹力，与墙壁间没有摩擦力，故C选项错误；瓶子相对手有向下运动的趋 势，则瓶子所摩擦力方向向上，故D选项错误。易错易混点2.摩擦力大小的计算易错易混点辨析：滑动摩擦力的决定式为F户口 Fn,同时要注意以下几点:U为动摩擦因数，其大小 与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;Fn为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力; 滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和

13、接触面的面积均无关。关于静摩擦力的分析与计算，当物 体处于平衡状态（静止或匀速直线运动），利用力的平衡条件来判断静摩擦力的大小。例3.如图所示，用水平力厂将木块压在竖直墙壁上，已知木块重力G = 6n，木块与墙壁间的动摩 擦因数 =0.25,求：（1）当尸=25N时，木块静止，木块受到的摩擦力为多大？|（2）当户增大为30N时，木块仍静止，木块受到的摩擦力为多大？I F（3）当产=/0N时，木块沿墙面下滑，此时木块受到的摩擦力为多大？（4）当户=6N时，木块受到的摩擦力为多大？I解析:分析木块的受力情况，如图所示。J（1）、（2）木块静止，根据二力平衡，竖直方向上的静摩擦力等于重力，Ff】=F

14、f2 = G = 6N，与压 力大小无关。（3）木块沿墙面下滑时，木块与墙壁间的摩擦力为滑动摩擦力，Wn所以% =%=0.25 x 10N = 2.5n.（4）当F = 6n时，木块与墙壁间的摩擦力也为滑动摩擦力，所以心=0.25 x 6N = 1.5n例4. 一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即R、F2和摩擦力的作用，木块处于静止 状态，如图所示，其中F = 10 N, F2=2 N。若撤去R,则木块受到的摩擦力为（）10 N,方向向左A. 6 N,方向向右三-2 N,方向向右B. 0解析：选C。当木块受R、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时，由平衡条件可知，木块所受的摩 擦力的大

15、小为8 N,方向向左，可知最大静摩擦力f静山28 N。当撤去力&后，Fz=2NVf静皿，木 块仍处于静止状态，由平衡条件可知，木块所受的静摩擦力大小和方向发生突变，与作用在木块上 的F2等大反向，选项C正确。例5.如图所示，把一重为G的物体，用一水平方向的推力F=kt（k为恒量，t为时间）压在竖直的足 够高的平整墙上，从t=0开始物体所受的摩擦力f随t的变化关系是下图中的（）解析：选B。当墙壁对物体的摩擦力f小于触:时，物体加速下滑；当f增大到等于G时（即加速 度为零，速度达到最大），物体继续下滑；身体减速下滑。在上述过程中，物体受到的摩 擦力都是滑动摩擦力，其大小f=uF=u kt, 47二

16、图像是一条过原点的斜向上的线段（不含上端点）。当物体减速到速度为零后，物体静止，物体受到的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件知f=G,此时图 像为一条水平线，故选B。针对训练1.关于摩擦力，下列说法正确的是（）A.物体间的正压力增大时，它们之间的摩擦力也一定增大B.物体受到摩擦力作用时，它一定同时受到弹力作用C.只有运动的物体才能受到滑动摩擦力作用D.摩擦力一定阻碍物体的运动解析：选B。滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度以及压力的大小成正比，静摩擦力与压力无关, 故A项错误；根据摩擦力产生的条件可知，有摩擦力时一定有弹力，故B项正确；摩擦力发生在两 个发生相对运动的物体之间，故静止的物体也可以受到摩

17、擦力，只要有其他物体在相对于它运动即 可，故C项错误；摩擦力阻碍物体间的相对运动，但它可以与物体的运动方向相同，故D项错误。 2.关于弹力和摩擦力，下列说法中正确是A.弹簧不受力时，它的劲度系数为零B.两个接触的物体间一定有压力C.由 可知，动摩擦因数与滑动摩擦力成正比，与压力成反比ND.要产生摩擦力，两物体必须相互接触、挤压、接触面粗糙，且有相对运动趋势或发生相对运动解析：选D。弹簧的劲度系数与弹簧的弹力有无无关，故A错误；两个接触的物体间，不一定有压力，要发生形变才有，故B错误；动摩擦因数与滑动摩擦力用及压力均无关，故C错误；根据摩擦 力产生的条件可知，相互接触，挤压，接触面粗糙，具有相对

18、运动趋势或发生相对运动，故D正确。3 .如图所示，用水平力尸将重为G的物体压在竖直墙上而不滑卜.来，物体和墙壁的滑动摩擦因素为 U，则物体受到的摩擦力大小为A.用.6c. uFD. pG解析：选B。物体在竖直方向受到向上的摩擦力/,向卜的重力G,由于物体处于平衡状态，由平衡 条件可知，物体受到的摩擦力大小大于物体的重力G。故B正确。4 .（2022 四川遂宁一诊）白板水平放置在地面上，在白板上用磁钉吸住一张彩纸，向右轻轻拉彩纸, 未拉动。对此情景受力分析正确的是（）A.磁钉受到向右的摩擦力B.磁钉仅受重力和支持力两个力C.彩纸受到白板向左的摩擦力D.白板与地面间无摩擦力A.磁钉受到向右的摩擦力

19、B.磁钉仅受重力和支持力两个力C.彩纸受到白板向左的摩擦力D.白板与地面间无摩擦力磁钉彩纸二 - 白板.平视截面图解析：选C。对磁钉分析可知，磁钉没有相对彩纸的运动趋势，所以不受摩擦力，故A错误；破钉 除受重力和支持力外，还要受到白板的磁性吸引力，故B错误；由于彩纸相对于白板有向右的运动 趋势，所以彩纸受到白板向左的摩擦力，故C正确；对整体分析可知，整体有向右的运动趋势，所 以白板和地面间有摩擦力，故D错误。5 .（多选）如图所示，4、8、。三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数也相同.三个物体 随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示.则下列说法正确的是（）4物体受到的摩擦力方向向

20、右A. B、C受到的摩擦力方向相同8、。受到的摩擦力方向相反D.若传送带向右加速，人物体受到的摩擦力向右解析:选BD。力物体与传送带一起匀速运动，它们之间无相对运动或相对运动趋势，即无摩擦力作用， A错误；氏。两物体虽运动方向不同，但都处于平衡状态，由沿传送带方向所受合力为零可知，8、 。两物体均受沿传送带方向向上的摩擦力作用，故B正确，C错误；若传送带向右加速，根据牛顿第 二定律，可知力受到向右的摩擦力，故I）正确。6. （2022 云南民族中学月考）如图，位于水平桌面上的物块R通过跨过轻质定滑轮的轻绳与物块。 相连，从滑轮到尸和到0的两段绳都是水平的，己知0与P之间以及P与桌面之间的动摩擦

21、因数都 为，两物块的质量都是如不计滑轮的摩擦，重力加速度为6若用一水平向右的力少拉P使其做 匀速运动，则在。未离开尸上表面时，尸的大小为（）A. 4 口m型.3C. 2zzD. 口mg解析：选A。对0物块，设跨过定滑轮的轻绳拉力为用 木块。与尸间的滑动摩擦力斤=侬，根 据共点力平衡条件有= ,则得：A= 冷对木块受力分析，尸水平方向受到拉力E轻绳的 拉力在，。对尸向左的摩擦力R,地面对尸向左的摩擦力，根据共点力平衡条件，有FS +四,地面对尸物体向左的摩擦力：斤 =2侬，联立解得：尸 =4侬，故选A。析：选B。物静止在粗糙7 .（2021甘肃省兰州一中高一上学期月考）下列情景中，物体M所受摩擦

22、力R的示意图正确的是（） 解水A.物体静止在粗B.汽车像石卸坡上C.物体迹着竖直D.瓶子被握在手中平面上，但 . 糙的水平面上墙面自由下落 处于静止状态 有相对运动或相对运动趋势，则没有摩擦力，故A错误；汽车停在斜坡上，由于有下滑趋势，因此受到沿着斜 坡向上的静摩擦力，故B正确；物体虽贴着竖直墙面，但由于自由下落，因此与竖直墙面没有压力， 则没有摩擦力，故C错误：瓶子被握在手中处于静止状态，依据平衡条件，则瓶子受到的静摩擦力 与重力平衡，方向竖直向上，故D错误。故应选B。8 .如图所示，Ga = 20N, Gd = ION, 4与水平面间的动摩擦因数 =0.4,其余摩擦不计，求下列（1）、（2

23、）两种情况下物体A受到什么摩擦力？大小如何？（1） F = 0。（2） F = 10/Vo（3）若要使力匀速运动，所加的竖直方向的力F的大小是多少？（假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）解析：（1）当户=0时4物体与水平面间的最大静摩擦力为%ax = 4GA = 0.4 x 20n = 8No绳对A的水平拉力为F = Gb = 10n，大于最大静摩擦力8N,故4在桌面上滑动，受到的滑动摩擦力为以 = 4GA = 0.4 x 20n = 8n（2）当F=10N时/!物体与水平面间的最大静摩擦力为尸max = （Ga + /）=0.4 X （20 + 10）N = 12n绳对4的水平拉力为r= Gb = 10n，小于最大静摩擦力12N,故人在桌面上静止，所受的静摩擦力为% = G& = 10No（3）当4匀速滑动时，MGa + F） = Gb，解得F = 5n。