摩擦力-【新教材】人教版高中物理必修講義

物理概念和規(guī)律：一、滑動(dòng)摩擦力1．定義：兩個(gè)物體相互、，它們沿接觸面發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，每個(gè)物體的接觸面上都受到對(duì)方作用的的力。2．產(chǎn)生條件(1)兩物體間接觸且，(2)接觸面(3)有相對(duì)滑動(dòng)．3．方向：總是沿著接觸面，并且跟物體的相對(duì)滑動(dòng)的方向4．大?。篺＝μN(yùn)，其中μ叫做，N表示兩個(gè)物體接觸面間的垂直作用力．滑動(dòng)摩擦力大小的三點(diǎn)說(shuō)明（1）滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力成正比，還與接觸面的性質(zhì)有關(guān)，即f＝μN(yùn).（2）公式中的“N”是指兩個(gè)物體表面間的壓力，不一定等于物體的重力．（3）公式中的“μ”的數(shù)值與物體的、、均無(wú)關(guān)5．滑動(dòng)摩擦力作用效果“相對(duì)滑動(dòng)”是指相互摩擦的兩個(gè)物體之間有位置的變化，而不用考慮相對(duì)別的物體是否有位置的變化．作用效果：阻礙物體間的相對(duì)滑動(dòng)．靜止的物體可能受到，滑動(dòng)摩擦力阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)摩擦力一定阻礙物體的6．判斷滑動(dòng)摩擦力方向的具體步驟： ①選取研究對(duì)象(受滑動(dòng)摩擦力作用的物體)，并選與其接觸的物體為．②確定研究對(duì)象相對(duì)的滑動(dòng)方向．③判定滑動(dòng)摩擦力的方向(與相對(duì)滑動(dòng)的方向相反)．二、靜摩擦力1．定義：當(dāng)兩個(gè)彼此接觸且相互擠壓的物體之間沒(méi)有發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，但它們之間存在時(shí)，在它們的接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙物體間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力．2．方向：總是沿著接觸面，并且跟物體間相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)的方向．靜摩擦力的方向總是與物體的相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)方向相反，與物體的運(yùn)動(dòng)方向可能3．大?。河晌矬w的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和周?chē)矬w對(duì)它施加的力的情況決定，但有一個(gè)最大值．靜摩擦力的大小與其相等，與壓力的大小無(wú)關(guān)。最大靜摩擦力：靜摩擦力的f靜max，其大小等于物體剛要運(yùn)動(dòng)時(shí)所需要的且沿相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)方向的．的大小，兩物體間實(shí)際發(fā)生的靜摩擦力f在零和最大靜摩擦力f靜max之間，即.5．靜摩擦力產(chǎn)生的條件：(1)物體；(2)接觸面；(3)接觸面間有；(4)有相對(duì)滑動(dòng)的趨勢(shì)．6．靜摩擦力有無(wú)的判定：運(yùn)動(dòng)或靜止的物體都有可能受到靜摩擦力作用．(1)假設(shè)法：先假設(shè)接觸面，看物體是否發(fā)生．如果物體仍保持相對(duì)靜止，則物體不受靜摩擦力；反之則受靜摩擦力(2)平衡條件法：根據(jù)二力平衡的條件判定7．靜摩擦力方向的判定(1)選取受力物體(2)確定施力物體(3)利用假設(shè)法判斷受力物體的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向(4)靜摩擦力方向與相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)方向相反針對(duì)訓(xùn)練1.下列關(guān)于滑動(dòng)摩擦力的認(rèn)識(shí)正確的是()A．滑動(dòng)摩擦力總是阻礙物體間的相對(duì)滑動(dòng)，因此滑動(dòng)摩擦力是阻力B．相互接觸的兩個(gè)物體間如果存在相對(duì)滑動(dòng)，則它們之間一定存在相互的滑動(dòng)摩擦力C．快速行駛的自行車(chē)急剎車(chē)時(shí)與地面的摩擦力一定比慢速行駛的自行車(chē)同樣條件下急剎車(chē)的摩擦力大D．滑動(dòng)摩擦力的方向可能跟物體運(yùn)動(dòng)方向相同，也可能跟物體運(yùn)動(dòng)方向相反2.三個(gè)質(zhì)量相同的物體，與水平桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，由于所受的水平拉力不同，A做勻速運(yùn)動(dòng)，B做加速運(yùn)動(dòng)，C做減速運(yùn)動(dòng)，那么，它們受到的摩擦力的大小關(guān)系應(yīng)是 ()A．fB>fA>fC B．fB<fA<fCC．fB＝fA＝fC D．不能比較大小3.在水平力F作用下，重為G的物體沿墻壁勻速下滑，如圖所示．若物體與墻壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則物體所受的摩擦力的大小為 ()A．μF B．GμC．2G \r(F2＋G2)4.如圖所示，在水平面上，當(dāng)沿水平方向的力F1＝20N，F(xiàn)2＝11N時(shí)，物體A保持靜止．現(xiàn)保持F2不變，當(dāng)F1減小到17N時(shí)，物體受到的摩擦力大小是 ()A．6N B．9NC．28N D．31N5.下列關(guān)于摩擦力和彈力的說(shuō)法正確的是（）A．摩擦力的大小總是跟正壓力的大小成正比 B．靜止的物體一定受到靜摩擦力的作用 C．滑動(dòng)摩擦力總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng) D．木塊放在桌面上要受到一個(gè)向上的彈力，這是由于木塊發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的6.．取一只扁的玻璃瓶，里面盛滿(mǎn)水，用穿有透明細(xì)管的橡皮泥封口，使水面位于細(xì)管中。用手捏玻璃瓶，可以看到透明細(xì)管中的水面變化，說(shuō)明玻璃瓶在手的作用下發(fā)生了形變，則下列說(shuō)法正確的是（）A．用手捏住玻璃瓶，只有手對(duì)玻璃瓶有力的作用，而玻璃瓶對(duì)手卻沒(méi)有力的作用 B．手對(duì)玻璃瓶的力是由于玻璃瓶的形變而產(chǎn)生的 C．由于手對(duì)玻璃瓶的力變大了，則手對(duì)玻璃瓶的摩擦力也變大了 D．只要玻璃瓶沒(méi)有滑動(dòng)，則手對(duì)玻璃瓶的摩擦力始終等于玻璃瓶的重力7.下列操作能減小摩擦力的是（）A．汽車(chē)換上新輪胎 B．短跑運(yùn)動(dòng)員換上釘子鞋 C．衛(wèi)生間鋪上防滑墊 D．電風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸處加上潤(rùn)滑油8.下列關(guān)于彈力和摩擦力的說(shuō)法中正確的是（）A．有摩擦力的接觸面間必定有彈力，有彈力的接觸面也一定有摩擦力 B．摩擦力的大小一定與物體所受的正壓力大小成正比 C．輕桿不同于輕繩，其彈力的方向可以不在桿所在的直線(xiàn)方向上 D．摩擦力的方向總是與運(yùn)動(dòng)方向相反，起阻礙物體運(yùn)動(dòng)的作用9.如圖所示，平板車(chē)?yán)b箱沿水平公路以加速度a一起加速行駛。已知平板車(chē)的質(zhì)量為M，集裝箱的質(zhì)量為m，兩者間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，則集裝箱受到的摩擦力大小為（）A．ma B．Ma C．μmg D．μ（M+m）g10.如圖所示，物體在F=20N，方向水平向左的拉力作用下，沿水平面向左運(yùn)動(dòng)．已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=，物體質(zhì)量m=5kg，取g=10m/s2．可知物體所受摩擦力為（）A．15N，水平向左 B．15N，水平向右 C．20N，水平向左 D．20N．水平向右11.關(guān)于摩擦力的描述，下列說(shuō)法中正確的是（）A．摩擦力的方向一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反 B．摩擦力的方向可能與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同 C．兩物體之間有壓力就一定有摩擦力 D．兩物體之間有摩擦力就一定有壓力12.在研究摩擦力的實(shí)驗(yàn)中，每次用彈簧秤水平拉一放在水平桌面上的木塊，木塊運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及彈簧秤的讀數(shù)如表所示（每次木塊與桌面的接觸面相同）則由表可知（）實(shí)驗(yàn)次數(shù)小木塊運(yùn)動(dòng)狀態(tài)彈簧秤讀數(shù)（N）1靜止2靜止3勻加速4勻速5 勻減速A．木塊受到的最大摩擦力可能為 B．木塊受到的最大靜摩擦力一定為 C．在這五次實(shí)驗(yàn)中，木塊受到的摩擦力大小有三次是相同的 D．在這五次實(shí)驗(yàn)中，木塊受到的摩擦力大小有二次是相同的13.兩傾斜的滑桿上分別套A、B兩圓環(huán)，兩環(huán)上分別用細(xì)線(xiàn)懸吊著兩物體，如圖所示．當(dāng)它們都沿滑桿向下滑動(dòng)時(shí)，A的懸線(xiàn)與桿垂直，B的懸線(xiàn)豎直向下，則（）A．A環(huán)與桿無(wú)摩擦力 B．B環(huán)與桿無(wú)摩擦力 C．A環(huán)做的是勻速運(yùn)動(dòng) D．B環(huán)做的是勻速運(yùn)動(dòng)14.已知一些材料間動(dòng)摩擦因數(shù)如下：材料鋼﹣鋼木﹣木木﹣金屬木﹣冰動(dòng)摩擦因數(shù)質(zhì)量為1kg的物塊放置于水平面上，現(xiàn)用彈簧秤沿水平方向勻速拉動(dòng)此物塊時(shí)讀得彈簧秤的示數(shù)為3N，則關(guān)于兩接觸面的材料不可能是（取g=10m/s2）（）A．鋼﹣鋼 B．木﹣木 C．木﹣金屬 D．木﹣冰15.質(zhì)量分布均勻的長(zhǎng)木板放在水平桌面上，已知木板質(zhì)量為m，長(zhǎng)為l，木板與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．當(dāng)用水平力F推木板向右加運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它經(jīng)過(guò)圖所示位置時(shí)，桌面對(duì)它的摩擦力不可能是（）A．F B．μmg C．μmg D．μmg16..如圖所示的四個(gè)實(shí)例中，目的為減小摩擦的是（）A．軸承間裝滾珠 B．寫(xiě)字時(shí)用力 C．門(mén)軸加潤(rùn)滑油 D．滑冰穿冰鞋非選擇題17.（1）分析圖中各種情況下物體A所受摩擦力的方向．甲乙丙甲中A受的靜摩擦力；乙中A受的靜摩擦力；丙中A受的靜摩擦力（2）測(cè)定物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)有很多方法，某同學(xué)要用彈簧、直尺、細(xì)線(xiàn)等器材，測(cè)定木塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，他的實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）用直尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)Lo；（2）將木塊用細(xì)線(xiàn)系住，掛在彈簧下，待木塊靜止時(shí)測(cè)出彈簧的長(zhǎng)度L1；（3）將木塊放在水平桌面上，用細(xì)線(xiàn)系住并通過(guò)彈簧沿水平方向拉著它做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，測(cè)出這時(shí)彈簧的長(zhǎng)度L2．則木塊與水平桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=。簡(jiǎn)要寫(xiě)出分析過(guò)程：20.如圖所示，質(zhì)量為1kg的物體靜止于水平地面上，右端連接有一輕質(zhì)彈簧，其原長(zhǎng)為10cm，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，現(xiàn)彈簧右端施加一水平拉力F．已知彈簧長(zhǎng)度為12cm時(shí)，物體恰好勻速運(yùn)動(dòng)。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。（g=10m/s2）求：（1）彈簧的勁度系數(shù)多大；（2）若彈簧長(zhǎng)度為11cm時(shí)，物體所受到的摩擦力大??；（3）若彈簧長(zhǎng)度為14cm時(shí)，物體所受到的摩擦力大小。

物理概念和規(guī)律：一、1.接觸、擠壓、阻礙相對(duì)滑動(dòng)2.相互擠壓、粗糙3.相反4.動(dòng)摩擦因數(shù)、受力情況、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、接觸面積的大小5滑動(dòng)摩擦力、不一定、相對(duì)滑動(dòng)6.參考系、參考系（接觸物）二、1.相對(duì)滑動(dòng)的趨勢(shì)2相反、相同3.與其平衡力相等4.最大值、0＜f≤f靜max5.直接接觸、粗糙、擠壓6.光滑、相對(duì)運(yùn)動(dòng)7相對(duì)施力物體針對(duì)訓(xùn)練1.D解析：滑動(dòng)摩擦力總是阻礙物體間的相對(duì)滑動(dòng)，但不一定是阻礙物體運(yùn)動(dòng)，它既可作為動(dòng)力又可作為阻力，它的大小與物體運(yùn)動(dòng)的速度和接觸面大小無(wú)關(guān)，D正確，ABC錯(cuò)誤.解析:由f＝μFN知f的大小只與μ、FN有關(guān)，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，C正確．ABC錯(cuò)誤3.A解析:對(duì)勻速運(yùn)動(dòng)的物體分析受力，在水平方向F＝N，再由滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算式f＝μN(yùn)得f＝μF，A正確．由豎直方向二力平衡條件得f＝G，C錯(cuò)誤．4.A解析:初始狀態(tài)下，物體所受摩擦力f＝F1－F2＝9N，可知物體的最大靜摩擦力fmax≥f＝9N．當(dāng)F1減小到17N時(shí)，F(xiàn)1′－F2＝6N<fmax，故物體所受摩擦力為6N，A正確．解析：滑動(dòng)摩擦力的大小總是跟正壓力的大小成正比，靜摩擦力大小與正壓力無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；靜摩擦力產(chǎn)生的條件是接觸面粗糙，存在壓力與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，靜止的物體，可能受到滑動(dòng)摩擦力，比如：在地面滑動(dòng)的物體，地面是靜止的，卻受到滑動(dòng)摩擦力，故B錯(cuò)誤；滑動(dòng)摩擦力總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，故C正確；木塊放在桌面上要受到一個(gè)向上的彈力，這是由于桌面發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的，故D錯(cuò)誤。解析：據(jù)牛頓第三定律知手對(duì)玻璃瓶有力的作用與玻璃瓶對(duì)手力的作用是一對(duì)相互作用力，故A錯(cuò)誤；手對(duì)玻璃瓶的力是由于手的形變而產(chǎn)生的，故B錯(cuò)誤；隨著手握瓶的力增大，并且玻璃瓶始終靜止，由平衡條件可知，物體受到的重力與摩擦力大小相等，由于玻璃瓶的重力不變，則摩擦力也不變，故C錯(cuò)誤；由于玻璃瓶靜止，所以玻璃瓶受力平衡，則玻璃瓶在豎直方向受豎直向下的重力和豎直向上的摩擦力，并且玻璃瓶受到的重力等于摩擦力，故D正確。解析：新輪胎的花紋清晰，汽車(chē)換上新輪胎后，輪胎與地面之間的粗糙程度增大，能增大摩擦力，故A錯(cuò)誤；短跑運(yùn)動(dòng)員換上釘子鞋能增大鞋與地面之間的摩擦力，故B錯(cuò)誤；衛(wèi)生間鋪上防滑墊增大防滑墊與地面之間的摩擦力。故C錯(cuò)誤；電風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸處加上潤(rùn)滑油，能減小轉(zhuǎn)軸與接觸點(diǎn)的摩擦力。故D正確。解析：摩擦力產(chǎn)生的條件中，必須接觸擠壓，所以有摩擦力必有彈力，但有彈力不一定有摩擦力，故A錯(cuò)誤；滑動(dòng)摩擦力的大小與正壓力成正比，靜摩擦力大小與壓力無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；輕桿不同于輕繩，其彈力的方向可以不在桿所在的直線(xiàn)方向上，故C正確；摩擦力的方向可能與運(yùn)動(dòng)方向相同，也可能與運(yùn)動(dòng)的方向相反，但總是和物體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。故D錯(cuò)誤。解析：以集裝箱為研究對(duì)象，水平方向只受摩擦力作用，根據(jù)牛頓第二定律可得集裝箱受到的摩擦力大小f=ma，故A正確，BCD錯(cuò)誤。解析：物體相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)，故物體受到的滑動(dòng)摩擦力，則摩擦力的大小為：f=μFN=μmg=×5×10N=15N；滑動(dòng)摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，故摩擦力方向向右，故B正確，ACD錯(cuò)誤。解析：摩擦力的方向總是與相對(duì)滑動(dòng)的方向或是相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)的方向相反，有時(shí)與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同（當(dāng)摩擦力為動(dòng)力時(shí)），有時(shí)與運(yùn)動(dòng)方向相反（摩擦力為阻力時(shí)），A錯(cuò)誤，B正確；摩擦力產(chǎn)生的條件是相互接觸、相互擠壓（有正壓力）、接觸面粗糙和有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所以只有壓力，不一定有摩擦力；但有摩擦力，就一定有壓力，故C錯(cuò)誤，D正確解析：由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)，木塊受到的靜摩擦力是，第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)受到的靜摩擦力是，所以最大靜摩擦力可能是，是加速運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧秤的拉力，與摩擦力不相等，最大靜摩擦力不一定是，A正確，B錯(cuò)誤；第4次實(shí)驗(yàn)?zāi)緣K做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，木塊受到的滑動(dòng)摩擦力與彈簧測(cè)力計(jì)的拉力是一對(duì)平衡力，由平衡條件得：木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為，不論加速、減速、還是勻速滑動(dòng)摩擦力都是，C正確；在這五次實(shí)驗(yàn)中，加速、勻速和減速過(guò)程木塊受到的摩擦力大小是相同的，前兩次靜摩擦力不同，D錯(cuò)誤。AD解析：左圖，物體受重力和拉力兩個(gè)力，兩個(gè)力的合力不等于零，知物體與A以共同的加速度向下滑，對(duì)物體有：=gsinθ，則A的加速度為gsinθ，做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，對(duì)A環(huán)分析，設(shè)摩擦力為f，有Mgsinθ﹣f=Ma，解得f=0．所以A環(huán)與桿間沒(méi)有摩擦力，A正確，C錯(cuò)誤；右圖，物體處于豎直狀態(tài)，受重力和拉力，加速度方向不可能平行于桿，速度方向平行于桿，故兩個(gè)力平衡，物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以B環(huán)也做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。B環(huán)受重力、支持力、拉力和摩擦力處于平衡。B錯(cuò)誤，D正確。解析：物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)：F=f，滑動(dòng)摩擦力為：f=FNμ=mgμ聯(lián)立①②解得：μ=，所以?xún)山佑|面的材料可能是木-木，不可能是鋼﹣鋼、木﹣金屬、木﹣冰，ACD正確，B錯(cuò)誤。解析：木塊重心還在桌面上，壓力N=mg；故木板向右加速滑動(dòng)時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力f=μN(yùn)=μmg，小于推力F，ABC正確，D錯(cuò)誤。解析：軸承中裝有滾珠，是將滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，是減小摩擦的一種方法。A正確；用力寫(xiě)字，這是用增大壓力的方法來(lái)增大摩擦的，否則寫(xiě)不上，B錯(cuò)誤；車(chē)軸加潤(rùn)滑油是通過(guò)減小接觸面的粗糙程度來(lái)減小摩擦力的，C正確；運(yùn)動(dòng)員能在冰面上滑行，鞋上的冰刀的刃口很窄，刀的前面呈