第2節(jié)摩擦力（學(xué)生版）-高一物理講義（人教2019）

第2節(jié)摩擦力目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)課標(biāo)解讀1．認(rèn)識(shí)摩擦力，知道滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力的區(qū)別。2．通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解靜摩擦力是被動(dòng)力，理解動(dòng)摩擦因數(shù)。3．會(huì)用動(dòng)摩擦因數(shù)計(jì)算滑動(dòng)摩擦力的大小，會(huì)用二力平衡計(jì)算靜摩擦力的大小。1、通過(guò)分析摩擦現(xiàn)象，理解摩擦力的產(chǎn)生條件，會(huì)區(qū)分靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力。2、會(huì)根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向判斷滑動(dòng)摩擦力的方向，并根據(jù)動(dòng)摩擦定律計(jì)算其大小。3、會(huì)根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)判斷靜摩擦的方向，并會(huì)根據(jù)物體受力和運(yùn)動(dòng)情況，分析靜摩擦力的大小和方向。通過(guò)實(shí)例，了解最大靜摩擦力。4、知道生產(chǎn)和生活中增大或者減小摩擦力的實(shí)例，有將摩擦力知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)和生活的意識(shí)。知識(shí)精講知識(shí)精講知識(shí)點(diǎn)01滑動(dòng)摩擦力1．定義：兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在接觸面上會(huì)產(chǎn)生阻礙的力．2．產(chǎn)生條件(1)接觸面．(2)接觸處有．(3)兩物體間有．3．方向：與受力物體的方向相反．4．大小：：Ff＝，μ為動(dòng)摩擦因數(shù)5．彈力與摩擦力的關(guān)系若兩物體間有摩擦力，則兩物體間有彈力，若兩物體間有彈力，但兩物體間摩擦力．(填“一定有”或“不一定有”)【即學(xué)即練1】如圖所示，汽車(chē)B在水平路面上以相對(duì)于地面的速度v1向右運(yùn)動(dòng)，車(chē)上的貨物A以相對(duì)于地面的速度v2向右運(yùn)動(dòng)．下列判斷正確的是()A．若v1<v2，貨物A受到了汽車(chē)B所施加的向右的滑動(dòng)摩擦力B．若v1<v2，汽車(chē)B受到了貨物A所施加的向右的滑動(dòng)摩擦力C．若v1>v2，貨物A受到了汽車(chē)B所施加的向左的滑動(dòng)摩擦力D．若v1>v2，汽車(chē)B受到了貨物A所施加的向右的滑動(dòng)摩擦力【即學(xué)即練2】關(guān)于滑動(dòng)摩擦力公式F＝μFN，下列說(shuō)法中正確的是()A．公式中的壓力FN一定等于物體重力的大小B．由μ＝eq\f(F,FN)，可知?jiǎng)幽Σ烈驍?shù)μ與滑動(dòng)摩擦力F成正比，與壓力FN成反比C．由F＝μFN可知，若μ一定，F(xiàn)與FN成正比D．F的大小是由μ和FN決定的，還與接觸面的大小有關(guān)知識(shí)點(diǎn)02靜摩擦力1．定義：兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)，在接觸面上會(huì)產(chǎn)生阻礙的力．2．產(chǎn)生條件(1)接觸面．(2)接觸處有．(3)兩物體間有．3．方向：與受力物體的方向相反．4．大小：0<F≤Fmax.5．彈力與摩擦力的關(guān)系若兩物體間有摩擦力，則兩物體間彈力，若兩物體間有彈力，但兩物體間摩擦力．(填“一定有”或“不一定有”)6．靜摩擦力的五個(gè)“不一定”(1)靜摩擦力的方向總是與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反，但不一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反．(2)靜摩擦力總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，但不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)．(3)靜摩擦力可以是阻力，也可以是動(dòng)力．(4)靜摩擦力可以使物體減速，也可以使物體加速．(5)受靜摩擦力作用的物體不一定靜止，但一定保持相對(duì)靜止．【即學(xué)即練3】(多選)如圖所示，一質(zhì)量為m的木塊靠在粗糙的豎直墻壁上，且受到水平力F的作用，下列說(shuō)法正確的是()A.若木塊靜止，則木塊受到的靜摩擦力大小等于mg，方向豎直向上B.若木塊靜止，當(dāng)F增大時(shí)，木塊受到的靜摩擦力隨之增大C.若木塊靜止，當(dāng)F增大時(shí)，最大靜摩擦力隨之增大D.若開(kāi)始時(shí)木塊靜止，當(dāng)撤去F，木塊沿墻壁下滑時(shí)，木塊不受摩擦力作用【即學(xué)即練4】.如圖所示，一重為40N的木塊原來(lái)靜止在水平桌面上，某瞬間在水平方向上同時(shí)受到兩個(gè)方向相反的力F1、F2的作用，其中F1＝13N，F(xiàn)2＝6N.已知木塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，求：(1)木塊所受的摩擦力的大小和方向；(2)只將F1撤去，木塊受到的摩擦力的大小和方向；(3)若撤去的力不是F1而是F2，求木塊受到的摩擦力的大小和方向.【答案】(1)7N水平向左(2)6N水平向右(3)8N水平向左【解析】當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力為F滑＝μFN＝μG＝0.2×40N＝8N，故木塊受到桌面的最大靜摩擦力為8N.(1)加上F1、F2后，F(xiàn)1和F2相當(dāng)于一個(gè)方向向右的力F＝F1－F2＝7N.由于F小于最大靜摩擦力，故木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，則木塊受到桌面靜摩擦力的作用，大小為7N，方向水平向左.(2)將F1撤去后，由于F2小于最大靜摩擦力，故木塊仍然保持靜止.由二力平衡知識(shí)知，木塊受到的靜摩擦力大小等于F2，即大小為6N，方向水平向右.(3)撤去F2后，由于F1大于最大靜摩擦力，則木塊受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，大小為8N，方向水平向左.知識(shí)點(diǎn)03動(dòng)摩擦因數(shù)的測(cè)定【即學(xué)即練5】[多選]為了測(cè)定木塊和豎直墻壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：用一根彈簧將木塊壓在墻上，同時(shí)在木塊下方有一個(gè)拉力F2作用，使木塊恰好勻速向下運(yùn)動(dòng)(彈簧隨木塊一起向下運(yùn)動(dòng))，如圖所示?，F(xiàn)分別測(cè)出了彈簧的彈力F1、拉力F2和木塊的重力G，則以下結(jié)論正確的是()A．木塊受到豎直向下的滑動(dòng)摩擦力B．木塊所受的滑動(dòng)摩擦力阻礙木塊下滑C．木塊與墻壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為eq\f(F2,F1)D．木塊與墻壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為eq\f(F2＋G,F1)能力拓展能力拓展考法01摩擦力的有無(wú)及方向的分析【典例1】如圖所示，A、B兩物塊疊放在一起，B受到一水平向左的作用力F，A、B在粗糙的水平地面上保持相對(duì)靜止地向右做直線運(yùn)動(dòng)，在向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列關(guān)于A、B所受到的摩擦力的說(shuō)法正確的是()A．A受到水平向右的摩擦力 B．A可能不受摩擦力作用C．B受到地面水平向左的摩擦力 D．B可能不受地面的摩擦力作用總結(jié)：靜摩擦力有無(wú)及方向的判斷“三法”(1)狀態(tài)法根據(jù)平衡條件，判斷靜摩擦力的有無(wú)及方向．(2)力的相互性先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向，再根據(jù)牛頓第三定律確定另一物體受到的靜摩擦力方向．(3)假設(shè)法【典例2】如圖所示，物體A隨傾斜傳送帶一起斜向上做勻速直線運(yùn)動(dòng).則：(1)物體A受到(填“靜”或“滑動(dòng)”)摩擦力作用.(2)摩擦力的方向?yàn)?(3)此摩擦力為(填“動(dòng)”或“阻”)力.考法02摩擦力的大小計(jì)算【典例3】如圖所示，A、B兩物體疊放在水平地面上，A物體質(zhì)量m＝20kg，B物體質(zhì)量M＝30kg。處于水平位置的輕彈簧一端固定于墻壁，另一端與A物體相連，輕彈簧處于自然狀態(tài)，其勁度系數(shù)為250N/m，A與B之間、B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.5。現(xiàn)有一水平推力F作用于物體B上使B緩慢地向墻壁移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)0.2m時(shí)，水平推力F的大小為(已知A、B之間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10m/s2)()A．350N B．300NC．250N D．200N總結(jié)：1．靜摩擦力大小的分析與計(jì)算物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng))時(shí)，利用力的平衡條件來(lái)計(jì)算靜摩擦力的大小．2、滑動(dòng)摩擦力的大小用公式Ff＝μFN來(lái)計(jì)算，應(yīng)用此公式時(shí)要注意以下兩點(diǎn)：(1)μ為動(dòng)摩擦因數(shù)，其大小與接觸面的材料、接觸面的粗糙程度有關(guān)；FN為兩接觸面間的正壓力，其大小不一定等于物體的重力．(2)滑動(dòng)摩擦力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度和接觸面的大小均無(wú)關(guān)．分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1．重100N的物體，靜止在粗糙的水平面上，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，當(dāng)物體受到一個(gè)大小為10N，方向水平向右的拉力作用后，水平面對(duì)物體的摩擦力大小和方向是()A．10N，水平向左B．10N，水平向右C．20N，水平向左D．20N，水平向右2.如圖所示，人向右勻速推動(dòng)水平桌面上的長(zhǎng)木板，在木板翻離桌面以前，則()A．木板露出桌面后，推力將逐漸減小B．木板露出桌面后，木板對(duì)桌面的壓力將減小C．木板露出桌面后，桌面對(duì)木板的摩擦力將減小D．推力、壓力、摩擦力均不變3.下列關(guān)于摩擦力的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是()A．兩物體間有摩擦力，一定有彈力，且摩擦力的方向和它們的彈力方向垂直B．兩物體間的摩擦力大小和它們間的壓力一定成正比C．在兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體之間可以存在靜摩擦力，且靜摩擦力的方向可以與運(yùn)動(dòng)方向成任意角度D．滑動(dòng)摩擦力的方向可以與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同，也可以相反4.如圖所示，放在粗糙水平面上的物體A上疊放著物體B，A和B之間有一根處于壓縮狀態(tài)的彈簧，A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列說(shuō)法中正確的是()A．B受到向左的摩擦力B．B對(duì)A的摩擦力向右C．地面對(duì)A的摩擦力向右D．地面對(duì)A沒(méi)有摩擦力題組B能力提升練1.(多選)《中國(guó)制造2025》是國(guó)家實(shí)施強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略第一個(gè)十年行動(dòng)綱領(lǐng)，智能機(jī)器制造是一個(gè)重要方向，其中智能機(jī)械臂已廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域．如圖所示，一智能機(jī)械臂鐵夾夾起一個(gè)金屬小球后靜止在空中，鐵夾與球接觸面保持豎直，則()A．若增大鐵夾對(duì)小球的壓力，小球受到的摩擦力變大B．小球受到的摩擦力與重力大小相等C．鐵夾受到的摩擦力方向豎直向下D．若鐵夾水平勻速移動(dòng)，小球受到的摩擦力變大2.人站在自動(dòng)扶梯的水平踏板上，隨扶梯斜向上勻速運(yùn)動(dòng)，如圖所示，以下說(shuō)法正確的是()A．人受到重力和支持力的作用B．人受到重力、支持力和摩擦力的作用C．人受到的合外力不為零D．人受到的合外力方向與速度方向相同3.(多選)在探究靜摩擦力變化規(guī)律及滑動(dòng)摩擦力變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的演示裝置，力傳感器A與計(jì)算機(jī)連接，可獲得力隨時(shí)間變化的規(guī)律，將力傳感器固定在光滑水平桌面上，測(cè)力端通過(guò)細(xì)繩與一滑塊相連(調(diào)節(jié)力傳感器高度可使細(xì)繩水平)，滑塊放在較長(zhǎng)的小車(chē)上，小車(chē)一端連接一根輕繩并跨過(guò)光滑的輕質(zhì)定滑輪系一只空沙桶(調(diào)節(jié)滑輪可使桌面上部輕繩水平)，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)．實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)打開(kāi)力傳感器同時(shí)緩慢向沙桶里倒入沙子，小車(chē)一旦運(yùn)動(dòng)起來(lái)，立即停止倒沙子，若力傳感器采集的圖象如圖乙，則結(jié)合該圖象，下列說(shuō)法正確的是()A．可求出空沙桶的重力B．可求出滑塊與小車(chē)之間的滑動(dòng)摩擦力的大小C．可求出滑塊與小車(chē)之間的最大靜摩擦力的大小D．可判斷第50s后小車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)(滑塊仍在車(chē)上)4.如圖所示，消防員沿豎直桿勻速向上爬時(shí)，手與桿間的彈力大小為FN1，受到的摩擦力大小為Ff1；沿豎直桿勻速向下滑時(shí)，手與桿間的彈力大小為FN2，受到的摩擦力大小為Ff2.則以下關(guān)系正確的是()A．FN1＝FN2,Ff1＝Ff2B．FN1<FN2,Ff1>Ff2C．FN1>FN2,Ff1＝Ff2D．FN1＝FN2,Ff1>Ff25．如圖所示，質(zhì)量為1kg的物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，從t＝0時(shí)刻開(kāi)始以初速度v0沿水平地面向右滑行，取向右為正方向，該物體受到的摩擦力Ff隨時(shí)間變化的圖象是下列圖中的(g＝10m/s2)()6．如圖所示，有一重力不計(jì)的方形容器，被水平力F壓在豎直的墻面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)緩慢地向容器內(nèi)注水，直到注滿為止，此過(guò)程中容器始終保持靜止，則下列說(shuō)法正確的是()A．容器受到的摩擦力不斷增大B．容器受到的摩擦力不變C．水平力F必須逐漸增大D．容器受到的合力逐漸增大題組C培優(yōu)拔尖練1.[多選]如圖所示，用一水平力F把A、B兩個(gè)物體擠壓在豎直的墻上，A、B兩物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列判斷正確的是()A．B物體對(duì)A物體的靜摩擦力方向向下B．F增大時(shí)，A和墻之間的摩擦力也增大C．若B的重力大于A的重力，則B受到的摩擦力大于墻對(duì)A的摩擦力D．不論A、B的重力哪個(gè)大，B受到的摩擦力一定小于墻對(duì)A的摩擦力2.如圖所示，有8個(gè)完全相同的長(zhǎng)方體木板疊放在一起，每個(gè)木板的質(zhì)量為100g，某人用手在這疊木板的兩側(cè)分別加一大小為F的水平壓力，使木板水平靜止．若手與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1＝0.5，木板與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2＝0.2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10m/s2.則水平壓力F至少為()A．8N B．15NC．16N D．30N3.如圖，位于水平桌面上的物塊P，由跨過(guò)輕質(zhì)定滑輪的輕繩與物塊Q相連，從滑輪到P和到Q的兩段繩都是水平的，已知Q與P之間以及P與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ，兩物塊的質(zhì)量都是m，不計(jì)滑輪的摩擦，重力加速度為g，若用一水平向右的力F拉P使其做勻速運(yùn)動(dòng)，則F的大小為()A．4μmg B．3μmgC．2μmg D．μmg4.打印機(jī)是現(xiàn)代辦公不可或缺的設(shè)備，正常情況下，進(jìn)紙系統(tǒng)能做到“每次只進(jìn)一張紙”，進(jìn)紙系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖所示．設(shè)圖中剛好有10張相同的紙，每張紙的質(zhì)量均為m，搓紙輪按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)最上面的第1張紙勻速向右運(yùn)動(dòng)，搓紙輪與紙張之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，紙張與紙張之間、紙張與底部摩擦片之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ2，重力加速度為g，打印機(jī)正常工作時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．第1張紙受到搓紙輪的摩擦力方向向左B．第2張與第3張紙之間的摩擦力大小為2μ2mgC．第10張紙與摩擦片之間的摩擦力為0D．要做到“每次只進(jìn)一張紙”，應(yīng)要求μ1＞μ25.下列有關(guān)滑動(dòng)摩擦力的說(shuō)法中，正確的是()A.有壓力一定有滑動(dòng)摩擦力B.有滑動(dòng)摩擦力一定有壓力C.滑動(dòng)摩擦力方向一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反D.只有運(yùn)動(dòng)物體才受滑動(dòng)摩擦力6.裝修工人在搬運(yùn)材料時(shí)施加一個(gè)水平拉力將其從水平臺(tái)面上拖出，如圖所示，則在勻速拖出的過(guò)程中(材料重心未離開(kāi)桌面邊緣)()A.材料與平臺(tái)之間的接觸面積逐漸減小，摩擦力逐漸減小B.材料與平臺(tái)之間的接觸面積逐漸減小，拉力逐漸減小C.平臺(tái)對(duì)材料的支持力逐漸減小，摩擦力逐漸減小D.材料與平臺(tái)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)不變，支持力也不變，因而工人的拉力也不變7.為了研究保護(hù)套與書(shū)桌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，