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自主学习·基础知识合作探究·重难疑点解题技巧·素养培优课时作业3摩擦力[学习目标]1.知道静摩擦力的概念及产生条件，会判断静摩擦力的方向．(重点、难点)2.知道最大静摩擦力的概念，知道静摩擦力的大小范围．(难点)3.知道滑动摩擦力概念及产生条件，会判断滑动摩擦力的方向．(重点)4.知道滑动摩擦力的大小跟什么有关，会求滑动摩擦力．(重点)静摩擦力[先填空]1．定义：两个的物体，当它们具有相对运动趋势时，在上产生阻碍的力．2．方向：总是沿着，并且跟物体的方向相反．相互接触接触面相对运动趋势接触面相对运动趋势3．大小：静摩擦力F在0与最大静摩擦力Fmax之间，即0≤F≤Fmax.4．最大静摩擦力：数值上等于物体时的“拉力”．刚刚开始运动[再思考]1．人在跑步时，脚受到地的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力？【提示】跑步时，脚和地面接触时间，脚并没有和地面发生相对运动，故脚受到的摩擦力为静摩擦力．2．用手握住瓶子，使瓶子在竖直方向上静止，当担心手中瓶子掉下去时，总是用力握得更紧一些，这时瓶子所受的摩擦力增大了吗？图3－3－1【提示】由于手与瓶子保持相对静止，手与瓶子之间的摩擦力为静摩擦力，由二力平衡得，摩擦力总与重力大小相等，当用力握紧瓶子时，手与瓶子接触处压力增大，手对瓶子的最大静摩擦力增大，但静摩擦力保持不变．[后判断]1．静摩擦力总是发生在相对静止且有相对运动趋势的物体之间．(√)2．运动的物体不可能受静摩擦力的作用．(×)3．静摩擦力一定是阻力．(×)滑动摩擦力[先填空]1．定义：一个物体在另一个物体表面滑动的时候，受到的另一个物体它滑动的力．2．方向：总是沿着，并且跟物体的的方向相反．阻碍接触面相对运动3．大小：滑动摩擦力的大小跟成正比，即跟两个物体表面间的垂直作用力成正比．4．公式：F＝μFN，其中μ为比例常数，叫做，它的大小与相互接触的两个物体的，接触面的情况有关，而与受力面积、等因素无关．压力动摩擦因数材料速度[再思考]1．小明在广场上滑轮滑，他滑动一段时间后停止用力，过了一会儿，小明就停了下来，请你分析小明为什么会停下来？图3－3－2【提示】小明停止用力后逐渐停下来，是因为小明受到了与运动方向相反的滑动摩擦力作用．2．摩擦力一定是阻碍物体的运动的吗？【提示】摩擦力可能阻碍物体的运动，也可能促进物体的运动．例如，匀速行驶的汽车，驱动轮受到的地面的摩擦力提供了车前进的动力，从动轮受到的地面的摩擦力却是阻碍车子前进的阻力．[后判断]1．静止的物体可能受到滑动摩擦力．(√)2．滑动摩擦力的方向沿接触面，与物体运动方向相反．(×)3．滑动摩擦力可能是动力．(×)预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中问题1问题2问题3问题4学生分组探究一对摩擦力的理解(深化理解)第1步探究——分层设问，破解疑难1．物体的“相对运动方向”与“运动方向”的含义相同吗？【提示】不同．“相对运动”是以接触的物体为参考系，通常的“运动”是以地面为参考系．两个方向可能相同，可能相反，甚至存在一定的方向偏角．2．一个物体在另一个物体表面滑动时，一定会产生滑动摩擦力吗？【提示】不一定．滑动摩擦力的产生条件是两物体相互挤压、接触面粗糙且物体间存在相对运动，三个条件缺一不可．第2步结论——自我总结，素能培养1．产生条件静摩擦力滑动摩擦力不同点两物体相对静止且存在相对运动趋势两物体有相对运动相同点(1)两物体相互接触且存在弹力(2)接触面粗糙2.“相对”的含义“相对”指的是研究对象相对于与其接触的物体而言，即指物体之间的相对静止或相对运动，都是以施力物体为参考系的，而不一定是物体相对地面的运动．3．作用效果(1)摩擦力阻碍的是接触物体之间的相对运动或相对运动趋势，不一定阻碍物体的运动．(2)摩擦力可以是阻力也可以是动力，如匀速前进的自行车，后轮受到的摩擦力为动力，前轮受到的摩擦力为阻力．4．摩擦力种类的判断(多选)(2012·海南高考)下列关于摩擦力的说法，正确的是()A．作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速，不可能使物体加速B．作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速，不可能使物体减速C．作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速，也可能使物体加速D．作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速，也可能使物体减速【思路点拨】(1)摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势(2)摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同【解析】摩擦力的方向可能与物体运动方向相同，也可能与物体运动方向相反，但一定是与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反．当滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相同时，使物体加速，选项A错误、C正确；当静摩擦力的方向与物体的运动方向相反时，使物体减速，选项B错误、D正确．【答案】CD对摩擦力的理解应注意的问题(1)受静摩擦力的物体不一定静止，受滑动摩擦力的物体也不一定运动．(2)摩擦力并不总是阻碍物体的运动，它既可作动力，又可作阻力．(3)摩擦力的方向可以与物体的运动方向相反，也可以与运动方向相同，甚至有可能与物体的运动方向不在一条直线上．第4步巧练——精选习题，落实强化1．(2014·天津和平区高一检测)关于相互接触的两个物体之间的弹力和摩擦力，下列说法中正确的是()A．有弹力必有摩擦力B．有摩擦力必有弹力C．弹力增大则摩擦力一定增大D．弹力是动力，摩擦力是阻力【解析】根据弹力和摩擦力的产生条件知，有摩擦力一定有弹力，有弹力不一定有摩擦力，A错，B对；静摩擦力大小与弹力(压力)大小无关，C错；弹力或摩擦力都既可能是动力，也可能是阻力，D错．【答案】B2．(2015·大同一中高一检测)以下关于滑动摩擦力的说法中，正确的是()A．滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反B．滑动摩擦力总是阻碍物体的运动C．滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反D．两个相互接触的物体发生相对滑动时，它们都要受到滑动摩擦力的作用【解析】滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反，但与物体的运动方向既可能相同，也可能相反，既可能促进物体的运动，也可能阻碍物体的运动，A、B错误，C正确．滑动摩擦力的产生必须具备三个条件，两个相互接触的物体发生相对滑动时，接触面间相互挤压和粗糙的条件不一定具备，此时物体间不一定有摩擦力，D错误．【答案】C学生分组探究二静摩擦力有无及方向的判断(规律方法)第1步探究——分层设问，破解疑难如图3－3－3所示，汽车上的箱子始终相对车厢静止，试判断以下三种情况下，箱子是否受摩擦力以及所受摩擦力的方向：(1)汽车匀速前进；(2)汽车加速前进；(3)汽车减速前进．【提示】(1)汽车匀速前进时，假设箱子受摩擦力作用，则它不会保持匀速运动状态，故此时箱子不受摩擦力；(2)汽车加速前进时，箱子有相对车厢向后滑动的趋势，所受摩擦力方向向前；(3)汽车减速前进时，箱子有相对车厢向前滑动的趋势，所受摩擦力方向向后．第2步结论——自我总结，素能培养1．四种方法判断静摩擦力的有无：(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，判断思路如下：(3)力的作用效果判断法：如果相互接触的物体间存在摩擦力，则必有相应的作用效果：平衡其他作用力或改变受力物体的运动状态，可据此确定有无静摩擦力．(4)相互作用判断法：利用力的相互作用性，若甲对乙有静摩擦力，则乙对甲也有静摩擦力，据此可以判断物体是否受静摩擦力．2．静摩擦力方向的判断方法(1)直接法：对于相对运动趋势比较明显的情况，可以根据静摩擦力的方向沿着接触面，与相对运动趋势的方向相反直接判断．(2)特殊法：当一些物体的相对运动趋势不明显时，可采用一些特殊方法来确定静摩擦力的方向，常用方法有：①假设法：可假设接触面光滑，将会看到物体发生相对运动，根据相对运动的方向判断物体间的相对运动趋势的方向，从而判断静摩擦力的方向．②平衡法：对于受力而平衡的物体，分析除静摩擦力外其他力共同作用效果的方向，则静摩擦力的方向与其他力的共同作用效果的方向相反．③相互作用法：根据力的相互性，若甲、乙两物体间有静摩擦力，并且能判断出甲对乙的静摩擦力的方向，则乙对甲的静摩擦力的方向与甲对乙的静摩擦力的方向相反．第3步例证——典例印证，思维深化如图3－3－4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()A．A、B之间无摩擦力B．A受到B的摩擦力水平向左C．B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；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．第4步巧练——精选习题，落实强化3．(多选)水平力F作用在物体B上，A、B一起做匀速直线运动，如图3－3－5所示，则()A．A、B之间无摩擦力B．A受到的摩擦力水平向右C．B与地面之间无摩擦力D．地面对B的摩擦力水平向右【解析】假设B对A有摩擦力，则A受力不平衡，不可能做匀速直线运动，故B对A无摩擦力，A正确、B错误；由于A、B一起匀速运动，故把A、B作为一个整体，B相对于地面向左滑动，故地面对B有摩擦力，且方向水平向右，C错误，D正确．【答案】AD4．如图所示为某运动员在100m决赛途中的两个瞬间，其中图3－3－6(甲)、(乙)分别表示运动员脚用力后蹬和前脚刚好接触地面，用F1、F2分别表示运动员在两瞬间所受到的摩擦力，则关于F1、F2的方向，以下说法正确的是()A．F1向后，F2向后B．F1向前，F2向前C．F1向前，F2向后D．F1向后，F2向前(甲)(乙)3－3－6【解析】奔跑过程中脚与地面接触时，脚与地面相对静止，受到静摩擦力．题图(甲)中，脚用力后蹬，相对地面有向后滑的趋势，受到向前的静摩擦力，F1向前，图(乙)中脚接触地面时有相对地面向前滑的趋势，受到的静摩擦力向后，F2向后．【答案】C学生分组探究三摩擦力大小的计算(规律方法)第1步探究——分层设问，破解疑难1．质量为m的解放军战士正沿绳匀速向上爬行，他所受的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力？大小为多少？【提示】解放军战士在进行爬绳练习时，他的手、脚与绳子接触时间内没有发生滑动，故他受到的是静摩擦力，其大小等于他的重力mg.2．汽车橡胶轮胎表面凹凸不平，试从物理的角度说明这制作的道理．【提示】将汽车橡胶轮胎表面做得凹凸不平，目的是增大车轮与地面间的动摩擦因数，提高汽车的最大静摩擦力，使汽车行进时动力更强劲、安全．第2步结论——自我总结，素能培养1．滑动摩擦力的大小(1)公式法：根据公式F＝μFN计算．①正压力FN是物体与接触面间的压力，不一定等于物体的重力，FN的大小根据受力情况确定，②动摩擦因数μ与材料和接触面的粗糙程度有关，而与物体间的压力、接触面的大小无关．(2)二力平衡法：物体处于平衡状态(匀速运动、静止)时，根据二力平衡条件求解．2．静摩擦力的大小(1)大小：0＜F≤Fmax.(2)计算：根据受力情况和二力平衡条件确定，大小总等于使物体发生相对运动趋势的外力．(3)最大静摩擦力Fmax＝μ0FN，μ0为最大静摩擦因数，最大静摩擦力Fmax略大于滑动摩擦力，一般情况下，为分析问题方便，可认为二者相等．第3步例证——典例印证，思维深化(2014·济南高一检测)如图3－3－7所示，物体A、B叠放在水平桌面上，方向相反的水平拉力Fa、Fb分别作用于物体A、B上，使A、B一起在桌面上做匀速直线运动，已知A、B始终保持相对静止，且Fb＝2Fa.以FfA表示A受到的摩擦力大小，以FfB表示B受到桌面的摩擦力的大小，则()A