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第三章相互作用第3节摩擦力学习目标1．知道摩擦力的定义及分类．2．理解静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件．3．会判断摩擦力的方向及计算摩擦力的大小．4．了解最大静摩擦力的概念．填一填、做一做、记一记课前自主导学|基础知识·填一填|一、摩擦力1．定义：两个相互接触的物体，当它们发生1___________或具有2___________________时，在接触面上产生阻碍3___________或4_____________________的力．2．分类：5___________、6___________和滚动摩擦力．相对运动相对运动的趋势相对运动相对运动趋势静摩擦力滑动摩擦力二、静摩擦力1．定义：两个只有7______________，而没有8___________的物体之间产生的摩擦力．2．大小：范围为9____________，Fmax为10_____________.3．方向：沿着11_________并且跟物体的12______________的方向相反．4．作用效果：总是阻碍物体间的13______________.相对运动趋势相对运动最大静摩擦力接触面相对运动趋势相对运动趋势0＜F≤Fmax三、滑动摩擦力1．定义：当一个物体在另一个物体表面14___________的时候，会受到另一个物体阻碍它15___________的力．2．大小：F＝16___________，FN为压力，μ为动摩擦因数．3．方向：沿着17___________，并且跟物体的18___________的方向相反．4．作用效果：总是阻碍物体间的19___________.滑动滑动μFN接触面相对运动相对运动|基础小题·做一做|1．正误判断(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．()(4)滑动摩擦力一定存在于两个运动的物体之间．()(5)静止的物体受到的摩擦力可能是滑动摩擦力．()√×××√2．关于摩擦力的产生，下列说法中正确的是()A．相互压紧的粗糙物体间一定有摩擦力B．有相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力C．相互压紧并运动的物体间一定有摩擦力作用D．只有相互压紧和发生相对运动(或有相对运动趋势)的物体间才可能有摩擦力的作用解析：选D要产生摩擦力，首先要有弹力，其次要接触面不光滑，还要有相对运动或有相对运动趋势，故只有D正确．3．关于动摩擦因数，下列说法中正确的是()A．动摩擦因数与正压力成正比B．相同的条件下，接触面积越大，动摩擦因数越大C．动摩擦因数只与接触面的粗糙程度、相互接触的物体的材料有关D．动摩擦因数与正压力、接触面积有关，但具体关系不能确定解析：选C动摩擦因数由接触面的材料和粗糙程度决定，与其他因素无关，A、B、D错误，C正确．[思维拓展]把木块放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块，如图所示．当测力计的示数为1N时，木块没有动；逐渐增大拉力到2N时，木块仍静止；继续增大拉力到4N时，木块开始移动，此时拉力突然变小到3.8N，此后木块匀速运动，拉力保持3.8N不变．(1)木块受到拉力1N时，有相对桌面运动的趋势但没有运动，说明什么呢？提示：说明桌面对木块施加一个与拉力方向相反的、大小也为1N的力，这个力就是桌面对木块的静摩擦力．(2)随着外力的增大，静摩擦力有什么变化？提示：静摩擦力的大小随着外力的增大而增大，但有一个最大值．(3)静摩擦力沿什么方向？提示：静摩擦力的方向与接触面相切，与物体相对运动趋势的方向相反．(4)拉力增大到4N后，木块匀速运动，拉力为什么保持3.8N不变？提示：因为匀速运动受到滑动摩擦力作用，滑动摩擦力的大小与拉力无关，由公式F＝μFN计算．|核心知识·记一记|1．两个相互接触并互相挤压的物体发生相对运动或具有相对运动的趋势时，在接触面上产生的阻碍相对运动或相对运动趋势的力叫做摩擦力．2．摩擦力包括静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力．3．摩擦力产生的条件：(1)接触面粗糙；(2)两个物体之间有弹力；(3)有相对运动或相对运动趋势．这三个条件缺一不可，必须同时满足才能产生摩擦力．4．滑动摩擦力的大小：F＝μFN.5．静摩擦力的大小范围：0＜F≤Fmax.静摩擦力与压力无关，最大静摩擦力与压力成正比.析要点、研典例、重应用课堂互动探究★要点一静摩擦力的判断与计算1．静摩擦力产生的条件(1)接触面是粗糙的．(2)两物体相对静止但存在相对运动趋势．(3)两物体在接触面上有正压力(弹力)．2．四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．3．静摩擦力的方向(1)在接触面上，与接触面相切，且与物体相对运动趋势的方向相反．(2)与物体运动的方向可能相同，也可能相反．4．静摩擦力的大小(1)大小的范围：0＜F≤Fmax.(2)计算：物体处于平衡状态(匀速运动或静止)时，根据二力平衡条件求解．(3)最大静摩擦力Fmax＝μ0FN(μ0为静摩擦因数，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)．|例题展示|角度1静摩擦力的有无及方向判断【例1】(多选)如图所示，物体A、B叠放在水平地面上，水平力F作用在B上，使二者一起向右做匀速直线运动，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的摩擦力水平向右D．地面对B的摩擦力为滑动摩擦力，水平向左[解析]A、B之间无相对运动或相对运动的趋势，所以A、B之间无摩擦力，故选项A正确，B、C错误；对A、B整体分析，由于A、B一起向右匀速运动，则地面对B的摩擦力一定为滑动摩擦力，且水平向左，故选项D正确．[答案]AD角度2静摩擦力的计算【例2】如图所示，A、B两物体重力都等于10N，各接触面间动摩擦因数都等于0.3，F1＝1N和F2＝2N的两个水平力分别作用在A和B上，A、B均静止，则A受的摩擦力和地面对B的摩擦力大小分别为()A．3N,6NB．1N,2NC．1N,1ND．0N,1N[思路点拨](1)A、B均静止，故A、B间存在静摩擦力，可对A受力分析进行判断．(2)B与地面相对静止，B与地面存在静摩擦力，可对AB整体受力分析进行判断．[解析]因两个物体都处于静止状态，故所受的摩擦力均为静摩擦力；对物体A受力分析可知F1＝fA＝1N；对AB的整体，由平衡条件可知F2＝F1＋f地，解得f地＝1N，故选项C正确．[答案]C[规律方法]静摩擦力的有无及方向的判断方法(1)直接法：根据“静摩擦力与相对运动趋势方向相反”确定静摩擦力的方向．(2)假设法：假设接触面是光滑的，判断物体将向哪个方向滑动，从而确定相对运动趋势的方向，进而判断出静摩擦力的方向．(3)平衡法：当物体受力处于平衡状态时，根据二力平衡，判断出静摩擦力的方向．|对点训练|1．关于静摩擦力，下列说法中正确的是()A．两个表面粗糙的物体，只要直接接触就会产生静摩擦力B．静摩擦力总是阻碍物体的运动C．静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反D．两个物体之间的静摩擦力总是一个定值解析：选C由于静摩擦力产生在彼此直接接触且相互挤压、接触面粗糙又有相对运动趋势的物体之间，所以A错误；静摩擦力的作用是阻碍物体间的相对运动趋势，方向与物体间相对运动趋势的方向相反，不能说成阻碍物体的运动，所以B错误，C正确；两物体间静摩擦力的大小随物体所受外力的变化而变化，所以D错误．2．(多选)人握住旗杆匀速竖直向上爬，则下列说法正确的是()A．人受的摩擦力的方向是向上的B．人受的摩擦力的方向是向下的C．人握旗杆用力越大，人受的摩擦力也越大D．人握旗杆用力越大，并不会使人受的摩擦力增大解析：选AD人握住旗杆匀速上爬时，人相对于旗杆有向下滑的趋势，受到旗杆的静摩擦力方向向上，故A正确，B错误；人竖直方向受到重力和摩擦力，由平衡条件分析得知，人受的摩擦力等于人的重力，保持不变，所以人握旗杆用力越大，并不会使人受的摩擦力增大，故C错误，D正确．3．(2019·山东潍坊高一期末)如图所示，物体在水平力F1＝15N、F2＝6N的作用下，静止在水平面上，若F2保持不变，当F1减小至10N时，物体受到的摩擦力()A．增大至10NB.变为9NC．减小至6ND.减小至4N解析：选D当物体在水平力F1＝15N、F2＝6N的作用下时，处于静止状态，受到水平向左的大小为9N的静摩擦力作用．若F2保持不变，当F1减小至10N时，物体仍然处于静止状态，所受静摩擦力大小为4N，方向水平向左，故选项D正确．★要点二滑动摩擦力的分析与计算1．滑动摩擦力产生的条件(1)两物体相互接触挤压．(2)物体间的接触面不光滑．(3)两物体间存在相对运动．2．滑动摩擦力大小的计算(1)公式法：根据F＝μFN计算．(2)二力平衡法：物体做匀速直线运动时，可以根据二力平衡求解．[特别提醒](1)公式中FN指两物体接触面间的压力，其大小不一定等于物体的重力．(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度、接触面积的大小均无关．(3)动摩擦因数μ取决于物体的材料、接触面的粗糙程度．3．滑动摩擦力的方向滑动摩擦力的方向总是跟两物体的接触面相切并且跟它们相对运动的方向相反．[特别提醒](1)与“相对运动的方向相反”并不是与“运动方向相反”．(2)滑动摩擦力的作用总是阻碍物体的相对运动，而不是阻碍物体的运动．|例题展示|【例3】质量为2kg的物体静止在水平地面上，如图所示，物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，给物体一水平推力F.(取g＝10N/kg)(1)当推力大小为5N时，地面对物体的摩擦力是多大？(2)当推力大小为12N时，地面对物体的摩擦力是多大？(3)物体运动过程中突然把推力去掉，此时地面对物体的摩擦力是多大？[解析]在地面上，FN＝mg，则滑动摩擦力(即最大静摩擦力Fmax)大小为Fmax＝μFN＝μmg＝0.5×2×10N＝10N.(1)当推力F＝5N时，F＜Fmax，物体静止，则由二力平衡知：地面对物体的静摩擦力的大小F静＝F＝5N.(2)当推力F＝12N时，F＞Fmax，物体滑动，则地面对物体的滑动摩擦力的大小F滑＝μFN＝μmg＝10N.(3)物体运动过程中突然把推力去掉，此时地面对物体的摩擦力仍为滑动摩擦力，其大小F滑′＝10N.[答案](1)5N(2)10N(3)10N[易错警示]求解滑动摩擦力的两点注意(1)在求解摩擦力大小时，一定要分清是求静摩擦力还是求滑动摩擦力．F＝μFN只适用于滑动摩擦力的计算，静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定．(2)公式F＝μFN中的FN是物体接触面之间的正压力，不一定等于物体的重力G，要根据物体的受力来确定．|对点训练|4．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：选C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；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．5．一物体置于粗糙水平地面上，按如图所示不同的放法，在水平力F的作用下运动，设地面与物体各接触面间的动摩擦因数相等，则木块受到的摩擦力的大小关系是()A．Ff甲＞Ff乙＞Ff丙B．Ff乙＞Ff甲＞Ff丙C．Ff丙＞Ff乙＞Ff甲D