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第3节摩擦力1.知道摩擦力产生的条件，会正确判断摩擦力的有无及方向．2．会用公式f＝μN计算滑动摩擦力的大小，知道影响动摩擦因数大小的因素．3．知道什么是最大静摩擦力，能根据二力平衡条件确定静摩擦力的大小．4．了解调控摩擦力大小的方法.1.静摩擦力和滑动摩擦力大小的计算是本节的重点．2．静摩擦力和滑动摩擦力的有无及方向判断是本节的重点，也是难点.抓主干新知预习探究破疑难核心要点突破练技巧综合拓展提升提素能随堂巩固演练练能力高效知能检测一、滑动摩擦力1．摩擦力及分类(1)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趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或阻碍相对运动趋势的力，这种力叫摩擦力．(2)分类人们根据摩擦力产生的不同机理，将摩擦分成、和等不同类型．静摩擦滑动摩擦滚动摩擦2．滑动摩擦力(1)定义两个物体彼此和，并发生相对时，在接触面上产生的一种的力．(2)方向总是与接触面，并且与物体方向相反．接触挤压滑动阻碍相对滑动相切相对运动(3)大小公式f＝μN.μ是，μ的大小由相互接触的两个物体的与(如表面干燥与否、表面是否平滑)等因素决定，μ无单位．N是压力，也就是一个物体对另一个物体表面的垂直作用力(称为正压力)，性质上属于．它不是物体的重力，许多情况下需结合物体的平衡条件等加以确定．滑动摩擦力的大小与接触面大小及物体的运动状态无关．动摩擦因数材料粗糙程度弹力滑动摩擦力的产生条件及方向的描述中“相对”两字的含义是什么？提示：“相对”是指相互摩擦的两个物体之间有位置的变化，而不用考虑相对别的物体有还是没有位置的变化．如图所示，木块A沿木板B的表面以速度vA向右滑动，木板B沿光滑地面以速度vB向右滑动，vAvB，则A相对于B向右滑动，而B相对于A向左滑动．二、静摩擦力1．定义当两个彼此、的物体之间没有发生相对滑动，但有时，接触面上会产生一种阻碍的力，这种力叫做静摩擦力．2．方向静摩擦力的方向总是与接触面，并且与的方向相反．接触挤压相对滑动的趋势相对滑动趋势相切相对滑动趋势3．最大静摩擦力(1)定义静摩擦力的大小随外力的变化而变化，当外力增大到某一特定值时，物体开始，此时静摩擦力达到值，这个值叫最大静摩擦力，记为fmax.(2)大小最大静摩擦力与两物体间的压力成，并与接触面的有关．静摩擦力在0与最大静摩擦力之间，即0f≤fmax.滑动最大正比性质静摩擦力是否只能发生在两个静止的物体之间，两个运动的物体之间能否发生静摩擦力？提示：静摩擦力不仅可以发生在静止的物体之间，也可以发生在运动的物体之间，但发生静摩擦力的两个物体是相对静止的．三、摩擦力的调控1．增大摩擦力的方法(1)增大物体间的．(2)增大接触面的．2．减小摩擦力的方法(1)减小．(2)减小接触面的．(3)采用摩擦的方式.压力粗糙程度压力粗糙程度滚动对摩擦力的理解静摩擦力滑动摩擦力产生条件①两物体之间有弹力②接触面粗糙③有相对运动趋势①两物体之间有弹力②接触面粗糙③有相对运动静摩擦力滑动摩擦力“相对”的含义物体可以是运动的，但两物体相对静止且一定有相对运动趋势其中一个物体可以静止，但两物体间有相对运动作用效果阻碍物体间的相对运动趋势阻碍物体间的相对运动方向跟接触面相切并与物体相对运动趋势的方向相反，与物体的运动方向无关跟接触面相切并与物体相对运动的方向相反，与物体的运动方向不一定相反[特别提醒]1.静止的物体可能受到滑动摩擦力，运动的物体可能受到静摩擦力．2．摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同，也可以与物体的运动方向相反，也可以不在一条直线上．3．摩擦力可以是阻力也可以是动力．[典例1]关于摩擦力，下列说法正确的是()A．只要两个物体接触且有相对运动，这两个物体之间就一定有摩擦力B．摩擦力的方向一定与物体运动的方向相反C．静止的物体一定受到静摩擦力，运动的物体一定受到滑动摩擦力D．摩擦力一定阻碍物体的相对运动或相对运动趋势[思路点拨]准确理解摩擦力概念，是解答本题的关键．[尝试解答]产生摩擦力的条件是：两物体相互接触且有弹力、接触面粗糙、有相对运动或相对运动趋势，三者缺一不可，A错误；摩擦力的方向与物体相对运动(或相对运动趋势)的方向相反，故摩擦力一定阻碍物体的相对运动(或相对运动趋势)，B错误、D正确；静止的物体只要和相互接触的物体间存在相对运动，可能受滑动摩擦力作用，运动的物体只要和相互接触的物体间存在相对运动的趋势，也可能受到静摩擦力作用，C错误．[答案]D1．关于摩擦力的产生条件，下列说法不正确的是()A．两个都不运动的物体之间一定没有摩擦力作用B．两个都运动的物体之间一定存在摩擦力作用C．相互接触的两个物体之间可能存在摩擦力作用D．两个物体间的摩擦力不为零时，其相互作用的弹力一定不为零解析：摩擦力的产生条件是：两个物体相互接触、挤压，接触面粗糙、“有相对运动”或“相对运动趋势”，与物体的运动和静止无关，两个都不动的物体间可以有摩擦力，A错，两个都运动的物体间不一定有摩擦力，B错，只要相互接触都可能有摩擦力，C对，有摩擦力一定有弹力，D对．答案：AB摩擦力有无及方向判断滑动摩擦力静摩擦力有无判断条件判断：即接触面之间有压力，粗糙且有相对运动(1)条件判断：即接触面之间有压力，粗糙且有相对运动趋势(2)假设法：假设接触面光滑，不存在摩擦力，如物体改变原来的运动状态，则存在摩擦力滑动摩擦力静摩擦力方向判断(1)选取受力物体(2)确定施力物体(3)判断受力物体相对施力物体的运动方向(4)滑动摩擦力方向与相对运动方向相反(1)选取受力物体(2)确定施力物体(3)利用假设法判断受力物体相对施力物体的运动趋势方向(4)静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反[特别提醒]1.判断滑动摩擦力和静摩擦力的有无关键是看物体间是否发生相对滑动或存在相对滑动趋势．2．摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势，并非阻碍物体的运动．3．“相对运动趋势方向”、“相对运动方向”和“运动方向”三者的区别．(1)“相对运动趋势方向”：指物体有相对于参考物体沿哪个方向运动的倾向，而实际上不一定沿该方向运动，可理解为“如果物体不受静摩擦力作用的运动方向”．(2)“相对运动方向”：通常是指物体相对于参考物体运动的方向，在研究摩擦力时此参考物体一般指摩擦力的施力物体．(3)“运动方向”：指物体相对于地面运动的方向．[典例2]如图所示，A、B两物块竖直叠放在水平面上．现用水平力F拉B物块，两物块均静止，那么物块A和B是否受静摩擦力作用呢？[思路点拨]确定接触物体间是否有相对运动或相对运动趋势是判定是否存在摩擦力及摩擦力方向的关键，若物体间的相对运动或相对运动趋势方向不易确定，可联系物体的运动状态，采用假设法判定．[尝试解答]本题可以用假设法判断，假设A受到静摩擦力作用，该摩擦力方向一定与接触面相切，即沿水平方向．根据力的作用效果知，A物块在摩擦力作用下不可能处于静止状态．因此与题意是相矛盾的，故A物块不受静摩擦力作用．再对B进行分析，B受到方向向右的拉力F作用，处于平衡状态，由二力平衡条件知B一定受到地面产生的方向向左的静摩擦力作用．[答案]A不受，B受地面的静摩擦力2．一只玻璃墨水瓶，在下列情况下受到摩擦力且方向竖直向上的是()A．瓶子静止在水平桌面上B．瓶子静止在倾斜的桌面上C．瓶子被握在手中静止，瓶口向上D．瓶子静止在匀速运动的火车地板上解析：墨水瓶静止在水平桌面上时，相对水平桌面无运动趋势，瓶子不受桌面的摩擦力；瓶子静止在倾斜的桌面上时，有沿斜面下滑的趋势，它受到沿斜面向上的静摩擦力；瓶子被握在手中静止时，它有向下滑落的趋势，瓶子受到手竖直向上的静摩擦力；瓶子静止在匀速运动的火车地板上时，假设瓶子受到水平方向的摩擦力，瓶子在重力、支持力和摩擦力作用下不可能处于平衡状态，故瓶子不受地板的摩擦力．正确选项为C.答案：C摩擦力大小的计算1．滑动摩擦力的大小(1)公式法：根据公式f＝μN计算．(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：0f≤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＝μ0N.(μ0为最大静摩擦因数)[特别提醒]1.滑动摩擦力f的大小与物体运动的速度大小无关，与接触面的大小无关．2．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．fmax的大小与正压力有关．3．静摩擦力可在0～fmax之间变化，不能用公式f＝μN计算，且静摩擦力与正压力无关．[典例3]如图所示，一质量为1kg的长木板放在水平桌面上，木板与桌面间的最大静摩擦力为3.0N，动摩擦因数为0.3.如果分别用2.8N的水平力和3.2N的水平力推木板，木板受到的摩擦力分别为多大？[思路点拨]计算摩擦力时应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力，如果是静摩擦力，一般不能用公式f＝μN计算．[规范解答]首先确定木板受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力．当用2.8N的水平力推木板时，因推力小于最大静摩擦力，木板不能被推动而受静摩擦力作用；当用3.2N的水平力推木板时，因推力超过最大静摩擦力，木板将被推动而受滑动摩擦力作用，所以：当F＝2.8N时，木板受静摩擦力f1＝F＝2.8N当F＝3.2N时，木板受滑动摩擦力f2＝μN＝μmg＝0.3×1×9.8N≈2.9N[答案]2.8N2.9N应用公式f＝μN解决问题时，一定要注意压力N与物体重力mg的区别，尽管有时二者大小相等(如在本题中)，但它们不是同一个力，某些问题中二者也不一定相等．3．如下图甲所示，小孩用80N的水平力推木箱，木箱不动，此时木箱受到水平地面的摩擦力大小为F1；如下图乙所示，小孩用100N的水平推力恰能推动木箱，此时木箱与水平地面间的摩擦力大小为F2；如下图丙所示，小孩把木箱推动了，此时木箱与水平地面间摩擦力大小为F3，若木箱对水平地面的压力大小为200N，木箱与水平地面间动摩擦因数为0.45，则F1、F2、F3的大小分别为()A．80N、80N、90NB．80N、80N、45NC．80N、100N、90ND．80N、100N、45N解析：静止时，木箱所受的摩擦力是静摩擦力，它与水平推力平衡，因此静摩擦力大小F1＝80N；由于使木箱在地面上运动的最小推力是100N，因此最大静摩擦力F2＝100N；木箱在滑动时，不论推力如何，其受到的摩擦力都是滑动摩擦力，其大小F3＝μN＝0.45×200N＝90N.答案：C如图所示的甲、乙两图是表示用同一套器材测量铁块P与长金属板间的滑动摩擦力的两种不同方法．甲图使金属板静止在水平桌面上，用手通过弹簧秤向右用力F拉P，使P向右匀速运动；乙图把弹簧秤的一端固定在墙上，用力F水平向左拉金属板，使金属板向左运动．两种方法中弹簧秤的示数情况已放大画出，则关于这两种测量滑动摩擦力的方法：(1)________(填“甲”或“乙”)方法好，因为_________________________．(2)选择正确的方法后，滑动摩擦力的测量值为________N.[思路点拨]1.使弹簧测力计的示数等于滑块A、B间的摩擦力．2．实验方案的选择是解决问题的关键．[规范解答](1)选图乙所示实验装置进行实验较好．原因是：如果用图甲所示装置进行实验，必须匀速拉动弹簧测力计，才能保证弹簧测力计示数稳定，而“匀速拉动”是很难控制的．如果用图乙所示装置进行实验，滑动摩擦力大小与相对滑动速度无关，故长木板是否被匀速拉出，测力计上的示数都是稳定的，这就使得实验易于操作，可以减小实验误差．(2)由于弹簧秤的最小刻度为0.1N，读数时要往下估读一位，读做2.40N.[答案](1)乙，容易控制物体处于平衡状态便于读数(2)2.40N1．关于摩擦力的方向，下列说法中不正确的是()A．滑动摩擦力的方向总是和物体运动的方向相反B．静摩擦力的方向可能和物体运动的方向相同C．物体所受的摩擦力方向总是和接触面相切D．两物体间摩擦力的方向和压力方向一定互相垂直解析：摩擦力的方向总是和接触面相切，并跟物体相对运动或无相对