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3．3摩擦力第3章力与相互作用第3章力与相互作用1.知道滑动摩擦力产生的条件，会判断滑动摩擦力的方向．(重点)2.知道滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关，知道滑动摩擦力跟正压力成正比．(重点)3.知道静摩擦力产生的条件，会判断静摩擦力的方向，知道最大静摩擦力的概念．(难点)一、滑动摩擦力1．定义：当一个物体跟另一个物体有相对滑动时，在它们的接触面上产生的摩擦力，叫做滑动摩擦力．2．大小：f＝______．其中μ为动摩擦因数，没有单位；μ的大小跟相互接触的两物体的材料性质、表面状况有关．N是指接触面间的压力大小．3．方向：与接触面相切，与物体______运动的方向相反．μN相对1．滑动摩擦力的方向和物体运动方向相反吗？滑动摩擦力总是阻力吗？提示：滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，不一定和物体的运动方向相反．滑动摩擦力可以是动力也可以是阻力.二、静摩擦力1．定义：物理学中，把这种物体间有______________时产生的摩擦力叫做静摩擦力．2．方向：跟物体______________的方向相反．3．大小：大小随外力的变化而变化，由外部因素决定．静摩擦力所达到的最大值fmax叫做______________．故静摩擦力大小的取值范围是：_____________．相对滑动趋势相对滑动趋势最大静摩擦力0ffmax2．跑步时，脚受到的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力？方向如何？提示：跑步时，脚和地面接触的时间内，脚并没有和地面发生相对运动，因此脚受到的摩擦力为静摩擦力，方向和人的运动方向相同．对摩擦力及产生条件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“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静摩擦力滑动摩擦力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(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．(3)摩擦力可以是阻力也可以是动力．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]根据产生摩擦力的三个条件，和摩擦力的方向及作用效果进行判定．[解析]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]D不能习惯认为静止物体受到静摩擦力，运动物体受到滑动摩擦力．摩擦力产生于相对运动或相对运动趋势的物体之间，故静止的物体可能受滑动摩擦力，运动的物体也可能受静摩擦力．1.(多选)关于摩擦力，下列说法正确的是()A．两个物体之间的静摩擦力总是一个定值B．摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同或相反C．静摩擦力可以是动力，也可以是阻力，滑动摩擦力一定是阻力D．运动的物体可以受静摩擦力作用，静止的物体也可以受滑动摩擦力作用解析：选BD.物体之间的静摩擦力随着外力的变化而变化，并不是一个定值，选项A错误；滑动摩擦力可以与运动方向同向，也可以反向，比如，子弹打进放在光滑地面上的木块的过程中，木块受到的摩擦力与木块的运动方向相同，而子弹受到的摩擦力与子弹的运动方向相反．静摩擦力也是如此，比如传送带将物体匀速运到高处，物体受到的静摩擦力的方向与运动方向相同，而皮带受到的静摩擦力方向与运动方向相反，选项B正确；当摩擦力方向与运动方向相同时，摩擦力就充当动力，当摩擦力方向与运动方向相反时，摩擦力就充当阻力，选项C错误；运动的物体可以受静摩擦力的作用，如传送带向上运送物体，物体与传送带间的摩擦力为静摩擦力．静止的物体也可以受滑动摩擦力作用，如物体在桌面上滑动时，桌面受的摩擦力就是滑动摩擦力，故选项D正确．静摩擦力有无及方向的判定1．静摩擦力有无的判断(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．①如果物体改变原来的运动状态，则两物体之间存在静摩擦力．②如果物体的运动状态不变，则两物体之间不存在静摩擦力．2．静摩擦力方向的判定方法思路例证由相对运动趋势直接判断如果物体相对运动趋势方向很明显，就可据“与相对运动趋势方向相反”直接判断如站在公共汽车上的人，当人随车一起起动(即做加速运动)时，判断人受到的摩擦力方向．分析：人相对于车有向后的运动趋势，所以车给人向前的静摩擦力作用；此时人随车向前运动，人脚受静摩擦力方向与运动方向相同方法思路例证用假设法判断所谓假设法就是先假设接触面光滑，再以施力物体为参考系，分析研究对象的相对运动的方向，从而确定相对运动趋势的方向，进而依据“与相对运动趋势方向相反”进行判断，假设法的特点是“化静为动”物体M在外力F的作用下静止在墙上，判断静摩擦力的方向．分析：假设墙面光滑，则物体相对墙面向下运动，所以物体静止时其相对运动趋势沿墙面向下，所以静摩擦力方向沿墙面向上方法思路例证根据平衡条件进行判断若物体处于平衡状态，则根据平衡条件确定静摩擦力方向如图所示，物块A、B叠放在一起，在外力F的作用下，A、B一起做匀速直线运动，判断B对A的摩擦力的方向．分析：隔离物块A，A做匀速直线运动，其受外力向右，根据平衡条件，A必受一方向水平向左的力与F平衡，所以B对A的静摩擦力水平向左如图所示，用力F去拉叠放在一起的两物体A、B，但没有拉动，两物体仍然保持静止状态，则()A．B物体受到A物体的静摩擦力的作用，方向与F方向相同B．B物体受到A物体的静摩擦力的作用，方向与F方向相反C．A物体受到地面的静摩擦力作用，方向与F方向相同D．A物体受到地面的静摩擦力作用，方向与F方向相反[思路点拨]解此题关键有两点：(1)两物体之间是否有静摩擦力产生，关键是看两个接触的物体之间是否同时有挤压和相对运动趋势．(2)要确定静摩擦力的方向，必须明确两物体间相对运动趋势的方向．[解析](1)以B为研究对象，分析A对B的静摩擦力(2)以A为研究对象，分析地面对A的静摩擦力[答案]D假设法在判断物体间有无静摩擦力的应用在假设物体间接触面光滑的情况下，若物体间不发生相对运动，则无相对运动趋势，也就不存在静摩擦力；若发生相对运动，则有相对运动趋势，也就说明存在静摩擦力．若上题中力F作用在B上且两物块仍静止，试分析A、B受摩擦力情况．解析：对于B物块，假设A、B之间接触面光滑，在力F作用下，不可能保持静止状态，将会向左运动，故B相对A有向左运动的趋势，所以物块B受到物块A对它向右的静摩擦力作用．对于A物块，由于A给B一个向右的静摩擦力作用，根据力的相互性，B物块将给A物块一个向左的静摩擦力作用．假设A与地面间光滑，A物块将在此静摩擦力作用下向左运动而不可能处于静止状态，因此A物块受到地面对它向右的静摩擦力作用．综上分析，B物块受到A物块对它向右的静摩擦力作用，A物块受到B物块和地面对它的两个静摩擦力作用．答案：见解析摩擦力大小的计算滑动摩擦力公式法f＝μNN是两个物体之间的压力，称为正压力(垂直于接触面的力)，它不是物体的重力．许多情况下要结合物体的平衡条件等加以确定式中的μ是动摩擦因数，大小与相互接触的两个物体的材料特性与表面状况有关，与接触面的大小无关，滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面的大小也无关二力平衡法物体处于平衡状态(匀速直线运动、静止)时，根据二力平衡条件求解静摩擦力大小：0ffmax，可由受力情况及二力平衡的条件来确定，静摩擦力的大小总等于使物体发生相对运动趋势的外力的大小，fmax为最大静摩擦力，大小等于物体刚要运动时所需要的沿相对运动趋势方向的外力，其值略大于滑动摩擦力，一般认为两者相等(1)计算摩擦力时，应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力．(2)静摩擦力用平衡条件计算，其大小只与平行于接触面方向的力有关，与垂直接触面方向的力无关．(3)滑动摩擦力用f＝μN计算或用平衡条件计算，其大小只与垂直接触面方向的力有关，与沿接触面方向的力无关．用20N的水平力在水平地面上拉重60N的物体时，物体恰能被拉动；物体运动后只需18N的拉力即可使物体做匀速直线运动．该物体静止在水平地面上，若用15N的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为________；若用30N的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为________；物体与地面间的动摩擦因数为________．[思路点拨]解答本题时按以下思路分析：[解析]水平力为20N时恰能拉动，说明最大静摩擦力fmax＝20N．若用F1＝15N的力拉物体，由于F1fmax，故物体不会相对于地面滑动，物体受静摩擦力的作用，由二力平衡得物体此时受到的摩擦力f静＝F1＝15N，又因为物体运动后只需18N的拉力即可使物体做匀速直线运动，故f滑＝18N，当用F2＝30N的力拉物体时，F2fmax，物体受滑动摩擦力，大小为f滑＝18N．又由f滑＝μN得μ＝f滑N＝18N60N＝0.3.[答案]15N18N0.32.重为G＝200N的物体静止在粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2(最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力)，求：(1)当物体受到F1＝20N水平向右的拉力时，物体受到的静摩擦力大小和方向；(2)当物体受到F2＝30N水平向右的拉力时，物体受到的静摩擦力大小和方向；(3)当物体受到F3＝50N水平向右的拉力时，物体受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力？大小为多少？(4)当物体受到F4＝100N竖直向上的拉力时，物体处于什么状态？是否受摩擦力？解析：物体所受最大静摩擦力Fmax＝Ff＝μFN＝0.2×200N＝40N.(1)因为F1＝20NFmax，物体仍静止，故Ff1＝F1＝20N，方向水平向左．(2)因为F2＝30NFmax，物体仍静止，故Ff2＝F2＝30N，方向水平向左．(3)因为F3＝50NFmax，故物体将向右滑动，滑动摩擦力大小为Ff3＝μFN＝40N.(4)竖直向上拉物体时，由于F4＝100NG，故物体仍静止在水平面上，且没有沿水平面运动的趋势，所以物体不受摩擦力．答案：见解析对摩擦力认识的四个误区误区一：误认为只有静止的物体才受静摩擦力作用，滑动摩擦力一定产生于运动的物体间静摩擦力产生于两个相对静止的物体间，它们可能都运动；滑动摩擦力产生于两个相对运动的物体间，它们中可能有一个物体静止．例如，汽车加速前进时，相对于车厢静止的箱子随汽车一起运动受到向前的静摩擦力；狗拉雪橇向前运动时，静止的地面受到滑动摩擦力．误区二：误认为摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反实际上摩擦力与相对运动方向或相对运动趋势方向相反，与物体的运动方向可能相反，可能相同，还可能与物体的运动方向不在一条直线上．误区三：误认为物体间的压力越大，摩擦力就越大实际上滑动摩擦力、最大静摩擦力与物体间的压力有关，压力越大，则滑动摩擦力和最大静摩擦力就越大，而静摩擦力的大小与物体间的压力无关．误区四：误认为摩擦力一定是阻力实际上摩擦力阻碍的是物体间的相对运动，摩擦力不一定是阻力，有可能是动力，如传送带就是利用摩擦力作为动力，将粮食由低处送到粮仓中．关于摩擦力下列说法正确的是()A．受静摩擦力作用的物体一定是静止的B．静摩擦力既可以是动力也可以是阻力C．只要相互接触的物体间发生相对运动，物体间就有滑动摩擦力产生D．滑动摩擦力的方向总与物体运动的方向