3.2 研究摩擦力 學(xué)案（粵教版必修1）
1．摩擦力
(1)定義：兩個相互接觸的物體，當它們發(fā)生__________或具有______________時，在接觸面上產(chǎn)生阻礙____________或______________的力．
(2)分類：①____________；②______________.
(3)條件①物體接觸且 ��；②接觸面 �。虎畚矬w間有 或 .
2．滑動摩擦力
(1)定義：兩個相互接觸的物體，當發(fā)生____________時，在接觸面間產(chǎn)生的阻礙物體____________的力叫滑動摩擦力．
(2)產(chǎn)生條件：①兩物體直接接觸且____________；②接觸面______；③發(fā)生__________．
(3)大�。夯瑒幽Σ亮的大小與物體間______________FN的大小成正比，即f＝μFN，式中μ為比例常數(shù)，叫____________，其大小與接觸面的材料和粗糙程度有關(guān)，而與受力面積、物體運動的速度等因素無關(guān)．
(4)方向：與接觸面______并且與物體間__________的方向相反．
3．靜摩擦力
(1)定義：兩個物體具有__________________，沒有相對滑動產(chǎn)生的摩擦力．
(2)產(chǎn)生條件：①兩個物體直接接觸且________；②接觸面______；③物體間有___________．
(3)大�。菏强勺兊�，變化范圍為________________，其中fmax為靜摩擦力的最大值，叫____．
(4)方向：與接觸面______并且與物體間______運動趨勢的方向______.
一、滑動摩擦力
[問題情境]
一輛汽車正在奔馳，司機突然發(fā)現(xiàn)前方有危險，于是立即緊急剎車．車終于停下，路面上留下兩條清晰的剎車痕跡，你能解釋車停止運動的真正原因嗎？
[要點提煉]
1．滑動摩擦力：一個物體在另一個物體表面上滑動的時候，會受到另一個物體____________的力，這種力叫做滑動摩擦力．
2．滑動摩擦力產(chǎn)生的條件
①接觸面粗糙；②兩物體相互接觸且存在彈力；③兩物體間有__________．
3．滑動摩擦力的方向
總是沿著____________________，且與____________的方向相反．
4．滑動摩擦力的大小
滑動摩擦力跟______成正比，也就是跟一個物體對另一個物體表面的垂直作用力成正比．
公式：f＝μFN，μ為動摩擦因數(shù)，取決于兩物體的______和接觸面的__________，與接觸面的面積______．
[問題延伸]
圖1
如圖1所示，物體A、B一起向右運動，速度分別為vA＝2 m/s，vB＝1 m/s.
請分析A、B兩物體受到的滑動摩擦力的方向，并回答滑動摩擦一定阻礙物體的運動嗎？
二、研究靜摩擦力
圖2
[問題情境]
我們先來做個小實驗，體驗一下摩擦力．
把木塊放在水平桌面上，用彈簧測力計沿水平方向拉木塊，如圖2所示．
(1)當測力計的示數(shù)為1 N時，木塊沒有動．
(2)逐漸增大拉力到2 N時，木塊仍靜止．
(3)繼續(xù)增大拉力到4 N時，木塊開始移動，此時拉力突然變小到3.8 N，此后木塊勻速運動，拉力不變．
請對以上三種現(xiàn)象作出分析．
[要點提煉]
1．兩個相互接觸擠壓而保持相對靜止的物體，當它們之間存在相對運動趨勢時，在它們的接觸
面上會產(chǎn)生阻礙物體間相對運動的力，這種力叫做__________．
2．使物體由靜止開始運動的最小的水平拉力(或推力)，是物體所受靜摩擦力的最大值，這個最大值叫做______________．
3．靜摩擦力產(chǎn)生的條件：①物體______且相互擠壓；②接觸面粗糙；③兩物體間有相對運動趨勢．
4．靜摩擦力的大小與正壓力無關(guān)，但最大靜摩擦力的大小與正壓力成____比．
5．靜摩擦力的方向與相對運動趨勢方向相反，即其效果是阻礙物體間的______運動．
圖3
[問題延伸]
如圖3所示，A、B兩物體豎直疊放在水平面上，今用水平力F拉物體A，兩物體一起勻速運動，試分析A、B所受靜摩擦力的方向．
圖4
例1 如圖4所示，一物體在動摩擦因數(shù)μ＝0.2的水平面上向左運動，物體質(zhì)量為10 kg，它在運動過程中還受到一個水平向右的大小為20 N的拉力作用，則物體受到的摩擦力為( )
A．0 N
B．20 N，水平向右
C．40 N，水平向右
D． 20 N，水平向左
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圖5
變式訓(xùn)練1 如圖5所示，一木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到三個力的作用，木塊處于靜止狀態(tài)．其中F1＝10 N，F(xiàn)2＝2 N，若撤去力F1，則木塊在水平方向受到的摩擦力為( )
A．8 N，方向向右
B．6 N，方向向右
C．2 N，方向向右
D．0
圖6
例2 有三個相同的物體疊放在一起，置于粗糙水平面上，物體之間不光滑，如圖6所示．現(xiàn)用一水平力F作用在B物體上，物體仍保持靜止，下列說法正確的是( )
A．C受到地面的摩擦力大小為F，方向水平向左
B．A受到水平向右的摩擦力作用
C．B對C的摩擦力方向為水平向右
D．C和地面間無摩擦力的作用
聽課記錄
變式訓(xùn)練2 下列關(guān)于物體受靜摩擦力作用的敘述中，正確的是( )
A．靜摩擦力的方向一定與物體的運動方向相反
B．靜摩擦力的方向不可能與物體的運動方向相同
C．靜摩擦力的方向可能與物體的運動方向垂直
D．靜止的物體所受的靜摩擦力一定為零
圖7
例3 質(zhì)量為2 kg的物體靜止在水平地面上，如圖7所示，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.5，最大靜摩擦力與滑動摩擦力視為相等，給物體一水平推力．(取g＝10 N/kg)
(1)當推力大小為5 N時，地面對物體的摩擦力是多大？
(2)當推力大小為12 N時，地面對物體的摩擦力是多大？
拓展探究 (1)物體運動后將推力變?yōu)?0 N，地面對物體的摩擦力多大？
(2)物體運動過程中突然把推力去掉，此時地面對物體的摩擦力多大？
【即學(xué)即練】
1．關(guān)于摩擦力，下列說法中正確的是( )
A．兩個接觸的相對靜止的物體間一定有摩擦力
B．受靜摩擦作用的物體一定是靜止的
C．滑動摩擦力方向可能與運動方向相同
D．物體間正壓力一定時，靜摩擦力的大小可以變化，但有一個限度
2．下列說法中正確的是( )
A．兩個相互接觸的物體之間一定有彈力作用
B．一個物體靜止在另一個物體的表面上，它們之間一定不存在摩擦力的作用
C．兩個物體之間如果有彈力的作用，就一定有摩擦力的作用
D．兩個物體之間如果有摩擦力的作用，就一定有彈力的作用
圖8
3．如圖8所示，用水平力F將同種材料不同質(zhì)量的物體壓到一豎直墻壁上，下列說法正確的是( )
A．若物體保持靜止，則F越大，物體所受摩擦力越大
B．若物體保持靜止，則質(zhì)量越大，物體所受摩擦力越小
C．若物體沿墻壁向下滑動，則F越大，物體所受摩擦力越大
D．若物體沿墻壁向下滑動，則質(zhì)量越大，物體所受摩擦力越大
4．用一根長20 cm，勁度系數(shù)為k＝200 N/m的彈簧水平拉著放在水平桌面上的質(zhì)量為1 kg的木塊，彈簧的長度逐漸伸長到22.4 cm時木塊開始運動，當彈簧的長度為21.7 cm時，木塊在桌面上做勻速直線運動．則：
(1)木塊受到的最大靜摩擦力多大？靜摩擦力的變化范圍怎樣？
(2)木塊和桌面間的動摩擦因數(shù)是多少？
(3)木塊滑動過程中，當彈簧的長度小于或大于21.7 cm時滑動摩擦力如何變化？
參考答案
課前自主學(xué)習
1．(1)相對滑動 相對運動趨勢 相對運動 相對運動趨勢 (2)①靜摩擦力
②滑動摩擦力 (3)①相互擠壓�、诖植凇、巯鄬\動 相對運動趨勢
2．(1)相對滑動 相對運動 (2)①相互擠壓�、诖植凇、巯鄬瑒印�(3)相互擠壓的彈力 動摩擦因數(shù) (4)相切 相對滑動
3．(1)相對滑動的趨勢 (2)①相互擠壓
②粗糙�、巯鄬\動趨勢 (3)0
一、
[問題情境]
路面給車一個摩擦力，使車停止運動．
[要點提煉]
1．阻礙它滑動
2．③相對運動
3．接觸面的切線方向 相對運動
4．壓力 材料 粗糙程度 無關(guān)
[問題延伸] 如果以A為參考系，則B相對于A向左運動，所以B受到A向右的滑動摩擦力，可見，物體的相對運動方向和實際運動方向有時并不相同．還可以看出A給B的滑動摩擦力與B的實際運動方向相同，促進B的運動而不是阻礙B的運動．
二、
[問題情境]
(1)當拉力為1 N時，木塊有相對桌面的運動趨勢，但沒有動，是因為木塊除受1 N的拉力外，還受到桌面對它的一個力的作用，這個力與1 N的拉力大小相等，方向相反．
(2)當拉力增大到2 N時，木塊仍靜止，但它相對桌面運動的趨勢更加“強烈”，此時桌面對木塊的作用力為2 N.
(3)當拉力增大到4 N時，木塊開始移動，說明“4 N的力”是使木塊開始運動所需的最小力，此時桌面對木塊的力也為4 N．木塊運動起來以后，拉力變?yōu)?.8 N，這個力是保證木塊勻速運動所需要的力．
[要點提煉]
1．靜摩擦力
2．最大靜摩擦力
3．①接觸
4．正
5．相對
[問題延伸] A受向左的靜摩擦力，B受向右的靜摩擦力；A受靜摩擦力是阻力，B受靜摩擦力是動力．
解題方法探究
例1 B [研究摩擦力時：(1)首先要根據(jù)實際情況判斷、分析究竟是靜摩擦力還是滑動摩擦力；(2)如果是滑動摩擦力，就要分析滑動面上壓力的大小，用公式計算；(3)如果是靜摩擦力，就要分析物體所受到的其他力， 根據(jù)物體所處的運動狀態(tài)，通過列力學(xué)方程求解．
根據(jù)滑動摩擦力公式f＝μFN可以得到：摩擦力等于20 N，其方向水平向右．選B.]
變式訓(xùn)練1 C [未撤去F1前，木塊靜止，說明木塊所受的靜摩擦力大小f靜＝F1－F2＝8 N，方向向左．也說明了最大靜摩擦力f靜max≥8 N．當撤去F1后，在F2作用下木塊有向左運動的趨勢，地面給木塊的靜摩擦力方向變?yōu)橄蛴�，因F2＝2 N，小于最大靜摩擦力，故木塊仍保持靜止，因而正確選項為C.]
例2 AC [在選項A中，以A、B、C三者的整體為研究對象，此整體在水平方向上受平衡力的作用，因此C受到地面的摩擦力等于拉力F，方向向左，A項正確， D項錯誤；在選項B中，以A為研究對象，A不受摩擦力，否則A不能平衡，B項錯誤；選項C中，B對C的摩擦力與C對B的摩擦力大小相等，方向相反．由此可知，B對C的摩擦力大小等于F，方向水平向右，C項正確．]
變式訓(xùn)練2 C
[靜摩擦力的方向總是與物體的相對運動趨勢的方向相反，而物體相對運動趨勢的方向可能與物體運動的方向相同(例如：與傳送帶相對靜止，隨傳送帶一起加速運動的物體)，也可能與物體運動方向相反(例如：與傳送帶相對靜止，隨傳送帶一起減速運動的物體)，還可能與物體運動方向垂直(例如：隨車廂一起做加速運動的車廂后壁上相對于車廂靜止的物體，如圖所示)．靜止的物體所受靜摩擦力不一定為零(例如：用力推靜止在地面上的木箱但未推動)，故A、B、D項錯誤，C項正確．]
例3 (1)5 N (2)10 N
解析 在地面上，F(xiàn)N＝mg，則滑動摩擦力(最大靜摩擦力fmax)大小為fmax＝μFN＝μmg＝0.5×2×10 N＝10 N.
(1)當拉力F＝5 N時，F(xiàn)
拓展探究 (1)10 N (2)10 N
即學(xué)即練
1．CD 2.D
3．C [物體靜止時，物體受靜摩擦力，大小等于其重力，與水平力F無關(guān)，物體質(zhì)量越大，所受摩擦力越大，故A、B錯．物體向下滑動時，受到滑動摩擦力作用，大小為f＝μFN＝μF，故F越大，摩擦力越大，且與物體的質(zhì)量無關(guān)，C對，D錯．]
4．(1)4.8 N 0～4.8 N (2)0.34
(3)大小不變
本文來自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaoyi/66420.html
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