原创3：3.3 摩擦力

(3)木箱随汽车一起匀速运动时，二者无相对滑动，假设木箱受 水平向右的摩擦力，跟木箱接触的物体只有汽车，汽车最多能 对它施加两个力(支持力F1和摩擦力F2)，由二力平衡条件知： F1与G抵消，但没有力与F2抵消，不能做匀速直线运动，这与 题意矛盾，所以假设错误，即木箱不受摩擦力。
(4)汽车刹车，木箱相对于汽车向前滑动，易知木箱受到向后的 滑动摩擦力。
4．大小：滑动摩擦力跟_正__压__力___成正比。 即F＝__μ_F_N____，其中___F_N____为正压力是两接触面间相互挤 压的弹力，____μ____为动摩擦因数，只与相互接触的两个物体 的__材__料____、接触面的__粗__糙__程__度___有关，与FN无关，无单位。 5．效果：总是阻碍物体间的__相__对__运__动__。
不同点
运动趋势
运动
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。
(1)物体间的滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？有什么关系？ (2)物体间的滑动摩擦力的大小与哪些因素无关？
解析：(1)从1、4次实验和5、7次实验发现，增加木块的数量， 压力增大，滑动摩擦力增大，滑动摩擦力大小与压力成正比。 从1、5次、3、6次，4、7次实验比较，在压力相等的条件下， 滑动摩擦力的大小与接触面的材料有关，接触面越粗糙，滑动 摩擦力越大。(2)从1、3次实验和5、6次实验发现，改变接触面 积的大小，滑动摩擦力大小不变，与接触面积无关。从1、2次 实验发现，滑动摩擦力的大小与木块的相对速度大小无关。
(1)加上F1、F2后，F1和F2相当于一个方向向右的F＝F1－F2＝ 7N的力。由于F小于最大静摩擦力，故木块处于静止状态，则
木块受到桌面静摩擦力的作用，大小为7N，方向水平向左。
(2)将F1撤去后，由于F2小于最大静摩擦力，故木块仍然保持静 止。由二力平衡知识知，木块受到的静摩擦力大小等于F2，即 大小为6N，方向水平向右。
4．摩擦力种类的判断
看是否有 有相对滑动 → 滑动摩擦力
相对滑动
无相对滑动
→
静摩擦力
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。
二、摩擦力的有无及方向判定 1．四种方法判断摩擦力的有无 (1)条件判断法：根据摩擦力的产生条件判断摩擦力的有无。 ①物体间接触且挤压； ②接触面粗糙； ③物体间有相对运动或有相对运动趋势。
4．大小：随沿相对运动趋势方向的__外__力__F__的变化而变化， 但有一个_最__大__值___。
5．最大静摩擦力：静摩擦力的最大值Fm，其大小等于物体刚 要运动时所需要的沿相对运动趋势方向的___最__小___外力。
两物体间实际发生的静摩擦力F在零和最大静摩擦力Fm之间， 即___0_<_F_≤_F_m_____。 6．效果：总是阻碍物体间的_相__对__运__动__趋__势__。
知识点4 滚动摩擦力
一个物体在另一个物体表面上__滚__动____时产生的摩擦力。在压 力相同的情况下，滚动摩擦力比滑动摩擦力__小__很__多__。
重点难点突破
一、对摩擦力及产生条件的理解 1．产生条件
静摩擦力
滑动摩擦力
①两物体相互接触且存在弹力 相同点
②接触面粗糙
两物体相对静止但存在相对 两物体有相对
答案：(1)滑动摩擦力与接触面上的正压力成正比，还与接触面 的材料有关，接触面越粗糙，摩擦力越大。
(2)滑动摩擦力与接触面积的大小、物体间相对运动的速度大小 无关。
易错案例分析
易错点：对摩擦力的理解不透导致错误
案例：关于摩擦力，下列说法中正确的是 ( ) A．滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反 B．受静摩擦力作用的物体一定是静止的 C．静摩擦力大小与压力成正比 D．滑动摩擦力不一定是阻力
实验 次数
1 2 3 4 5 6 7
接触面 材料 木板 木板 木板 木板 化纤地毯 化纤地毯 化纤地毯
拉动 木块数
1 1 1 2 1 1 2
木块放 置情况
平放 平放 侧放 平放 平放 侧放 平放
木块运 动速度
v较小 v较大 v较小 v较小 v较小 v较小 v较小
弹簧测力 计读数/N
3.50 3.50 3.50 7.00 8.00 8.00 16.00
C项 力的大小与物体所受的外力或运动状态有关，与
压力大小无关
正确物体可能静止，也可能运动，但它 相对于接触的另一物体一定是静止的，B错误；根据物体的运 动状态求解静摩擦力，与压力无关，C错误。滑动摩擦力不一 定是阻力，如传送带将粮食送往高处的过程中，有的粮食袋边 滑动边向上运动，此时的滑动摩擦力就是将粮食袋送往高处的 动力，D正确。 正确答案：D
解析：1.(1)木箱随汽车一起由静止加速运动时，假设二者的接 触面是光滑的，则汽车加速时，木箱由于惯性要保持原有静止 状态。因此它将相对于汽车向后滑动，而实际木箱没有滑动， 说明木箱有相对汽车向后滑动的趋势，所以，木箱受到向前的 静摩擦力。
(2)汽车刹车时，速度减小，假设木箱与汽车的接触面是光滑的， 则木箱将相对汽车向前滑动，而实际木箱没有滑动，说明木箱 有相对汽车向前滑动的趋势，所以木箱受到向后的静摩擦力。
(3)撤掉F2后，由于F1大于最大静摩擦力，则木块受到的摩擦力 为滑动摩擦力，大小为8N，方向水平向左。 答案：(1)7N 水平向左 (2)6N 水平向右 (3)8N 水平向左
点评：求解摩擦力大小的方法 (1)明确所求摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力。 (2)静摩擦力一般根据二力平衡来求。求解时应注意物体是否处 于静止或匀速直线运动状态，若物体处于减速或加速运动状态， 则二力平衡不成立。 (3)滑动摩擦力一般根据公式法计算，计算时注意滑动摩擦力的 大小与物体的速度大小、物体是否匀速运动无关，只取决于动 摩擦因数和正压力的大小。
第三章 相互作用
3 摩擦力
课堂情景切入
杂技演员能徒手爬上几米高的线杆，靠的是手脚和线杆之 间的摩擦力。
摩擦力到底是怎样的一个力呢？本节课我们就进入摩擦力 的世界。
知识自主梳理
知识点1 摩擦力
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__的__趋__势____ 时 ， 就 会 在 接 触 面 上 产 生 阻 碍 __相__对__运__动____或___相__对__运__动__趋__势___的力，这种力叫做摩擦力。 2．分类：___静__摩__擦__力__、__滑__动__摩__擦__力____和滚动摩擦力。
(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)大小范围：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为最大静摩擦力因数)
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。
(3)静摩擦力可在0～fmax之间变化，不能用公式f＝ μFN计算， 且静摩擦力与正压力无关。
考点题型设计
题型1 摩擦力的有无及方向的判定
知识点2 静摩擦力
1 ． 定 义 ： 两 个 物 体 之 间 只 有 __相__对__运__动__ 的 趋 势 ， 而 没 有 __相__对__运__动__，这时的摩擦力叫做静摩擦力。 2．产生的条件 ①两物体接触且挤压，即存在__弹__力____。 ②接触面_不__光__滑___。 ③两物体接触面间有__相__对__运__动__趋__势___。 3．方向：与接触面__相__切____，跟物体的_相__对__运__动__趋__势__方向相 反。
题型3 探究·应用
例 3 某学生在研究滑动摩擦力与哪 些因素有关而设计了如图所示的实验。 他用弹簧测力计水平拉动木块在水平面 上做匀速直线运动，读出并记录弹簧测力计的读数。实验中改 变被拉木块的数量、接触面的材料、接触面积的大小及木块速 度的大小，并将若干次实验数据记录在下表中，试根据下表的 实验数据，分析总结并回答下列问题：
易错分析：本题易错选项及错误原因分析如下：
易错选项
错误原因
误认为滑动摩擦力的方向与物体运动方向相反，
A项 实际是滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动
方向相反，与物体的运动方向可能相同
误认为受静摩擦力作用的物体一定静止，实际上 B项
运动或静止的物体都有可能受到静摩擦力作用
误认为静摩擦力大小与压力有关，实际上静摩擦
2．“三步法”判断摩擦力的方向 (1)找出摩擦力的施力物体，并选择此施力物体为参照物。 (2)判断受力物体的相对运动方向或相对运动趋势方向。 (3)根据“摩擦力与其相对运动方向或相对运动趋势方向 相反”确定摩擦力的方向。
三、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＝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。
例 1 如下图所示，一辆汽车在平直公 路上，车上有一木箱，试判断下列情况中， 木箱所受摩擦力的方向。
(1)汽车由静止加速运动时(木箱和车 面无相对滑动)；
(2)汽车刹车时(二者无相对滑动)； (3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动)； (4)汽车刹车，木箱在车上向前滑动时； (5)汽车在匀速过程中突然加速，木箱在车上滑动时。
知识点3 滑动摩擦力
1．定义：当一个物体在另一个物体表面上___滑__动___的时候， 会受到另一个物体__阻__碍__它__滑__动___的力，这种力叫做滑动摩擦 力。 2．产生条件 (1)两物体接触且挤压，即存在___弹__力___。 (2)接触面_不__光__滑___。 (3)两物体间存在_相__对__运__动___。 3．方向：与接触面相切，跟物体_相__对__滑__动__方__向__相反。
(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：若甲对乙有摩擦力，则乙对甲也有摩 擦力，并且甲、乙所受摩擦力的方向相反。
(5)汽车在匀速过程中突然加速，木箱相对于汽车向后滑动，易 知木箱受到向前的滑动摩擦力。
点评：弄清摩擦力的方向的关键是：搞清物体相对运动(或趋 势)的方向，摩擦力既可以是动力，也可以是阻力。
题型 2 摩擦力大小的分析计算
例 2 如图所示，一重为 40N 的木块原 来静止在水平桌面上，某瞬间在水平方向 上同时受到两个方向相反的力 F1、F2 的作用，其中 F1＝13N， F2＝6N。已知木块与桌面间的动摩擦因数为 0.2，设最大静摩 擦力等于滑动摩擦力，求：
(1)木块所受的摩擦力的大小和方向。 (2)当只将 F1 撒去时，木块受到的摩擦力的大小和方向。 (3)若撤去的力不是 F1 而是 F2，求木块受到的摩擦力的大 小和方向。
解 析 ： 当 木 块 运 动 时 受 到 的 滑 动 摩 擦 力 为 F 滑 ＝ μFN ＝ μG ＝ 0.2×40N＝8N，故木块受到桌面的最大静摩擦力为8N。