新教材高中物理第三章相互作用3摩擦力学案教科版必修第一册

3.摩擦力

知道最大静摩擦力．

必备知识·自主学习——突出基础性素养夯基

一、滑动摩擦力

1．定义：两个物体相互接触并挤压，当它们沿接触面发生________时，每个物体的接触面上都会受到对方施加的________相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力．2．方向：总是沿着接触面，并且跟物体的________________相反．

3．大小

(1)公式：f＝________，其中N表示接触面上压力的大小，μ为动摩擦因数．

(2)动摩擦因数μ，它是两个力的比值，没有单位．它的大小与两个接触面的________、粗糙程度等情况有关．

[举例] 摩擦力的分类

二、静摩擦力

1．定义：当两个彼此接触、挤压的物体之间没有发生________，但具有________的趋势时，接触面上会产生一种________相对运动趋势的力，这种力称为静摩擦力．2．方向：静摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体相对运动趋势的方向________．3．大小

随外力的变化而变化，当水平拉力增大到某一值时，物体就要滑动，此时静摩擦力达到最大值，这个最大值称为______________，记为f静max.静摩擦力的取值范围为______________．

[拓展] 毛刷实验—分析下面图中刷毛受到的静摩擦力的方向如何？

关键能力·合作探究——突出综合性素养形成

探究点一滑动摩擦力

【导学探究】

将携带的物品放到恒定速率的水平传送带上，物品的速度在达到传送带速率之前，物品的运动方向与物品受到的滑动摩擦力方向之间的关系如何？

【归纳总结】

1.滑动摩擦力的产生条件

两物体{①接触面粗糙

②相互挤压

③具有相对运动(滑动)

2．滑动摩擦力的方向

(1)在接触面上，与接触面相切，且与物体相对运动的方向相反．

(2)与物体的运动方向可能相同，也可能相反．

3．滑动摩擦力的大小

(1)公式法：根据公式f＝μN计算．

①正压力N是物体与接触面间的压力，不一定等于物体的重力，N的大小根据物体的受力情况确定．

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．

(2)二力平衡法：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．

【典例示范】

题型1 滑动摩擦力方向的判断

例1如图所示，A为长木板，在水平面上以速度v1向右运动，物块B在木板A上面以速度v2向右运动，下列判断正确的是( )

A．若v1＝v2，A、B之间无滑动摩擦力

B．若v1>v2，A受到了B所施加的向右的滑动摩擦力

C．若v1<v2，B受到了A所施加的向右的滑动摩擦力

D．若v1>v2，B受到了A所施加的向左的滑动摩擦力

【思维方法】

滑动摩擦力方向的判断方法

(1)选研究对象(受滑动摩擦力作用的物体).

(2)选跟研究对象接触的物体为参考系．

(3)找出研究对象相对参考系的运动方向．

(4)滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反．

题型2 滑动摩擦力大小的计算

例2如图所示，质量为20kg的物体在水平面上向右运动，在运动过程中受到水平向左、大小为10N的拉力F的作用，物体与水平面间的动摩擦因数为0.1，则物体所受的摩擦力为(取g＝10N/kg)( )

A．10N，水平向右B．10N，水平向左

C．20N，水平向右D．20N，水平向左

素养训练1 一根质量为m、长为L的均匀长方体木条放在水平桌面上，木条与桌面间的动摩擦因数为μ.现用水平力F推木条，当木条经过如图所示位置时，桌面对它的摩擦力为( )

μmg

A．μmg B．2

3

μmg D．上述选项均不对

C．1

3

素养训练2 如图所示，轻质弹簧的劲度系数k＝20N/cm，用水平力F拉着一个重力为200N的物体在水平面上运动，当弹簧的伸长量为4cm时，物体恰在水平面上做匀速直线运动，求：

(1)物体与水平面间的动摩擦因数；

(2)当弹簧的伸长量为6cm时，物体受到的水平拉力为多大？这时物体受到的摩擦力为多大？

(3)如果在物体运动过程中突然撤去弹簧，而物体在水平面上仍能继续滑行，这时物体受到的摩擦力为多大？

【思维方法】

滑动摩擦力的求法

(1)直接用公式f＝μN求解．

(2)明确公式中各量的属性，简单地说就是要求解哪两个物体间的滑动摩擦力，就要找到对应于该两物体间的弹力以及动摩擦因数．

探究点二静摩擦力

【导学探究】

仔细观察下列图片，分析下列问题．

相互接触的物体相对静止时，是不是也可能存在摩擦力？

(1)如图甲所示，人用平行于地面的力推沙发，沙发没动，沙发相对地面有没有运动的趋势？运动趋势的方向是什么？

(2)沙发相对地面处于什么状态？沙发在水平方向上只受人的推力作用吗？

(3)如图甲所示，人推沙发的力增大到一定大小之前，沙发不会动；如图乙所示，把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，在拉力F增大到一定值之前，木块不会运动．这些情况说明什么？

【归纳总结】

1.静摩擦力产生条件

两物体{①接触面粗糙

②相互挤压

③有相对运动趋势

2．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)当物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时，与使物体产生运动趋势的外力方向相反．

3．静摩擦力的大小

(1)范围：0<f静≤f静max.

(2)计算：物体做匀速直线运动或静止时，根据二力平衡条件求解．