32摩擦力(导学案)(原卷版)高一物理

第2节摩擦力
导学案
【学习目标】
1.知道滑动摩擦力概念及产生的条件，会判断滑动摩擦力的方向
2.会用公式F=μF N计算滑动摩擦力的大小
3.知道静摩擦力产生的条件，会判断静摩擦力的大小和方向
4.认识静摩擦的规律，知道静摩擦力的变化范围及其最大值
【学习重难点】
1．滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断（重点）
2．静摩擦力的有无的判断以及静摩擦力方向的判断（重点难点）
3．静摩擦力产生的条件及规律，正确理解最大静摩擦力的概念（重点）
【知识回顾】
初中摩擦力内容复习：
一、摩擦力
1.两个互相接触的物体，当它们发生或相时，在接触面上会产生一种相对运动的力，这种力叫做摩擦力。

2.一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦力叫做；一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力叫做；两个相互接触的物体，当它们要发生而尚未发生相对运动时，在它们接触面上产生一种阻碍物体相对运动趋势的力，称为.
二、摩擦力的产生条件和方向
1．产生条件：(1) ；(2)发生；(3)接触面不光滑。

2．作用点：摩擦力发生在上，所以摩擦力的作用点就在接触面上，但为了研究方便，可把摩擦力的作用等效到一个点上，画力的示意图时，可将摩擦力作用点画在物体重心上。

3．方向：与物体相对运动或相对运动趋势的方向。

摩擦力的方向有时与物体的运动方向相反，起作用；有时与物体的运动方向相同，起作用。

三、摩擦力的大小测量和影响因素
1．使用可以粗略测量滑动摩擦力的大小。

方法：用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动，根据原理，可知弹簧测力计示数等于滑动摩擦力大小。

2．根据影响滑动摩擦力的因素，通过或增大接触面，可以增大摩擦，通过减小压力或减小接触面粗糙程度可以减小摩擦。

四、摩擦的利用和防止
1.增大摩擦的方法：（1）增大压力；（2）增大接触面粗糙程度；（3）将滚动摩擦变为滑动摩擦。

2.减小摩擦的方法：（1）减小压力；（2）减小接触面粗糙程度；（3）变滑动摩擦为滚动摩擦；（4）使接触面互相分离。

【自主预习】
一、滑动摩擦力
1.定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍运动的力，这种力叫作滑动摩擦力。

2.方向：沿着接触面，跟物体。

3.大小
(1)公式：F f＝，其中F 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跟相互接触的两个物体的、接触面的粗糙程度有关，没有单位。

二、静摩擦力
1.定义：相互接触的两个物体之间只有相对运动的，而没有相对运动，这时的摩擦力叫作静摩擦力。

2.方向：沿着接触面，跟物体相对运动趋势的方向。

3.大小：随外力的变化而变化，当外力增大到某一值时，物体就要滑动，此时静摩擦力达到最大值F max，我们把F max叫作最大静摩擦力。

静摩擦力的取值范围为。

【课堂探究】
思考与讨论：
为什么汽车的轮胎、鞋子和手套有很多花纹，这些花纹有什么作用吗？
复习与回顾：
初中我们已经学习过: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的趋势的力，这种力就叫作摩擦力。

思考与讨论：
用弹簧测力计拖动水平固定木板上的木块，使它做匀速运动，测力计的示数等于木块所受摩擦力的大小。

改变木块和木板之间的压力，摩擦力的大小也随之改变。

如果摩擦力的大小跟压力的大小存在某种定量关系的话，它们可能是怎样的关系呢？
一、滑动摩擦力
思考：冰壶比赛中的冰壶，刹车过程中的汽车，都会因受到摩擦力停下来，这个摩擦力是什么摩擦力？
（一）滑动摩擦力的定义和产生条件
1.定义：两个互相接触挤压且发生相对运动的物体,在它们的接触面上会产生阻碍的力，此力即为滑动摩擦力。

2.产生条件：、、。

（二）滑动摩擦力的方向
【观看】滑动摩擦力方向演示
思考与讨论：
(1)通过以上两个视频观看，你认为毛刷所受滑动摩擦力的方向有何特点？
(2)滑动摩擦力的方向是否与毛刷运动方向相反？
分析：物体v0=0
(3)滑动摩擦力是否一定是阻力？
【小结】
1.滑动摩擦力的方向：总是沿着接触面，并且跟物体相反。

2.“相对”于“谁”：相对于，而不是一定相对于地面。

3.判断方向的步骤：
①找接触的物体——①判断——①画出具体方向。

4.滑动摩擦力的作用效果是阻碍物体间的，而不是阻碍物体的，所以滑动摩擦力的方向可能与物体运动方向，也可能。

（三）滑动摩擦力的大小
【小实验】
在桌面上垫一张纸，把一本书压在纸上，然后用手沿着桌面拉动纸张,保持接触面的材料不变,在大小不同的压力下拉动纸张(材料可以是纸、塑料、毛巾、木板等);然后保持压力不变，改变接触面的材料。

你认为滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关？
【演示实验】
（1）研究影响滑动摩擦力大小的因素；（2）定量研究滑动摩擦力大小
【小结】
1. 大小：滑动摩擦力的大小跟压力成。

思考：两物体间的压力是否一定等于重力大小？
2. 公式：F f=
μ是动摩擦因数，它的数值只跟相互接触的两个物体的材料和接触面的粗糙程度；动摩擦因数单位。

3. 几种材料不同的动摩擦因数：
【例题】在我国东北寒冷的冬季，有些地方用雪橇作为运输工具。

一个有钢制滑板的雪橇，连同木料的质量为4.9×103kg。

在水平的冰道上，马要在水平方向上用多大的力，才能够拉着雪橇匀速前进？
思考与讨论：
(1)静止的物体是否也可以受到滑动摩擦力？你能举例说明吗？
(2)相互接触的物体处于相对静止时，它们之间是否就不存在摩擦力了呢？
二、静摩擦力
【观察与思考】视频演示
（一）静摩擦力的定义及产生条件
1.定义：两个相互接触挤压而保持相对静止的物体,当它们之间存在时,在它们的接触面上会产生阻碍物体间相对运动趋势的力，此力即为静摩擦力。

2.产生条件：、、。

（二）静摩擦力有无判断方法
1.假设法：假设两物体间无静摩擦力，看物体是否相对滑动。

2.状态法：根据物体所处的状态和有关力学条件加以判断。

（三）静摩擦力的方向
【视频演示】两个有关静摩擦力方向的演示
思考与讨论：
(1)通过以上两个视频观看，你认为物体所受静摩擦力的方向有何特点？
(2)静摩擦力的方向是否与物体运动方向相反？
分析：物体v0=0，
(3)静摩擦力是否可以与运动方向垂直呢？请举例说明。

(4)静摩擦力是否一定是阻力？请举例说明。

【小结】
1.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方向。

2.“相对”于“谁”：相对于，而不是一定相对于地面。

3.判断方向的步骤：
①找接触的物体——①判断相对运动趋势方向——①画出具体方向。

4.静摩擦力的作用效果是阻碍物体间的，而不是阻碍物体的运动，所以静摩擦力的方向可能与物体运动方向，也可能,还可能。

（四）静摩擦力的大小
【实验演示】静摩擦力的大小变化
1. 随着产生相对运动趋势的外力大小的变化而；
2. 跟物体间接触面的压力大小；
3. 大小取值范围；
4. 最大静摩擦力滑动静摩擦力。

（五）静摩擦力和滑动摩擦力的比较
课堂小结：
【自我测评】
1．下列关于摩擦力的理解正确的是（）
A．有摩擦力的地方一定有弹力
B．摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势
C．摩擦力与该处弹力的方向可能相互垂直
D．摩擦力的大小与该处弹力大小成正比
2．用手握住瓶子，瓶子质量为70g，空气阻力忽略不计，重力加速度g=10m/s2。

如果握力加倍，并带动瓶子向上做匀速直线运动，则对于手和瓶子间的摩擦力有（）
A ．方向由向下变成向上
B ．手越干越粗糙摩擦力越大
C ．加大握力，摩擦力将大于0.7N
D ．摩擦力始终等于0.7N
3．如图所示，在粗糙水平面上放置有一竖直截面为平行四边形的木块，图中木块倾角为θ，木块与水平面间动摩擦因数为μ，木块所受重力为G ，现用一水平恒力F 推木块，使木块由静止开始向左运动，则木块所受的摩擦力大小为（ ）
A ．F
B ．
cos G
μθ
C ．G μ
D ．sin co (s )G F μθθ＋
4．如图所示，在水平桌面上放一木块，给木块一水平向右的拉力，从零开始逐渐增大水平拉力F ，木块先静止后沿桌面运动，则木块所受的摩擦力f F 随拉力F 变化的图像正确的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
5．钻石联赛上海站百米大战中，苏炳添以10秒09的成绩夺冠，成为第一个在钻石联赛百米夺冠的中国人。

他奔跑途中的两个瞬间，其受力可简化图甲、乙。

用1f F 、2f F 分别表示他在图甲、乙两瞬间所受到的摩擦力，则关于1f F 、2f F 的方向，以下说法正确的是（ ）
A ．1f F 向后，2f F 向后
B ．1f F 向前，2f F 向前
C ．1f F 向前，2f F 向后
D ．1f F 向后，2f F 向前
6．如图所示的皮带传动装置中，1O 是主动轮，2O 是从动轮，A B 、分别是皮带上与两轮接触的点，C D 、分别是两轮边缘与皮带接触的点（为清楚起见，图中将两轮与皮带画得略微分开，而实际上是紧密接触的）。

当2O 顺时针起动时，若皮带与两轮不打滑，则A B C D 、、、各点所受静摩擦力的方向分别是（ ）
A ．向上、向下、向下、向上
B ．向下、向上、向上、向下
C ．向上、向上、向下、向下
D ．向下、向下、向上、向上
7．如图所示为传送带运输机的示意图，A 为传送带上的货物，则（ ）
A ．如果货物A 随传送带一起无相对滑动地向上匀速运动，A 受到沿传送带向下的摩擦力
B ．如果货物A 随传送带一起无相对滑动地向下匀速运动，A 受到沿传送带向下的摩擦力
C ．如果货物A 和传送带都静止，A 不受摩擦力
D ．如果货物A 和传送带都静止，A 对传送带有沿传送带向下的摩擦力
8．质量是3kg 的物体放在水平地面上，用F 1＝6N 的水平拉力拉该物体时，恰好使物体做匀速直线运动，如图甲，已知g ＝10N/kg ，求： （1）物体与地面之间的动摩擦因数；
（2）若对物体施加一竖直向下的作用力F 2＝30N ，如图乙，当物体在地面上滑动时，所受滑动摩擦力多大。

【学后反思】
本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？。