2020粤教版高中物理必修1第三章第二节研究摩擦力

第二节研究摩擦力■ KEQl AN Z I ZHU Yu Xl ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ —》谍前自主预习皿1.滑动摩擦力(1)定义：两个相互接触的物体有相对运动时,物体之间存在的摩擦叫滑动摩擦.在滑动摩擦中，物体间产牛的阻碍物体相对运动的作用力叫滑动摩擦力.(2)大小：滑动摩擦力/•的大小跟正压力N的大小成正比, 即戶〃N,式中的〃是比例常数，称为动摩擦因，数它与相互接触的物体的材料和接触面的粗糙程度有关.(3)方向：滑动摩擦力方向总是与物体间相对运动的方向相反，与他们的接触面相切.2•当物体具有相对运动趋势时,物体间产生的摩擦叫做静摩擦，这时产生的摩擦力叫做静摩擦力.3•静摩擦力产生的条件：接触面粗糙，接触面处有压力，物体间有_ 相对运动趋势・4 •下列说法正确的是（）A.压力越大，滑动摩擦力越大B.压力不变，动摩擦因数一定，接触面积越大，滑动摩擦力越大c•压力不变，动摩擦因数一定，速度越大，滑动摩擦力越大D.动摩擦因数一定，压力越大，滑动摩擦力越大解析：根据滑动摩擦力的表达式F=yFw所以D项正确;A项中仅仅强调了物体间的压力，但忽略了物体间的动摩擦因数，所以A项错误；滑动摩擦力与物体间的接触面积和相对运动速度的大小均无关，所以B、C项错误.答案:D5.下列说法中不正确的是（）A.人走路时，会受到静摩擦力作用B.武警战士双手握住竖立的竹竿匀速上攀时，所受的摩擦力的方向是向下的C.将酒瓶竖直用手握住停留在空中，当再增大手的用力，酒瓶受的摩擦力不变D.在结冰的水平路面上撒些细土，人走上去不易滑倒，是因为此时人与路面间的最大静摩擦力增大了解析：人走路时，后面的脚用力向后蹬地面，鞋相对地面有向后滑动的趋势，地面对鞋有向前的静摩擦力•前面的脚触地的瞬间，相对地面有向前滑动的趋势，地面对鞋底有向后的静摩擦力.如果地面对鞋底的最大静摩擦力较小，人就容易滑倒. 选项A、D正确.战士握竿上攀时，手相对竿有下滑趋势，竿对手的静摩擦力与相对运动趋势的方向相反，故摩擦力的方向向上，选项B错误.手握酒瓶，竖直方向酒瓶受到重力和静摩擦力作用而平衡，静摩擦力总是等于酒瓶的总重力，选项C正确.答案：BKETAN Q H U D DND D AO X UIE谍堂互动导学☆ ☆ ☆ ☆知识点1摩擦力的产生ES新知探究情景一：如图3-2-1所示，张开两只手掌，使两手的手指互相交错啮合，当两手向相反方向运动时，你能感觉出两手均会受到一个与手运动方向相反的滑动摩擦力・图321情景二：如图3-2-2所示，三毛想把木箱移开，可他使出浑身解数也未能挪动木箱半步.木箱受到三毛的推力而仍保持静止是因为它除了受到三毛的推力外还受到一个与三毛的推力方向相反的静摩擦力.图3-2-2电重点归纳1.摩擦力(1)相互挤压的物体间发生相对运动或有相对运动趋势时，在接触面处出现的阻碍相对运动或相对运动趋势的力，叫摩擦力.(2)阻碍相对运动的摩擦力叫滑动摩擦力；阻碍相对运动趋势的摩擦力叫静摩擦力.3.判断静摩擦力是否存在的方法(1)假设法：先假设接触面间不存在静摩擦力，看物体的运动状态和实际情况是否吻合，如果吻合则说明物体间不存在静摩擦力.如果不吻合，则说明接触面间存在着静摩擦力.(2)参考运动状态法：将物体的匀速直线运动等效于静止，或者将静止等效于匀速直线运动，并由此判断静摩擦力是否存在.【例1】如图3-2-3所示的四个图中的物体4和5表面都粗糙，请判断它们的接触面间有无摩擦力.li A 3丙图3-2-3⑴如图甲所示，4和B以共同速度e沿水平方向匀速运动.(2)如图乙所示，物体4沿固定不动的物体B的竖直面下滑.(3)如图丙所示，物体4、B —起沿光滑的斜面下滑.(斜面固定不动)(4)如图丁所示，重ION的物体4,受到跟水平方向成&= 30°的斜向上的拉力作用，沿水平方向运动，拉力大小为20 N.解：(1)A和〃以共同速度e沿水平方向匀速运动时，4和B间无相对运动趋势，它们间不存在摩擦力.(2)物体4沿固定不动的物体3的竖直面下滑过程中，4和3间没有相互挤压，即无弹力存在，它们间无摩擦力作用.(3)物体4、B—起沿光滑斜面下滑时，A和〃间无相对运动趋势，4和〃间不存在摩擦力.⑷物体A受到跟水平方向成0=30°的斜向上的拉力F=20 N作用时，它与水平面间无弹力作用，所以不存在摩擦力.点拨：判断摩擦力的有无关键是要看是否满足摩擦力产生的条件：①接触面粗糙；②接触面处有压力；③物体间有相对运动或相对运动趋势•这三个条件必须同时满足才有摩擦力.【触类旁通】1 •如图3-2-4所示，水平面上叠放着质量分别为m和M的物体，在F作用下处于静止状态，试分析加和M所受摩擦力的情况.图3-2-4解：先对物体加和M进行整体分析，在水平外力F的作用下有相对水平面向右滑动的趋势，所以物体M的下表面受到水平面向左的静摩擦力作用，可知其大小等于F；再对物体m 进行分析，在外力F的作用下物体加有相对于物体M向右滑动的趋势，物体加的下表面受到物体M水平向左的静摩擦力作用，其大小等于F；最后对物体M进行分析，根据物体M处于静止状态可知其上表面还受到物体加水平向右的静摩擦力作用，其大小也等于F.知识点2摩擦力的方向H:新知探究情景一：一辆正在向前方奔驰的汽车，当司机突然发现前方有危险时，便会立即刹车.车经过一段时间的减速后最终会停下并在路面上留下两条清晰的刹车痕迹，汽车减速至停下是因为汽车的轮胎受到路面给予汽车的滑动摩擦力；该摩擦力方向与汽车运动的速度方向相反•图3-2-5情景二：如图3-2-6所示，手中的杯子受到竖直向下的重力作用，本应向下运动，当我们手持杯子时给杯子一个竖直向上的静摩擦力，使杯子所受的合力为零，才能让杯子保持静止状态.图326创重点归纳1.摩擦力的方向总是跟物体的接触面相切，并且跟物体的相对运动（或相对运动趋势）的方向相反.2.所谓的相对运动（或相对运动趋势），是指两物体（摩擦力的施力物体和受力物体）各以自己为参考系，来看对方的运动（或运动趋势）.3.物体有运动但物体间不一定有相对运动，发生相对运动的物体对地也可能是静止的.4.摩擦力的方向总是和接触面处的弹力方向垂直.5.摩擦力的方向和速度方向不一定在同一条直线上.【例2】（双选）关于摩擦力的方向，下列说法中正确的是）A.—定跟物体的运动方向在同—直线上B.跟物体间的相对运动或相对运动趋势的方向相反C.运动物体所受的摩擦力一定和运动方向相反D.跟该处弹力的方向垂直解析：摩擦力的方向跟物体间的相对运动或相对运动趋势的方向相反，跟物体的运动方向可能相同，可能相反，也可能垂直，所以选项A和C错误，选项B正确•摩擦力的方向沿接面的切线方向，且总是和接触面处的弹力方向垂直，选项D正确.答案：BD【触类旁通】2.如图3-2-7所示，A为长木板，在水平面上以速度q向右运动，物块〃在木板A的上面以速度色向右运动，下列判断正确的是（）图3-2-7A.若是v l=v2, 4、3之间无滑动摩擦力B.若是A受到了B所施加的向右的滑动摩擦力C.若是v{<v2, B受到了4所施加的向右的滑动摩擦力D.若是厲>。

2，〃受到了A所施加的向左的滑动摩擦力解析：若是5=02,二者相对静止，4、B之间无滑动摩擦力，选项A 正确；若是4＞勺，B相对4向左运动，4受到了B所施加的向左的滑动摩擦力，B受到了A所施加的向右的滑动摩擦力, 选项B、D错误；若是"V/, B相对4向右运动，B受到了A所施加的向左的滑动摩擦力，选项C错误.答案：A知识点3摩擦力的大小诅新知探究情景一：两手的手指互相交错啮合，当两手向相反方向运动时，能感觉出两手均会受到一个与手运动方向相反的摩擦力. 当改变手指间啮合力的大小时，感受到的摩擦力大小改变. 手指间啮合用力越大，摩擦力越大.情景二：如图3-2-8所示，油瓶处于静止状态，在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力作用.当手握油瓶不够紧时，油瓶会往下掉.手握油瓶握紧时则油瓶受到的摩擦力会等于油瓶的重力,若此时油瓶所受摩擦力随着手握瓶子的力的增大而增大，则握紧瓶子后瓶子将会向上运动，与事实不符合，故此时摩擦力不变.油瓶越重，需要向上的静摩擦力越大，物体的最大静摩擦力与正压力成正比.故当重力增大时，需要通过增大正压力来增大最大静摩擦力.图3-2-8诅重点归纳1.滑动摩擦力的大小(1) 滑动摩擦力的大小和物体间压力的大小成正比，即f= M N •(2) 〃称为动摩擦因数，反映接触面本身特性的物理量，与接触面的材料、粗糙程度有关，与接触面积大小、物体的运动状态、物体的受力情况无关.(3) F N是物体接触面间的相互压力，弘的大小一般不等于重力.2.静摩擦力的大小(1)静摩擦力随沿相对运动趋势方向的外力F的变化而变化，一般情况下无确定的值，仅有一个取值范围，即0編绻.(2总是两物体间恰好要开始发生相对滑动时的摩擦力，叫最大静摩擦力.(3)最大静摩擦力九略大于滑动摩擦力扁，但是在特定情况下可认为它们近似相等，即九=扁.(4)当/'静今m时，/静的大小和方向总是随外力变化而变化，这时是不能用偽=“F N来计算静摩擦力的大小.(5并静的大小一般根据运动状态利用共点力平衡条件或牛顿第二定律(以后会学到)来求出.【例3】水平地面上放一个重为200 N的铁块，铁块与地面间的最大静摩擦力大小为63 N,铁块与地面间动摩擦因数为0.3, 一个人用水平方向的力推静止的铁块，试求下列各种情况下铁块所受的摩擦力的大小：(1)铁块静止时，用F=50 N的向右的推力.(2)铁块静止时，用F=80 N的向右的推力.(3)铁块以10m/s的初速度向左运动，用F=62 N的向右的推力.解：(1)物体静止时，用F=50 N的力向右推铁块，由于F 小于最大静摩擦力的大小63 N,铁块仍处于静止状态，所以铁块受到地面水平向左的静摩擦力作用，可知其大小等于力F的大小，为50 N.(2)铁块静止时，用F=80N的力向右推铁块，铁块向右滑动，所以铁块受到地面水平向左的滑动摩擦力作用，其大小为戶〃F N=〃G=0.3 X 200 N=60 N.(3)铁块以10 m/s的初速度向左运动时，它相对地面向左滑动，所以铁块受到地面水平向右的滑动摩擦力作用，其大小为尸叭=闪=0.3 X 200 N=60 N.【触类旁通】3. 如图3-2-9所示，4、B 两物体的重力都等于10 N,各接 触面间的动摩擦因数都等于0.3,同时有F=1 N 的两个水平力 分别作用在A 和〃上，A 和〃均静止，则地面对B 和B 对4的 摩擦力分别为（）图 3-2-9B 」N,1 ND.O N,2 NA.6 N 93 N C.O N,1 N解析：应用整体法，A、B整体水平方向上外力F大小相等，方向相反，故地面对B无摩擦力•以4为研究对象，水平方向上人必受大小与F相等，方向与F相反的静摩擦力•选项C正确.答案：C应易错易据运动与摩扌寧力错误观点：静止的物体不受摩擦力作用，运动的物体一定受到摩擦力的作用.修正点拨：物体是否受摩擦力，与物体处于静止状态或运动状态没有直接的关系.关键是看物体相对于与其接触的物体是否有相对运动或有相对运动的趋势.【例4】如图3-2-10所示，放在斜面上静止的物体是否受摩擦力作用？图3-2-10解析：放在斜面上静止的物体，在自身重力的作用下有相对于斜面下滑的趋势，所以受到斜面给它的一个沿斜面向上的摩擦力.假定物体不受摩擦力，物体必然在重力的作用下沿斜面向下运动，而不再处于静止状态.【触类旁通】4. 如图3-2-11所示，在一条水平的传送带上放着一个物体A, 物体4随着传送带一起向右做匀速运动，则此时物体4受到传送带对它的摩擦力为（A. 水平向右B. 水平向左C. 不受摩擦力D. 受到静摩擦力 解析：物体虽然运动，但两接触物运动速度相同，没有相对运动或相对运动趋势，故没有摩擦力. 图 3-2-11答案：C貝遏算易遏摩擦力方向与运动方向错误观点：摩擦力的方向与物体的运动方向相反.修正点拨：摩擦力的方向跟它们相对运动（或相对运动趋势）的方向相反，而不是跟运动方向相反.图 3-2-12【例5】如图3-2-12所示，物块4随传送带一起运动，当传送带分别处于图示的运动状态时, 试画出物块人的受力示意图.虽 丙水平加速 甲斜向匀速 乙水平匀速 丁水平减速图 3-2-13解析：图甲、丙、丁中，物体所受摩擦力为静摩擦力，其 方向跟相对运动趋势的方向相反，而跟物体运动的方向关系表 现为：图甲、丙相同，图丁相反.图乙中，因物块A 与传送带之 间没有相对运动趋势，所以不存在摩擦力（尽管物体在运动）•受力情况分别如图3-2-13所示.N T (・)％ (・)1 乙 ,4 A【触类旁通】5.（双选）水平的皮带传输装置如图3-2-14所示，皮带的速度保持不变，物体被轻轻地放在A端皮带上，开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置C后滑动停止，以后就随皮带一起匀速运动，直至传送到目的地B端，在传输过程中，该物体受摩擦力情况是（）A.在4C段受水平向左的滑动摩擦力Am c FB.在AC段受水平向右的滑动摩擦力C.在CB段不受静摩擦力D.在CB段受水平向右的静摩擦力答案：BC图3-2-14。