PAGEPAGE8摩擦力學習目標：1.[物理觀念]知道摩擦力的定義及分類．2.[物理觀念]理解滑動摩擦力產生的條件、方向及影響其大小的因素，掌握計算滑動摩擦力的公式．3.[物理觀念]理解靜摩擦力產生的條件、方向，了解最大靜摩擦力的概念．4.[科學思維]會綜合判斷摩擦力的方向．5.[科學思維]會計算摩擦力的大小．一、滑動摩擦力1．滑動摩擦力兩個物體相互接觸并擠壓，當它們沿接觸面發生相對滑動時，每個物體的接觸面上都會受到對方施加的阻礙相對運動的力．2．滑動摩擦力的方向總是沿著接觸面，并且跟物體的相對運動方向相反．3．滑動摩擦力的大小(1)規律：滑動摩擦力f的大小跟壓力N成正比．(2)公式：f＝μN，其中μ叫作動摩擦因數，它是兩個力的比值，沒有單位．它的大小與兩個接觸面的材料、粗糙程度等情況有關(填“有關”或“無關”)．二、靜摩擦力1．定義：當兩個彼此接觸且相互擠壓的物體之間沒有發生相對滑動，但它們之間存在相對運動趨勢時，在它們的接觸面上會產生一種阻礙物體間發生相對運動趨勢的力．2．方向：總是沿著接觸面，并且跟物體間相對運動趨勢的方向相反．3．作用效果：阻礙物體間的相對運動的趨勢．4．大小(1)決定因素：由物體的運動狀態和周圍物體對它施加的力的情況決定，但有一個最大值．(2)最大靜摩擦力：靜摩擦力的最大值f靜max，其大小等于物體將要發生相對運動時所受到的外力．(3)大小范圍：物體之間實際產生的靜摩擦力f靜在0與最大靜摩擦力f靜max之間，即0＜f靜≤f靜max.1．思考判斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)有相對運動或有相對運動趨勢的物體間一定有摩擦力． (×)(2)靜止的物體也可能受滑動摩擦力． (√)(3)滑動摩擦力的方向一定與物體的運動方向相反． (×)(4)物體受到的滑動摩擦力與物體的重力成正比． (×)(5)舉重運動員在比賽時，要把手上沾上鎂粉，是為了增加摩擦力． (√)2．下列有關滑動摩擦力的說法中，正確的是()A．有壓力一定有滑動摩擦力B．有滑動摩擦力一定有壓力C．滑動摩擦力方向一定與物體的運動方向相反D．只有運動物體才受滑動摩擦力B[產生滑動摩擦力的條件有三個：正壓力(相互接觸且擠壓)、接觸面粗糙、發生相對滑動，缺一不可，由產生條件可知，A錯誤，B正確；滑動摩擦力方向與物體相對運動方向相反，C錯誤；滑動摩擦力發生于相對滑動的兩物體之間，兩個物體中可能有一個相對地面是靜止的，故D錯誤．]3．關于靜摩擦力，下列說法中正確的是()A．兩個表面粗糙的物體，只要直接接觸就會產生靜摩擦力B．靜摩擦力總是阻礙物體的運動C．靜摩擦力的方向跟物體間相對運動趨勢的方向相反D．兩個物體之間的靜摩擦力總是一個定值C[靜摩擦力產生在彼此直接接觸且相互擠壓、接觸面粗糙又有相對運動趨勢的物體之間，A錯誤；靜摩擦力的作用是阻礙物體間的相對運動趨勢，方向與物體間相對運動趨勢的方向相反，不能說成阻礙物體的運動，B錯誤，C正確；兩物體間靜摩擦力的大小隨物體所受其他外力的變化而變化，D錯誤．]滑動摩擦力教材P70頁“討論交流”[答案]提示：(1)向左、向右(2)向右、向左手掌壓在桌面上，慢慢地向前推動，若增大壓力，手的感覺有什么變化？提示：摩擦力變大．1．滑動摩擦力的產生及作用效果(1)產生條件：①兩物體之間有彈力；②接觸面粗糙；③有相對運動．(2)“相對”的含義“相對”是指相互摩擦的兩個物體之間有位置的變化，而不用考慮相對別的物體是否有位置的變化．(3)作用效果：阻礙物體間的相對運動．2．滑動摩擦力方向(1)方向：跟接觸面相切并與物體相對運動的方向相反，與物體的運動方向不一定相反．(2)判斷滑動摩擦力方向的基本步驟3．滑動摩擦力大小的計算(1)公式法：根據f＝μN計算．①根據物體的受力情況，求出壓力N；②根據f＝μN求出滑動摩擦力．(2)二力平衡法：物體處于勻速直線運動或靜止狀態時，根據二力平衡的條件求解．【例1】(多選)在水平力F作用下，重為G的物體沿墻壁勻速下滑，如圖所示．若物體與墻壁之間的動摩擦因數為μ，則物體所受的摩擦力的大小為()A．μFB．GμC．GD．eq\r(F2＋G2)思路點撥：①水平方向上N＝F，利用f＝μN求解．②豎直方向上由二力平衡求得f.AC[對勻速運動的物體分析受力，在水平方向F＝N，再由滑動摩擦力的計算式f＝μN得f＝μF，A正確；由豎直方向二力平衡條件得f＝G，C正確．]滑動摩擦力大小的三點說明(1)滑動摩擦力的大小與壓力成正比，還與接觸面的性質有關，即f＝μN.(2)公式中的“N”是指兩個物體表面間的正壓力，它不一定等于物體的重力．(3)公式中的“μ”的數值與物體的受力情況、運動狀態、接觸面積的大小均無關．[跟進訓練]1．三個質量相同的物體，與水平桌面的動摩擦因數相同，由于所受的水平拉力不同，A做勻速運動，B做加速運動，C做減速運動，那么，它們受到的摩擦力的大小關系應是()A．fB>fA>fC B．fB<fA<fCC．fB＝fA＝fC D．不能比較大小C[三個物體對地面的正壓力N均為mg，且動摩擦因數相同，故三者受到的摩擦力大小相等，選項C正確．]靜摩擦力如圖所示，把木塊放在水平長木板上，用彈簧測力計沿水平方向拉木塊，在彈簧測力計的指針下輕塞一個小紙團(可以作為指針到達最大位置的標記)，它可以隨指針移動。拉力F逐漸增大，木塊保持靜止，直到拉力達到某一數值時木塊開始移動，觀察彈簧測力計示數及其變化情況．彈簧測力計指針下面的小紙團可以“記住”拉力曾經達到的最大值(1)隨著外力的增大，靜摩擦力大小變化嗎？若變化，如何變化？(2)木塊開始移動時彈簧測力計的示數有何特點？提示：(1)由二力平衡知，隨著外力的增大，靜摩擦力大小發生變化，相應增大．(2)木塊開始移動時，彈簧測力計的示數達到最大，即最大摩擦力．靜摩擦力的數值存在一個范圍，即0<f靜≤f靜max.1．產生的條件(1)兩物體直接接觸且擠壓．(2)接觸面是粗糙的．(3)兩物體有相對運動的趨勢．2．對“相對靜止”的理解有靜摩擦力作用的兩物體是“相對靜止”的，即這兩個物體互為參考系時是靜止的，而以其他物體為參考系時并不一定靜止，所以一個物體受到靜摩擦力作用時并不一定靜止，也有可能是運動的．3.判斷靜摩擦力有無的方法(1)假設法(2)平衡條件法：根據二力平衡的條件判定．4．靜摩擦力方向的判定(1)選取受力物體．(2)確定施力物體．(3)利用假設法判斷受力物體相對施力物體的運動趨勢方向．(4)靜摩擦力方向與相對運動趨勢方向相反．5．靜摩擦力的大小(1)靜摩擦力的大小總等于使物體發生相對運動趨勢的外力的大小．兩物體間的靜摩擦力f靜在0和最大靜摩擦力f靜max之間，即0<f靜≤f靜max.(2)f靜max為最大靜摩擦力，大小等于物體剛要發生相對運動時所需要的沿相對運動趨勢方向的最小外力．其值略大于滑動摩擦力，有時認為二者相等．(3)靜摩擦力的大小與正壓力無關，但最大靜摩擦力的大小與正壓力成正比．【例2】如圖所示，物體A、B疊放在水平地面上，水平力F作用在A上，使二者一起向左做勻速直線運動，下列說法正確的是()A．A、B之間無摩擦力B．A受到B的摩擦力水平向左C．B受到A的摩擦力水平向左D．地面對B的摩擦力為靜摩擦力，水平向右思路點撥：C[對A物體，由于A勻速運動，由水平方向二力平衡可知，B對A的摩擦力必與F等值反向，故選項A、B錯誤；對B物體，由力的作用的相互性可知，A對B的摩擦力一定與B對A的摩擦力反向，故B受到A的摩擦力水平向左，故選項C正確；對A、B整體分析，由于A、B一起向左勻速運動，則地面對B的摩擦力為滑動摩擦力，且水平向右，故選項D錯誤．]上例中，若將二者一起向左做勻速直線運動改為二者一直靜止不動，其他條件不變，分析A、B受到摩擦力的大小和方向．[提示]A受到B向右的靜摩擦力；B受到A向左的靜摩擦力和地面向右的靜摩擦力．靜摩擦力與運動的關系辨析(1)受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的，關鍵決定于相對另一物體是否有相對運動趨勢．(2)靜摩擦力阻礙的是物體間的相對運動趨勢，但不一定阻礙物體的運動，即靜摩擦力不一定是阻力．方向與物體運動方向可能相同，也可能相反，還可能成一定夾角．(3)皮帶不打滑說明皮帶與輪接觸處，皮帶相對于輪靜止，靜摩擦力對主動輪是阻力，對從動輪是動力．[跟進訓練]2．分析圖中各種情況下物體A所受摩擦力的方向．eq\o(\a\al(A隨傳送帶一,起勻速運動))eq\o(\a\al(A靜止在固,定斜面上))eq\o(\a\al(A靜止在,墻一側))甲乙丙[解析]甲圖中A隨傳送帶一起勻速上升，以傳送帶為參考系，則A相對傳送帶靜止，且有沿傳送帶向下滑動的趨勢，則A受的靜摩擦力方向為沿傳送帶向上．乙圖中A有相對斜面向下的相對運動趨勢，受到的摩擦力沿斜面向上．丙圖中F使A物體壓緊墻壁，A和墻壁之間產生正壓力，而A相對于墻壁的運動趨勢沿墻壁向下，故受到的靜摩擦力方向沿墻壁向上．[答案]甲中A受沿傳送帶向上的靜摩擦力；乙中A受沿斜面向上的靜摩擦力；丙中A受豎直向上的靜摩擦力1．物理觀念：靜摩擦力、滑動摩擦力的概念．2．科學思維：摩擦力大小計算，摩擦力方向判斷.1．(多選)下列關于摩擦力的說法，正確的是()A．作用在物體上的滑動摩擦力只能使物體減速，不可能使物體加速B．作用在物體上的靜摩擦力只能使物體加速，不可能使物體減速C．作用在物體上的滑動摩擦力既可能使物體減速，也可能使物體加速D．作用在物體上的靜摩擦力既可能使物體加速，也可能使物體減速CD[摩擦力的方向可能與物體運動方向相同，也可能與物體運動方向相反，但一定是與物體相對運動方向或相對運動趨勢方向相反．當滑動摩擦力的方向與物體的運動方向相同時，使物體加速，選項A錯誤，C正確；當靜摩擦力的方向與物體的運動方向相反時，使物體減速，選項B錯誤，D正確．]2．關于由滑動摩擦力公式f＝μN推出的μ＝eq\f(f,N)，下列說法正確的是()A．動摩擦因數μ與摩擦力f成正比，f越大，μ越大B．動摩擦因數μ與正壓力N成反比，N越大，μ越小C．μ與f成正比，與N成反比D．μ的大小由兩物體接觸面的情況及其材料決定D[μ與兩個物體的材料和兩物體接觸面的情況有關，與f、N均無關，D正確．]3．重100N的物體，靜止在粗糙的水平面上，物體與水平面間的動摩擦因數為0.2，當物體受到一個大小為10N，方向水平向右的拉力作用后，水平面對物體的摩擦力大小和方向是()A．10N，水平向左 B．10N，水平向右C．20N，水平向左 D．20N，水平向右A[物體所受滑動摩擦力大小為f＝μN＝0.2×100N＝20N；當F＝10N<20N<f靜max時，物體保持靜止不動．物體所受到靜摩擦力為f′＝F＝10N，方向水平向左，故A正確，B、C、D錯誤．]4．運動員用雙手握住豎直的竹竿勻速攀上和勻速滑下，他所受到的摩擦力分別是f1和f2，那么()A．f1向下，f2向上，且f1＝f2B．f1向下，f2向上，且f1>f2C．f1向上，f2向上，且f1＝f2D．f1向上，f2向下，且f1＝f2C[運動員無論勻速攀上還是勻速滑下，其受力平衡，由二力平衡得出運動員受到向上的靜摩擦力，其大小等于運動員重力的大小，C正確．]5．(新情景題)情境：機器人被譽為“制造業皇冠頂端的明珠”，機器人，特別是智能機器人產品的研發、產業化水平已成為衡量一個國家、地區科技創新和高端制造業綜合競爭水平的重要指標．如圖，一機械臂豎直夾起一個質量為m