PAGE10-2．摩擦力目標體系構建明確目標·梳理脈絡【學習目標】1．知道滑動摩擦力、靜摩擦力的定義。2．理解滑動摩擦力、靜摩擦力的產生條件。3．會推斷摩擦力的方向及計算摩擦力的大小。4．理解最大靜摩擦力的概念。【思維脈絡】課前預習反饋教材梳理·落實新知學問點1滑動摩擦力1．定義：兩個相互接觸的物體，當它們__相對滑動__時，在接觸面上會產生一種__阻礙相對運動__的力，這種力叫作滑動摩擦力。2．方向：總是沿著__接觸面__，并且跟物體__相對運動__的方向相反。3．大小(1)滑動摩擦力的大小跟接觸面上壓力的大小成__正比__，還跟接觸面的粗糙程度、材質等有關。(2)公式：Ff＝__μFN__。(3)動摩擦因數μ：它的值跟兩接觸面的__材料__和__粗糙程度__有關。動摩擦因數μ＝__eq\f(Ff,FN)__，Ff在接觸面內且與相對運動方向__相反__，FN與接觸面__垂直__。學問點2靜摩擦力1．定義：相互接觸的兩個物體之間只有__相對運動的趨勢__，而沒有__相對運動__時，這時的摩擦力叫作靜摩擦力。2．方向：總是沿著__接觸面__，跟物體__相對運動趨勢__的方向相反。3．最大靜摩擦力：靜摩擦力有一個最大值Fmax，在數值上等于物體__即將起先運動__時的拉力。4．靜摩擦力的大小：兩物體之間實際產生的靜摩擦力F在__0__與最大靜摩擦力__Fmax__之間，即__0<F≤Fmax__。預習自測『判一判』(1)一個物體在另一個物體表面滑動時，肯定產生摩擦力。(×)(2)摩擦力肯定作用于兩個相互接觸的物體之間。(√)(3)靜止的物體受到的摩擦力肯定是靜摩擦力。(×)(4)運動的物體受到的摩擦力肯定是滑動摩擦力。(×)(5)摩擦力肯定是阻力。(×)『選一選』(2024·甘肅省蘭州一中高一上學期期中)下列情景中，物體M所受摩擦力Ff的示意圖正確的是(B)解析：物體靜止在粗糙水平面上，但沒有相對運動或相對運動趨勢，則沒有摩擦力，故A錯誤；汽車停在斜坡上，由于有下滑趨勢，因此受到沿著斜坡向上的靜摩擦力，故B正確；物體雖貼著豎直墻面，但由于自由下落，因此與豎直墻面沒有壓力，則沒有摩擦力，故C錯誤；瓶子被握在手中處于靜止狀態，依據平衡條件，則瓶子受到的靜摩擦力與重力平衡，方向豎直向上，故D錯誤。故應選B。『想一想』如圖甲、乙、丙所示，質量為2kg的木塊在不同水平拉力作用下，均向右做勻速直線運動。(1)以上三圖中的木塊除了受到水平拉力外，水平方向還要受到一個什么力？你能依據二力平衡確定這個力的大小嗎？(2)以上三圖中木塊受的摩擦力方向向哪？滑動摩擦力的方向與相對運動方向有何規律？(3)比較甲、乙兩圖，表明滑動摩擦力大小與什么因素有關？比較甲、丙兩圖，表明滑動摩擦力大小與什么因素有關？答案：(1)滑動摩擦力，其大小和外力大小相等，即3.6N、6.6N、5.6N。(2)方向均向左，其方向總與相對運動方向相反。(3)甲、乙表明，滑動摩擦力的大小與壓力大小有關；甲、丙表明，滑動摩擦力的大小與接觸面間的材料有關。課內互動探究細研深究·破疑解難探究滑動摩擦力┃┃情境導入__■甲圖中物體與地面“一動一靜”，乙圖中物體與傳送帶“一慢一快”，丙圖中物體與傳送帶“一左一右”。若各接觸面均粗糙，試分析圖中物體是否受摩擦力；若存在摩擦力，分析摩擦力的方向。提示：甲圖中物體受到向左的滑動摩擦力；乙、丙圖中物體均受到向右的滑動摩擦力。┃┃要點提煉__■1．滑動摩擦力的產生條件兩物體eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(①接觸面粗糙,②相互擠壓,③具有相對運動滑動))缺一不行2．滑動摩擦力的方向(1)在接觸面上，與接觸面相切，且與物體相對運動的方向相反。(2)與物體的運動方向可能相同，也可能相反。例如：3．滑動摩擦力的大小(1)公式法：依據公式Ff＝μFN計算。①正壓力FN是物體與接觸面間的壓力，不肯定等于物體的重力，FN的大小依據物體的受力狀況確定。②動摩擦因數μ與材料和接觸面的粗糙程度有關，而與物體間的壓力、接觸面的大小無關。(2)二力平衡法：物體處于平衡狀態(勻速運動或靜止)時，依據二力平衡條件求解。特殊提示(1)滑動摩擦力的方向與“相對運動的方向相反”并不是與“運動方向”相反。(2)滑動摩擦力的作用總是阻礙物體的相對運動，而不是阻礙物體的運動。┃┃典例剖析__■典題1(2024·海南省海南中學高一上學期期末)如圖所示，質量為20kg的物體，沿粗糙水平地面對右運動，一水平向左的力F＝10N作用于物體上，物體與水平地面間的動摩擦因數為0.1，則物體所受摩擦力的大小和方向為(取g＝10N/kg)(D)A．10N，向右 B．10N，向左C．20N，向右 D．20N，向左思路引導：(1)滑動摩擦力的方向與相對地面滑動的方向相反。(2)滑動摩擦力的大小Ff＝μFN。解析：物體沿粗糙水平地面對右運動，物體對地面的壓力大小FN＝mg＝200N，滑動摩擦力大小為f＝μFN＝μmg＝20N，方向：與物體相對地面的運動方向相反，即向左，故D正確。思維升華：(1)滑動摩擦力的大小由正壓力和動摩擦因數確定，與物體的運動狀態、接觸面積無關。(2)滑動摩擦力的方向與“相對運動的方向”相反，并不是與“運動方向”相反。┃┃對點訓練__■1．(多選)(2024·山西高校附中高一上學期期中)如圖所示，一只貓在桌邊猛地將桌布從魚缸下拉出，魚缸與桌布分別后接著在桌面滑行，最終沒有滑出桌面。若魚缸、桌布、桌面兩兩之間的動摩擦因數均相等，則在上述過程中(AC)A．桌布對魚缸摩擦力的方向向右B．桌面對魚缸摩擦力的方向向右C．魚缸所受的摩擦力大小沒有改變D．若貓增大拉力，魚缸受到桌布的摩擦力將增大解析：桌布向右拉出時，魚缸相對于桌布有向左的運動，故魚缸受到的摩擦力向右，故A正確；桌面對魚缸摩擦力的方向向左，故B錯誤；魚缸受到的摩擦力為滑動摩擦力，其大小與拉力無關，只與壓力和動摩擦因數有關，因此增大拉力時，摩擦力不變，故C正確；D錯誤。探究靜摩擦力┃┃情境導入__■某同學用力向右推木箱，但沒有推動，在此過程中木箱與地面間是否存在摩擦力？若存在，說明摩擦力的方向。提示：存在；向左┃┃要點提煉__■1．靜摩擦力產生的條件兩物體eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(①接觸面粗糙,②相互擠壓,③具有相對運動趨勢))缺一不行2．靜摩擦力的方向(1)在接觸面上，與接觸面相切，且與物體相對運動趨勢的方向相反。(2)與物體運動的方向可能相同，也可能相反。例如：3．靜摩擦力的大小(1)大小的范圍：0<F≤Fmax。(2)計算：物體處于平衡狀態(勻速運動或靜止)時，依據二力平衡條件求解。(3)最大靜摩擦力Fmax略大于滑動摩擦力，一般狀況下，為分析問題便利，可認為二者相等。特殊提示(1)不能認為受靜摩擦力的物體肯定靜止，運動的物體之間也可能存在靜摩擦力。(2)靜摩擦力的效果不是阻礙物體的運動，而是阻礙物體間的相對運動趨勢。(3)靜摩擦力是被動力，在肯定范圍內其大小隨外力改變而改變，并不是一個定值。┃┃典例剖析__■典題2(多選)(2024·江西省贛州十四縣高一上學期期中聯考)用手握住一個油瓶(瓶始終處于豎直方向)靜止不動，如圖所示。下列說法正確的是(BD)A．瓶中油越多，手必需握得越緊B．握手處假如有許多油，手必需握得越緊C．手握得越緊，油瓶受到的摩擦力越大D．油瓶受到的靜摩擦力方向豎直向上，其大小等于油瓶的重力思路引導：正確理解靜摩擦力的概念，明確靜摩擦力的大小和方向。解析：若油瓶和油的總重力沒有超過手對油瓶的最大靜摩擦力，手對油瓶的壓力可以不變，A錯誤；握手處油許多，比較滑，應當通過增加手對油瓶的壓力，才能增大最大靜摩擦力，防止油瓶下落，故B正確；油瓶受到的靜摩擦力與重力處于二力平衡狀態，故C錯誤，D正確。┃┃對點訓練__■2．(2024·山東省濟南一中高一上學期期中)如圖所示，A、B、C三個物體質量相等，它們與傳送帶間的動摩擦因數也相同。三個物體隨傳送帶一起勻速運動，運動方向如圖中箭頭所示。則下列說法正確的是(B)A．A物體受到的摩擦力方向向右B．三個物體中只有A物體受到的摩擦力是零C．B受到的摩擦力沿斜面對下D．B、C受到的摩擦力方向相反解析：A物體做水平方向的勻速直線運動，水平方向不受摩擦力，故A錯誤；B、C物體均有相對傳送帶向下滑動的趨勢，故均受到沿斜面對上的靜摩擦力，B正確，C、D錯誤。探究靜摩擦力與滑動摩擦力的比較┃┃情境導入__■繩結是靠什么性質的力使繩子連在一起或把物體綁在一起？為什么有的繩子不簡單“死扣”？提示：靜摩擦力；動摩擦因數太小(或繩子光滑)┃┃要點提煉__■兩種摩擦力的比較靜摩擦力滑動摩擦力產生條件相同點①相互接觸；②相互擠壓；③接觸面粗糙不同點有相對運動趨勢有相對運動力的三要素大小相同點①可依據二力平衡條件求解；②可依據作用力、反作用力的特點求解(后面學習)不同點被動力，與壓力無關，大小為0<Ff≤Fmax公式Ff＝μFN，與正壓力成正比方向相同點①與運動方向無干脆關系，可與運動方向相同，也可與運動方向相反或者成一夾角；②與接觸面相切；③與同一接觸面上的彈力方向垂直不同點與相對運動趨勢方向相反與相對運動方向相反作用點相同點在接觸面上，做力的圖示時，可依據等效原理畫到物體的重心上┃┃典例剖析__■典題3如圖所示，一重為40N的木塊原來靜止在水平桌面上，某瞬間在水平方向上同時受到兩個方向相反的力F1、F2的作用，其中F1＝13N，F2＝6N。已知木塊與桌面間的動摩擦因數為0.2，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，求：(1)木塊所受的摩擦力的大小和方向；(2)當只將F1撒去時，木塊受到的摩擦力的大小和方向；(3)若撤去的力不是F1而是F2，求木塊受到的摩擦力的大小和方向。思路引導：eq\x(\a\al(判定物塊處,于靜止還是,滑動狀態))—eq\b\lc\[\rc\(\a\vs4\al\co1(\x(靜摩擦)—\x(二力平衡),\x(滑動摩擦)—\x(Ff＝μFN)))解析：當木塊運動時受到的滑動摩擦力為F滑＝μFN＝μG＝0.2×40N＝8N，故木塊受到桌面的最大靜摩擦力為8N。(1)加上F1、F2后，F1和F2相當于一個方向向右的F＝F1－F2＝7N的力。由于F小于最大靜摩擦力，故木塊處于靜止狀態，則木塊受到桌面靜摩擦力的作用，大小為7N，方向水平向左。(2)將F1撤去后，由于F2小于最大靜摩擦力，故木塊仍舊保持靜止。由二力平衡學問知，木塊受到的靜摩擦力大小等于F2，即大小為6N，方向水平向右。(3)撤掉F2后，由于F1大于最大靜摩擦力，則木塊受到的摩擦力為滑動摩擦力，大小為8N，方向水平向左。答案：(1)7N水平向左(2)6N水平向右(3)8N水平向左思維升華：求解摩擦力大小的方法(1)明確所求摩擦力是靜摩擦力還是滑動摩擦力。(2)靜摩擦力一般依據二力平衡來求。求解時應留意物體是否處于靜止或勻速直線運動狀態，若物體處于減速或加速運動狀態，則二力平衡不成立。(3)滑動摩擦力一般依據公式法計算，計算時留意滑動摩擦力的大小與物體的速度大小、物體是否勻速運動無關，只取決于動摩擦因數和正壓力的大小。┃┃對點訓練__■3．(2024·杭州高一期中)如圖甲所示，小孩用80N的水平力推木箱不動，木箱此時受到水平地面的摩擦力大小為F1；如圖乙所示，小孩用100N的水平力恰能推動木箱，此時木箱與水平地面間的摩擦力大小為F2；如圖丙所示，小孩把木箱推動了，此時木箱與水平地面間摩擦力大小為F3，若木箱對水平地面的壓力大小為200N，木箱與水平地面間動摩擦因數為0.45，則F1、F2、F3的大小分別為(C)A．80N、80N、90N B．80N、80N、45NC．80N、100N、90N D．80N、100N、45N解析：小孩用80N的水平力推木箱，木箱不動，由二力平衡得F1＝80N；用至少100N的水平力推木箱，木箱才能被推動，則有最大靜摩擦力F2＝100N；由滑動摩擦力的表達式得F3＝μFN＝90N，故選項C正確。核心素養提升以題說法·啟智培優對摩擦力相識的幾個誤區誤區一：誤認為只有靜止的物體才受靜摩擦力作用，滑動摩擦力肯定產生于運動的物體間靜摩擦力產生于兩個相對靜止的物體間，它們可能都運動；滑動摩擦力產生于兩個相對運動的物體間，它們中可能有一個物體靜止。例如，汽車加速前進時，相對于車廂靜止的箱子隨汽車一起運動受到向前的靜摩擦力；狗拉雪橇向前運動時，靜止的地面受到滑動摩擦力。誤區二：誤認為摩擦力的方向肯定與物體的運動方向相反事實上摩擦力與相對運動方向或相對運動趨勢方向相反，與物體的運動方向可能相反，可能相同，還可能與物體的運動方向不在一條直線上。誤區三：誤認為物體間的壓力越大，摩擦力就越大事實上滑動摩擦力、最大靜摩擦力與物體間的壓力有關，壓力越大，則滑動摩擦力和最大靜摩擦力就越大，而靜摩擦力的大小與物體間的壓力無關。誤區四：誤認為摩擦力肯定是阻力事實上摩擦力阻礙的是物體間的相對運動，摩擦力不肯定是阻力，有可能是動力，如傳送帶就是利用摩擦力作為動力，將糧食由低處送到糧倉中。案例如圖所示，一輛汽車在平直馬路上，車上有