第八讲摩擦力鲁科版高中新高一暑期物理衔接讲义机构专用

第八讲摩擦力知识点滑动摩擦力先填空1定义：滑动摩擦力是当两个物体彼此接触和挤压，并发生相对滑动时，在接触面上产生的一种阻碍相对滑动的力2方向：滑动摩擦力的方向总与接触面相切，并且与物体的相对运动方向相反3滑动摩擦力的大小：公式fN.是动摩擦因数，的大小由相互接触的两个物体的材料与粗糙程度(如表面干燥与否、表面是否平滑)等因素决定，无单位N是压力，也就是一个物体对另一个物体表面的垂直作用力(称为正压力)，性质上属于弹力再判断1一个物体在另一个物体表面滑动时，一定产生摩擦力()2滑动摩擦力的方向沿接触面，与物体运动方向相反()3静止的物体可能受到滑动摩擦力()后思考1滑动摩擦力总是阻碍物体的运动吗？【提示】不是滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动2滑动摩擦力公式fN中的“N”的大小等于物体的重力吗？【提示】不一定“N”是两接触物体间的压力(弹力)合作探讨探讨：把手按在桌面上，用力向前滑动，手有什么感觉？增大手与桌面的压力，感觉有什么不同？这说明什么？【提示】手受到向后的阻力(滑动摩擦力)感觉手受到向后的阻力(滑动摩擦力)增大滑动摩擦力大小随着压力的增大而增大核心点击1滑动摩擦力的产生及作用效果(1)产生条件：两物体接触且有挤压接触面粗糙有相对运动(2)“相对”的含义“相对”是指相互摩擦的两个物体之间有位置的变化，而不用考虑相对别的物体是否有位置的变化(3)作用效果：阻碍物体间的相对运动2滑动摩擦力方向(1)方向：跟接触面相切并与物体相对运动的方向相反，与物体的运动方向不一定相反(2)判断滑动摩擦力方向的具体步骤：选取研究对象(受滑动摩擦力作用的物体)，并选与其接触的物体为参考系确定研究对象相对参考系的运动方向判定滑动摩擦力的方向(与相对滑动的方向相反)3滑动摩擦力大小的计算(1)公式法：根据fN计算根据物体的受力情况，求出压力N.根据fN求出滑动摩擦力(2)二力平衡法：物体处于匀速直线运动或静止状态时，根据二力平衡的条件求解1下列关于滑动摩擦力的认识中正确的是 ()A滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，因此滑动摩擦力是阻力B相互接触的两个物体间如果存在相对滑动，则它们之间一定存在相互的滑动摩擦力C快速行驶的自行车急刹车时与地面的摩擦力一定比慢速行驶的自行车同样条件下急刹车的摩擦力大D滑动摩擦力的方向可能跟物体运动方向相同，也可能跟物体运动方向相反【解析】滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，但不一定是阻碍运动，它既可作为动力又可作为阻力，它的大小与物体运动的速度和接触面大小无关，故选D.【答案】D2三个质量相同的物体，与水平桌面的动摩擦因数相同，由于所受的水平拉力不同，A做匀速运动，B做加速运动，C做减速运动，那么，它们受到的摩擦力的大小关系应是 ()AfBfAfCBfBfAfCCfBfAfC D不能比较大小【解析】由fN知f的大小只与、N有关，与物体的运动状态无关，故C正确【答案】C3(多选)在水平力F作用下，重为G的物体沿墙壁匀速下滑，如图432所示若物体与墙壁之间的动摩擦因数为，则物体所受的摩擦力的大小为 ()图432AF BGCG D.【解析】对匀速运动的物体分析受力，在水平方向FN，再由滑动摩擦力的计算式fN得fF，A正确由竖直方向二力平衡条件得fG，C正确【答案】AC4.有一个人在雪地里拉着两个雪橇，为了省力，他将两个雪橇摞在一起，然后再拉，我们研究一下，这个人的目的能达到吗？解析：如图所示，比较F1和F2哪个大即可。设两个雪橇的重力分别是G1、G2，与接触面间的动摩擦因数为。第一种情况，压力N1G1，N2G2，F1f1f2N1N2（G1G2）；第二种情况，压力NG1G2，F2N（G1G2）。答案：不能省力知识点静摩擦力先填空1定义：当两个彼此接触、挤压的物体之间没有发生相对滑动，但具有相对滑动的趋势时，接触面上会产生一种阻碍相对滑动趋势的力，这种力叫做静摩擦力2方向：跟接触面相切，且跟物体相对滑动趋势的方向相反3静摩擦力的大小：静摩擦力的大小随推力的增大而增大静摩擦力所能达到的最大值fmax叫做最大静摩擦力故静摩擦力大小的取值范围是0ffmax.4增大摩擦力的方法：(1)增大接触面之间的粗糙程度(2)增加物体间的压力5减小摩擦力的方法：(1)减小物体间的压力(2)在接触面间加润滑剂(3)用滚动代替滑动再判断1静止的物体受到的摩擦力一定是静摩擦力()2运动的物体不可能受到静摩擦力的作用()3汽车轮胎的花纹有利于增加与接触面的摩擦()后思考1压力越大，静摩擦力是否也越大？【提示】不是，静摩擦力的大小跟压力无关2自行车部分零件的功能不同，对摩擦力的要求也不同，在相对滑动的转轴之间加上润滑油的目的是什么？【提示】可以减小摩擦力合作探讨把木块放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块，如图433所示当测力计的示数为1N时，木块没有动；逐渐增大拉力到2 N时，木块仍静止；继续增大拉力到4 N时，木块开始移动，此时拉力突然变小到3.8 N，此后木块匀速运动，拉力保持3.8 N不变图433探讨1：木块受到拉力1 N时，有相对桌面运动的趋势但没有运动，说明什么呢？【提示】说明桌面对木块施加一个与拉力方向相反的、大小也为1 N的力，这个力就是桌面对木块的静摩擦力探讨2：随着外力的增大，静摩擦力有什么变化？【提示】静摩擦力的大小随着外力的增大而增大，但有一个最大值探讨3：静摩擦力在哪里产生？沿什么方向？【提示】静摩擦力产生在相对静止但有相对运动趋势的物体之间静摩擦力的方向与接触面相切，与物体相对运动趋势的方向相反核心点击1静摩擦力产生的条件(1)两物之间有弹力；(2)接触面粗糙；(3)有相对运动的趋势2静摩擦力有无的判定(1)假设法：先假设接触面是光滑的，看物体是否发生相对运动如果物体仍保持相对静止，则物体不受静摩擦力；反之则受静摩擦力(2)平衡条件法：根据二力平衡的条件判定3静摩擦力方向的判定(1)选取研究对象(受静摩擦力作用的物体)，并选与其接触的物体为参考系(2)利用假设法判断受力物体相对参考系的运动趋势方向(3)静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反4静摩擦力大小的判断(1)静摩擦力的大小是变化的，随外力的变化而变化，但有一个范围：0ffmax.(2)根据受力情况和二力平衡条件确定，大小总等于使物体发生相对运动趋势的外力(3)物体间即将发生相对滑动时的摩擦力为最大静摩擦力，最大静摩擦力f max略大于滑动摩擦力，没有特别说明时一般可认为二者相等4如图434所示，在水平面上，当沿水平方向的力F120 N，F211 N时，物体A保持静止现保持F2不变，当F1减小到17 N时，物体受到的摩擦力大小是 ()图434A6 NB9 NC28 N D31 N【解析】初始状态下，物体所受摩擦力fF1F29 N，可知物体的最大静摩擦力fmaxf9 N当F1减小到17 N时，F1F26 Nfmax，故物体所受摩擦力为6 N，A正确【答案】A5分析图中各种情况下物体A所受摩擦力的方向【解析】甲图中A随传送带一起匀速上升，以传送带为参考系，则A相对传送带静止，且有沿传送带向下滑动的趋势，则A受的静摩擦力方向为沿传送带向上乙中A有相对斜面向下的相对运动趋势，受到的摩擦力沿斜面向上丙中F使A物块压紧墙壁，A和墙壁之间产生压力，而A相对于墙壁的运动趋势沿墙壁向下，故受到的静摩擦力方向沿墙壁向上【答案】甲中A受沿传送带向上的静摩擦力；乙中A受沿斜面向上的静摩擦力；丙中A受竖直向上的静摩擦力6. 2009年10月17日河北选手李雪妹以33.898秒的成绩夺得第十一届全运会500米自行车计时赛冠军，该成绩超亚洲纪录。自行车在平直公路上匀速前进时，前后轮所受摩擦力的方向（）A都向后 B都向前C前轮向后，后轮向前 D前轮向前，后轮向后解析：自行车匀速前进时，由于人通过链条给后轮一个力，使后轮顺时针转动，设轮与地面接触处光滑，则轮应加速顺时针转动，说明轮有相对地面向后转动的趋势，由于静摩擦力的方向与物体的相对运动趋势方向相反，故后轮所受静摩擦力f1的方向向前；前轮转动是由于前轮受到力的作用，若前轮与地面接触处光滑，则前轮就不会转动，故前轮相对地面有向前运动的趋势，其所受摩擦力向后，如图所示。答案：C7. 如图所示一个M2 kg 的物体放在0.2的粗糙水平面上，用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一只m00.1 kg的小桶相连，已知：物体受到的最大静摩擦力fm4.5 N，滑轮上的摩擦不计，g取10 m/s2，求在以下情况下，物体受到的摩擦力的大小。（1）只挂桶处于静止状态时。（2）只挂桶但在物体上再放一个M3 kg的物块时。（3）只在桶内加入m10.33 kg的砂子时。（4）只在桶内加入m20.5 kg的砂子时。【解析】（1）因为m0g1 Nfm，物体处于静止状态，受静摩擦力作用，由二力平衡得f1m0g1 N。（2）在物体上再放一个M3 kg的物块，物体仍静止，仍受静摩擦力f2f1m0g1 N。（3）因为（m0m1）g4.3 Nfm，故物体处于静止状态，所受静摩擦力f3（m0m1）g4.3 N。（4）因为（m0m2）g6 Nfm，故物体运动受到滑动摩擦力作用，由公式f4FNMg4 N。答案：（1）1 N（2）1 N（3）4.3 N（4）4 N分析静摩擦力的三点提醒(1)静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势方向相反，与物体的运动方向可能相同(2)运动或静止的物体都有可能受到静摩擦力作用(3)静摩擦力的大小与物体所受的外力或运动状态有关，与压力大小无关知识点摩擦力的调控核心点击1增大摩擦力的方法：（1）增大接触面之间的粗糙程度。（2）增加物体间的压力。2减小摩擦力的方法：（1）减小接触面之间的粗糙程度。（2）减小物体间的压力。（3）在接触面间加润滑剂。（4）用滚动代替滑动。【课后作业】1下列关于摩擦力的说法中正确的是()A物体在运动时才受到摩擦力B摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反C摩擦力总是成对地出现D摩擦力的大小总是与正压力的大小成正比【解析】放在水平地面上的物体，受水平拉力作用处于静止状态时，物体就受到了静摩擦力作用，所以A错误；摩擦力的方向一定与物体的相对运动方向相反，可以与运动方向相同，B错误；摩擦力是相互接触物体间的相互作用，一定是成对出现的，C正确；静摩擦力的大小与正压力的大小之间没有正比关系，D错误【答案】C2三个质量相同的物体，与水平桌面的动摩擦因数相同，由于所受的水平力不同，A做匀速运动，B做加速运动，C做减速运动，那么，它们受到的摩擦力的大小关系应是()AfCfAfBBfCfAfBCfAfBfC D不能比较大小【解析】由fN知f的大小只与和N有关，与物体的运动状态无关，故选C.【答案】C3下列关于摩擦力大小的有关说法，正确的是()A摩擦力的大小一定与接触面处的压力成正比B运动物体受到的摩擦力一定等于NC在水平地面上的物体受到的摩擦力一定与该物体的重力成正比D物体间的压力增大时，摩擦力的大小可能不变【解析】滑动摩擦力的大小一定与接触面处的压力成正比，但静摩擦力不具有此关系，A错；只有滑动摩擦力才能用N计算而运动的物体可能受静摩擦力，B错；物体在水平面上时正压力也不一定等于重力，C错；被压在竖直墙上静止不动的物体、压力增大时，静摩擦力总等于重力，D正确【答案】D4（多选）用手握瓶子，使瓶子在竖直方向处于静止状态如果握力加倍，则手对瓶子的摩擦力 ()A一定加倍B保持不变C方向向上 D方向向下【解析】对瓶子的握力加倍，但瓶子受到的静摩擦力却始终与重力平衡，大小不变方向竖直向上，故选B、C.【答案】BC5（多选）人握住旗杆匀速上爬，则下列说法正确的是()A人受的摩擦力的方向是向下的B人受的摩擦力的方向是向上的C人握旗杆用力越大，人受的摩擦力也越大D人握旗杆用力越大，并不会使人受的摩擦力也增大【解析】人匀速上爬，但手与旗杆的相对运动趋势方向向下，故摩擦力方向向上，A错B对；人握旗杆用力的大小，不影响摩擦力的大小，因为人匀速运动，摩擦力与人的重力二力平衡，故C错，D对【答案】BD6.(2012南平高一期末)如图439所示，在0.1的水平面上向右运动的物体，质量为20 kg，在运动过程中，还受到一个方向向左的大小为10 N的拉力作用，则物体受到的滑动摩擦力为(g10 m/s2)()A10 N，向右B10 N，向左C20 N，向右 D20 N，向左【解析】在竖直方向，物体对水平地面的压力NG，故滑动摩擦力大小fNG0.12010 N20 N，物体所受滑动摩擦力方向应与物体相对地面的运动方向相反，即所受滑动摩擦力方向向左这个力的大小与所加向左的10 N的拉力无关【答案】D7已知一些材料间动摩擦因数如下：材料钢钢木木木金属木冰动摩擦因数0.250.300.200.03 质量为10 kg的物块放置于水平面上，现用弹簧秤沿水平方向匀速拉动此物块时，读得弹簧秤的示数为30 N，则两接触面的材料可能是(取g10 m/s2)()A钢钢B木木C木金属 D木冰【解析】匀速拉动此物块，拉力等于摩擦力由fN，得0.30.B正确【答案】B8如图4310所示，在水平放置的传送带上放有一物体，当皮带不动时，要使物体向右匀速运动，作用在物体上的水平拉力为F1；当皮带向左运动时，要使物体仍向右匀速运动，作用在物体上的水平拉力为F2，则()AF1F2BF1F2CF1F2D以上三种情况都有可能【解析】两种情况下，物体相对于传送带均向右匀速运动，物体均受传送带向左的滑动摩擦力，滑动摩擦力大小均为fmg，根据二力平衡条件得F1F2fmg.故正确选项为A.【答案】A9(2013福州高一检测)如图4311所示，A叠放在B上，B放在斜面上，AB处于静止状态，下列叙述正确的是()AB相对A与B相对斜面的运动趋势相同BB相对A的运动趋势方向沿斜面向上CA相对B的运动趋势方向沿斜面向上DB相对斜面的运动趋势方向沿斜面向下【解析】对A分析，假设A、B间光滑，则A相对B向下运动，故A相对B的运动趋势沿斜面向下，由相对运动知，B相对A的运动趋势沿斜面向上，假设B与斜面间光滑，则B相对斜面向下滑动，故B相对斜面的运动趋势沿斜面向下，所以B、D正确【答案】BD10(2012广州高一检测)如图4314所示，一重为40 N的木块原来静止在水平桌面上，某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用，其中F113 N，F26 N已知木块与地面间的动摩擦因数为0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：(1)木块所受的摩擦力的大小和方向(2)当只将F1撤去时，木块受到的摩擦力的大小和方向(3)若撤去的力不是F1而是F2，求木块受到的摩擦力的大小和方向【解析】当木块运动时受到的滑动摩擦力为f滑NG0.240 N8 N，故木块受到地面最大静摩擦力为8 N.(1)加上F1、F2后，F1和F2相当于一个方向向右的FF1F27 N的力由于F小于最大静摩擦力，故木块处于静止状态，则木块受到地面静摩擦力的作用，大小为7 N，方向水平向左(2)由于F2小于最大静摩擦力，故木块仍然保持静止由二力平衡知识知，木块受到的静摩擦力大小等于F2，即大小为6 N，方向水平向右(3)撤掉F2后，由于F1大于最大静摩擦力，则木块受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为8 N，方向水平向左【答案】(1)7 N水平向左(2)6 N水平向右(3)8 N水平向左