【中学教材全解】2020年秋高中物理必修一课时学案：第三章-相互作用-第3节--摩擦力.docx

第3节 摩擦力

1.知道静摩擦力的产生条件，会推断静摩擦力的方向。
2.知道静摩擦力的变化范围及其最大值。
3.知道滑动摩擦力的产生条件，生疏滑动摩擦力的规律。知道动摩擦因数与相互接触的物体的材料和接触面的粗糙程度有关，会推断滑动摩擦力的方向。
4.能运用滑动摩擦力公式来计算滑动摩擦力的大小。

1.两个相互接触的物体，当它们发生 或具有 时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫做摩擦力。
2.静摩擦力的方向总是沿着 ，并且跟物体 相反。
3.两物体间实际发生的静摩擦力在0与 之间，即 。
4.滑动摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体 相反。
5.滑动摩擦力的大小跟 成正比，其表达式为： ，其中是 ，叫做动摩擦因数，它的数值跟相互接触的两个物体的材料有关。材料不同，两物体间的动摩擦因数 。

1.(单选)关于摩擦力的方向，下列说法正确的是( )
A.摩擦力的方向总是与运动方向相反
B.滑动摩擦力的方向总是与运动方向相反
C.滑动摩擦力确定是阻力
D.滑动摩擦力的方向确定与正压力的方向垂直

2.(单选)如图3-3-1甲所示，小孩用80 N的水平力推木箱，没有推动，木箱此时受到的摩擦力大小为;乙图中，小孩用100 N的水平力恰能推动木箱，此时木箱与地面间的摩擦力大小为;丙图中，小孩把木箱推动了，此时木箱与地面间摩擦力大小为。若木箱对地面的压力大小为200 N，木箱与地面间的动摩擦因数为0.45，则、、的大小分别为( )
甲 乙 丙
图3-3-1
A.80 N、100 N、90 N B.80 N、100 N、45 N
C.80 N、80 N、90 N D.0、80 N、45 N

3.用20 N的水平力在水平地面上拉重60 N的物体时，物体恰能被拉动;物体运动后只需18 N的拉力即可使物体做匀速直线运动。若用15 N的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为 ;若用30 N的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为 。物体与地面间的动摩擦因数为 。

同学试验：让同学用渐渐增大的水平力推静止的课桌，直到推动一段距离。然后撤去外力，观看课桌的运动状况，并思考以下问题：
(1)用较小的力推课桌时，为什么推不动？撤去外力后运动的课桌为什么会停下来？
(2)依据试验和学校学习的学问归纳：什么是摩擦力？
(3)摩擦力的作用效果如何？

一、静摩擦力
1.用水平力推静止的课桌，但没有推动时，依据二力平衡的学问分析课桌在水平方向的受力状况。

2.依据问题1的分析，总结什么叫静摩擦力以及静摩擦力的方向？

演示试验：如图3-3-2所示，在水平桌面上放一木块，用弹簧测力计沿水平方向用较小的力拉木块且保持木块不动，并不断缓慢地增大拉力。留意提示同学观看弹簧测力计的示数变化。

图3-3-2

3.观看如图3-3-2所示的演示试验，总结试验现象，依据试验现象和已有的学问分析木块受到的静摩擦力的方向并争辩静摩擦力的大小如何计算？

4.在上面的演示试验中，缓慢地增大拉力的过程中，木块不会始终静止不动。留意观看木块运动后，要维持木块匀速运动，弹簧测力计的示数与木块刚要运动时弹簧测力计的示数的大小关系如何？并由此分析静摩擦力的特点。

5.阅读教材第58页“说一说”皮带运输机把货物送往高处(图3.3-3)是静摩擦力作用的结果，依据这一现象说明是不是只有静止的物体才受静摩擦力？静摩擦力阻碍物体的相对运动趋势，是否阻碍物体的运动？

例1 (单选)有关静摩擦力的说法中正确的是( )
A.有静摩擦力则确定有压力
B.静摩擦力与压力成正比
C.只有静止的物体才受静摩擦力
D.静摩擦力的方向与物体运动方向确定相反

图3-3-3
例2 如图3-3-3所示，物体在水平力=5 N、=7 N的作用下，静止在水平地面上，则物体与地面间的摩擦力的大小和方向是怎样的？

二、滑动摩擦力
1.在图3-3-2所示的演示试验中，木块拉动后，要使木块匀速运动，弹簧测力计照旧要对木块有拉力，这说明木块运动后还要受到摩擦力的作用，据此说明什么叫滑动摩擦力？

2.依据下述试验现象分析总结滑动摩擦力的方向如何推断，滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？
演示试验1：利用图3-3-2所示的装置让木块分别以不同的速度在水平桌面上做匀速运动，观看弹簧测力计的示数有无不同。
现象：

结论：

演示试验2：如图3-3-4所示，让同一木块在光滑程度不同的水平木板上匀速运动，观看弹簧测力计的示数有无不同。
(a)用弹簧测力计水平拉动木块在较光滑的木板上匀速滑动
(b)用弹簧测力计水平拉动木块在较粗糙的木板上匀速滑动
图3-3-4
现象：

结论：

演示试验3.如图3-3-5所示，让同一木块在相同木板上分别不加砝码和加上砝码后匀速运动，观看弹簧测力计的示数有无不同。
(a) (b)
图3-3-5
现象：

结论：

总结：
滑动摩擦力的方向：

滑动摩擦力的大小：

3.滑动摩擦力的大小跟压力成正比，其比例系数，叫动摩擦因数。依据公式以及教材第59页表1，说一说你对动摩擦因数的理解。

4.分析以下几种状况物体是否受摩擦力作用，总结物体受摩擦力的条件(如图3-3-6所示)。

图3-3-6

5.观看你骑自行车前进时，自行车车轮的运动状况，大齿轮的运动状况，这一运动状况与滑动摩擦有什么区分？特点如何？

用雪橇运送木料
图3-3-7
例3 如图3-3-7所示，在东北的冬季伐木工作中，伐下的木料常装在雪橇上，马拉着雪橇在冰道上滑行，将木料运出。一个有钢制滑板的雪橇，连同木料的总重力为 N。雪橇与冰道的动摩擦因数为0.02。在水平的冰道上，马要在水平方向用多大的力，才能拉着雪橇匀速前进？

思考争辩：(1)雪橇运动时受哪几个力的作用？其方向如何？
(2)马拉雪橇匀速前进时，马的拉力与摩擦力的大小关系如何？雪橇对地面的压力与重力的大小关系如何？

图3-3-8

例4 (2022·广东高考·单选)如图3-3-8所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是( )
A.M处受到的支持力竖直向上
B.N处受到的支持力竖直向上
C.M处受到的静摩擦力沿MN方向
D.N处受到的静摩擦力沿水平方向

1.(多选)用一个水平力推放在水平地面上的木箱，没有推动，则下列说法正确的是( )
A.木箱运动趋势的方向与水平推力方向相同
B.水平推力小于木箱受到的摩擦力
C.水平推力等于木箱受到的摩擦力
D.水平推力大于木箱受到的摩擦力

2.(单选)关于滑动摩擦力公式，下列说法中正确的是( )
A.动摩擦因数μ与摩擦力F成正比，F越大μ越大
B.动摩擦因数μ与正压力成反比，越大μ越小
C.动摩擦因数μ与摩擦力F成正比，与正压力成反比
D.动摩擦因数μ的大小由两物体接触面的粗糙程度及材料打算

图3-3-9
3.(单选)如图3-3-9所示，在动摩擦因数μ=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(取10 N/kg)( )
A.10 N，向右 B.10 N，向左
C.20 N，向右 D.20 N，向左

图3-3-10

4.如图3-3-10所示，物体各重10 N，水平拉力=4 N，=2 N，物体保持静止，则A、B间的静摩擦力大小为 N，B与地面间的摩擦力大小为 N。

某同学在做“测定木板与木块间动摩擦因数”的试验时，设计了两种试验方案：
方案一：木板固定，用弹簧测力计拉动木块，如图3-3-11甲所示。
甲 乙
图3-3-11
方案二：弹簧测力计一端固定，一端水平拉着木块，用力拉动木板，如图乙所示。
上述两种方案中，你认为哪一种方案更合理，请说明理由。

自我检测参考答案
1.D 2.A 3.15 N 18 N 0.3