高中物理 第三章 研究物体间的相互作用 第二节 研究摩擦力的方向判断与大小计算素材 粤教版必修1（通用）

1、摩擦力的方向判断及大小计算 摩擦力是三种基本性质力中最难判定的力，它的大小和方向的确定是高中阶段的重点和难点，物体在各种运动状态下摩擦力的分析在每年的高考中都有所体现，是高考的必考内容。摩擦处处、时时存在，在初中我们知道，摩擦分为静摩擦、滑动摩擦和滚动摩擦三类，我们已知道了摩擦的基础知识，我们今天将进一步来研究摩擦的相关知识。（一）滑动摩擦力1、产生：两个相互接触的物体发生相对运动时产生的摩擦力。2、产生条件：1）接触面粗糙2）相互接触且有形变即相互间有弹力3）物体间有相对运动3、方向：跟接触面相切，并跟物体相对运动方向相反。例1：一物体在水平面上向右运动，试确定其摩擦力的方向。物体相对于地面

2、的方向是水平向右，所以摩擦力方向水平向左例2：A、B两物体叠放在一起，两物体都沿水平面向右运动，A的速度为，B的速度为，并且，问A、B两物体间的摩擦力的方向如何？虽然A的速度方向水平向右，但由于，所以A相对于和它接触的物体B而言，是向左运动的，即相对运动方向是向左的，故A受到的B对它的摩擦力是水平向右的。注：1、由例2可以看到，物体的运动方向和相对运动方向是有区别的。2、摩擦力是和相对运动方向相反，不是和运动方向相反，所以我们在判断滑动摩擦力的方向时，一定要先找出该物体相对于和它接触的物体的运动方向，才能判断滑动摩擦力的方向，不能仅凭运动方向来判断摩擦力方向。例3：传送带顺时针方向运动，现将一

3、物体静止地放上传送带，则物体在放上传送带的一段时间内所受滑动摩擦力的方向如何？物体静止地放上传送带，传送带水平部分向右运动，则物体相对于传送的运动方向向左，所以受到的滑动摩擦力方向水平向右。4、大小：经过试验，我们得出，物体受到的滑动摩擦力的大小和物体间的压力有关，还和物体间接触面的材料性质有关。即f=N是一个没有单位，小于1的常数，叫做动摩擦因数。它与两物体的材料性质，表面状况有关，和接触面积无关。N是物体对接触面的正压力即垂直于接触面的弹力。例4：一质量为5kg的物体在水平面上向右运动，它和水平面间的为0.6，则此时物体受到的滑动摩擦力多大？解：此时物体对水平面的压力大小等于物体所受的重力

4、所以f=N=0.650=30N方向水平向左注：这道例题中压力恰好等于重力的大小，但要特别注意，压力并不总等于重力，压力和重力是不相同的两个力。5、作用效果：总是起着阻碍物体间相对运动的作用。（二）静摩擦力1、定义：两相对静止的相互接触的物体间，由于存在相对运动的趋势而产生的摩擦力。2、静摩擦力产生的条件：1）两物体直接接触2）接触处粗糙且相互间有弹力3）两物体有相对运动的趋势3、静摩擦力的方向：总是和接触面相切，并且总跟物体的相对运动趋势方向相反。判断两物体间是否有相对运动的趋势，一般采用假设法，即假设接触面光滑，看相接触的两物体间是否有相对运动，如果有，此方向即为相对运动的趋势方向；如果没有

5、，说明物体间无相对运动趋势。例5：判断下面两个静止物体受到的静摩擦力的方向（1）解析：此时物体静止，假设水平面光滑，物体仍然静止，故此时无相对运动的趋势，此物体不受地面的静摩擦力。（2）解析：此时物体静止，假设斜面光滑，物体将沿斜面向下运动，说明此时物体有沿斜面向下运动的趋势，物体将受到沿斜面向上的静摩擦力。4、不是只有静止的物体才受到静摩擦力的作用，运动的物体同样可以受到静摩擦力作用。例6：在水平面上有A、B两物体，力F作用在B物体上，在F作用下，A、B一起向右做加速运动，判断A、B两物体间的摩擦力。解析：A、B一起向右运动，虽然A、B都是运动的，但是A和B却是相对静止的，如果有摩擦力，也是

6、静摩擦力。假设A、B间光滑，则A不会随着B一起运动，将相对于B向后运动，故此时A有相对于B向后的运动趋势，所以A将受到B对它的向前的静摩擦力。5、静摩擦力的大小：两物体间静摩擦力的大小是可以变化的，的取值范围0，为两物体之间的最大静摩擦力，即为静摩擦力的最大值，也就是让物体由静止到运动的最小拉力值。例7：一质量为5kg的物体放在水平面上，已知物体和水平面间的为21N，动摩擦因数为0.4，现对该物体施加一个水平外力F，当F的大小分别取5N、18N、25N和30N时物体分别受什么摩擦力，大小、方向如何？解：（1）当F=5N时，F，物体保持静止，为了静止，物体应受到一个大小为5N，方向水平向左的静摩

7、擦力；（2）当F=18N时，F，物体保持静止，为了静止，物体应受到一个大小为18N，方向水平向左的静摩擦力；（3）当F=25N时，F，物体不能保持静止，将向右运动，此时物体应该受到一个水平向左的滑动摩擦力，大小为f=N=0.450=20N（4）当F=30N时，F，物体不能保持静止，将向右运动，此时物体应该受到一个水平向左的滑动摩擦力，大小为f=N=0.450=20N。注：1）当外力小于时物体静止，物体受静摩擦力，当外力大于时物体将开始运动，受动摩擦力；2）静摩擦力的大小会随着外力的变化而变化，滑动摩擦力不随外力的变化而变化；3）动摩擦力的大小略小于，因此我们要想让物体运动，比维持物体做匀速运动要困难。我们有时也近似认为动摩擦力的大小