2020版高中物理（新教材）人教必修第1册：3-2 摩擦力

第2节摩擦力1．滑动摩擦力(1)定义：两个相互接触的物体，当它们eq\o(□,\s\up4(01))相对滑动时，在接触面上产生的一种阻碍eq\o(□,\s\up4(02))相对运动的力。(2)方向：总是eq\o(□,\s\up4(03))沿着接触面，并且跟物体eq\o(□,\s\up4(04))相对运动的方向相反。(3)大小：Ff＝μF压，F压表示eq\o(□,\s\up4(05))压力的大小，μ是eq\o(□,\s\up4(06))动摩擦因数，它的值跟接触面的eq\o(□,\s\up4(07))材料和eq\o(□,\s\up4(08))粗糙程度有关。(4)作用效果：总是阻碍物体间的eq\o(□,\s\up4(09))相对运动。2．静摩擦力(1)定义：相互接触的两个物体之间只有eq\o(□,\s\up4(01))相对运动的趋势，而没有eq\o(□,\s\up4(02))相对运动，这时的摩擦力叫作静摩擦力。(2)方向：总是跟物体eq\o(□,\s\up4(03))相对运动趋势的方向相反。(3)大小：静摩擦力会随着外力的改变而改变。由二力平衡可知，静摩擦力的大小总等于使物体有相对运动趋势的外力。静摩擦力有一个最大限度，即最大静摩擦力Fmax，静摩擦力的大小范围是eq\o(□,\s\up4(04))0<F≤Fmax。(4)作用效果：总是阻碍物体间的eq\o(□,\s\up4(05))相对运动趋势。典型考点一滑动摩擦力1．以下关于滑动摩擦力的说法中，正确的是()A．滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反B．滑动摩擦力总是阻碍物体的运动C．滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反D．两个互相接触且挤压的物体发生相对运动时，它们都要受到滑动摩擦力的作用答案C解析滑动摩擦力发生在相互接触并挤压，且接触面粗糙、有相对运动的两个物体间，滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反，不一定与物体运动的方向相反，滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，不一定阻碍物体的运动，A、B、D错误，C正确。2.(多选)如图所示，小华用水平方向的力F去推放在水平地面上质量为m的木箱，使它向前匀速移动。关于木箱受到的推力和摩擦力的大小，正确的是()A．推力等于摩擦力B．摩擦力大小为μmgC．推力大于摩擦力D．若增大推力，摩擦力也随之增大答案AB解析由于物体匀速前进，根据二力平衡可知，推力等于摩擦力，A正确，C错误；由Ff＝μFN＝μmg可知，B正确；滑动摩擦力的大小跟接触面上的压力大小、接触面的粗糙程度、材质等有关，增大推力，物体所受滑动摩擦力的大小不变，D错误。典型考点二静摩擦力3.在研究摩擦力的实验中，用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块，木块运动状态及弹簧测力计的读数如下表所示(每次实验时，木块与桌面的接触面相同)，则由此表分析可知()实验次数小木块运动状态弹簧秤读数(N)1静止0.42静止0.63加速0.74匀速0.55减速0.3A．木块受到的最大静摩擦力为0.5NB．木块受到的最大静摩擦力一定为0.7NC．在这五次实验中，木块受到的摩擦力大小有三次是相同的D．在这五次实验中，木块受到的摩擦力大小有两次是相同的答案C解析由表可知木块受到摩擦力为0.4N和0.6N时不动，为0.7N时做加速直线运动，为0.5N时，木块做匀速直线运动，此时拉力大小等于滑动摩擦力的大小，故最大静摩擦力可能为0.6N，一定大于0.5N、小于0.7N，A、B错误；在五次实验中，第3、4、5次实验，木块受到的摩擦力是滑动摩擦力，由于实验过程中木块与桌面间的动摩擦因数与压力大小不变，则木块受到的滑动摩擦力大小不变，为0.5N，C正确，D错误。4．关于物体所受的静摩擦力，下列说法正确的是()A．静摩擦力的方向不一定与物体运动的方向相反B．静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同C．静摩擦力的方向可能与物体相对运动趋势的方向垂直D．静止物体所受到的静摩擦力一定为零答案A解析静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势方向相反，其方向可能与物体的运动方向相同，也可能与物体的运动方向相反，A正确，B、C错误；静止物体所受到的静摩擦力不一定为零，D错误。5．(多选)用手握住一个盛有一部分油的油瓶，油瓶始终静止处于竖直方向，如图所示，下列说法中正确的是()A．瓶中油越多，手必须握得越紧B．手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大C．不管手握得多紧，油瓶受到的摩擦力总是一定的D．摩擦力的大小等于油瓶与油的总重力的大小答案ACD解析手握住油瓶，油瓶静止，表明手对油瓶竖直向上的静摩擦力跟油瓶与油的总重力平衡，油瓶与油越重，它受到的静摩擦力越大，手握得越紧，手与瓶间的压力越大，最大静摩擦力也越大，但油瓶受到的静摩擦力始终与油瓶和油的总重力平衡，大小不变，B错误，A、C、D正确。典型考点三静摩擦力和滑动摩擦力的综合应用6．质量为2kg的物体静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等。现给物体一水平推力，g取10N/kg。则：(1)当推力大小为5N时，地面对物体的摩擦力为多大？(2)当推力大小为12N时，地面对物体的摩擦力为多大？答案(1)5N(2)10N解析(1)最大摩擦力Ffmax＝μmg＝0.5×2×10N＝10N，当推力F＝5N时，F<Ffmax，物体静止，由水平方向二力平衡得Ff静＝F＝5N。(2)当推力F＝12N时，F>Ffmax，物体在地面上滑动，则Ff滑＝μFN＝μmg＝0.5×2×10N＝10N。1．关于由滑动摩擦力公式Ff＝μFN推导出的公式μ＝eq\f(Ff,FN)，下列说法正确的是()A．动摩擦因数μ与摩擦力Ff成正比，Ff越大，μ越大B．动摩擦因数μ与正压力FN成反比，FN越大，μ越小C．μ与Ff成正比，与FN成反比D．μ的大小由两物体接触面的材料、粗糙程度决定答案D解析μ的大小由两个物体接触面的材料和粗糙程度决定，与Ff、FN均无关，A、B、C错误，D正确。2.(多选)如图所示，以水平力F压物体A，这时A沿竖直墙壁匀速下滑，若物体A与墙面间的动摩擦因数为μ，物体A的质量为m，那么物体A与墙面间的滑动摩擦力大小等于()A．μmg B．mgC．F D．μF答案BD解析由于物体A匀速下滑，因此在竖直方向上二力平衡，mg＝Ff；根据滑动摩擦力的大小Ff＝μFN，FN＝F，得Ff＝μF，故A、C错误，B、D正确。3.如图所示，物体受到水平向右、大小为F的拉力作用处于静止状态，如果改用大小仍为F、水平向左的力推物体，则()A．物体仍处于静止状态，受到的摩擦力大小不变B．物体仍处于静止状态，受到的摩擦力变小C．物体沿水平面滑动，受到的摩擦力大小不变D．物体沿水平面滑动，受到的摩擦力变小答案A解析物体在水平方向受到拉力F和摩擦力而处于平衡状态，拉力F和水平面对物体的摩擦力平衡；力F反向后，这两个力仍满足二力平衡，物体仍处于静止状态，受到的摩擦力大小不变、方向相反，A正确，B、C、D错误。4．一个步行前进的人，前脚受到的摩擦力为F1，后脚受到的摩擦力为F2，其方向是()A．F1和F2的方向均与人运动的方向相同B．F1和F2的方向均与人运动的方向相反C．F1和人的运动方向相反，F2与人运动的方向相同D．F1和人的运动方向相同，F2与人运动的方向相反答案C解析前脚抬起，后脚在摩擦力的作用下产生向前的动力，摩擦力F2的方向和人运动的方向相同，而前脚落地时，相对地面有向前的运动趋势，故受到向后的摩擦力，为阻力，F1的方向与人的运动方向相反，故C正确，A、B、D错误。5.如图所示，杂技演员用双手握住竖直的竹竿匀速上攀和匀速下滑，他所受到的摩擦力分别是F1和F2，则()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＝F2答案C解析杂技演员向上、向下都做匀速运动，且只受重力和摩擦力作用，由二力平衡知，杂技演员所受的摩擦力方向总是竖直向上，大小等于其重力，C正确。6．如图所示，放在水平桌面上的物块，处于静止状态，其中F1＝10N，F2＝2N。若撤去F1，则物块受到的摩擦力是()A．8N，方向向右B．8N，方向向左C．2N，方向向右D．2N，方向向左答案C解析撤去F1前，木块在水平方向受三个力而平衡，有f＝F1－F2＝10N－2N＝8N，物块处于静止状态，说明物块受到的最大静摩擦力大于或等于8N；撤去F1后，外力为2N，小于最大静摩擦力，故物块仍能处于静止状态，合力一定为零，则物块在水平方向上受到的摩擦力大小为2N，方向向右，C正确，A、B、D错误。7.如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上滑行，长木板与地面间的动摩擦因数为μ1，木块与长木板间的动摩擦因数为μ2，若长木板仍处于静止状态，则长木板受到地面的摩擦力大小一定为()A．μ2mg B．μ1(M＋m)gC．μ1mg D．μ1mg＋μ2Mg答案A解析木块相对长木板向右滑动，受到向左的滑动摩擦力，大小为f1＝μ2N＝μ2mg；力的作用是相互的，故木块对长木板有向右的滑动摩擦力，长木板有向右滑动的趋势，受到地面对其向左的静摩擦力，根据平衡条件，有f2＝f1，因而f2＝μ2mg，A正确。8.把一个重为G的物体，用一个水平力F＝kt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上，如图所示，从t＝0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是()答案B解析由于物体受到的水平推力为F＝kt，由二力平衡得，墙与物体间的弹力FN＝kt。当F比较小时，物体所受的摩擦力Ff小于物体的重力G，物体沿墙壁下滑，此时物体与墙壁间的摩擦力为滑动摩擦力，由公式Ff＝μFN可得，滑动摩擦力大小Ff＝μkt。当摩擦力Ff大小等于重力G时，物体有速度，不能立即停止运动，物体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力；随着摩擦力的增大，摩擦力将大于重力，物体做减速运动直至静止，摩擦力将变为静摩擦力，静摩擦力与正压力无关，跟重力始终平衡。B正确，A、C、D错误。9．把弹簧测力计的一端固定在墙上，用力F水平向左拉金属板，金属板向左运动，此时测力计的示数稳定，如图所示，则物块P与金属板间的滑动摩擦力的大小是________N。若用弹簧测力计测得物块P重13N，根据表中给出的动摩擦因数，可推算出物块P的材料为________。材料动摩擦因数金属—金属0.25橡胶—金属0.30木头—金属0.20皮革—金属0.28答案2.60木头解析物块P在水平方向受到金属板给P的滑动摩擦力f，方向向左，受弹簧测力计向右的拉力F，由二力平衡可知，f＝F，测力计读数为2.60N，所以f＝2.60N；又根据f＝μG可得μ＝eq\f(f,G)＝0.2，从表中对比得知，物块P为木头。10．如图所示，物体A的质量为5kg，此时A与桌面间的最大静摩擦力为10N，不计定滑轮与轻绳之间的摩擦。拉力F＝30N时，系统处于静止状态，求物体B的质量M的取值范围。(g＝10N/