物理第三章第二节

第二节研究摩擦力第三章研究物体间的相互作用学习目标1．知道滑动摩擦力、静摩擦力的含义，明确产生条件，会判断摩擦力的方向．2．了解滑动摩擦力的计算公式f＝μFN的应用．3．知道最大静摩擦力的概念．新知初探自主学习一、滑动摩擦力[自研教材]1．概念：两个相互接触的物体有相对滑动时，物体之间存在的摩擦叫做_________．在滑动摩擦中，物体间产生的______物体_____滑动的作用力，叫做滑动摩擦力．2．方向：滑动摩擦力的方向总是跟接触面_______，并且跟物体__________的方向相反．滑动摩擦阻碍相对相切相对滑动3．大小公式：f＝μFN.FN是垂直接触面的_______，μ是_____________．μ的大小与相互接触的物体的_______、接触面的____________有关．正压力动摩擦因数材料粗糙程度[成功体验]滑动摩擦力的大小与物体间相对运动的速度大小有关系吗？提示：无关．二、研究静摩擦力[自主探究]根据教材实验探究1．木块运动前，逐渐增大弹簧秤的拉力，静摩擦力f的大小如何变化？并与拉力有何大小关系？提示：增大；大小相等2．静摩擦力的大小是一个固定的值吗？它与压力有关吗？如何确定其大小？提示：不是；无关；根据二力平衡3．不用外力去拉木块，它受摩擦力作用吗？用力拉它但没拉动，它受摩擦力作用吗？如果有，其大小和方向如何？拉动木块后，它还受摩擦力作用吗？如果有，其大小和方向如何？提示：不受；受静摩擦力，大小等于拉力，方向与相对运动趋势方向相反；受滑动摩擦力，大小f＝μFN，方向与木块相对运动方向相反．4．静摩擦力的大小有限度吗？提示：0<f≤fmax[成功发现]1．概念：当物体具有相对滑动趋势时，物体间产生的摩擦叫做静摩擦，这时产生的摩擦力叫做静摩擦力．2．方向：跟接触面_____，且跟物体_____________的方向相反．3．大小：用不大的水平力拉书柜，书柜没有运动，书柜与地面间的静摩擦力大小随拉力的增大而_____，所以说静摩擦力的大小由外部因素决定．4．最大静摩擦力：物体所受到的静摩擦力有一个最大限度，这个最大值叫做最大静摩擦力．最大静摩擦力比_____________略大，为计算简便，有时可以认为最大静摩擦力近似地等于______________．相切相对运动趋势增大滑动摩擦力滑动摩擦力要点探究讲练互动要点一对摩擦力及产生条件的理解静摩擦力滑动摩擦力产生条件①两物体之间有弹力②接触面粗糙③有相对运动趋势①两物体之间有弹力②接触面粗糙③有相对运动作用效果阻碍物体间的相对运动趋势阻碍物体间的相对运动方向跟接触面相切并与物体相对运动趋势的方向相反，与物体的运动方向无关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特别提醒：摩擦力产生的条件之一是物体之间有相对运动或相对运动的趋势，而不是物体有运动或运动趋势，运动的物体可能不受摩擦力的作用，静止的物体则可能受到摩擦力的作用，物体是否受摩擦力与物体是否运动无关．(单选)下列关于摩擦力的说法，正确的是(

)A．相互接触的两物体间一定存在摩擦力B．摩擦力总是阻碍物体的运动C．相对静止的物体间，也可能存在摩擦力作用D．只有静止的物体才受静摩擦力作用，运动的物体不会受静摩擦力作用【审题指导】

摩擦力阻碍的是接触物体之间的相对运动或相对运动的趋势，而不是阻碍物体的运动．例1【精讲精析】相互接触挤压，接触面粗糙，有相对运动或相对运动的趋势，是摩擦力产生的三个条件，三个条件必须同时满足，才产生摩擦力，A错误；摩擦力的效果总是阻碍物体间的相对运动而不是运动，B错误；相对静止的物体间，也可能存在摩擦力，比如，推地面上的桌子但没推动时，桌子仍受到地面的静摩擦力，C正确；静止的物体和运动的物体都可能受到静摩擦力的作用，比如，被传送带送到高处的物体，受到传送带的静摩擦力作用，D错误．【答案】

C【规律方法】有关摩擦力的几个注意问题：(1)不论物体是静止还是运动，都可能受静摩擦力或滑动摩擦力．(2)摩擦力并不总是阻碍物体的运动，它既可作动力，又可作阻力．(3)摩擦力的方向可以与物体的运动方向相反，也可以与运动方向相同．跟踪训练1(双选)(2012·高考海南卷)下列关于摩擦力的说法，正确的是(

)A．作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速，不可能使物体加速B．作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速，不可能使物体减速C．作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速，也可能使物体加速D．作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速，也可能使物体减速解析：选CD.摩擦力总是阻碍物体的相对运动(或相对运动趋势)，而物体间的相对运动与物体的实际运动无关．当摩擦力的方向与物体的运动方向一致时，摩擦力是动力，方向相反为阻力，故C、D项正确．要点二静摩擦力的有无及方向判断1．静摩擦力有无的判断(1)条件判断法：接触面之间有压力、粗糙且有相对运动趋势．(2)假设法：假设两物体间无静摩擦力，看物体是否相对滑动．①如果物体改变原来的运动状态，则两物体之间存在静摩擦力．②如果物体的运动状态不变，则两物体之间不存在静摩擦力．2．静摩擦力的方向判断(1)静摩擦力的方向与物体相对运动的趋势方向相反．(2)若物体处于平衡状态，根据二力平衡条件判断静摩擦力的大小及方向．特别提醒：判断摩擦力的方向时，关键是判断物体间相对运动或相对运动趋势的方向．(单选)如图所示，用力F去拉叠放在一起的两物体A、B，但没有拉动，两物体仍然保持静止状态，则(

)A．B物体受到A物体的静摩擦力的作用,方向与F方向相同B．B物体受到A物体的静摩擦力的作用,方向与F方向相反C．A物体受到地面的静摩擦力作用，方向与F方向相同D．A物体受到地面的静摩擦力作用，方向与F方向相反【关键提醒】

解答本题应把握以下两点：(1)两物体之间是否有静摩擦力产生，关键是看两个接触的物体之间是否同时有挤压和相对运动趋势．(2)要确定静摩擦力的方向，必须明确两物体间相对运动趋势的方向．例2【答案】

D【借题发挥】

在判断A所受的静摩擦力方向时也可用整体法，即将A、B看做一个整体，同样可分析出D项正确，同学们可尝试一下．跟踪训练2(单选)如图所示，物体A、B、C叠放在水平桌面上．力F作用在物体C上后，各物体仍保持静止状态，那么以下说法正确的是(

)A．C不受摩擦力的作用B．B不受摩擦力的作用C．A受的各个摩擦力不是平衡的D．A、B、C三个物体组成的整体所受摩擦力为零解析：选B.以B为对象，B在水平方向上不受其他外力，处于静止状态，所以B不受摩擦力，B正确；以C为对象，力F作用在物体C上，C处于静止状态．C一定受A的摩擦力，A错；A处于静止状态，C对A的摩擦力与地面对A的摩擦力是平衡的，C错；以A、B、C三个物体组成的整体为对象，受水平向右的拉力，所以整体受地面向左的摩擦力，D错．要点三摩擦力大小的计算1．滑动摩擦力的大小(1)公式法：根据公式f＝μFN计算．①正压力FN是物体与接触面间的压力，不一定等于物体的重力，FN的大小根据受力情况确定．②动摩擦因数μ与材料和接触面的粗糙程度有关，而与物体间的压力、接触面的大小无关．(2)二力平衡法：物体处于平衡状态(匀速运动、静止)时，根据二力平衡条件求解．2．静摩擦力的大小(1)大小：0<f≤Fmax.(2)计算：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)最大静摩擦力fmax＝μ0FN.μ0为最大静摩擦因数，最大静摩擦力fmax略大于滑动摩擦力，一般情况下，为分析问题方便，可认为二者相等．特别提醒：(1)计算摩擦力时，应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力．(2)滑动摩擦力F的大小与物体运动的速度大小无关，与接触面的面积无关．(3)静摩擦力可在0～fmax之间变化，不能用公式f＝μFN计算，且静摩擦力与正压力无关．质量为2kg的物体静止在水平地面上，如图所示，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．给物体一水平推力．(取g＝10N/kg)(1)当推力大小为5N时，地面对物体的摩擦力是多大？(2)当推力大小为12N时，地面对物体的摩擦力是多大？【审题指导】计算摩擦力的大小，首先要判断摩擦力的种类，然后再选用计算依据．例3【精讲精析】在地面上，FN＝mg，则滑动摩擦力(最大静摩擦力fmax)大小为fmax＝μFN＝μmg＝0.5×2×10N＝10N.(1)当拉力F＝5N时，F<fmax，物体静止，则由二力平衡知f静＝F＝5N.(2)当拉力F＝12N时，F>fmax，物体滑动，则f滑＝μFN＝μmg＝10N.【答案】

(1)5N

(2)10N跟踪训练3(单选)如图所示，重力为20N的物体与木板间的动摩擦因数为0.1，物体向左运动．同时物体受到大小为10N，方向向右的水平力F的作用，则物体所受摩擦力的大小和方向是(

)A．2N，向左

B．2N，向右C．10N，向左

D．12N，向右解析：选B.物体重力为20N，在水平面上运动，所以正压力大小FN＝20N，由f＝μFN知，f＝0.1×20N＝2N．滑动摩擦力方向与物体相对运动方向相反，所以向右．寻规探法思维启迪摩擦力与胡克定律的综合【范例】

(10分)用劲度系数k＝490N/m的弹簧沿水平方向拉一木板，使其在水平桌面上做匀速直线运动，弹簧的长度为12cm.若在木板上放一质量为5kg的物体，仍用原弹簧沿水平方向匀速拉动木板，弹簧的长度变为14cm.试求木板与水平桌面间的动摩擦因数μ