新教材高中物理2.摩擦力

2.摩擦力

知识纲要导引

-产生条件

N滑动摩擦为--方向跟相对运动的方向相反

-大小自干吗

-产生条件

《静摩擦力)一-方向跟相对运动趋势的方向相反

-范围：OvFrWFw

核心素养目标,

物理观念滑动摩擦力、静摩擦力

科学探究静摩擦力的大小随拉力的变化

假设法、公式法.判断静摩擦力和滑动摩擦力方向，计算摩擦力的大

科学思维

小

科学态度

了解静摩擦和滑动摩擦在生产、生活中的应用

与责任

基础导学

一、滑动摩擦力(自学教材第64、65页“滑动摩擦力”部分)

1.定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运

动的力，这种力叫作滑动摩擦力(slidingfrictionalforce).

2.方向：总是沿着接触面,并且跟物体的相对运动的方向相反.

3.大小

(1)结果表明：滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比.

(2)定量关系：握=HR

4是比例常数，叫作动摩擦因数(dynamicfrictionfactor).

(3)动摩擦因数的影响因素：

动摩擦因数的值跟接触面有关,接触面材料不同、粗糙程度不同,动摩擦因数也不同.

二、静摩擦力(自学教材第66页“静摩擦力”部分)

1.定义：相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势,而没有相对运动，这时的摩擦

力叫作静摩擦力(staticfrictionalforce).

2.方向：总是沿接触面，静摩擦力的方向总是跟物体相对运动趋势的方向相反.

3.大小：两物体之间实际产生的静摩擦力尸在0与最大静摩擦力我”之间，即

0〈6

4.应用：瓶子可以拿在手中，靠的是静摩擦力的作用.皮带运输机能把货物送往高处，

也是静摩擦力作用的结果.

【思考】

(1)摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势.()

(2)摩擦力一定产生于两个相互接触的物体间.()

(3)静摩擦力的方向总是与物体运动的方向相反.()

(4)静摩擦力的大小随外力的增大而增大.()

(5)最大静摩擦力大小略大于滑动摩擦力大小.()

(6)滑动摩擦力方向可能与物体运动的方向相同.()

(7)摩擦力的大小与正压力成正比.()

(8)只有静止的物体才能受到静摩擦力的作用.()

答案：⑴X(2)V(3)X(4)X(5)V(6)J(7)X

(8)X

课堂探究

主题一滑动摩擦力

随手记

，【问题探究】

探究点如图所示，物体48接触面粗糙，用水平向左的拉力尸把物体8拉出.

(1)把物体8拉出的过程中，物体/受的是静摩擦还是滑动摩擦？

(2)物体A所受的滑动摩擦力可以通过弹簧秤测出来吗？

(3)物体B受几个摩擦力？

提示：(1)/相对于8发生了相对运动，所以/受6的摩擦力为滑动摩擦力.

(2)可以.因为物体/在水平方向受两个力，弹簧秤的拉力和8对/的摩擦力，而/保持

静止，所以这两个力平衡；即弹簧秤拉力的大小等于滑动摩擦力的大小.

(3)物体6的下表面与接触面都是粗糙的，6的上下表面都要受到摩擦力，即受2个摩擦

力作用且都是滑动摩擦，摩擦力的方向都向右，阻碍8的运动.

【探究总结】

4、B接触但无挤压P、Q接触且有挤压

1.滑动摩擦力产生的条件

(1)两物体相互接触且有挤压.

(2)物体间的接触面粗糙.

(3)两物体间发生相对运动.

2.滑动摩擦力的大小的计算方法

(1)公式法：根据公式4〃A计算.

(2)二力平衡法：根据二力平衡条件求解.

3.A的理解

A是指两个物体表面间的压力，称为正压力(垂直于接触面的力)，是弹力，它不一定等于

物体的重力，许多情况下需结合物体的平衡条件等加以确定.

F"GFM>GFN<G

4.n的理解

〃是动摩擦因数，没有单位.它的数值与相互接触的两个物体的材料、接触面的粗糙程

度有关，与物体的受力情况、运动状态、接触面积的大小均无关.，

“相对”指的是研究对象相对于与其接触的物体而言的.说得更直接一点，是相对于“摩

擦面”有没有运动或运动趋势，与物体本身静止还是运动没有关系.

【典例示范】

例1关于滑动摩擦力，以下说法正确的是()

A.滑动摩擦力总是和物体的运动方向相反

B.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动

C.滑动摩擦力不可能是动力

D.滑动摩擦力跟物体的重力成正比

解析：可通过以下表格对各选项逐一分析.

选项过程分析结论

A滑动摩擦力的方向总是阻碍物体间的相对运动，故与相对运动的方向相X

B反，但不一定与运动方向相反V

C滑动摩擦力可以作为动力，如传送带上的物体X

D滑动摩擦力与物体间的正压力成正比，正压力不一定等于重力X

答案：B

例2一个重600N的物体放在水平地面上，要使它从原地移动，最小要用190N的水平

推力，若移动后只需180N的水平推力即可维持物体匀速运动，那么：

(1)物体与地面间的最大静摩擦力有多大？

(2)物体与地面间的滑动摩擦力有多大？

(3)当用250N的水平推力使物体运动后，物体受到的摩擦力有多大?

解析：(1)由最大静摩擦力的定义可知后峰=190N.

(2)由二力平衡知识知滑动摩擦力E=180N.

(3)因〃和接触面间的弹力都未变，故物体受到的摩擦力仍为180N.

答案:(1)190N(2)180N(3)180N

易错提醒,

(1)在求解摩擦力大小时，一定要分清是求静摩擦力还是求滑动摩擦力.b=““只适用于

滑动摩擦力的计算，静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定.

(2)公式F=〃区中的A是物体接触面之间的正压力，不一定等于物体的重力G.要根据物

体的受力来确定.

［拓展］(1)在［例2］中，若物体原来处于静止状态，当对物体施加200N的水平拉力时,

物体所受摩擦力多大？属于何种摩擦力？

(2)试求上题中物体与水平面间的动摩擦因数

解析：(1)由于尸拉=200N〉A.x=190N,故物体将运动起来，所受摩擦力为滑动摩擦力,

E=180N.

(2)由A=4A得口=q?=Rnn—0.3.

R600

答案：(1)180N(2)0.3,

滑动摩擦力阻碍物体间的相对运动，不一定阻碍物体的运动.滑动摩擦力既可以是动力

也可以是阻力.

训练1

如图所示，轻质弹簧的劲度系数k=20N/cm,用其拉着一个重力为200N的物体在水平

面上运动，当弹簧的伸长量为4cm时，物体恰在水平面上做匀速直线运动，求：

(1)物体与水平面间的动摩擦因数.

(2)当弹簧的伸长量为6cm时，物体受到的水平拉力为多大？这时物体受到的摩擦力为

多大？

(3)如果在物体运动过程中突然撤去弹簧，而物体在水平面上能继续滑行，这时物体受到

的摩擦力为多大？

/X..kx20X4N

解析：(1)由E=Ax=〃&=知〃=7=onN4.

CrZUU

(2)水平拉力QAZ=20X6N=120N,此时物体受到的摩擦力为滑动摩擦力，所以片

="6=0.4X200N=80N.

(3)由于物体仍能滑行，所以物体所受的滑动摩擦力大小和方向不变，大小仍为80N.

答案：(1)0.4(2)120N80N(3)80N

(

希摩擦力的最■大值)

最

大

I#

摩

擦

力

〕

主题二静摩擦力

【问题探究】

探究点仔细观察、体验下列甲、乙两图.

甲乙

(1)如图甲所示，小孩推箱子的过程说明什么问题？

(2)如图乙所示，手中握着的水瓶与手之间的摩擦力大小是多少？

提示：(1)①小孩开始推不动箱子是因为箱子与地面之间存在摩擦力；②小孩的推力在增

大，但还是没有推动箱子，由于木箱处于平衡状态，说明静摩擦力会随外力的增大而增大；

③当小孩的推力达到一定程度后箱子被推走了，说明静摩擦力是有极限的，不会无限增大.

(2)因为瓶子没有动，处于平衡状态，竖直方向受重力、摩擦力两个力作用，故摩擦力大

小等于重力.

易混淆的“三个方向”

(1)运动方向.

(2)相对运动方向.

(3)相对运动趋势的方向.

【探究总结】

1.静摩擦力产生的条件

(1)两物体的接触面是粗糙的.

(2)两物体存在相对运动趋势.

(3)两物体在接触面上有压力(弹力).

2.静摩擦力的方向

(1)沿着接触面，并且跟物体间相对运动趋势的方向相反.

(2)跟物体运动的方向可能相同，也可能相反.

3.静摩擦力的大小

(1)大小的范围：0〈尸W'x.

(2)计算：物体处于平衡状态(匀速运动或静止)时，根据二力平衡条件求解.

(3)最大静摩擦力：最大静摩擦力凡ax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.

不能认为受静摩擦力的物体一定静止，运动的物体之间也可能存在静摩擦力.

【典例示范】

例3(多选)如图所示，/、5叠放在水平面上，水平力户作用在力上，使二者一起向左

做匀速直线运动，下列说法正确的是()

A.A.6之间无摩擦力

B./受到的摩擦力水平向右

C.6受到/的摩擦力水平向左

D.地面对8的摩擦力为静摩擦力，水平向右

解析：对/物体，由于/匀速运动，由二力平衡可知，6对/的摩擦力必与尸等大反向，

故A错误，B正确；对右物体，由力的作用的相互性，8对/的摩擦力一定与/对6的摩擦力

等大反向，故8受到/的摩擦力水平向左，故C正确；对/、8整体分析，由于/、8一起向

左匀速运动，则地面对8的摩擦力一定为滑动摩擦力，且水平向右，故D错误.

答案：BC

方法技巧

静摩擦力有无及方向的判断方法

(1)平衡条件法：当相互接触的两物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，可根据二力

平衡条件判断静摩擦力的存在与否及其方向.

(2)假设法：利用假设法进行判断时，可按以下思路进行分析：

若物体间发

f物体受静摩擦力的作用

生相对滑动

假设接触

面间光滑

若物体间仍

物体不受静摩擦力作用

保持静止

例4

质量为2000kg的汽车因故障停在水平柏油马路上，轮胎与路面间的动摩擦因数为0.7

1,用大小为310N的水平力推汽车但没有推动，则汽车所受的摩擦力大小为（）

A.30NB.186N

C.300ND.310N

解析：由二力平衡可知，静摩擦力大小与外力大小相等为310N.

答案：D

训练2下列关于静摩擦力的说法正确的是（）

A.静摩擦力的方向总与物体的运动方向相反

B.静摩擦力的大小与相应的正压力成正比

C.静摩擦力只能在物体静止时产生

D.静摩擦力的方向与接触物体相对运动的趋势方向相反

解析：静摩擦力的方向可能与运动方向相同，也可能相反，但一定与相对运动的趋势方

向相反，A错误，D正确；静摩擦力是被动力，其大小随外力变化，不一定与压力成正比，B

错误；静摩擦力在相对静止的物体间产生，不一定静止，C错误.

答案：D

训练3如图是研究静摩擦力的装置，弹簧测力计对物块的拉力沿水平方向.逐渐增大拉

力，当拉力小于10N时，物块保持静止；等于10N时，物块恰好运动.下列分析正确的是（

）

A.物块受到的最大静摩擦力是10N

B.示数为5N时，物块受到的静摩擦力是10N

C.示数为15N时，物块受到的静摩擦力是10N

D.示数为10N时，物块受到的摩擦力是0

解析：物块受重力、支持力、拉力和摩擦力，当拉力等于10N时，物块刚刚开始运动，

说明最大静摩擦力为10N,故A正确；当弹簧测力计的示数为5N时，没有拉动，物块保持

静止，受静摩擦力，为5N,故B错误；当弹簧测力计的示数为15N时，物块加速运动，受

到滑动摩擦力，滑动摩擦力约等于最大静摩擦力，为10N,故C错误；当示数为10N时，物

块受到的摩擦力是10N,故D错误.

答案：A

静摩擦力大小的计算方法根据二力平衡.

课堂达标

L关于摩擦力与弹力的关系，下列说法正确的是（）

A.有弹力一定有摩擦力B.有摩擦力一定有弹力

C.弹力越大，摩擦力越大D.摩擦力越大，弹力一定越大

解析：根据摩擦力和弹力产生的特点可知，有摩擦力一定有弹力，但有弹力不一定有摩

擦力，A错、B对.弹力越大，摩擦力不一定越大，同理，摩擦力越大，弹力也不一定越大，

C、D错.

答案：B

2.关于摩擦力的产生，下列说法中正确的是（）

A.相互压紧的粗糙物体间一定有摩擦力

B.有相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力

C.相互压紧并运动的物体间一定有摩擦力作用

D.只有相互压紧和发生相对运动（或有相对运动趋势）的物体间才可能有摩擦力的作用

解析：要产生摩擦力，首先要有弹力，其次要接触面不光滑，还要有相对运动或有相对

运动趋势，故只有D正确.

答案：D

3.如图所示，放在固定斜面上的物体处于静止状态，物体所受静摩擦力的方向是（）

A.垂直斜面向上B.垂直斜面向下

C.沿斜面向上D.沿斜面向下

解析：假设斜面光滑，则物体有沿斜面下滑的运动趋势，而实际上物体静止，所以物体

所受静摩擦力沿斜面向上，选项C正确.

答案：C

4.（多选）如图所示，