第三章 第3节 摩擦力 课资料素材库

第3节 摩擦力人教版教参补充题1.关于日常生活和生产中摩擦力的应用，下列说法中正确的是（ ）A.传送带靠摩擦力把货物送到高处B.汽车的轮胎有很多花纹是为了增大摩擦C.工人在把线织成布、布缝成衣的过程中纱线之间的静摩擦力是阻力来源:D.海豚的身体呈流线型减小了水对海豚的阻力解析：工人在把线织成布、布缝成衣的过程中纱线之间的摩擦力是滑动摩擦力，选项C错误。答案：ABD2.关于相互接触的两物体之间的弹力和摩擦力，下列说法正确的是（ ）A.有摩擦力不一定有弹力B.有弹力一定有摩擦力C.摩擦力的大小与弹力大小成正比D.摩擦力和弹力在本质上都是由电磁力引起的解析：由摩擦力产生的条件可知，选项A、B错误；静摩擦力的大小与弹力大小无必然的联系，选项C错误。答案：D3.给物体一初速度v0后，物体开始在水平面上向右做匀减速直线运动。关于物体在运动过程中的受力情况，下列说法正确的是（ ）A.物体受四个力的作用B.物体受到的摩擦力方向向左C.物体受到的摩擦力方向向右D.物体受到的摩擦力大小随物体速度的减小而减小解析：物体受重力、支持力、滑动摩擦力三个力作用，选项A错误；滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反，即向左，选项B正确、C错误；由F=FN知，在该过程中滑动摩擦力大小不变，选项D错误。答案：B4.如图3-3-1所示，在水平桌面上放一个重GA=20 N的木块A（图甲），已知木块与水平桌面间的动摩擦因数A=0.4，那么使木块A沿桌面做匀速直线运动时的水平拉力F= N；如果在木块A上加一块重GB=10 N的木块B（图乙），已知B与A间的动摩擦因数B=0.2，那么当木块A、B一起沿桌面做匀速直线运动时，所需的水平拉力F= N，A、B之间的摩擦力为 N。图3-3-1解析：木块A匀速运动，因此其所受拉力等于滑动摩擦力F=0.420 N=8 N；A、B一起沿桌面做匀速直线运动时，木块A所受拉力等于地面对它的滑动摩擦力F=0.4（20+10） N=12 N；因木块B随A一起做匀速运动，所以木块B在水平方向上不受外力作用。答案：8 12 0其他版本的题目广东教育版1.一物体与竖直墙面间的动摩擦因数为，物体的质量为m，当物体沿着墙壁自由下落时，物体受到的滑动摩擦力有多大？解析：物体与墙壁之间无弹力作用，因此墙面对物体无滑动摩擦力作用。答案：02.一重600 N的物体放在水平地面上，要使它从原地移动，最小要用190 N的水平推力，若移动后只需180 N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250 N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）最大静摩擦力为物体刚要运动时的静摩擦力，故最大静摩擦力为190 N。（2）由二力平衡可知，当物体匀速运动时，其水平推力等于物体与地面间的滑动摩擦力。（3）物体所受的滑动摩擦力与其运动状态无关。答案：（1）190 N （2）180 N （3）180 N图3-3-23.如图3-3-2所示，物体A重20 N，物体B重10 N。物体A与物体B之间、物体A与地面之间的动摩擦因数都相同。用细绳系住物体B，对物体A施加20 N水平向右的拉力时，能将物体A匀速拉出，求接触面间的动摩擦因数。解析：对B有：F1=GB对A有：F=F1+F2 =GB +（GA +GB ）代入已知数据可解得=0.5。答案：0.5上海科技教育版1.一个所受重力为200 N的桌子放在水平地面上，当用水平力F1=10 N推它时，桌子没有被推动，则地面对桌子的静摩擦力F1= 。当水平力增至F2=50 N时，桌面刚能被推动，则地面对桌子的最大静摩擦力Fmax= 。桌子被推动后，只需用45 N的水平推力，就能使桌子沿地面做匀速运动，则桌子与地面间的动摩擦因数= 。解析：由二力平衡知，桌子不动时，静摩擦力与推力大小相等，故F1=10 N。最大静摩擦力等于桌子刚好被推动时的推力，故Fmax=50 N。由二力平衡知，桌子匀速运动，故滑动摩擦力等于推力，=FFN=45200=0.225。答案：10 N 50 N 0.2252.下列说法中正确的是（ ）A.物体越重，越难使它滑动，所以摩擦力跟物重成正比来源:B.滑动摩擦力可以跟物体的重力无关C.滑动摩擦力的方向总是跟物体的运动方向相反D.滑动摩擦力总是对物体的运动起阻碍作用解析：滑动摩擦力与压力成正比，故选项A错误、选项B正确；滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反，选项C错误；滑动摩擦力既可以作动力也可以作阻力，选项D错误。答案：B3.下列关于静摩擦力的说法中错误的是（ ）A.两个相对静止的物体间一定有静摩擦力B.受静摩擦力作用的物体一定是静止的C.静摩擦力对物体的运动总是起阻碍作用D.静摩擦力一定比滑动摩擦力大来源:学科网解析：由静摩擦力产生的条件可知，当两物体有相对运动趋势时，物体间才产生静摩擦力作用，选项A错误；运动的物体也可能受静摩擦力作用，选项B错误；静摩擦力既可以作动力也可以作阻力，选项C错误；静摩擦力可能比滑动摩擦力小，选项D错误。答案：ABCD山东科技版1.关于摩擦力产生的条件，以下说法正确的是（ ）A.相互压紧的粗糙物体间一定有摩擦力B.相对运动的物体间一定有摩擦力C.只有相互压紧和有相对运动的物体间才有摩擦力的作用D.只有相互压紧和有相对运动或有相对运动趋势的物体间才有摩擦力的作用解析：由摩擦力产生的条件可知，选项D正确。答案：D2.用20 N的水平力，可以拉着重40 N的箱子在水平地面上匀速滑动，求箱子与地面间的动摩擦因数。解析：箱子与地面间的动摩擦因数=FFN=20 N40 N=0.5。答案：0.53.用手握着一只圆柱形杯子在竖直方向上处于静止状态。当手握杯子的力增大时（ ）A.杯子所受的摩擦力增大B.杯子所受的摩擦力不变C.杯子所受的摩擦力减小D.杯子所受的摩擦力为零解析：由竖直方向上的受力平衡可知，杯子所受的静摩擦力等于其重力，故当手提杯子的力增大时，杯子所受的摩擦力不变，选项B正确。答案：B补充资料1.关于摩擦现象及其本质图3-3-3摩擦有干摩擦和湿摩擦两种。干摩擦是固体表面之间的摩擦，又叫外摩擦；湿摩擦是液体内部或液体和固体的摩擦，又叫内摩擦。此外干摩擦又分静摩擦和滑动摩擦、滚动摩擦。（1）静摩擦和滑动摩擦图3-3-4静摩擦：设有两个物体A和B（如货物和地板）相互接触，如图3-3-3所示。我们推货物时如果用力F较小就推不动。A不动的事实表明，B对A的摩擦力和外力F大小相等，方向相反，这种摩擦力是在A和B相对静止但却具有相对运动趋势的情况下发生的，称为静摩擦力。当外力逐渐增大时，静摩擦力也增大。但当外力达到某一数值时，A开始移动。可见静摩擦力增到一定数值后就不能再增大了，这一数值的静摩擦力叫做最大静摩擦力（图3-2-4）。实验证明：最大静摩擦力f0与接触面间的正压力FN成正比，即f0=0FN，式中的0叫做静摩擦系数，它由相互接触物体的材料和表面情况（如粗糙程度、干湿程度等）决定。表1中列举了某些0的数值。表1相互接触的物体0钢钢（干面）0.15钢钢（涂油面）0.12金属木材（干面）0.5金属木材（涂油面）0.1来源:金属皮带（干面）0.56图3-3-5必须注意，静摩擦力的大小由外力F的大小决定，可随外力F的增大取0到f0之间的各个数值。当外力Ff0时，物体A相对于B发生运动。滑动摩擦：当物体间有相对滑动时，出现一种阻止物体间相对运动的表面接触力，这个力和相对运动速度方向相反，叫做滑动摩擦力。滑动摩擦力不但与物体的材料、表面情况以及压力有关，一般还和相对速度v有关。在滑动刚开始发生时，滑动摩擦力比最大静摩擦力小，而且随着相对速度的增大而继续减小，以后又随着相对速度的增大而增大。滑动摩擦力f随相对速度v的变化关系可粗略用图3-3-5表示。实验表明，滑动摩擦力f也和压力FN成正比，即f=FN式中称为滑动摩擦系数，它和相对滑动速度v有关。对于两个给定表面，滑动摩擦力实际上与接触表面面积的大小无关。（2）摩擦力究竟是怎样产生的呢？在1518世纪，科学家们提出了一种解释摩擦本质的凹凸说。这个理论认为摩擦是由于互相接触的物体表面粗糙不平产生的。两个物体接触挤压时，接触面上很多凹凸部分就相互啮合。如果一个物体沿接触面滑动，两个接触面的凸起部分相碰撞，产生断裂、磨损，就形成了对运动的阻碍。图3-3-6继凹凸说之后，英国物理学家德萨古利埃提出了分子说。他认为产生摩擦的真正原因是接触面间的分子力作用（图3-3-6）。表面越光滑，接触越紧密，分子力的影响就越大，因而摩擦力也就越大。按照这种观点，经过充分研磨的玻璃表面间的摩擦力将增大，与凹凸说的推论相反。后来的实验证明分子说是合理的。到20世纪，随着工业和技术的发展，对摩擦理论的研究进一步深入，诞生了现代粘合说。现代粘合说认为，两个互相接触的表面，无论做得多么光滑，从原子尺度看还是粗糙的，有许多微小的凸起。把这样的两个表面放在一起，微凸起的顶部发生接触，微凸起之外的部分接触面间有10-8 m或更大的间隙。这样，接触的微凸起的顶部承受了接触面上的法向压力。如果这个压力很小，微凸起的顶部发生弹性形变；如果法向压力较大，超过某一数值（每个凸起上约千分之几牛顿），超过材料的弹性限度，微凸起的顶部便发生塑性形变，被压成平顶，这时相互接触的两个物体之间距离变小，小到分子（原子）引力发生作用的范围，于是，两个紧压着的接触面上产生了原子性粘合。这时要使两个彼此接触的表面发生相对滑动，必须对其中的一个表面施加一个切向力，来克服原子（分子）间的引力，剪断实际接触区生成的接点，这就产生了摩擦。为什么对于两个给定表面，滑动摩擦实际上与接触表面面积的大小无关呢？新的摩擦粘附论认为，这是因为实际接触面积是属于原子尺度的，它只占总的几何接触面积的一个极微小的部分，而摩擦力的出现是由于在原子接触的这些微小区域内原子之间的相互作用力。原子接触面积占几何接触面积的比例，正比于法向力除以几何接触面积。因此，当法向力增大一倍，原子接触面积也增大一倍，摩擦力便增大一倍，这就是摩擦力正比于正压力的原因。但是，如果几何接触面积增加一倍，而法向力保持不变，则原子接触面积占几何接触面积的比例减小一半，即原子接触面积的实际面积不变，因而摩擦力也不变。在现代摩擦理论中，还加进了静电作用。光滑表面摩擦过程中可能带上异号电荷，它们之间的静电作用，也是摩擦力的一个原因。综上所述，摩擦现象的机理是复杂的，是必须在分子尺度内才能加以说明的。由于分子力的电磁本性，摩擦力说到底也是由电磁相互作用引起的。上述理论，已经否定了“物体表面越光滑，摩擦力越小”的说法。在非常光滑的物体表面之间，摩擦力是存在的。我们在教学上经常使用的“表面光滑”的含意与此不同。教学中所说的“表面光滑”，是指无摩擦或摩擦因数等于0的表面，即没有摩擦力。这是教学上的一种约定。2.汽车