第三节 摩擦力

第三节摩擦力核心素养导学物理观念(1)理解摩擦力的产生条件，会区分静摩擦力和滑动摩擦力。(2)知道滑动摩擦力的方向及其计算公式f＝μFN。(3)知道静摩擦力及最大静摩擦力的概念。科学思维(1)通过分析摩擦现象，总结出摩擦力的产生条件。(2)会根据相对运动的方向判断滑动摩擦力的方向，并根据f＝μFN计算其大小。(3)会根据相对运动趋势的方向判断静摩擦力的方向，并会根据物体的受力和运动情况，分析静摩擦力的大小和方向。科学探究通过实例，了解最大静摩擦力。科学态度与责任知道生产和生活中增大或者减小摩擦力的方法，培养将摩擦力知识应用于生产和生活中的意识。续表一、滑动摩擦力1．定义：两个相互接触并有______的物体之间发生相对运动时，在接触面上产生的阻碍物体_________的作用力。2．方向：与物体相对运动的方向_____，与它们的接触面_____。3．大小：滑动摩擦力的大小f跟压力FN成正比，还跟接触面的性质有关，即f＝μFN，其中μ为____________，其数值与接触面的性质有关。(1)滑动摩擦力的方向与物体“相对运动方向相反”，不能等同于与物体“运动方向相反”。(2)滑动摩擦力的方向与运动方向可能相同，也可能相反，也可能成任意夹角。挤压相对运动相反相切动摩擦因数二、静摩擦力1．静摩擦：当两个相互接触的物体之间具有_________趋势时，物体间产生的摩擦。2．静摩擦力：当两个相互接触的物体之间具有__________趋势时，物体间产生的摩擦力。3．方向：与物体相对运动趋势的方向______，与它们的接触面______。4．最大静摩擦力：静摩擦力有一个最大值fmax，即物体刚要产生__________时的摩擦力。5．静摩擦力的大小：两物体之间实际产生的静摩擦力f在___与_____之间，即___________。相对运动相对运动相反相切相对运动0fmax0<f静≤fmax明晰“三个方向”(1)运动方向：一般指物体相对地面的运动方向。(2)相对运动方向：一个物体相对于另一个物体的运动方向。(3)相对运动趋势方向：一个物体相对于另一个物体要发生，但没有发生的相对运动方向。

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．判断滑动摩擦力方向水平向左水平向左水平向左水平向右2．如图所示，手握住杯子处于静止状态。(1)杯子所受静摩擦力的方向怎样？(2)如果手的握力增大，杯子所受静摩擦力会不会增大，为什么？由此说明什么问题？提示：(1)手握住杯子，杯子处于静止状态，所以杯子所受静摩擦力方向沿杯壁向上。(2)手的握力增大，但杯子所受重力不变，杯子所受静摩擦力不变；由此说明静摩擦力的大小与压力大小无关。新知学习(一)|对摩擦力的理解[任务驱动](1)如图甲所示，推装满货物的箱子很费劲，但是推空箱子却很轻松，这说明什么？(2)如图乙所示，狗在冰面上很容易拉动雪橇，但是在马路上就拉不动，这说明什么？提示：(1)这说明物体滑动时受到的摩擦力大小与压力有关，压力越大，摩擦力越大。(2)这说明物体滑动时受到的摩擦力与接触面的性质有关。[重点释解]1．产生条件对比

静摩擦力滑动摩擦力相同点①两物体相互接触且存在弹力②接触面粗糙不同点两物体相对静止但存在相对运动趋势两物体有相对运动2．对“相对”的理解

静摩擦力和滑动摩擦力中的“静”和“动”都是相对的，指的是相互接触的物体之间的相对静止和相对运动，而不是物体相对地面的静止和运动。(1)有静摩擦力作用的两物体是“相对”静止的，即这两个物体互为参考系时是静止的，而以其他物体为参考系时并不一定静止。(2)存在滑动摩擦力作用的两物体间有“相对”运动，但并不意味着这两个物体相对于其他物体都是运动的，所以受到滑动摩擦力作用的物体不一定运动。(3)摩擦力阻碍的是受力物体相对于施力物体的运动或运动趋势，并不是阻碍物体对地或其他参考系的运动。因此，摩擦力可以是阻力，也可以是动力。[针对训练]1．(多选)关于滑动摩擦力，下列说法正确的是

(

)A．有正压力一定有滑动摩擦力B．有滑动摩擦力一定有正压力C．滑动摩擦力总是与接触面上的正压力垂直D．只有运动的物体才受滑动摩擦力作用解析：由产生滑动摩擦力的条件知，A错误，B正确；滑动摩擦力的方向与接触面相切，而正压力垂直于接触面，所以滑动摩擦力的方向跟接触面所受正压力的方向垂直，C正确；静止的物体也可以受滑动摩擦力，如擦黑板时，黑板是静止的，但黑板擦是运动的，黑板受黑板擦的滑动摩擦力作用，D错误。答案：BC2．关于摩擦力的产生，下列说法正确的是

(

)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．相互压紧并发生相对运动(或有相对运动趋势)的物体间可能有摩擦力作用解析：要产生摩擦力首先要在接触面之间有压力，其次要接触面粗糙而且物体之间有相对运动或有相对运动趋势，故D正确。答案：D

3．2023年2月12日，世界乒联WTT挑战赛安曼站决赛在国乒新星林诗栋与德国世界冠军奥恰洛夫之间展开，林诗栋不负众望，以4－0横扫乒坛名将奥恰洛夫夺得男单冠军。某同学观看比赛时发现某次运动员击球时拍子是向下倾斜的，如图所示。查阅资料得知：击打上旋球应使拍面前倾，触球中上部。打出上旋球的主要原因是

(

)A．球受到重力

B．球受到拍面的弹力C．球受到拍面的摩擦力

D．飞行中球受到气流的作用力解析：由题意可知，击打上旋球应使拍面前倾，触球中上部，故打出上旋球的主要原因是球受到拍面的摩擦力，A、B、D错误，C正确。答案：C

新知学习(二)|摩擦力的有无及方向的判断[重点释解]1．根据物体运动状态判断滑动摩擦力的有无及方向

物块A、B叠放在一起，水平拉力F作用在物块B上，A、B一起沿水平面向右做匀速直线运动，如图所示。以A、B组成的系统为研究对象，根据二力平衡，水平方向上受到地面对系统向左的滑动摩擦力(作用在物块B上)。以物块A为研究对象，物块A处于平衡状态，所以A、B之间不存在静摩擦力。2．利用假设法判断静摩擦力的有无及方向[典例体验][典例]如图所示，物体A、B叠放在水平地面上，水平力F作用在A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、B之间无摩擦力B．A受到B的摩擦力水平向左C．B受到A的摩擦力水平向左D．地面对B的摩擦力为静摩擦力，水平向右[解题指导][解析]对A物体，由于A匀速运动，由水平方向二力平衡可知，B对A的摩擦力必与F等大反向，A、B错误；对B物体，由力的作用的相互性可知，A对B的摩擦力一定与B对A的摩擦力反向，故B受到A的摩擦力水平向左，C正确；对A、B整体分析，由于A、B一起向左匀速运动，则地面对B的摩擦力为滑动摩擦力，且水平向右，D错误。[答案]

C/方法技巧/“四步法”确定摩擦力的方向(1)确定摩擦力的受力物体。(2)确定摩擦力的施力物体。(3)确定受力物体相对于施力物体的运动方向(或运动趋势方向)。(4)根据摩擦力总是与相对运动(或相对运动趋势)方向相反来确定摩擦力方向。

[针对训练]1．下列情景中，物体M所受摩擦力f的示意图正确的是

(

)解析：物体静止在粗糙水平面上，但没有相对运动或相对运动趋势，则没有摩擦力，故A错误；汽车停在斜坡上，由于有下滑趋势，因此受到沿着斜坡向上的静摩擦力，故B正确；物体虽贴着竖直墙面，但与竖直墙面之间没有压力，则没有摩擦力，故C错误；瓶子被握在手中处于静止状态，依据二力平衡，则瓶子受到的静摩擦力与重力平衡，方向竖直向上，故D错误。答案：B

2．如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，

鱼缸最终没有滑出桌面。则在上述过程中

(

)A．桌布对鱼缸摩擦力的方向向左B．桌布对桌子的摩擦力方向向左C．桌子对鱼缸摩擦力的方向向左D．鱼缸所受摩擦力方向一直未变解析：鱼缸相对桌布向左运动，则桌布对鱼缸摩擦力的方向向右，A错误；桌子相对桌布向左运动，则桌布对桌子的摩擦力方向向右，B错误；鱼缸相对桌面向右运动，则桌子对鱼缸摩擦力的方向向左，C正确；鱼缸先是受到桌布向右的摩擦力，后受到桌子向左的摩擦力，则鱼缸所受摩擦力方向发生了变化，D错误。答案：C

新知学习(三)|摩擦力的大小计算[活动探究]把木块放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块，如图所示。当测力计的示数为1.0N时，木块没有动；逐渐增大拉力到2.0N时，木块仍静止；继续增大拉力到4.0N时，木块开始移动，此时拉力突然减小到3.8N，此后木块匀速运动，拉力保持3.8N不变。(1)当弹簧测力计的示数为1.0N时，木块受到的静摩擦力为多大？(2)逐渐增大拉力到2.0N时，木块受到的静摩擦力为多大？(3)随着拉力的增大，静摩擦力有什么变化？(4)继续增大拉力到4.0N时，木块开始移动，这说明了什么？(5)此后木块匀速运动，拉力保持3.8N不变。这说明什么？提示：(1)1.0N

(2)2.0N(3)静摩擦力的大小随着拉力的增大而增大。(4)木块与桌面间的最大静摩擦力为4.0N。(5)木块与桌面间的滑动摩擦力为3.8N，最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大。[系统归纳]1．滑动摩擦力大小的计算(1)公式法：根据物体的受力情况，求出正压力FN，再利用f＝μFN求出滑动摩擦力。(2)二力平衡法：物体处于平衡状态(匀速直线运动或静止)时，根据二力平衡的条件求解。2．静摩擦力大小的计算(1)根据受力情况和二力平衡条件确定，静摩擦力的大小总等于使物体发生相对运动趋势的外力。(2)随着相对运动趋势的增强，静摩擦力也逐渐变大，但不能一直增大。当静摩擦力增大至某一数值后，物体将开始沿接触面滑动，静摩擦力被滑动摩擦力取代。静摩擦力的大小范围为0＜f≤fmax。(3)最大静摩擦力fmax略大于滑动摩擦力，一般情况下，为了分析问题方便，可认为二者相等，即fmax＝μFN。[针对训练]1．如图所示，A、B两物体重力都等于10N，各接触面间动摩擦因数

都等于0.3，F1＝1N和F2＝2N的两个水平力分别作用在A和B上，

A、B均静止，则A受的摩擦力和地面对B的摩擦力大小分别为

(

) A．3N,6N

B．1N,2N C．1N,1N D．0,1N解析：因两个物体都处于静止状态，故所受的摩擦力均为静摩擦力；对物体A受力分析可知：F1＝fA＝1N；设物体B受到地面的摩擦力为fB，对A、B整体，由平衡条件可知：F2＝F1＋fB，解得fB＝1N，故C正确。答案：C2．(2022·肇庆高一检测)如图所示，轻质弹簧的劲度系数k＝200N/m，用其拉着一个质量m＝4kg的木板在水平地面上运动，当弹簧的伸长量为6cm时，木板恰好在水平地面上做匀速直线运动，重力加速度g取10m/s2。求：(1)木板与水平地面间的摩擦力；(2)木板与水平地面间的动摩擦因数。答案：(1)12N，方向水平向左(2)0.3一、好素材分享——看其他教材如何落实核心素养

物理观念——摩擦力的调控1．(选自鲁科版新教材)在生产生活中，我们有时需要尽可能加大摩擦力，有时又希望把摩擦力减到最小。掌握了摩擦力的有关规律，就可根据需要找到调控摩擦力的方法。我们需要增大摩擦力时，可采用加大压力的方法或选用动摩擦因数更大的材料等；我们需要减小摩擦力时，则可采用相反的方法。例如，为了打开密封的瓶装罐头盖子，人们发明了可增大摩擦力的开瓶器(图甲)；在冰壶比赛中，为了让冰壶能够在赛道上按照期望的方式滑动，运动员就要反复刷冰以减小摩擦力(图乙)。

科学探究——动手感受摩擦力2．(选自教科版新教材“发展空间”)如图所示，将两本书逐页交叉对

插在一起后，平放于桌面上。双手抓住书脊用力向两边拉，看看能

否将它们分开，分析其中的原因。提示：书本的纸张表面很粗糙，当用力拉表面紧贴在一起的纸张时，纸张间便产生了摩擦力，两本书一页一页重叠起来，摩擦力便成倍增加，所以就不能轻易将两本书分开了。二、新题目精选——品立意深处所蕴含的核心价值1．如图所示为运动员立定跳远脚蹬地起跳瞬间的受力示意图，正确的是

(

)解析：运动员受到重力、地面施加的向上的支持力以及向前的静摩擦力作用，故A正确，B、C、D错误。答案：A

2．质量为2000k