摩擦力高一上学期物理粤教版（2019）必修第一册

第三章相互作用

第三节摩擦力摩擦力是自然界常见的一种力。两个相互接触的物体之间发生相对运动或有相对运动趋势时，摩擦力便产生了。鞋子穿久了，鞋底的花纹就会被磨平；机场利用传送带运送旅客行李；行驶中的汽车需要通过刹车装置才能停下来；用小提琴演奏时。需要用琴弓在弦上拉动才能奏出美妙的音乐。这些都是生活中与摩擦力有关的现象。滑动摩擦力在初中物理中，我们知道，两个相互接触并有挤压的物体之间发生相对运动时，产生的摩擦叫作滑动摩擦。在滑动摩擦中，在接触面上产生的阻碍物体相对运动的作用力，叫作滑动摩擦力。滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反，与它们的接触面相切。滑动摩擦力的大小与两个物体间的压力、物体接触面的粗糙程度有关。压力越大、物体的接触面越粗糙，两个物体间的滑动摩擦力就越大。那么，滑动摩擦力的大小与这两个因素之间有什么定量关系呢？思考滑动摩擦力的产生条件是什么？（1）接触面粗糙；（2）相互接触且有挤压(或有弹力)；（3）要有相对运动。

压力越大、物体的接触面越粗糙，两个物体间的滑动摩擦力就越大。滑动摩擦力的大小与两个物体间的压力、物体接触面的粗糙程度有什么关系？实验与探究用带滑轮的长木板、电动机、平板小车、毛巾、木块、砝码、细线、弹簧测力计等，探究滑动摩擦力的大小与压力、接触面粗糙程度之间的定量关系。设计实验时，思考下列问题。如何改变压力？怎样测量压力？(2)怎样改变物体与接触面的性质？(3)如何测量木块受到的滑动摩擦力的大小？如图所示，用弹簧测力计测出木块的重力的大小，即为木块对平板小车的压力。用电动机带动平板小车向左缓慢匀速运动，注意观察弹簧测力计指针位置。当指针位置保持相对稳定时，读出其示数，即为木块所受滑动摩擦力的大小，将结果填入下表中。滑动摩擦装置图保持木块与平板小车间接触面的粗糙程度不变，在木块上方依次增加砝码，重复上述步骤。保持压力不变，改变接触面的粗糙程度，重复上述实验。实验次数n12345压力FN/N接触面1：弹簧测力计的示数f/N接触面2：弹簧测力计的示数f/N实验数据记录表0.582.670.201.100.381.650.502.130.620.78根据表格中的两组实验数据，在如图所示的坐标平面内，分别作出f-FN图像，可以从中发现什么规律?0.51.01.52.02.50.20.40.60.81.01.2绘制f-FN图像

几种常见材料间的动摩擦因数大量实验表明，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

典例精析某同学要重新布置自己的房间，他用100N的水平拉力匀速拉动质量为25kg的书桌，书桌与地面间的动摩擦因数是多少？如果要在同样情况下匀速移动质量为75kg的书柜，他用100N的力能拉动书柜吗？为什么？(取g=10m/s2)

书桌移动时的受力分析解：书桌移动时在水平方向的受力分析如图所示。用100N的水平拉力匀速移动书桌，根据二力平衡，书桌受到地面的滑动摩擦力为100N。而书桌对地面的压力

静摩擦力坚直提起两本书页交叉的书如图所示，将两本书一页页交叉叠好后，竖直提起其中一本书，另一本书会不会掉落?观察与思考双手按压桌面将双手按压在桌面上，用力向前推，手保持不动，手有什么感觉?手按压桌面用力向前推，手有向前运动的趋势，会明显地感受到桌面对手有一个阻碍作用的力。这个力的方向与手相对桌面的运动趋势相反。手握玻璃瓶手握一个玻璃瓶，处于静止状态，如果松手，会出现什么情况?手握玻璃瓶处于静止状态，说明玻璃瓶在竖直方向上，除了受到重力作用外，还受到一个与重力方向相反的力的作用，而这个力与瓶的重力的大小相等、方向相反。如果松手，瓶子将会自由落下，说明瓶子有向下运动的趋势。水平推木箱用力水平推一个木箱，但没有推动，原因是什么?用力水平推木箱，木箱有相对地面运动的趋势，但没有推动，说明木箱在水平方向上，除了受到一个推力外，还受到一个与推力方向相反的力的作用，这个力与推力平衡。当两个相互接触的物体之间具有相对运动趋势时，物体间产生的摩擦叫作静摩擦，这时产生的摩擦力叫作静摩擦力。静摩擦力的方向总是与物体相对运动趋势的方向相反，与它们的接触面相切。【思考问题】静摩擦力的产生条件是什么？（1）接触面粗糙；（2）相互接触且有挤压(或有弹力)；（3）要有相对运动趋势。实验与探究用弹簧测力计拉物体如图所示，用弹簧测力计沿水平方向拉静止在水平桌面上的木块A，由弹簧测力计示数为0逐渐增加拉力，直到木块运动为止。观察此过程中弹簧测力计的示数变化，特别要注意木块刚被拉动时弹簧测力计的示数。在木块上增加砝码，重复上述实验。根据实验结果，讨论下列问题。(1)木块A在水平桌面上，不用外力去拉，它有没有受到摩擦力的作用？用弹簧测力计轻轻拉木块，但它不动，木块有没有受到摩擦力的作用？如果有，其大小如何？方向如何？拉动木块后，它还受到摩擦力的作用吗？如果有，其大小和方向又如何？(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？如果用力传感器代替弹簧测力计做这个实验，我们就能够在计算机屏幕上直接显示拉力变化的图线。做一做，看看有什么新的发现。如图所示，我们用较小的水平拉力拉木块。虽然木块有相对桌面运动的趋势，但木块并没有动，这是由于木块跟桌面之间存在静摩擦力。这个静摩擦力和拉力都作用在木块上，它们的大小相等、方向相反，彼此平衡，因此木块保持静止。随着拉力的增大，如果拉力还未足以拉动木块，木块依旧保持不动，拉力跟静摩擦力仍然保持平衡。可见，静摩擦力随着拉力的增大而增大。物体所受到的静摩擦力有一个最大值，这个最大值叫作最大静摩擦力。最大静摩擦力fmax在数值上等于物体刚刚开始运动时所需的最小拉力。两物体间实际发生的静摩擦力f在0和最大静摩擦力fmax之间，即0<f静<fmax。摩擦力的应用摩擦力在社会生产生活实际中的应用非常广泛。如人赤脚在较光滑的地面上行走十分困难，这是因为接触面摩擦力太小的缘故，穿上鞋子后，鞋底上的各种花纹增大接触面的粗糙程度，走路也就容易了；汽车上坡出现打滑时