第2节　摩擦力 课件

物理第三章相互作用——力第2节摩擦力[学习目标]1．知道摩擦力的定义及分类．(重点)2．理解静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件．(重点)3．会判断摩擦力的方向及计算摩擦力的大小．(难点)4．了解最大静摩擦力的概念，并知道滑动摩擦力和最大静摩擦力之间的大小关系．01必备知识素养奠基02关键能力素养形成03分层演练素养达标知识点1滑动摩擦力1．定义：两个相互接触的物体相对滑动时，在接触面上会产生一种_____________________的力，这种力叫作滑动摩擦力．2．方向：总是沿着______________，并且跟物体______________的方向相反．阻碍相对运动接触面相对运动3．大小：两个物体间的滑动摩擦力的大小跟接触面上_______的大小成正比，用公式表示为Ff＝_______，其中μ是比例常数(它是两个力的比值，没有单位)，叫作______________，它的数值跟相互接触的两个物体的_______有关，还跟接触面的情况(如粗糙程度)有关．压力μFN动摩擦因数材料[判一判]1．(1)滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反．(

)(2)滑动摩擦力的方向一定与两物体间相对运动的方向相反．(

)(3)物体在支持面上的滑动速度越大，滑动摩擦力也一定越大．(

)(4)接触面的动摩擦因数越大，滑动摩擦力也一定越大．(

)(5)静止的物体受到的摩擦力可能是滑动摩擦力．(

)×√×√×[想一想]1．(1)如果手压在桌面向前移动(图甲)，你能分析手受到桌面对其的滑动摩擦力方向吗？(2)如果手压在桌面向前移动，你能分析桌面受到手对其的滑动摩擦力方向吗？(3)将玻璃瓶涂有洗洁精的一端交给男同学，将没有洗洁精的一端交给女同学，进行“拔瓶”比赛，如果玻璃瓶被女同学从静止的男同学手中“拔出”(图乙)，男同学的手受到的滑动摩擦力方向向哪？提示：(1)手受到摩擦力方向与手的运动方向相反．(2)桌面受到摩擦力的方向与手的运动方向相同．(3)男同学受到滑动摩擦力的方向指向女同学．知识点2静摩擦力1．定义：相互接触的两个物体之间只有__________________，而没有____________时产生的摩擦力叫作静摩擦力．2．方向：总是沿着____________，并且跟物体__________________的方向相反．相对运动趋势相对运动接触面相对运动趋势3．大小：当相对运动趋势增强时，静摩擦力也随着增大，但有一个限度，这个静摩擦力的最大值叫作__________________．而两物体间实际产生的静摩擦力F在______与__________________之间，即____________．最大静摩擦力0最大静摩擦力Fmax0<F≤Fmax[判一判]2．(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)摩擦力的大小与正压力成正比．(

)(4)最大静摩擦力大小略大于滑动摩擦力大小．(

)×√×√[想一想]2.(1)如图所示，用手紧握住一个油瓶，并使油瓶始终处于竖直方向保持静止，手握得越紧，油瓶所受摩擦力越大，对吗？静摩擦力与压力成正比吗？(2)F1赛车的加速性能很好，试分析F1赛车在加速阶段的动力来源．提示：(1)这种说法不对．油瓶在竖直方向上受静摩擦力和重力作用，二力平衡．手握得越紧，说明手对瓶压力越大，静摩擦力未变，说明静摩擦力与压力不成正比，但正压力增大，最大静摩擦力增大．(2)车辆在地面上不打滑的情况下，车轮与地面接触时是相对静止的，车轮高速运转时，相对地面向后运动，给地面一个向后的静摩擦力，同时地面给车轮一个向前的静摩擦力，推动赛车加速运动，这个静摩擦力就是赛车的动力．1．(对滑动摩擦力的理解)(多选)有关滑动摩擦力，下列说法中正确的有(

)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，但相对黑板擦是运动的，所以黑板受滑动摩擦力作用，关键要理解“运动”和“相对运动”的含义，D错误．2．(对静摩擦力的理解)(2022·浙江高二学业考试)如图所示，某人尝试用水平力推静止在水平地面上的大沙发，但没有推动．关于沙发受到的力及它们的关系，下列说法正确的是(

)A．沙发受到推力的方向与其受到摩擦力的方向相同B．沙发对地面的压力就是该沙发的重力C．沙发受到地面的弹力，方向与沙发形变方向相反D．沙发受到地面的弹力，产生的直接原因是地面的形变√解析：因为沙发处于静止状态，故沙发受力平衡，即沙发受到推力的方向与其受到的摩擦力方向相反，故A错误；沙发的重力是地球对沙发的作用力，沙发对地面的压力是沙发对地面的作用力，二者的施力物体、受力物体都不同，不是同一个力，故B错误；沙发受到地面的弹力，弹力方向指向沙发，与沙发形变方向相同，故C错误；沙发受到地面的弹力，产生的直接原因是地面的形变，故D正确．3．(对摩擦力的理解)运动员在立定跳远时，脚蹬地起跳瞬间的受力示意图是(

)√解析：运动员在立定跳远时，脚蹬地起跳瞬间，运动员受重力、地面对人竖直向上的支持力和地面对人向前的摩擦力，故A正确，B、C、D错误．4.(摩擦力的大小计算)如图所示，用水平力F将木块压在竖直墙壁上，已知木块重力G＝6N，木块与墙壁间的动摩擦因数μ＝0.25，问：(1)当F＝25N时，木块不动，木块受到的摩擦力为多大？(2)当F增大为30N时，木块仍静止，木块受到的摩擦力为多大？(3)当F＝10N时，木块沿墙面下滑，此时木块受到的摩擦力为多大？(4)当F＝6N时，木块受到的摩擦力为多大？解析：分析木块的受力情况，如图所示．(1)(2)木块静止，根据二力平衡，竖直方向上的静摩擦力等于重力，F1＝F2＝G＝6N，与压力大小无关．(3)木块沿墙面下滑时，木块与墙壁间的摩擦力为滑动摩擦力，F3＝μFN，FN＝F所以F3＝μF＝0.25×10N＝2.5N.(4)当F＝6N时，木块与墙壁间的摩擦力也为滑动摩擦力，所以F4＝μF＝0.25×6N＝1.5N.答案：(1)6N

(2)6N

(3)2.5N

(4)1.5N探究一滑动摩擦力【情景导入】一同学认为只有运动的物体才可能产生滑动摩擦力，而静止的物体不可能产生滑动摩擦力．这位同学的说法对吗？提示：这位同学的说法不正确，产生滑动摩擦力的条件之一是两个物体相对运动，即两个物体速度不同，例如物体在桌面上滑动时，桌面虽然静止，但仍相对物体运动，桌面受到物体的摩擦力仍为滑动摩擦力．1．滑动摩擦力产生的条件(1)两物体相互接触挤压．(2)物体间的接触面不光滑．(3)两物体间存在相对运动．[特别提醒]

“相对运动”的含义：滑动摩擦力存在于发生相对运动的两个物体之间，但并不意味着受到滑动摩擦力的物体相对于地面是运动的，即受到滑动摩擦力作用的物体不一定运动．2．滑动摩擦力的方向(1)在接触面上，与接触面相切，且与物体相对运动的方向相反．(2)与物体的运动方向可能相同，也可能相反．3．滑动摩擦力的大小公式法F＝μFN(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的大小根据物体的受力情况确定(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，根据二力平衡条件求解【例1】如图所示，汽车B在水平路面上以相对于地面的速度v1向右运动，车上的货物A以相对于地面的速度v2向右运动．下列判断正确的是(

)A．若v1<v2，货物A受到了汽车B所施加的向右的滑动摩擦力B．若v1<v2，汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力C．若v1>v2，货物A受到了汽车B所施加的向左的滑动摩擦力D．若v1>v2，汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力√[解析]

若v1<v2时，货物A相对汽车B向右滑动，货物A受到汽车B所施加的向左的滑动摩擦力，汽车B受到货物A所施加的向右的滑动摩擦力，A错误，B正确；若v1>v2时，货物A相对汽车B向左滑动，受到汽车B所施加的向右的滑动摩擦力，汽车B受到货物A所施加的向左的滑动摩擦力，C、D错误．【例2】如图所示，轻质弹簧的劲度系数k＝20N/cm，用其拉着一个重为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．(1)求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？[针对训练1]如图所示，在动摩擦因数μ＝0.1的水平桌面上向右运动的物体质量为20kg，在运动过程中，还受到一个方向向左的大小为10N的拉力F作用，则物体受到的滑动摩擦力为(g取10N/kg)(

)A．10N，向右 B．10N，向左C．20N，向右 D．20N，向左解析：由FN＝mg，则滑动摩擦力Ff＝μFN＝μmg＝20N，物体向右运动，则滑动摩擦力方向向左，故D正确．√探究二静摩擦力的理解和应用【情景导入】毛刷实验——分析下面图中刷毛受到的静摩擦力的方向如何？提示：甲图：如图所示，将加砝码的长毛刷放在桌面上，刷毛处于直立状态，刷毛与桌面间不存在摩擦力．乙图：在长毛刷上施加水平向右的外力时，刷毛发生形变(注意轻轻用力，不要发生滑动)，从形变的情况可以确定刷毛受到的摩擦力的方向向左．丙图：把加有砝码的长毛刷放在斜面上处于静止状态时，从刷毛形变的情况可以确定刷毛受到的摩擦力的方向沿斜面向上．1．静摩擦力产生的条件(1)接触面是粗糙的．(2)两物体相对静止但存在相对运动趋势．(3)两物体在接触面上有压力(弹力)．2．对“相对运动趋势”的理解(1)相对运动趋势，是指一个物体相对于与它接触的另一个物体有运动的可能，但还处于相对静止状态．(2)相对运动趋势的方向，是指假设接触面光滑时，物体将要发生相对运动的方向．3．静摩擦力有无的判断方法(1)条件判断法：接触面之间有弹力、粗糙且有相对运动趋势．(2)假设法：4．静摩擦力方向的判定方法直接法对于相对运动趋势比较明显的情况，可以根据“静摩擦力的方向沿着接触面与相对运动趋势的方向相反”直接判断状态法当物体受力处于平衡状态时，根据二力平衡，判断出静摩擦力的方向力的作用效果法如果相互接触的物体间存在静摩擦力，则必有相应的作用效果，或平衡其他作用力或改变受力物体的运动状态，可利用作用效果确定静摩擦力的方向5.静摩擦力的大小静摩擦力在0<F≤Fmax内随外力的变化而变化，一般根据物体的受力情况和平衡条件求解．6．易混淆的“三个方向”的辨析(1)运动方向：物体的运动方向一般选地面上固定不动的物体作为参考系判定．(2)相对运动方向：物体间的相对运动方向，指以其中一个物体A为参考系，另一个物体B的运动方向，即为物体B相对物体A的运动方向，反之也可以．(3)相对运动趋势的方向：由于两物体间静摩擦力的存在而没有发生相对运动，其相对运动方向可用假设法(假设无静摩擦力)判定．【例3】关于静摩擦力的说法，正确的是(

)A．两个相对静止的物体间一定有静摩擦力的作用B．受静摩擦力作用的物体一定是静止的C．在物体间压力一定时，静摩擦力的大小可以变化，但有一个限度D．静摩擦力一定是阻力√[解析]当两个物体有相对运动趋势时才有可能产生静摩擦力，A错误；受静摩擦力作用的物体有可能是运动的，比如人走路时，受到的就是静摩擦力，B错误；在物体间压力一定时，静摩擦力的大小可以变化，但有一个限度，这个限度就是最大静摩擦力，C正确；静摩擦力阻碍相对运动趋势，故可能是阻力也可能是动力，D错误．【例4】(多选)如图所示为皮带运输机的示意图，A为传送带上的货物，则(

)A．如果货物A随传送带一起无相对滑动地向上匀速运动，A受到沿斜面向上的摩擦力B．如果货物A随传送带一起无相对滑动地向下匀速运动，A受到沿斜面向下的摩擦力C．如果货物A和传送带都静止，A不受摩擦力D．如果货物A和传送带都静止，A对传送带有沿斜面向下的摩擦力√√[解析