3.2+摩擦力+课件高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

新人教版

高中物理必修一

第三章

相互作用——力第2课摩擦力导入与思考用弹簧测力计拖动水平固定木板上的木块，使它做匀速运动，测力计的示数等于木块所受摩擦力的大小。改变木块和木板之间的压力，摩擦力的大小也随之改变。如果摩擦力的大小跟压力的大小存在某种定量关系的话，它们可能是怎样的关系呢？学习目标010203理解静摩擦力产生的条件、方向，了解最大静摩擦力的概念.知道摩擦力的定义及分类.理解滑动摩擦力产生的条件、方向及影响其大小的因素，掌握计算滑动摩擦力的公式.知识点

1

滑动摩擦力1.定义：两个相互接触的物体，当它们

时，在接触面上会产生一种

的力，这种力叫作滑动摩擦力，用Ff表示.阻碍相对运动相对滑动V=0Ff2.方向：总是沿着

，并且跟物体

的方向相反.接触面相对运动相对运动V=0相对运动FfV=0Ff3.大小实验一(1)滑动摩擦力的大小跟接触面上压力的大小成

，还跟接触面的粗糙程度、材质等有关.(2)公式：Ff＝

.正比μFN实验二(3)动摩擦因数μ：它的值跟两接触面的

和

有关.动摩擦因数μ＝

，Ff在接触面内且与相对运动方向

，FN与接触面

.材料粗糙程度相反垂直小资料按如图1所示实验装置做一做：用力拉动木板，使之在桌面上滑动.(1)木块受到的摩擦力大小和弹簧测力计示数有什么关系？（2）在木块上添加重物，增大木块对木板的压力时，摩擦力如何变化？相等增大（3）在木板上铺一块较粗糙的毛巾，摩擦力如何变化？增大探究思考探究思考(1)如图2所示，B的速度v2大于A的速度v1，画出A、B所受滑动摩擦力的方向.(水平地面光滑)(2)滑动摩擦力总是阻碍物体的运动吗？滑动摩擦力一定阻碍物体的相对运动，但与物体的运动方向可能相同，也可能相反，即滑动摩擦力可能是动力，也可能是阻力.深入理解1.滑动摩擦力的产生条件(1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力).(2)接触面粗糙.(3)两物体间有相对运动.2.滑动摩擦力的方向(1)滑动摩擦力的方向沿接触面，与物体相对运动的方向相反.(2)滑动摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动，而不是阻碍物体的运动，所以滑动摩擦力的方向可能与物体运动方向相同，也可能相反，还可能成任意夹角.3.滑动摩擦力的大小由公式Ff＝μFN计算(也可以由二力平衡来求解)(1)FN是两个相接触的物体间的压力，它不一定等于重力.(2)动摩擦因数μ的大小由接触面的材料和粗糙程度决定，与FN和Ff无关.(3)滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关，与物体间相对运动速度的大小无关.例1

（2022·广东·北京师范大学珠海分校附属外国语学校高一期末）关于滑动摩擦力，下列说法中正确的是（

）A．有滑动摩擦力作用的两物体间不一定有弹力B．滑动摩擦力总是与物体的重力成正比C．滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动D．滑动摩擦力总是与物体的运动方向相反典型例题【答案】C【详解】有滑动摩擦力作用的两物体间一定有弹力，有弹力不一定有摩擦力，选项A错误；滑动摩擦力总是与物体之间的压力成正比，不一定与重力成正比，选项B错误；滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，选项C正确；滑动摩擦力总是与物体的相对运动方向相反，选项D错误；故选C.1（2022·江西·兴国中学高三阶段练习）试卷读卡器的原理可简化成如图所示的模型，搓纸轮与答题卡之问的动摩擦因数为，答题卡与答题卡之间的动摩擦因数为，答题卡与底部摩擦片之间的动摩擦因数为，正常情况下，读卡器能做到“每次只进一张答题卡”。搓纸轮沿逆时针方向转动，带动第一张答题卡向左运动，下列说法正确的是（）A．第一张答题卡受到搓纸轮的摩擦力向右B．后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力向右C．最后一张答题卡受到摩擦片的摩擦力向右D．变

式【答案】C【详解】A．搓纸轮转动带动第一张答题卡运动时，答题卡有相对搓纸轮向右运动的趋势，受到搓纸轮的摩擦力向左，故A错误；B．前一张答题卡有相对后一张答题卡向左运动或运动趋势，则后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力向左，故B错误；C．最后一张答题卡有相对摩擦片向左运动的趋势，受到摩擦片的摩擦力向右，故C正确；D．对第一张答题卡，能向左运动，有

，最后一张答题卡不能有相对滑动，有

，故D错误。故选C。例2

（2022·云南·罗平县第二中学高一期末）关于由滑动摩擦力公式

推出的

，下列说法正确的是（）A．动摩擦因数μ与摩擦力Ff成正比，Ff越大，μ越大B．动摩擦因数μ的大小由两物体接触面的情况及其材料决定C．动摩擦因数μ与Ff成正比，与FN成反比D．动摩擦因数μ与正压力FN成反比，FN越大，μ越小典型例题【答案】B【详解】动摩擦因数μ的大小由两物体接触面的情况及其材料决定,与Ff和FN均无关，故ACD错误，B正确。2（2022·甘肃·华池县第一中学高一期末）一块质量为1kg、长为0.4m的匀质长木板放在固定的水平桌面上，已知木板与桌面间的动摩擦因数为μ＝0.2，重力加速度g取10m/s2，当用水平力F＝3N推木板，使它经过如图所示的位置时，桌面对木板的摩擦力为（）A．3N

B．2NC．1.5N D．0.5N变

式【答案】B【详解】因为木板被推动，所以木板受的摩擦力为滑动摩擦力，木板对桌面的压力FN＝mg＝10N,所以桌面对木板的滑动摩擦力为Ff＝μFN＝2N，故选B。导入与思考相互接触的物体处于相对静止时，是不是也可能存在摩擦力？用力推石头，石头不动车停在斜坡上，不下滑手能握住水杯知识点

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，这时的摩擦力叫作静摩擦力.2.方向：总是沿着

，跟物体

的方向相反.相对运动相对运动的趋势接触面相对运动趋势V=0F=0f静没有相对运动相对运动趋势方向二力平衡：f静=F没有相对运动相对运动趋势方向Ff静V=0演

示3.最大静摩擦力：静摩擦力有一个最大值fmax，在数值上等于物体

时的拉/推力.即将开始运动fmax0<f静≤Fmax04.静摩擦力的大小：数值上等于物体受到的拉/推力，两物体之间实际产生的静摩擦力Ff在

与最大静摩擦力

之间，即

。

Ff=μFNf静=F拉最大静摩擦力略大于滑动摩擦力fmax探究思考（1）说明桌面对木块施加了一个与拉力方向相反、大小也为1N的力，也就是桌面对木块的静摩擦力.（2）静摩擦力的大小随着外力的增大而增大，但有一个最大值.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1N时，木块没有动；逐渐增大拉力到2N时，木块仍静止；继续增大拉力到4N时，木块开始移动，此时拉力突然变小到3.8N，此后木块匀速运动，拉力保持3.8N不变.(1)木块受到的拉力为1N时，有相对桌面运动的趋势但没有运动，说明什么呢？(2)随着外力的增大，静摩擦力有什么变化？深入理解1.静摩擦力的产生条件：(1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力).(2)接触面粗糙.(3)两物体间有相对运动的趋势.2.静摩擦力的方向：(1)在接触面上与接触面相切，且与物体相对运动趋势的方向相反.(2)当物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时，与使物体产生运动趋势的外力方向相反.深入理解3.静摩擦力的大小：(1)范围：0＜F≤Fmax.(2)计算：物体做匀速直线运动或静止时，根据二力平衡条件求解.F增大，静摩擦力也增大，总有：f静=F(3)静摩擦力大小与正压力无关，但最大静摩擦力随正压力增大而增大.正压力增大时，静摩擦力大小不变，但最大值增大4.说明(1)静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反，与运动方向可能相同，也可能相反.(2)静摩擦力发生在相对静止的两物体之间，受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，运动的物体也可能受静摩擦力作用.运动方向f静滑块跟传送带一起运动例3

（2022·全国·高一课时练习）关于静摩擦力，下列说法中正确的是（）A．受静摩擦力作用的物体一定是静止的B．静摩擦力总是阻力C．静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反D．两个物体之间的静摩擦力总是一个定值典型例题【答案】C【详解】A．静摩擦力产生在两个相对静止的物体之间，但物体可以是运动的，A错误；BC．静摩擦力的作用是阻碍物体间的相对运动趋势，方向与物体间相对运动趋势的方向相反，但可能与运动方向相同，B错误C正确；D．两个物体之间的静摩擦力是根据受力平衡来确定的，因此其值是可以变化的，D错误。故选C。3（2022·福建省厦门集美中学高一期中）如图所示，用大小为100N的握力握住一个重为40N的瓶子.瓶子竖直，始终处于静止状态，已知手掌与瓶子间的动摩擦因数μ=0.5，则（）A．瓶子受到的摩擦力大小为50NB．当握力进一步增大时，瓶子受到的摩擦力将成正比增大C．当握力持续减小时，瓶了受到的摩擦力大小将持续减小D．瓶子受到的最大静摩擦力随握力的增大而增大变

式【答案】D【详解】A．瓶子重力为40N，处于静止状态，则瓶子受到的摩擦力大小等于重力，为40N，故A错误；BC．当握力再增大或减小时，瓶子受到的重力不变，根据平衡条件可知，摩擦力不变，故BC错误；D．根据Fmax=μFN可知最大静摩擦力与正压力成正比，所以当握力进一步增大时，瓶子与手之间的最大静摩擦力将增大，故D正确。1.计算摩擦力时首先判断是滑动摩擦力还是静摩擦力，只有滑动摩擦力才可以用公式Ff＝μFN计算，且FN与物体的重力无必然联系.2.正压力相同时，最大静摩擦力比滑动摩擦力略大，如不加说明，可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，此时最大静摩擦力也可由公式fmax＝μFN求得.知识点

3

摩擦力的综合分析与计算解题技巧例4

（2022·全国·高一课时练习）如图所示，一质量不计的弹簧原长为10cm，一端固定于质量m=2kg的物体上，在另一端施加一水平拉力F。若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当弹簧拉长至12cm时，物体恰好做匀速运动（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，g取10m/s2，弹簧始终在弹性限度内）。（1）求弹簧的劲度系数；（2）若将弹簧拉长至11cm时，求稳定后物体受到的摩擦力大小；（3）若将弹簧拉长至13cm时，求物体受到的摩擦力大小；（4）若运动过程中突然撤去拉力，求此时物体受到的摩擦力大小。典型例题【答案】（1）200N/m；（2）2N；（3）4N；（4）4N【详解】（1）物体做匀速运动时，根据平衡条件有

，解得

（2）将弹簧拉长至11cm时，根据胡克定律得弹力大小为

，由最大静摩擦力等于滑动摩擦力，可得

，故物体处于静止状态，所受静摩擦力为

；（3）将弹簧拉长至13cm时，弹力大小为

，物体将运动，此时所受到的滑动摩擦力为

；（4）撤去拉力时，物体运动过程中受到的是滑动摩擦力4（2022·全国·高一专题练习）在研究摩擦力特点的实验中，小强将0.8kg的木块放在水平长木板上，如图甲所示，用力沿水平方向向左拉长木板，将拉力F从零开始缓慢增大，直到长木板被抽出。在整个实验过程中，用力传感器采集木块受到的摩擦力并用计算机绘制出摩擦力Ff随时间t变化的图像，如图乙所示。此后小强将长木板固定在水平桌面上，换用劲度系数为20N/m、原长为10cm的轻质弹簧拉静止在长木板上的木块，如图丙所示，重力加速度取10m/s2。（1）求长木板与木块的动摩擦因数；（2）若将轻质弹簧拉长至15cm时，木块受到摩擦力；变

式【答案】（1）0.4；（2）1N，方向水平向左【详解】(1)由图乙可以，长木板抽出时，滑动摩擦力为3.2N，则有

，解得

；（2）弹簧长度为15cm时，根据胡克定律有

，此时摩擦力为静摩擦力，则有

，方向水平向左科

学

漫

步

流体的阻力

气体和液体都具有流动性，统称为流体。物体在流体中运动时，要受到流体的阻力。流体的阻力的方向与物体相对于流体运动的方向相反。流体的阻力的大小与物体相对于流体的速度、物体的横截面积、物体的形状等有关。1.（2022·上海市建平中学高二期中）关于摩擦力，正确的说法是（）A．滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反B．滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动C．静摩擦力一定是阻力D．静摩擦力的大小与物体间的压力成正比课堂练习【答案】B【详解】A．滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动方向相反，但是不一定与物体运动方向相反，选项A错误；B．滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，选项B正确；C．静摩擦力可能是阻力，也可能是动力，选项C错误；D．静摩擦力的大小与外力有关，一般情况下与物体间的压力无关，选项D错误。故选B。2.（2022·全国·高三课时练习）传送带的示意图如图所示，A为传送带上的货物，随着传送带一起无相对滑动地运动，则关于运送货物的说法正确的是（）A．如果传送带带着货物A向上匀速运动，A受到沿传送带向下的摩擦力B．如果传送带带着货物A向下匀速运动，A受到沿传送带向上的摩擦力C．如果传送带带着货物A向下匀速运动，A可能不受摩擦力的作用D．如果传送带与货物A一起静止不动，A不受摩擦力的作用【答案】B【详解】A．如果传送带带着货物A向上匀速运动，A受到的摩擦力一定沿传送带向上，与重力在沿传送带方向上的分力相等，A错误；BC．如果传送带带着货物A向下匀速运动，A受到的摩擦力一定沿传送带向上，与重力在沿传送带方向上的分力相等，故B正确，C错误；D．如果传送带与货物A一起静止不动，则A受到的静摩擦力一定沿传送带向上，故D错误。故选B。3.（2022·河北·邯郸一中高二学业考试）如图所示，一质量为m的木块靠在竖直粗糙的墙壁上，且受到水平力F的作用，下列说法不正确的是（）A．若木块静止，则木块受到的静摩擦力大小等于mg，方向竖直向上B．若木块静止，当F增大时，木块受到的静摩擦力随之增大C．若木块沿墙壁向下运动，则墙壁对木块的摩擦力大小为μFD．若开始时木块静止，当撤去F，木块沿墙壁下滑时，木块不受滑动摩擦力作用典型例题【答案】B【详解】AB．若木块静止，由平衡条件可知，木块受到的静摩擦力大小等于mg，方向竖直向上，当F增大时，木块受到的静摩擦力不变，A正确，不符合题意，B错误，符合题意；C．水平方向由平衡条件可得,若木块沿墙壁向下运动，则墙壁对木块的滑动摩擦力大小为,C正确，不符合题意；D．若开始时木块静止，当撤去F，木块沿墙壁下滑时，木块与墙壁间无压力，木块不受滑动摩擦力作用，D正确，不符合题意。故选B。4.（2022·重庆八中高三阶段练习）（多选）如图甲所示是测量物块和长木板间动摩擦因数的实验装置：水平桌面上固定一个力传感器，传感器通过细绳水平拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向右拉木板，传感器记录的力与时间的图像如图乙所示。则（

）A．2.5-3.0s拉木板的外力一定为0 B．3.5-4.0s拉木板的外力一定在增大C．3.5-4.0s木板可能向右加速运动 D．5.0-5.5s木板可能做变减速直线运动【答案】BD【详解】A．2.5-3.0s，从图乙可知绳子拉力为零，说明物块与长木板都处于静止状态，拉木板的外力不一定为零，可能是拉木板的外力小于桌面对长木板的最大静摩擦力，故A错误；BC．3.5-4.0s，从图乙可知绳子拉力逐渐增大，即物块与长木板间的静摩擦力逐渐增大，可知拉木板的外力一定在增大；由于绳子不可伸长，可知物块一直处于静止状态，故此过程长木板也处于静止状态，故B正确，C错误；D．由图乙可知，4.0s时，物块与长木板间的静摩擦力达到最大，之后物块与长木板发生相对滑动，故5.0-5.5s木板可能做变减速直线运动，故D正确。故选BD。5.（2022·全国·模拟预测）如图甲所示，一与电脑连接的拉力传感器固定在竖直墙壁上，通过细绳拉住一放在长木板上的小铁块，细绳水平伸直，初始时拉力传感器示数为零。现要测量小铁块与长木板之间的动摩擦因数，用一较大的水平拉力拉住长木板右端的挂钩，把长木板从小铁块下面拉出，在电脑上得到如图乙所示的数据图像，