3-2摩擦力(原卷版)(人教2019必修第一册-)

第三章相互作用——力3.2摩擦力课标要求素养要求课标解读1.知道滑动摩擦力的概念及产生条件，会判断滑动摩擦力的方向.2.知道滑动摩擦力的大小跟什么有关，会求滑动摩擦力.3.知道静摩擦力的概念及产生条件，会判断静摩擦力的方向.4.知道最大静摩擦力的概念，知道静摩擦力的大小范围．1．物理观念：基于物体间的相对运动，抽象概括摩擦力的概念2．科学思维：在具体问题情境中会用假设法或根据条件判断静摩擦力的有无、方向；会用二力平衡判断、计算静摩擦力；能用Ff＝μFN计算滑动摩擦力。3.科学探究：通过实验探究静摩擦力的大小随拉力的变化，会设计实验判断影响滑动摩擦力的因素，培养科学探究能力。4.科学态度与责任：认识摩擦力在生产生活中的应用。教材原句01滑动摩擦力两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力．滑动摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反。自主思考用笔在纸上写字时，如果纸张较轻小，且不用其他东西压着纸面，纸会跟着动(你有这种体验吗，试一下)，纸所受桌面对它的摩擦力与纸的运动方向关系如何？教材原句02滑动摩擦力的大小滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比。如果用F,表示滑动摩擦力的大小，用压表示压力的大小，则有。其中，是比例常数，叫作动摩擦因数。它的值跟接触面有关，接触面的材料不同、粗糙程度不同，动摩擦因数也不同。自主思考滑动摩擦力的大小的大小一定与物体重力成正比吗？教材原句03静摩擦力相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势而没有相对运动，所以这时的摩擦力叫作静摩擦力。静摩擦力的方向总是跟物体相对运动趋势的方向相反。自主思考静摩擦力一定是静止的物体受到的摩擦力吗？探究点01滑动摩擦力情境探究1．按如图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？(3)在木板上铺一块较粗糙的毛巾，摩擦力如何变化？2．(1)如图所示，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？探究归纳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．滑动摩擦力的方向滑动摩擦力的方向沿接触面，与物体相对运动的方向相反．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．【探究应用1】(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【迁移应用1】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，求：(1)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？探究点02静摩擦力情境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？探究归纳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．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．(3)静摩擦力大小与正压力无关．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．【探究应用2】(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【迁移应用2】如图所示，一质量M＝2kg的物体放在动摩擦因数μ＝0.2的粗糙水平面上，用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一只m0＝0.1kg的小桶相连．已知M与水平面间的最大静摩擦力Fm＝4.5N，滑轮的摩擦不计，g取10N/kg，求在以下情况中M受到的摩擦力的大小．(1)只挂m0，处于静止状态时；(2)只挂m0，但在M上再放一个M′＝3kg的物体时；(3)在桶内加入m1＝0.33kg的沙子时．学业合格练1.（多选）《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直，则()A．若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力变大B．小球受到的摩擦力与重力大小相等C．机械手臂受到的摩擦力方向竖直向下D．若铁夹水平移动，小球受到的摩擦力变大2.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3.研究物块与木板之间的摩擦力大小的实验装置如图所示。将一物块和木板叠放于水平桌面上，轻质弹簧测力计的一端固定，另一端用细线与物块水平相连。现在用绳索与长木板连接，用手向右水平拉绳索，使长木板在桌面上滑动。弹簧测力计的示数稳定后，下列说法正确的是()A．物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力B．木板必须在桌面上做匀速直线运动C．弹簧测力计的示数一定等于物块受到的摩擦力D．弹簧测力计的示数一定等于木板受到的摩擦力4.如图所示，将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在物理习题册内，A4纸上方书页总质量为0．3kg，A4纸下方书页总质量为0．5kg，A4纸与书页之间、书与桌面之间的动摩擦因数均为0．4，要把A4纸从书中拉出，拉力至少应为(取g＝10m/s2)()A．4N B．5．6NC．2．4N D．3．2N5.小丽的妈妈准备炒菜时，发现油没了，就让小丽去楼下的超市里买瓶油，并叮嘱小丽回来的时候一定要握紧油瓶，在小丽回来的过程中，油瓶的运动是复杂的。为使问题简化，我们将小丽的运动简化为小丽拿着油瓶在水平方向做匀速直线运动且瓶身处于竖直方向，与手没有相对滑动，如图所示。下列说法正确的是()A．由于油瓶随小丽在水平方向做匀速直线运动，所以油瓶受滑动摩擦力B．小丽妈妈叮嘱小丽要紧握油瓶，是为了增大油瓶受到的摩擦力C．不论小丽手握得多紧，油瓶受到的摩擦力总是一定值D．如果握力加倍，则摩擦力的方向由向下变为向上6.如图所示，某新型夹砖机能用两支巨大的“手臂”将几吨砖夹起，大大提高了工作效率。已知该新型夹砖机能夹起质量为m的砖，两支“手臂”对砖产生的最大压力为Fmax(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，则“手臂”与砖之间的动摩擦因数至少为()A．μ＝eq\f(mg,Fmax) B．μ＝eq\f(mg,2Fmax)C．μ＝eq\f(2mg,Fmax) D．μ＝eq\f(Fmax,mg)7.如图甲所示的平板小车在搬运货物方面有着广泛的应用，图乙是某同学用平板小车运送物体的原理图，小车在拉力作用下由静止向右滑行了一段距离x，同时车上的物体A相对车向左滑行L，则下列说法正确的是()A．物体A受到的摩擦力为阻力，方向水平向左B．物体A受到的摩擦力为阻力，方向水平向右C．物体A受到的摩擦力为动力，方向水平向左D．物体A受到的摩擦力为动力，方向水平向右8.如图所示，质量为m的木块放置在质量为2m的长木板上，在水平向右的拉力F的作用下，木块和木板一起以相等的速度做匀速直线运动，木块与木板之间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则()A．μ1＝2μ2 B．μ1<2μ2C．μ1≤3μ2 D．μ1≥3μ2学业等级练9.如图甲所示，某同学用水平绳拉放在平台上的行李包，一直没有拉动，通过手上的弹簧测力计测出拉力F与时间t的关系如图乙所示，则行李包与地面的摩擦力的大小与时间t的关系图像正确的是()10.(多选)如图甲所示，一人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上质量为10kg的木箱，木箱所受的摩擦力Ff与F的关系如图乙所示，g取10m/s2，下列说法正确的是()A．木箱所受的最大静摩擦力Fmax＝21NB．木箱所受的最大静摩擦力Fmax＝20NC．木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.21D．木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.211.一块质量为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．0.5N12.(多选)运动员双手握住竖直杆匀速攀上和匀速滑下的过程中，运动员受到的摩擦力分别为Ff1和Ff2，不计空气阻力，那么()A．Ff1方向竖直向下，Ff2方向竖直向上，且Ff1＝Ff2B．Ff1方向竖直向上，Ff2方向竖直向上，且Ff1＝Ff2C．Ff1为静摩擦力，Ff2为滑动摩擦力D．Ff1为静摩擦力，Ff2为静摩擦力13.在中学秋季田径运动会上，李好同学奋力拼搏，勇夺男子100m冠军，下图为该同学奔跑途中的两个瞬间，用Ff1、Ff2分别表示该同学在图甲、乙两瞬间所受到的摩擦力，则关于Ff1、Ff2的方向，以下说法正确的是()A．Ff1向后，Ff2向后B．Ff1向前，Ff2向前C．Ff1向前，Ff2向后 D．Ff1向后，Ff2向前冲刺“双一流”14.为了测定木块和竖直墙壁之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验：用一根弹簧将木块压在墙上，同时在木块下方有一个拉力F2作用，使木块恰好匀速向下运动，如图所示．现分别测出了弹簧的弹力F1、拉力F2和木块的重力G，则动摩擦因