2017-2018学年高中物理 第三章 相互作用 3.3 摩擦力学案 新人教版必修1

第3节 摩擦力

学习目标 1.理解静摩擦力产生的条件，会用二力平衡条件判断静摩擦力的大小和方向，知道最大静摩擦力的概念。 2.理解滑动摩擦力产生的条件，会判断滑动摩擦力的方向。 3.知道动摩擦因数，会用F＝μFN计算滑动摩擦力的大小。

一、摩擦力

阅读教材第57页的第一段，了解摩擦力的概念。

两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力。

思维拓展

如图1甲、乙所示。

3个概念——静摩擦力、滑动摩擦力、动摩擦因数 1个公式——滑动摩擦力F＝μFN 1种方法——二力平衡法 核心提炼

图1

(1)“三毛”为什么能拿起瓶子？

(2)“三毛”在握竿向上爬时，会受到哪些力？ 提示：(1)因为有摩擦力的缘故。 (2)三毛会受到重力、弹力和摩擦力。 二、静摩擦力与滑动摩擦力

阅读教材第57～59页“静摩擦力”和“滑动摩擦力”部分，知道这两种摩擦力的概念，初步了解这两种摩擦力的方向及大小确定方法。 定义 静摩擦力 当一个物体在另一个物体的表面上只有相对运动的趋势而没有相对运动时，所受滑动摩擦力 当一个物体在另一个物体表面滑动时，受到的另一个物体阻碍它滑动的力 到的阻碍相对运动趋势的力 方向 总是沿着接触面，并且跟物体相对运动趋势的方向相反 两物体间的静摩擦力F在0与最大静摩擦力Fmax之间，即0＜F≤Fmax 总是沿着接触面，并且跟物体的相对运动的方向相反 滑动摩擦力的大小跟压力成正比，即F＝μFN，μ为动摩擦因数，FN表示压力的大小 大小 思维判断

(1)静摩擦力就是静止物体受到的摩擦力。(×)

(2)静摩擦力方向一定与物体的相对运动趋势方向相反。(√) (3)静摩擦力的大小与正压力成正比。 (×)

(4)只要两个物体之间有弹力产生，又有相对运动，两个物体之间就一定存在滑动摩擦力。(×)

(5)滑动摩擦力一定存在于两个运动的物体之间。(×) (6)静止的物体受到的摩擦力可能是滑动摩擦力。(√)

预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中

问题1 问题2 问题3

摩擦力的有无和方向的判断

[要点归纳]

1．摩擦力与弹力的存在关系

两物体间有摩擦力时，必有弹力；而两物体间有弹力时，不一定有摩擦力。 2．静摩擦力的有无判断两法

(1)条件判断法：接触面之间有压力、粗糙且有相对运动趋势。 (2)假设法

2

3．静摩擦力的方向判定两法

(1)假设法：假设接触面是光滑的，判断物体将向哪个方向滑动。从而确定相对运动趋势的方向，进而判断出静摩擦力的方向。

(2)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。 4．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。 [精典示例]

[例1] (多选)如图2所示为皮带运输机的示意图，A为传送带上的货物，则( )

图2

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 摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反，先判断物体的相对运动情况。对A来说，有相对于传送带向下滑动的趋势，则摩擦力与相对运动趋势方向相反，即沿斜面向上，选项A正确；反之，A也给传送带摩擦力，A相对于传送带有向下的运动趋势，传送带相对于A有向上的运动趋势，则A给传送带的摩擦力方向向下，选项D正确。

答案 AD

分析一个物体是否受到的摩擦力的方法

一看“接触”，看该物体与周围几个物体接触，最多可能有几个摩擦力。 二看接触面间是否有“压力”，是否有“相对运动”或“相对运动趋势”。

三要“分析”，综合分析物体的受力情况，结合物体的运动状态，判断物体所受摩擦力情况。

[针对训练1] A、B叠放在水平面上，水平力F作用在B上，使二者保持相对静止一起向右做匀速直线运动，下列说法正确的是( )

3

图3

A．A与B之间没有摩擦力 B．A受到B对它的摩擦力向右 C．B受到三个力作用 D．A给B的摩擦力向左

解析 假设A与B之间有静摩擦力的作用，无论方向向哪都不能使A保持匀速运动，所以A与B之间无摩擦力作用，选项A正确，B、D错误；B要保持匀速运动，水平面给B的滑动摩擦力与拉力F平衡，另外B还受重力、水平面的支持力和A对B的压力，共五个力作用，选项C错误。

答案 A

摩擦力大小的计算

[要点归纳] 1．静摩擦力的大小

(1)大小的范围：0＜F≤Fmax。

(2)计算：物体处于平衡状态(匀速运动或静止)时，根据二力平衡条件求解。 (3)最大静摩擦力：最大静摩擦力Fmax略大于滑动摩擦力，一般情况下，为分析问题方便，可认为二者相等。

2．滑动摩擦力公式F＝μFN的理解

(1)F的大小与FN成正比，与物体的运动状态无关。

(2)动摩擦因数μ与接触面的粗糙程度和材料有关，与物体间的压力、相对运动的速度及接触面的大小均无关。

(3)FN是物体与接触面间的正压力，不一定等于物体的重力，求FN要根据物体受力情况而定。

3．滑动摩擦力大小的计算方法 (1)公式法：由F＝μFN计算。

(2)二力平衡法：物体匀速直线运动或静止时(有相对运动)，根据二力平衡求解。 [精典示例]

[例2] (多选)在探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力变化的规律的实验中，特设计了如图4甲所示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连(调节传感器高度可使细绳水平)，滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶

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