物理建模 2.摩擦力的“突变”模型
“静静”突变
物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，如果物体仍然保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变．
【典例1】一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，如图2－2－10所示，其中F1＝10 N，F2＝2 N，若撤去F1，则木块受到的摩擦力为()．
图2－2－10
A．10 N，方向向左B．6 N，方向向右
C．2 N，方向向右D．0
即学即练1如图2－2－11所示，轻弹簧的一端与物块P相连，另一端固定在木板上．先将木板水平放置，并使弹簧处于拉伸状态．缓慢抬起木板的右端，使倾角逐渐增大，直至物块P刚要沿木板向下滑动，在这个过程中，物块P所受静摩擦力的大小变化情况是()．
图2－2－11
A．先保持不变B．一直增大
C．先增大后减小D．先减小后增大
“静动”突变
物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力．
【典例2】
如图2－2－12所示，在平板与水平面间的夹角θ逐渐变大的过程中，分析木块m受到的摩擦力的情况．
图2－2－12
即学即练2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2－2－13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(调节滑轮可使桌面上部细绳水平)，整个装置处于静止状态．实验开始时打开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图象如图乙，则结合该图象，下列说法正确的是()．
图2－2－13
A．可求出空沙桶的重力
B．可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小
C．可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小
D．可判断第50秒后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上)
“动静”突变
在摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体突然停止滑行时，物体将不受摩擦力作用，或滑动摩擦力“突变”成静摩擦力．
【典例3】如图2－2－14所示，质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，从t＝0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力F＝1 N的作用，取g＝10 m/s2，向右为正方向，该物体受到的摩擦力F f随时间变化的图象是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)．()．
图2－2－14
即学即练3如图2－2－15所示，把一重为G的物体，用一水平方向的推力F＝kt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整墙上，从t＝0开始物体所受的摩擦力F f随t的变化关系是下图中的()．
图2－2－15
附：对应高考题组(PPT课件文本，见教师用书)
1．(2011·安徽卷，14)一质量为m的物块恰好静止在倾角为θ的斜面上．现对物块施加一个竖直向下的恒力F，如图所示．则物块()．
A．仍处于静止状态
B．沿斜面加速下滑
C．受到的摩擦力不变
D．受到的合外力增大
2．(2011·海南卷，5)如图，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力()．
A．等于零
B．不为零，方向向右
C．不为零，方向向左
D．不为零，v0较大时方向向左，v0较小时方向向右
3．(2012·浙江卷，14)如图所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m＝1.0 kg的物体．细绳的一端与物体相连．另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连．物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为4.9 N．关于物体受力的判断(取g＝9.8 m/s2)，下列说法正确的是()．
A．斜面对物体的摩擦力大小为零
B．斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N，方向沿斜面向上
C．斜面对物体的支持力大小为4.9 3 N，方向竖直向上
D．斜面对物体的支持力大小为4.9 N，方向垂直斜面向上
4．(2013·北京卷，16)倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上．下列结论正确的是()．
A．木块受到的摩擦力大小是mg cos α
B．木块对斜面体的压力大小是mg sin α
C．桌面对斜面体的摩擦力大小是mg sin αcos α
D．桌面对斜面体的支持力大小是(M＋m)g
物理建模 2.摩擦力的“突变”模型
“静静”突变
物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，如果物体仍然保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变．
【典例1】一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，如图2－2－10所示，其中F1＝10 N，F2＝2 N，若撤去F1，则木块受到的摩擦力为()．
图2－2－10
A．10 N，方向向左B．6 N，方向向右
C．2 N，方向向右D．0
解析当物体受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时，由平衡条件可知物体所受的摩擦力的大小为8 N，可知最大静摩擦力Ff max≥8 N．当撤去力F1后，F2＝2 N 答案 C 即学即练1如图2－2－11所示，轻弹簧的一端与物块P相连，另一端固定在木板上．先将木板水平放置，并使弹簧处于拉伸状态．缓慢抬起木板的右端，使倾角逐渐增大，直至物块P刚要沿木板向下滑动，在这个过程中，物块P所受静摩擦力的大小变化情况是()． 图2－2－11 A．先保持不变B．一直增大 C．先增大后减小D．先减小后增大 解析本题考查共点力的动态平衡问题．对物块进行受力分析可知，由于初始状态弹簧被拉伸，所以物块受到的摩擦力水平向左，当倾角逐渐增大时，物块所受重力在斜面方向的分力逐渐增大，所以摩擦力先逐渐减小，当弹力与重力的分力平衡时，摩擦力减为0；当倾角继续增大时，摩擦力向上逐渐增大，故选项D正确．答案 D “静动”突变 物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力． 【典例2】 如图2－2－12所示，在平板与水平面间的夹角θ逐渐变大的过程中，分析木块m受到的摩擦力的情况． 图2－2－12 解析①当θ角较小时，木块静止不动，木块受到静摩擦力F静的作用，静摩擦力F静与物体的重力G在沿斜面上的分力G sin θ是一对平衡力，故F静＝G sin θ，θ变大，则F静＝G sin θ变大． ②当角达到一个确定的值θ0时，木块恰好匀速运动，这时木块受到滑动摩擦力F滑的作用． 利用受力平衡得F滑＝G sin θ0 利用公式得F滑＝μG cos θ0 两式联立得μ＝tan θ0 当θ>θ0后，物体受到的摩擦力为滑动摩擦力，则F滑＝μG cos θ 故当θ继续变大时，物体受到的滑动摩擦力减小了． 当θ＝90°时，物体受到的滑动摩擦力等于0. 答案见解析 即学即练2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2－2－13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(调节滑轮可使桌面上部细绳水平)，整个装置处于静止状态．实验开始时打开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图象如图乙，则结合该图象，下列说法正确的是()． 图2－2－13 A．可求出空沙桶的重力 B．可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小 C．可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小 D．可判断第50秒后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上) 解析t＝0时刻，传感器显示拉力为2 N，则滑块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为2 N，由车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2 N，A对；t＝50 s时刻摩擦力达到最大值，即最大静摩擦力为3.5 N，同时小车启动，说明带有沙的沙桶重力等于3.5 N，此时摩擦力立即变为滑动摩擦力，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故摩擦力突变为3 N的滑动摩擦力，B、C正确；此后由于沙和沙桶重力3.5 N大于滑动摩擦力3 N，故50 s后小车将加速运动，D错．答案ABC “动静”突变 在摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体突然停止滑行时，物体将不受摩擦力作用，或滑动摩擦力“突变”成静摩擦力． 【典例3】如图2－2－14所示，质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，从t＝0开始以初速度v0沿 水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力F＝1 N的作用，取g＝10 m/s2，向右为正方向，该物体受到的摩擦力F f随时间变化的图象是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)．()． 图2－2－14 解析 答案 A 反思总结物体受到的外力发生变化时，物体受到的摩擦力的种类就有可能发生突变．解决这类问题的关键是：正确对物体受力分析和运动状态分析，从而找到物体摩擦力的突变“临界点”． 即学即练3如图2－2－15所示，把一重为G的物体，用一水平方向的推力F＝kt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整墙上，从t＝0开始物体所受的摩擦力F f随t的变化关系是下图中的()． 图2－2－15 解析物体在竖直方向上只受重力G和摩擦力F f的作用．由于F f从零开始均匀增大，开始一段时间F f 当物体速度减为零后，滑动摩擦力突变为静摩擦力，其大小F f＝G，所以物体静止后的图线为平行于t轴的线段．正确答案为B. 答案 B 附：对应高考题组(PPT课件文本，见教师用书) 1．(2011·安徽卷，14)一质量为m的物块恰好静止在倾角为θ的斜面上．现对物块施加一个竖直向下的恒力F，如图所示．则物块()． A．仍处于静止状态 B．沿斜面加速下滑 C．受到的摩擦力不变 D．受到的合外力增大 解析由于物块恰好静止在斜面上，由平衡条件知 mg sin θ＝μmg cos θ① 当加一竖直向下的力F时 F f＝μ(mg＋F)cos θ② 由①②得F f＝(mg＋F)sin θ，所以物块仍保持静止． 答案 A 2．(2011·海南卷，5)如图，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力()． A．等于零 B．不为零，方向向右 C．不为零，方向向左 D．不为零，v0较大时方向向左，v0较小时方向向右 解析解法一整体法． 选物块和斜劈组成的系统为研究对象，由于系统的加速度等于零，合力等于零，故系统在水平方向的合力等于零，因此地面对斜劈的摩擦力等于零．故A正确． 解法二隔离法． 选物块为研究对象，受力情况如图所示，由于物块匀速运动，故F f cos α＝F N sin α.选斜劈为研究对象，受力情况如图所示，假设地面对斜劈的摩擦力为F f″向右，则根据平衡条件，得F f″＋F N′sin α＝F f′cos α，且F f cos α＝F N sin α，F N′＝F N，F f′＝F f，所以F f″＝F f cos α－F f cos α＝0.故A正确． 答案 A 3．(2012·浙江卷，14)如图所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m＝1.0 kg的物体．细绳的一端与物体相连．另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连．物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为4.9 N．关于物体受力的判断(取g＝9.8 m/s2)，下列说法正确的是()． A．斜面对物体的摩擦力大小为零 B．斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N，方向沿斜面向上 C．斜面对物体的支持力大小为4.9 3 N，方向竖直向上 D．斜面对物体的支持力大小为4.9 N，方向垂直斜面向上 解析因物体的重力沿斜面方向的分力mg sin 30°＝1×9.8×0.5 N＝4.9 N，与弹簧秤的示数相等，故斜面对物体的 摩擦力大小为0，则选项A正确，选项B错误；斜面对物体的支持力大小为mg cos 30°＝1×9.8× 3 2N＝4.9 3 N，方 向垂直斜面向上，则选项C、D错误． 答案 A 4．(2013·北京卷，16)倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上．下列结论正确的是()． A．木块受到的摩擦力大小是mg cos α B．木块对斜面体的压力大小是mg sin α C．桌面对斜面体的摩擦力大小是mg sin αcos α D．桌面对斜面体的支持力大小是(M＋m)g 解析以木块为研究对象，如图甲所示，有F f＝mg sin α，F N＝mg cos α，故选项A、B均错误；以木块与斜面体所组成的整体为研究对象，如图乙所示，有F f桌′＝0，F N桌′＝(M＋m)g，故选项C错误，选项D正确． 答案 D 摩擦力训练题 2．木箱重500N，放在水平地面上，某人用40N的力沿水平方向推木箱，未能推动，则下列说法中正确的是（） （A）人的推力小于箱子受到的摩擦力（B）箱子受到的摩擦力等于40N （C）箱子受到的摩擦力最小值为40N （D）箱子受到的摩擦力在40N和500N之间1.关于摩擦力,下列说法正确的是: A．相互压紧的粗糙物体间一定存在摩擦力; B．运动的物体一定受到滑动摩擦力; C．静止的物体一定受到静摩擦力; D．相互紧压的粗糙物体之间有相对滑动时，才受滑动摩擦力. 3．A、B、C三物块叠放在一起，大不平力F A=F B=10N的作用下以相同的速度 沿水平方向向左匀速滑动，如图所示。那么此时物体B作用于物体A的摩擦力大小和作用于C的摩擦 力大小分别为（） （A）20N，0 （B）20N，10N （C）10N，20N （D）10N，0 4．一人用100N的水平力推着一个重150N的木箱在地板上匀速前进，如图所示，若另一人再加给木箱50N竖直向下的力，那么（） （A）木箱的运动状态要发生改变 （B）木箱的运动状态保持不变 （C）木箱重变为200N （D）木箱共受到四个力的作用 5．一个物体重100N，受到的空气阻力是10N，下列说法中正确的是：①若物体竖直向上运动时，合力大小是110N；②若物体竖直向上运动时，合力大小是90N，合力的竖直方向向下；③若物体竖直向下运动时，合力大小是90N，合力的方向竖直向下；④若物体竖直向下运动时，合力大小是110N，合力的方向竖直向下（） （A）：①③（B）②④（C）①④（D）②③ 6．如图两位同学在水平面上推动底部垫有圆木箱做匀速直线运动， 以下分析正确的是（） 新人教版八年级下册初中物理 重难点突破 知识点梳理及重点题型巩固练习 摩擦力（基础） 【学习目标】 1.知道滑动摩擦力是如何产生的； 2.理解利用二力平衡的知识测量滑动摩擦力； 3.知道影响滑动摩擦力的大小的因素； 4.知道摩擦力的利用和防止； 5.能用平衡的观点解决有关摩擦力的问题。 【要点梳理】 要点一、摩擦力 1.定义：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，这种力就叫做滑动摩擦力。 2.方向：与相对运动的方向相反。 3.测量：利用弹簧测力计可以粗略测量滑动摩擦力的大小。 要点诠释： 1.摩擦力的实际作用点是在两个物体的接触面上。 2.滑动摩擦力产生的条件：（1）接触面粗糙；（2）接触并挤压；（3）相对运动。 3.测量滑动摩擦力时，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动。根据二力平衡的知识，可知弹簧测力计对木块的拉力（即弹簧测力计的示数）与木块受到的滑动摩擦力大小相等。 4.滑动摩擦与滚动摩擦的区别：一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦叫做滑动摩擦。一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦叫做滚动摩擦。在相同条件下，滚动摩擦往往比滑动摩擦小得多。 要点二、研究影响滑动摩擦力大小的因素 1.实验方法:控制变量法。在本实验中,影响滑动摩擦力的因素有多个,所以实验探究过程中我们要用控制变量法,在研究滑动摩擦力与压力之间的关系时,要保持接触面的粗糙程度等因素不变,而在研究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系时,要保持压力等因素不变。 2.提出猜想:影响滑动摩擦力的因素可能有，接触面所受的压力、接触面的粗糙程度。 3.实验器材：木块、弹簧测力计、表面粗糙程度不同的长木板两块、砝码。 4.实验步骤： （1）用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿水平长木板滑动，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。（2）在木块上面放一个砝码,改变木块对长木板的压力,测出此种情况下的摩擦力。 （3）换用材料相同，但表面粗糙的长木板，保持木块上的砝码不变，测出此种情况下的摩擦力。 摩擦力突变的临界问题 蔡战琴 摩擦力是互相接触的物体间发生相对滑动或有相对滑动趋势时，在接触面处产生的阻碍物体间相对滑动的力，有滑动摩擦力和静摩擦力之分。摩擦力属于被动力，即没有独立自主的大小和方向，要看物体受到的主动力及运动状态而定，从而处于“被动”地位。这样实际问题中因为它的应变性，从而产生一些摩擦力突变的临界问题。摩擦力的突变（如从有到无，从无到有或方向改变，由静到动或由动到静等），又会导致物体的受力和运动性质的突变，其突变点（时刻或位置）往往具有很深的隐蔽性，若对摩擦力的产生、性质和特点不够理解，没掌握方法，很难分析出临界态，挖出隐含条件，稍不留神就错了。这种问题是高中物理的一大难点。 滑动摩擦力的产生条件是同时具备：①接触面粗糙，②有正压力，③有相对运动，这样就必然存在滑动摩擦力。其大小与正压力N 成正比，即f =μN ，方向与相对滑动方向相反；静摩擦力的产生条件是：①接触面粗糙，②有正压力，③有相对运动趋势。大小范围是0＜f ≤f max ，其中最大静摩擦力f max 与接触面间的弹力N 成正比，一般稍大于．．． 滑动摩擦力，有时也用滑动摩擦力近似代替。方向与相对滑动趋势方向相反。静摩擦力大小和方向一般据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿定律计算得到。方向的确定还经常用假设法：假设接触面绝对光滑，此时物体的运动状态是否与给定状态相矛盾，若此时物体发生了相对运动，则证明静摩擦力存在，而且此时物体发生相对运动的方向就是相对运动趋势的方向。它的特点可以概括为“按需施给”，但同时必须注意方向总与接触面相切，总在接触面这个平面内，不可能变成其它方向；大小受最大静摩擦力限制，不可能超过最大静摩擦力。 现在通过例题，来看一看这类临界问题。 例1．长木板OP 的O 端有固定转动轴，P 端放一个重G 的物块，物块与木板间的动摩擦因数为μ（最大静摩擦力视为f m =μN ），将P 端缓慢．． 提起，使木板倾角α由0逐渐增大，设木板足够长，则铁块受到的摩擦力f 随角度α的变化图线可能正确的是右图中的哪一个（ ） 分析：开始，物体跟长木板相对静止，由于长木板缓慢提起，上面的物块可看作速度恒为零而保持静止，则由力平衡便得静摩擦力f =Gsin α，随角度α的增大而增大，并且f —α图线是正弦曲线的相应部分，但静摩擦力受最大静摩擦力的限制，不能无限制增大，当增大到最大静摩擦力，想再增大就无能为力了。当提供的满足不了需要的时，就相对滑动，这时物体受到的是滑动摩擦力，便总与正压力成正比，而不能根据力平衡（此时不再平衡，会加速下滑）计算，所以f =μN =μGcos α，随α的增大而减小，f —α图线应是余弦曲线相对应的部分。当α增大到90°时，由于正压力减为0，此时滑动摩擦力也为0。所以可能正确的是图C ，其余几个肯定是错的。 整个过程中，摩擦力从无到有，再从有到无；从静到滑，静摩擦力随需要的增多而增大，即“按需施给”，此时f =μN 往往不成立，但总有f ≤μN 。直到增至最大静摩擦力，这是转折点。此后滑动摩擦力正比于正压力，随正压力的变化而不断变化。摩擦力的善变在这道题中有了充分地展现，我们要体会好摩擦力的随其它力和运动状态的变化而变的应变性。 例2．把一个重力为G 的物体用一个与时间成正比（F=k t ）的水平力F 压在足够长的平整墙面上，如下图所示，从t ＝0开始物体所受的摩擦力f 随t 的变化关系是图中的哪一个？（ ） G f f f f 在初中物理学习中，力学部分是重点，也是难点。而在力学中解决摩擦力有关问题尤为困难，首先摩擦力有三种：即静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力; 其次摩擦力的方向和大小不容易搞清楚。下面就通过一些例题来说明：一、判断是否受摩擦力 要判断一个物体是否受摩擦力，我们可以从产生摩擦力的条件入手，条件是： ①两个物体相互接触并挤压，即两个物体之间有弹力 ②接触面不光滑 ③物体有相对运动的趋势或发生相对运动 注意：物体对接触面的压力 压力即为作用在支持面上且与作用面垂直的力。其大小不一定等于物体的重力，以后的学习过程中我们会知道压力可能大于重力，可能小于重力，还可能等于重力，也可能与重力无关。但是不论支持面是什么样的，也不论物体受力情况如何复杂，物体对支持面的正压力和支持面对物体的支持力，总是一对作用力和反作用力，所以许多情况下都是通过求物体所受支持力来求得正压力的。 注意：如图3所示的物体静止情况下的压力大小，可见压力与重力无关。（1）静止的物体 例1.下图（1）中，物体A静止在水平地面上; 图（2）中，物体B静止在斜面上; 图（3）中，物体C被压在竖直墙壁上而处于静止， 图（1）图（2）图（3） 试分析上图中，物体A、B、C是否受摩擦力？ 分析解答：上图中物体A、B、C分别相对于地面、斜面、墙面均处于静止状态，但其中物体B、C有相对运动的趋势，所以B、C受摩擦力，而A物体不受摩擦力。 （2）运动的物体 例2.下图中，物体A在水平向右的拉力作用下做匀速直线运动，B物体在水平皮带上跟随皮带一起做匀速直线运动，C物体沿着倾斜的皮带一起匀速直线运动，D物体沿着竖直墙壁向下做匀速直线运动，现在不考虑空气阻力，试分析它们是否受摩擦力？ 第1页（共4页） 三、摩擦力 15．为了探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关，小明同学在老师的指导下做了一系列实验．以下是部分实验步骤(实验过程中保持长木板水平且固定)． 第一次：把木块水平放在长木板上，用弹簧测力计水平拖拉木块，使木块做匀速直线运动，如图甲所示，读出弹簧测力计的示数，并记入下表中； 第二次：把木块侧放在长木板上，用同样的方法拉木块，如图乙所示，记下相应的示数；第三次：把两块相同的木块叠放在一起平放在长木板上，再用同样的方法拉木块，如图丙所示，记下相应的示数． 实验次数木块对木板的压力／N 弹簧测力计的示数／N 滑动摩擦力／N 一20 4.0 二20 4.0 三8.0 (1)请你帮助小明填全表格内的数据； (2)比较_______两次实验数据，可以发现滑动摩擦力的大小与接触面积无关； (3)比较一、三两次实验数据，可以初步得出的结论是：_________________________．18．当你用肥皂水洗手时，会感到比不用肥皂水时摩擦阻力小些．如果在做相对运动的物体的接触面上涂润滑剂，则摩擦力比不涂润滑剂时有什么变化呢? (1)用如图所示的实验器材进行探究，主要步骤是： A．用弹簧测力计沿水平方向______拉动木块，使它沿长木板滑动，记下弹簧测力计的读数F1； B．在长木板上涂上润滑剂后，重复上述实验，记下弹簧测力计的读数F2． (2)若F1＞F2，则说明了做相对运动的物体的接触面涂上润滑剂后，摩擦力会_______(填 “增大”“减小”或“不变”)．请你举出一个在生活、生产中应用这一结论的实例：____________________． 19．在探究“滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”的过程中，一些同学作出了以下猜想： A：滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关； 对 摩 擦 力 的 认 识 总 结 摩擦力专题材料 整理人 陈 浩 摩擦力是力学研究中经常遇到的一种力，它是在互相接触并且接触面不光滑的两个物体之间产生的。当一个物体在另一个物体的表面上有相对运动或有相对运动的趋势时，就会受到另一个物体阻碍它相对运动或相对运动趋势的力，这个阻碍它相对运动或相对运动趋势的力就是摩擦力。摩擦力的产生必须同时具备以下三个条件：①两物体直接接触且有相互作用的弹力；②两接触面均粗糙；③物体间有相对运动或相对运动趋势。下面结合一些典型模型作一剖析，期望对摩擦力有比较全面的认识！ 一、有外力作用时才会有摩擦力产生吗？ 如图1所示，用水平力F 拉放在地面上的物块， 但未拉动，是因为物块受到水平向左的静摩擦力的作用，但以此认为沿接触面的外力是产生摩擦力的前提条件却是片面的、不科学的。 如图2所示，放置在水平传送带上并与传送带 保持相对静止的货物，在传送带加速或减速时，也会受到静摩擦力 图1图2 的作用，其原因并不是货物在水平方向上受除静摩擦力以外的其他外力作用，而是因为货物与传送带间存在相对运动的趋势。可见，相互接触的物体要产生静摩擦力，物体间必须具有相对运动的趋势，而这种“相对运动的趋势”既可由外力产生，也可以是因为运动状态的改变而产生。 如图3所示，汽车刹车后在水平方向上只 受滑动摩擦力作用，汽车是靠自身的惯性相对 地面向前滑动，而不是其他外力的作用。 二、摩擦力的方向一定和物体的运动方向相反吗？(即摩擦力一定是阻力吗？) 摩擦力尽管阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势，但物体的运动一般是以地面为参照物，因此，摩擦力的方向和物体对地的运动方向之间并无必然的联系，即摩擦力不一定阻碍物体的运动，摩擦力可能是阻力，也可能是动力,也可能既不充当阻力也不充当动力！ 如图2所示，当货物随传送带一起向右加速运动时，货物相对传送带有向左运动的趋势，所受的静摩擦力向右，与货物的运动方向相同，对货物的运动而言为动力；当货物随传送带一起向右减速运动时，货物相对传送带有向右运动的趋势，所受的静摩擦力向左， 图3 十.摩擦力的四类突变--易错点、易混淆点突破 (一)“静→静”突变 物体在静摩擦力和其他力的共同作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，物体虽然仍保持相对静止，则静摩擦力的大小和(或)方向可能发生突变。． 1、(多选)如图甲所示，放在固定斜面上的物体，受到一个沿斜面 向上的力F作用，始终处于静止状态，F的大小随时间变化的规律如 图乙所示。则在0～t0时间内物体所受的摩擦力F f随时间t的变化规 律可能为下图中的(取沿斜面向上为摩擦力F f的正方向)() 答案：BCD 解析：物体在斜面上始终处于平衡状态，沿斜面方向受力平衡方程为：F－mg sin θ＋F f＝0，解得F f＝mg sin θ－F，若初态mg sin θ＝F，则B项正确；若初态mg sin θ>F，则C项正确；若初态mg sin θ 正确；物体A受到的弹簧的拉力大小不变，故D错误． 3．(多选)如图所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于墙壁．开始时a、b均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力F f a≠0，b所受摩擦力F f b＝0.现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间() A．F f a大小不变B．F f a方向改变 C．F f b仍然为零D．F f b方向向右 答案：AD 解析：剪断右侧绳的瞬间，右侧绳上拉力突变为零，而弹簧对两木块的拉力没有发生突变，与原来一样，所以b相对地面有向左的运动趋势，受到静摩擦力F f b方向向右，C错误、D正确；剪断右侧绳的瞬间，木块a受到的各力都没有发生变化，A正确，B错误． 4．如图所示，有一重力不计的方形容器，被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内注水，直到注满为止，此过程中容器始终保持静止，则下列说法正确的是() A．容器受到的摩擦力不断增大B．容器受到的摩擦力不变 C．水平力F必须逐渐增大D．容器受到的合力逐渐增大 答案：A 解析：因注水过程中容器始终静止，故容器受到的合力始终为零，D错误；由平衡条件可得，墙对容器的静摩擦力F f＝m总g，随m总的增大而增大，A正确，B错误；只要m总g≤μF，不增大水平力F也可使容器静止不动，C错误。 (二)“静→动”突变 物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力． 初中物理摩擦力方向的 判断 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 初中物理摩擦力方向的判断 虞城县实验中学孟瑞丽 初中物理力学是难点也是重点，而解决摩擦力的问题尤为关键，在这里我们说一下滑动摩擦力方向和静摩擦力方向的判断。滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反，静摩擦力的方向总是与物体相对运动趋势的方向相反。 1：滑动摩擦力的方向。 要判断滑动摩擦力的方向，我们要先明白运动的方向与相对运动的方向的区别。物体的运动方向是相对地面而言的，而相对运动的方向是相对于和它接触的物体而言的。 例：如图：水平传送带按顺时针方向匀速转动，现将一物体A轻放在传送带上，当物体由速度为0加速运动的瞬间所受的摩擦力方向怎样。 A 解析：此图受力物体是A，与A接触的物体是传送带，物体A 相对地面是在向右运动，但物体A刚放上传送带并加速的瞬间速度小于传送带的速度，即相对于传送带是在水平向左运动的，因此，物体A的相对运动方向是向左的，即摩擦力的方向应与之相反，是水平向右的。 2：静摩擦力的方向。 要判断静摩擦力的方向，应先判断相对运动趋势的方向。可以采用假设法，即假设接触面光滑的，没有摩擦力，看物体之间将要发生的相对运动，那么这个相对运动方向就是我们要找的相对运动的趋势方向，静摩擦力的方向应与之相反。 例：如图：斜面上静止一物体A,试画出A所受的摩擦力。 A 解析：假设A不受摩擦力，A将沿斜面向下做加速运动，因此A相对斜面具有向下运动的趋势，故静摩擦力的方向应与之相反，沿斜面向上。 以上方法不易判断时，还可以根据物体的平衡状态分析摩擦力的方向。 专题强化练7摩擦力的突变问题 一、选择题 1.(2019江苏常州“14校合作联盟”高一上期中,★★☆)将质量为1.0kg的木块放在水平长木板上,用力沿水平方向拉木块,拉力从0开始逐渐增大,木块先静止后相对木板运动。用力传感器采集木块受到的拉力和摩擦力的大小,并用计算机绘制出摩擦力大小F f随拉力大小F变化的图像,如图所示。木块与长木板间的动摩擦因数为(g=10m/s2)() A.0.3 B.0.5 C.0.6 D.1.0 2.(2019浙江温州十五校联合体高一上期中,★★☆)如图所示,重20N的物体放在水平地面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,与水平面间的最大静摩擦力为4.5 N。水平推力F1=10N、F2=8N同时作用于物体上。以下说法正确的是() A.水平推力F1、F2同时作用在物体上时,水平面对物体的静摩擦力大小为2.5N,方向向右 B.若只撤去推力F2,水平面对物体的滑动摩擦力大小为4N,方向为水平向左 C.若只撤去推力F1,水平面对物体的滑动摩擦力大小为3.5N,方向为水平向左 D.若同时撤去F1、F2,水平面对物体的静摩擦力大小为4.5N 3.(2018天津和平校级一模,★★★)如图所示,物体P左边用一根轻弹簧和竖直墙相连,放在粗糙水平面上,静止时弹簧的长度大于原长。若再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向右拉P,直到把P拉动。在P被拉动之前的过程中,弹簧对P的弹力N的大小和地面对P的摩擦力f的大小的变化情况是() A.N始终增大,f始终减小 B.N先不变后增大,f先减小后增大 C.N保持不变,f始终减小 D.N保持不变,f先减小后增大 二、非选择题 4.(2018北师大附中高一上期中,★★☆)小明利用木块A做了几个跟摩擦力相关的实验,木块A的质量为0.5kg,g取10m/s2。 (1)如图1所示,小明用垂直于墙的力F将木块A压在竖直墙上,墙和木块A之间的动摩擦因数为0.2,已知力F=15N,求: ①若木块下滑,木块A受到的摩擦力大小; ②若将压木块A的力增大到2F,木块静止,求木块A受到的摩擦力大小。 (2)如图2所示,小明将木块A夹在两长木板之间,左右两边对木板的水平压力大小相等,木块A可在两长木板之间以速度v竖直向下匀速下滑。如果保持两水平压力 二、动静突变 例2 :把一重为G的物体，用一个水平的推力 图甲所示），从t=0开始物体所受的摩擦力f随t的变化 关系是图中的（ ） 甲 动动突变 一个小物体无初速度地放在P点，小物体与传送带间的动摩擦因数为 问当皮带逆时针转动时，小物体运动到Q点的时间为多少？ 2 s 摩擦力突变问题分类探析 摩擦力是历年高考的必考内容，摩擦力的突变的考题常有出现，且类型多，特别是静摩擦力随物体的 相对运动趋势发生变化，其大小与方向均有可能变化的情况对应于物理过程的转变及临界状态，在分析中很容易发生失误，在复习时应引起高度重视，应仔细分析物体的状态变化的过程与细节。 摩擦力的分类定义产生条件大小方向作用效果做功 一、静动突变 例1、长直木板的上表面的一端放有一个铁块，木块由水平位置缓慢向上转动。另一端不动，则木块受 到摩擦力f 随 变 象 中 角度的 化关系图 是（甲） 的（） 练习：如图乙在水平桌面上放一木块，用从零开始逐渐增大的水平拉力F拉木块直到沿桌面运动，在此过程中，木块所受到的摩擦力f随拉力F的大小变化的图象正确的是（ O D F F kt（k为恒量, t时间）压在竖直平整的墙上（如 例3、传送带以恒定的速率V10m/s运动，已知它与水平面成37，如图所示，PQ 16m将 0.5， 四、 静静突变 例4?一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即 F 1、F 2和摩擦力的作用，木块处于静止 状态，如图，其中F i 10N ，F 2 2N ，若撤去F i ，则木块受到的摩擦力为（） A ? 10N ，方向向左 B . 6N ，方向向右 C 2 N ，方向向右 D .零 五、 摩擦力有无判断 例5、水平皮带传输装置如图所示， O i 为主动轮，02为从动轮。当主动轮顺时针匀速转动时，物体被 轻轻地放在A 端皮带上，开始时，物体在皮带上滑动，当它到达位置 C 后停止滑动，直到传送到目的地 B 端，在传送过程中，若皮带与轮不打滑，则关于物体受的摩擦力和图中 P 、Q 两处（在01、02连线上） 皮带所受摩擦力的方向的正确说法是（） ① 在AC 段物体受水平向左的滑动摩擦力， P 处皮带受向上的滑动摩擦力。 ② 在AC 段物体受水平向右的滑动摩擦力。 P 处皮带受向下的静摩擦力。 ③ 在CB 段物体不受静摩擦力， Q 处皮带受向下的静摩擦力。 2. （2001夏季广东河南卷） 物体B 放在物体A 上，A 、B 的上下表面均与斜面平行（如图），当两者以相 同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面 C 向上做匀减速运动时，（ ） ④ 在CB 段物体受到水平向右的静摩擦力, P 、 Q 两处皮带始终受向下的静摩擦力。 习题: 1. （2002卷）如图4物体a 、b 和c 叠放在水平桌面上，水平力 F b=5 N 、F C =10 N 分别作用于物体 b 、c 上, a 、b 和c 仍保持静止。以f 1、f 2、f 3分别表示a 与b 、b 与c c 与桌面间的静摩擦力的大小则（ ） A . f 1=5N , f 2=0 , f 3=5N C f 1=0, f 2=5N , f 3=5N B . f 1 =5N , f 2=5N , f 3=0 D . f 1=0, f 2=10 N , f 3=5 N A . 图4 初中物理8.3 摩擦力经典题（2017年中考题汇总） 一．选择题（共30小题） 1．班级大扫除时，小天发现许多现象与摩擦有关，其中减少摩擦的措施是（）A．擦玻璃时把抹布压紧在玻璃上去擦 B．书柜下装有滚轮便于移动位置 C．黑板刷的刷面使用更粗糙的材料制成 D．水桶的手柄上刻有凹凸不平的花纹 2．如图所示，穿久了的运动鞋鞋底磨损得厉害，原因是鞋底受到（） A．重力B．摩擦力C．压力D．支持力 3．假如摩擦力消失了，将会直接导致（） A．声音不能传播B．冰块不能漂浮于水面 C．徒手不能爬上直杆D．电灯通电后不能发光 4．在日常生活和生产劳动中，有时要增大摩擦，有时要减小摩擦，下列做法为了减小摩擦的是（） A．足球守门员比赛时要戴防滑手套 B．郊游爱好者远足时要穿上旅游鞋 C．地面铺设带有凹凸花纹的地板砖 D．磁悬浮列车靠强磁场托起离开轨道 5．如图所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物块B上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度做匀速直线运动．由此可知，关于A、B间摩擦力F1和B、C间摩擦力F2的分析中，正确的是（） A．F1=0，F2=0 B．F1=0，F2≠0 C．F1≠0，F2=0 D．F1≠0，F2≠0 6．自行车是我们熟悉的交通工具，从自行车的结构和使用来看，它涉及不少有关摩擦的知识．下列说法正确的是（） A．捏住刹车后没有推动水平地面上的自行车，是因为推力小于摩擦力 B．轮胎上制有花纹是通过改变接触面粗糙程度来减小摩擦的 C．刹车时用力捏刹车把是通过增大压力来增大摩擦的 D．在转轴上加润滑油是通过变滑动为滚动来减小摩擦的 7．骑自行车是一种既健身又低碳的出行方式，下列说法正确的是（）A．自行车轮胎上的花纹是为了增大摩擦 B．用力蹬车是为了增大车的惯性来增大速度 C．下坡时以自行车为参照物，车的坐垫是运动的 D．停在路边的自行车，它对地面的压力和所受到的重力是一对平衡力 8．在研究滑动摩擦力时，小王利用同一木块进行了如图所示的三次实验，当用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3，则F1、F2、F3大小关系正确的是（） A．F1＞F2＞F3B．F1＜F2＜F3C．F1=F2=F3D．F1＞F2=F3 9．自行车在设计和使用过程中，属于减小摩擦力的是（） A．轮胎上造有花纹 B．刹车时用力紧握刹车闸 C．给车轴加润滑油 D．脚踏板有很深的凹槽 10．为安全起见，在下坡路上，小华握紧自行车刹把缓慢行驶．在此过程中，增大滑动摩擦力的方法是（） A．增大压力B．减小速度 C．增大接触面积D．增大接触面粗糙程度 11．教室的门关不紧，常被风吹开，小明在门与门框之间塞入硬纸片后，门就不易被风吹开了．下列解释合理的是（） A．塞入硬纸片是通过增大压力来增大摩擦力 B．门没被吹开是因为风吹门的力小于摩擦力 1.小明在探究滑动摩擦力与压力大小关系的实验中，他在水平木板上用弹簧测力计沿直线 匀速拉动木块，通过改变放在木块上砝码的重力来改变木块与木板之间压力的大小。他通过测量木块的 重力、分析弹簧测力计读数以及砝码重力，记录了如下实验数据： （1）实验中，弹簧测力计的示数F 1 (选填“等于”或“不等于”)木块所受滑动摩擦力F 2。 （2）根据表中测量数据，在右图中画出F 2与F 压关系的图像。分析图像可知，当接触面不变，滑动摩擦 力与压力大小之间的定量关系是： 。 2.小林同学做“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验，如图所示． (一) (1)实验采取的办法是用弹簧测力计水平拉动木块，使其在长木板上做 _____ 运动． (2)甲乙两图所示的实验说明：接触面粗糙程度相同时，_____ ，滑动摩擦力越大． (3)甲、丙两图所示的实验说明：压力相同时，____ _，滑动摩擦力越大． (4)由实验可得到的结论是 __ ___． (二) 小林又想，滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关系吗？他又做了如下操作： (5)在水平桌面上，用弹簧测力计水平向左拉动木块，使其做匀速直线运动，弹簧测力计的示数如图所示，根据 ___ __的知识可知，木块所受的滑动摩擦力为 ____ _N ． (6)小林将木块沿竖直方向截去一半后，测得木块所受的滑动摩擦力为原来的一半．他由此得出：滑动摩擦力的大小随着接触面积的减小而减小．你认为他的探究过程中存在的问题是 ___ __． 3.为探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关，长沙市某中学的小刚和小明两个同学分别设计了如图甲和图乙所示的实验。按图甲实验时，小刚用手通过弹簧测力计匀速拉动木块A ，读出弹簧铡力计的示数即可测出木块和木板之问的滑动摩擦力：小明将弹簧测力计一端固定，另一端钩住木块B ，木块B 下面是长木板．实验时小明拖动长术扳，然后读出弹簧测力计的示数，即可测出木块B 和木板之间的摩擦力。 摩擦力突变问题分类探析 摩擦力是历年高考的必考内容，摩擦力的突变的考题常有出现，且类型多，特别是静摩擦力随物体的相对运动趋势发生变化，其大小与方向均有可能变化的情况对应于物理过程的转变及临界状态，在分析中很容易发生失误，在复习时应引起高度重视，应仔细分析物体的状态变化的过程与细节。 摩擦力的分类定义产生条件大小方向作用效果做功 一、静动突变 例1、长直木板的上表面的一端放有一个铁块，木块由水平位置缓慢向上转动。另一端不动，则木块受?f的变化关系图象是（甲）中的（随角度）到摩擦力练习：如图乙在水平桌面上放一 木块，用从零开始逐渐增大的水平拉力F拉木块直到沿桌面运动，在f随拉力F的大小变化的图象正确的是（此过程中，木块所受到的摩擦力） 动静突变二、tkkt?F时间）压在竖直平整的墙上（如为恒量，例2：把一重为G的物体， 用一个水平的推力（tt f的变化关系是图中的（）图甲所示），从=0开始物体所受的摩擦力随ffff三、动GGG F动突 变例3、传送tttt OOOOCDBA的速定率以带恒甲乙P ??37?m?16PQ s/10mv?将一个小物体无初速，如图所示，运动，已知它与水平面成?5.?0P，问当皮带逆时针转动时，小物点，小物体与传送带间的动摩擦因数为度地放在Q2 s 体运动到点的时间为多少Q?37静静突变四、 FF和摩擦力的作用，木块处于静止．一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即、例421FN?210NF?F，则木块受到的摩擦力为（，，若撤去状态，如图，其中）121NNFF A．106， 方向向左，方向向右．B12N D C 2 ，方向向右．零摩擦力有无判断五、OO为从动轮。当主动轮顺时针匀速转动时，物体被5、水平皮带传输装置如图所示，为主动轮，例12轻轻地放在A端皮带上，开始时，物体在皮带上滑动，当它到达位置C后停止滑动，直到传送到目的地B OOQ P连线上）、两处（在端，在传送过程中，若皮带与轮不打滑，则关于物体受的摩擦力和图中、12皮带所受摩擦力的方向的正确说法是（） ACP处皮带受向上的滑动摩擦力。①在段物体受水平向左的滑动摩擦力，ACP处皮带受向下的静摩擦力。段物体受水平向右的滑动摩擦力。在②． Q CB③在处皮带受向下的静摩擦力。段物体不受静摩擦力，Q CBP段物体受到水平向右的静 摩擦力（培优小测试） 1、（2013扬州）小明观察如下漫画，总结了四个观点，错误的是（） A．甲图此刻人对箱子推力等于箱子受到的摩擦力 B．乙图此刻箱子受到的摩擦力大于甲图此刻箱子受到的摩擦力 C．丙图此刻人对箱子推力大于箱子受到的摩擦力 D．丙图箱子在同一水平面上滑动时受到的摩擦力大小不变 2、（2012岳阳）在研究摩擦力时，小明同学用一块各侧面光滑程度完全相同的木块，在同一水平桌面上进行了三次实验．如图所示，当用弹簧测力计水平拉木块做匀速直线运动时，弹簧测力计三次示数F1、F2、F3的大小关系为（） A．F1＜F2=F3B．F1＞F2＞F3 C．F2＞F1＞F3D．F1=F2＞F3 3、（2011盐城）锯子的锯齿都“东倒西歪”，不在同一平面内．小明猜想这是为了减小锯木头时的阻力，并设计实验检验猜想．以下设计方案最佳的是（） A．用同一把拨正锯齿的锯子分别锯硬木头和软木头，比较用力情况 B．用一把“东倒西歪”和另一把拨正锯齿的锯子分别锯同一软木头，比较用力情况 C．用一把“东倒西歪”和另一把拨正锯齿的锯子分别锯同一硬木头，比较用力情况 D．用同一把锯子，分别在“东倒西歪”和拨正锯齿时锯同一硬木头，比较用力情况 4、（2010宜宾）同学们在以“假如…”为主题的讨论中，下列四种观点正确的是（）A．假如失去摩擦力，任何物体都不可能处于静止状态 B．假如没有了空气，声音就一定不能传播 C．假如没有了大气压强，地面上的物体都会飘向高空 D．假如失去了重力，天平就不能再用来测量物体的质量 5、（2008镇江）如图所示，木块下面是一长木板，小明将弹簧测力计一端固定，另一端钩住长方体木块A，实验时拉着长木板沿水平地面向左运动，读出弹簧测力计示数即可测出木块A所受摩擦力大小．不计弹簧测力计的自重，在木板运动的过程中，以下说法正确的是（） 再议摩擦力的几个问题 吴江市盛泽中学陈丽英 关键词：静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力 论文摘要：高中物理中，两个相互接触物体间的摩擦力问题是一个很要的概念，谈谈对摩擦力的分类、有关极值问题、做功问题等的看法。 在物理课程中需要了解两个相互接触的物体之间的摩擦问题。而关于摩擦力的概念是一个既重要、又容易出错的问题。摩擦力和弹力一样本质上是由原子间或分子间的电磁力而引起的，是通过电磁场进行的。在力学问题中摩擦力可以表观地看作是“接触力”。 一般来说，固体间的摩擦叫干摩擦。干摩擦力包括静摩擦力和滑动摩擦力。在相互挤压的接触面间有相对滑动趋势但还没有发生相对滑动的时候，接触面间便出现阻碍发生相对滑动的力，这个力叫静摩擦力。静摩擦力总是沿接触面而作用着，并与接触面间相对滑动趋势的方向相反。静摩擦力的大小由物体所受其它力和物体的运动状态而定，它没有“独立自主”的大小和方向，处于“被动地位”。但静摩擦力并不能无限止增加，当物体处在从静到动的临界状态时，静摩擦力达到最大值，叫做最大静摩擦力。 通常用库仑提出的近似经验公式 f0max=μ0N f0max表示最大静摩擦力，N表示接触面间的正压力，静摩擦因数μ0为一无量纲的纯数。μ0与接触面的材料、表面光滑程度、干湿程度、表面温度等有关。若用f0表示真实的静摩擦力，则f0≤f0max。而且，在不超过最大静摩擦力的前提下，根据物体受力和运动状况，为了防止接触面发生相对滑动，需要多大的静摩擦力，就有多大，需要它沿哪个方向，就沿哪个方向。当一个物体在另一个物体的表面上相对于另一个物体滑动时，要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力。滑动摩擦力的方向总跟接触面相切，并且跟物体的相对运动的方向相反。实验表明：滑动摩擦力的大小也可用公式表示：f=μN。 其中μ叫做动摩擦因数，它的数值跟相互接触的两个物体的材料、接触面的粗糙程度有关，它是一个比值，无量纲。除了上述两种摩擦力以外，还有滚动摩擦。滚动摩擦是一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦。滚动摩擦一般比滑动摩擦小得多。下面就两物体间的摩擦力问题作一些初浅的探讨。一、关于静摩擦力与滑动摩擦力之间的“突变”问题 学生对摩擦力的理解、尤其是对滑动摩擦力和静摩擦力之间的转换过程中的“突变”问题，有时感到难以理解。现用数学图象对它们之间的转换过程表现出来，有助于学生较清晰地理解两者间的“突变”过程，也有利于培养学生用数学图象来解决物理问题的能力。 ［例题１］如图１所示，在水平桌面上放一木块，用从零开始逐渐增大的水平拉力F拉着木块沿桌面运动，则木块所受的摩擦力f随拉力F变化的图象（图２）正确的是：（） 静—静“突变” 物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力发生突变便时，如果物体仍能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生“突变” 例如： 在水平力F 作用下，物体静止于斜面上，突然增大时物体仍静止和所受静摩擦力的大小和方向将凸变 例4．一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即1F 、 2F 和摩擦力的作用，木块处于静止状态，如图，其中N F 101=，N F 22=，若撤去1F ，则木块受到的摩擦力为（ ） A ．10N ，方向向左 B ．6N ，方向向右 C 2N ，方向向右 D ．零 静—动“突变” 物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”为滑动摩擦力 例如： 放在粗糙水平面上的物体作用，在其上面的水平力F 从零逐渐增大，某时刻物体开始滑动物体受地面的摩擦力，由静摩擦力“突变”为滑动摩擦力 例2：把一重为G 的物体，用一个水平的推力kt F =（k 为恒量，t 时间）压在竖直平整的墙上（如图甲所示），从t =0开始物体所受的摩擦力f 随t 的变化关系是图中的（ ） 动—静“突变” 在摩擦力和其他力作用下做减速运动的物体，突然停止滑动时固体将不是无摩擦力作用或滑动摩擦力突变为静摩擦力 例如： 滑块以v o 冲上斜面后做减速运动，当到达某位置静止时，滑动摩擦力“突变”为静摩擦力 一、 静静突变 例1、长直木板的上表面的一端放有一个铁块，木块由水平位置缓慢向上转动。另一端不动，则木块受到摩擦f 随角度α的变 力化关系图象是（甲）中的（ ） 甲 f f f 乙 f f f f 甲 乙 《摩擦力》教案 教材简析 摩擦力是人教版新课标九年级物理第十二章《力和机械》的第三节容。本节教材中摩擦力的测量涉及到二力平衡知识和弹簧测力计的具体应用，“增大和减小摩擦的方法”是摩擦力知识在日常生活和生产中的具体应用。通过学习本节教材的知识，能提高学生利用所学知识解决实际问题的能力。因此这一节课无论在知识学习上还是培养学生的能力上都有着十分重要的作用。 学情分析 授课对象：初三学生 初三学生的好奇心比较强，有很好的观察能力。在生活中学生已经对摩擦力的存在有一定的感觉但对其概念和影响因素还不是很清楚，不能很好的应用摩擦力的相关知识解决实际生活中的容。 教学目标 1、知识与技能： 知道什么是摩擦力，了解摩擦力的方向及类型。 掌握摩擦力影响因素及增大或减小摩擦力的方法。 能够运用摩擦力的知识分析并解决生活中的实际问题。 2．过程与方法 通过观察和实验，感知摩擦力的存在。 通过实验，探究摩擦力跟物体表面受到的压力以及接触面的关系，并使学生尝试运用实验、归纳等科学的研究方法研究问题。 通过生活实例的分析知道摩擦力的利弊并能够根据利弊分别采取措施改变摩擦力的大小。 3、情感态度与价值观： 通过探究，使学生体验到自主合作探究的乐趣，培养学生实事的科学态度。 通过对知识的应用，使学生认识到物理知识的重要性和对社会的价值。 教学重点和教学难点 教学的重点在于能够让学生自主进行摩擦力影响因素的探究，并能够应用摩擦力的影响因素解决生活中的实际问题。 教学的难点在于探究性实验的设计，应用控制变量法来显而易见的表现出摩擦力大小的影响因素。 教学准备 学生实验材料：弹簧测力计、带挂钩的木块（侧面积不同）、砝码（或钩码）、玻璃板、毛巾、几支圆柱笔芯等。 教学用具：多媒体（PPT），黑板，粉笔 教学流程 2019年中考物理真题分类汇编——摩擦力实验专题 1.（2019舟山，23）学习摩擦力时，老师做了如图所示的实验：将牙刷放在木板上，向左拉动牙刷，观察到刷毛向右弯曲；保持牙刷不动，向右拉动木板，观察到刷毛还是向右弯曲。 （1）无论是向左拉牙刷还是向右拉木板，刷毛均会向右弯曲，表明刷毛受到的摩擦力方向都是向。 （2）当向右拉木板时，若以为参照物，也可把牙刷看成向左运动，所以滑动摩擦力的方向与物体相反。 2.（2019齐齐哈尔，25）弹簧测力计是我们在许多力学实验中常用的测量工具，让我们利用它来探究力学中蕴含的奥秘吧! （1）小聪用弹簧测力计探究“浮力大小与哪些因素有关”，实验过程如图一所示。 ①在图一甲中测量物体重力前应先明确弹簧测力计的量程和，观察指针是否指在零刻度线的位置。 ②分析图一中实验数据可知，物体浸没在水中时受到的浮力为N。 ③比较图一中甲、乙、丙三次的实验数据，可知浮力的大小与有关。 ④小聪通过数据还计算出了物体A的体积为m3，A的密度为kg/m3。（2）小明用弹簧测力计探究“影响滑动摩擦力大小的因素”，实验装置如图二所示 ①实验中为了测量滑动摩擦力的大小，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，应使其做运动。 ②比较A、B两图中弹簧测力计的示数，可得出结是：滑动摩擦力越大。利用此结论，如果要在拔河比赛中获胜应选用图三中类型的鞋（填字母）。 ③小明利用图C继续进行探究时，突然拉动下面木块，观察到上面的小木块向 后倾倒，则上面小木块受到摩擦力的方向是向（选填“前”或“后”）的。 3.（2019岳阳，20）在“探究滑动摩擦力的大小与什么有关”实验中， （1）如图，将长方体木块置于水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，滑动摩擦力大小______（填“大于”“小于”或“等于”）弹簧测力计示数。 （2）实验记录的数据如下表： ①分析2、5、6三组实验数据，可得到相关结论，下列实例与结论相符的是______。（填字母代号） A．用力压黑板擦擦去黑板上的粉笔字 B．汽车轮胎上有凹凸不平的花纹 ②分析______（填序号）两组数据可得：滑动摩擦力大小跟接触面的面积无关。 ③分析1、2、3三组实验数据，可以写出滑动摩擦力f与压力F的关系式为：f=______。 4.（2019吉林，24）在测量滑动摩擦力的实验中，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动。弹簧测力计的示数是 N；如果在木块上再放一个钩码，则木块在木板上运动时受到的滑动摩擦力将。 5.（2019安徽，18）图为研究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验的示意图实验的过程为： a.用弹簧测力计缓缓拉动木块，使它沿水平长木板滑动，当测力计示数稳定后，该示数即为此状态下滑动摩擦力的大小 b.改变放在木块上的砝码，测出此种情况F的滑动摩擦力 c.换用材料相同但表面粗糙的长木板，保持木块上的砝码不变，测出此种情况下的滑动摩擦力 ..... ( 1 ) 该实验的原理是：_________________ 初二物理摩擦力专题训练 一、选择 １.2011年６月4日，我国运动员李娜获得法国网球公开赛女单冠军，李娜挥拍大力击球时，下列说法符合事实的是（ ) Ａ．网球发生形变 B.网球拍不发生形变 C.网球没有惯性 D.球拍没有受网球的摩擦力作用 2.自行车是我们熟悉的交通工具。以下涉及摩擦力的分析中，错误的是（） Ａ．脚踏凹凸不平是通过增大接触面积来增大摩擦的 B．轮胎上制有花纹是通过改变接触面粗糙程度来增大摩擦的 Ｃ．刹车时用力捏刹车把是通过增大压力来增大摩擦的 D.轴承内滚珠是通过变滑动为滚动来减小摩擦的 ３．小刚用水平推力推静止在水平地面上的讲台桌，结果没有推动（如图所示）。则下列说法正确的是（） A.讲台桌不受摩擦力 B.推力与讲台桌的重力大小相等 C.推力小于地面对讲台桌的摩擦力 D．推力与地面对讲台桌的摩擦力大小相等 4．如图所示，拉动木块在粗糙程度不变的水平桌面上做加速运动。以下 说法中正确的是( ) A.木块受到的摩擦力逐渐增大Ｂ．木块受到的摩擦力逐渐减小 Ｃ．木块受到的摩擦力大小等于它受到的拉力 Ｄ.绳对木块的拉力和木块对绳的拉力是一对相互作用力 ５．如图所示,放在M、N两水平桌面上的P、Q两物体,分别在FP=5N、FQ=3N 的水平拉力作用下做匀速直线运动，可以确定（） A．Ｐ的质量一定大于Q的质量 B．桌面M一定比桌面Ｎ粗糙 Ｃ．P的速度一定大于Ｑ的速度 D.Ｐ受到的摩擦力一定大于Q受到的摩擦力 ６.如图所示,木块竖立在小车上，随小车一起以相同的速度向右做匀速直线运动。下列分析正确的是( ) A.木块没有受到小车的摩擦力Ｂ.木块运动速度越大，惯性也越 大 Ｃ.木块对小车的压力与小车对木块的支持力是一对平衡力 Ｄ.当小车受到阻力突然停止运动时,如果木块与小车接触面光滑,木块将向右倾 倒 7.如图所示，用F= 6 N的水平向右的拉力匀速拉动物块A时,物块B 静止不动,此时弹簧测力计的示数为4N，则物体B所受摩擦力的大小及 方向为( ） Ａ．６N，向左 B.4N,向右Ｃ.6Ｎ,向右 D.4N,向左 ８．一个重５0N的木箱放在水平桌面上,在１0N的水平推力作用下静止不动，此时木箱受到的摩擦力为ｆ1;当推力为２２N时,木箱做匀速直线运动,此时木箱受到的摩擦力为f2,则初中物理摩擦力典型例题
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