第三章相互作用摩擦力

第三章相互作用（上）(2020新版)（重力、弹力和摩擦力）前言：《李老师物理教学讲义》由李老师高中物理教研室一线教师根据本人多年教学经验，以及人教版教学大纲（最新版）和教材，精心编撰的教学讲义。

本讲义以教材内容为主线，附有大量经典例题和习题，并附有详细答案或解析。

本讲义主要供广大高中物理一线教师教学参考之用，任何自然人或法人未经本教研室许可不得随意转载或用于其它商业用途。

——李老师高中物理教研室一、重力和弹力1．力（1）力是物体与物体之间的相互作用。

在国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号N。

（2）力的三要素：力的大小、方向和作用点。

（3）力的性质：例题1-1.（2019·南充高一期中）下列说法中正确的是（）A．“风吹草动”，草受到了力，但没有施力物体，说明没有施力物体的力也是存在的B．运动员将足球踢出，球在空中飞行是因为球在飞行中受到一个向前的推力C．甲用力把乙推倒，只是甲对乙用力，而乙对甲没用力D．两个物体发生相互作用不一定相互接触答案：D例题1-2.如图所示，用球拍击打乒乓球时，如果以球为研究对象，则施力物体是( )A．人 B．球拍C．乒乓球 D．无法确定答案：B（4）力的图示和力的示意图力可以用有向线段表示。

有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾（或箭头）表示力的作用点。

如图3.1-4，球所受的重力大小为6N，方向竖直向下。

这种表示力的方法，叫作力的图示。

在不需要准确标度力的大小时，通常只需画出力的作用点和方向，即只需画出力的示意图。

例题1-3.下图甲、乙中物体A的重力均为10 N，画出它所受重力的图示。

答案：如图所示例题1-4.（2019 -温州模拟）足球运动员已将足球踢向空中，在下图描述足球在向斜上方飞行过程中某时刻的受力图中，正确的是（）答案：B（5）力的分类2.重力（1）定义：由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力（gravity），单位是牛顿，简称牛，符号用N表示。

第三章 第3节 摩擦力（一）★1．下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中，正确的是 ( )A ．静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反B ．静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同C ．静摩擦力的方向既可能与物体的运动方向相反，也可能与物体的运动方向相同D ．静止的物体所受静摩擦力一定为零★2．下列说法中正确的是 ( )A ．相互接触并有相对运动的两物体间必有摩擦力B ．两物体间有摩擦力，则其间必有弹力C ．两物体间有弹力，则其间必有摩擦力D ．两物体间无弹力，则其间必无摩擦力★3．下列关于摩擦力的说法中，正确的是（ ）A ．摩擦力的大小一定与正压力成正比B ．摩擦力一定是阻力C ．摩擦力一定是阻力D ．运动的物体可能受到静摩擦力★4．用手握瓶子，瓶子静止在手中，如图所示，瓶始终处于竖直方向，则下列说法正确的是( )A ．手对瓶子的压力等于瓶子所受的重力B ．手对瓶子的摩擦力等于瓶子所受的重力C ．手握得越紧，手对瓶子的摩擦力越大D ．手对瓶子的摩擦力必须大于瓶子所受的重力★5．分析图中各种情况下物体A 所受摩擦力的方向。

★6．某人推着自行车前时，地面对前轮的摩擦力为F 1，对后轮的摩擦力为F 2；该人骑着自行车前进时，地面对前轮的摩擦力为F 3，对后轮的摩擦力为F 4，下列说法中正确的是（ ）A ．F 1与车前进方向相同B ．F 2与车前进方向相同C ．F 3与车前进方向相同D ．F 4与车前进方向相同★★7．用力F=40N ，按住一重10N 的木块，如图所示，当木块相对竖直墙壁静止不动时，木块受到的摩擦力的大小（ ）A ．30NB ．40NC ．50ND．10N★★8．有三个相同的物体叠放在一起，置于粗糙水平地面上，物体之间不光滑，如图所示．现用一水平力F作用在乙物体上，物体之间仍保持静止，则(1)甲受到乙的摩擦力大小为，方向；(2)乙甲受到丙的摩擦力大小为，方向；(3)丙受到地面的摩擦力大小为，方向。

第三章 相互作用与力的平衡-单元教学设计一、单元教学任务分析 1. 单元内容分析本单元的学习中，通过研究各类运动项目和生活情境中的平衡结构，介绍了生活中几类常见的力：重力、弹力、摩擦力，学生通过学习能够理解常见力的概念，能运用力的知识解释、解决生产、生活实际中的简单问题。

通过实验探究理解力的合成与分解的平行四边形定则，能运用等效代替的物理方法，认识实验对归纳、提炼物理规律的推动作用。

通过理论推导和实验论证理解共点力平衡的条件，认识到共点力平衡在常见的悬吊、起重、支撑中的作用，经历物理建模、问题解决的过程。

经历本单元的学习后，学生能够在实验中运用等效替代、力的图示等方法，通过分析、归纳得出平行四边形定则，形成实事求是、一丝不苟的科学态度。

在分析建筑物支撑结构或运动项目的平衡等生活实际问题中，感悟物理知识的实际应用价值，能运用物体平衡的知识自觉提高日常生活的安全意识，具有一定的对平衡状态进行判定的意识。

2. 学情分析上海市西郊学校是一所有体教结合的特色学校，因此在进行单元教学设计时会考虑与体育运动相结合的情景作为单元的大任务驱动。

因学生的学习能力相对薄弱，因此会在课堂中提供以教师传达任务，引领的学生自主活动和自主探究，通过问题链的方式一步一步深入每节课的主题。

本章节的学习过程中让学生体会物理规律的研究过程，经历实验探究、推理验证的过程，体会等效替代和数形结合的物理方法，帮助学生养成用运动的观念来研究和分析生活现象的意识，并为进一步学习力和运动的关系奠定基础。

2. 单元内容与核心素养的关联分析编号 核心内容物理观念科学思维 科学探究 科学态度与责任3.1 力 ● ○ ○ ○ 3.2 重力 ◎ ○ ○ ◎ 3.3 弹力 ● ◎ ● ◎ 3.4 摩擦力 ● ● ◎ ◎ 3.5 力的合成 ◎ ● ● ● 3.6 力的分解 ◎ ● ◎ ◎ 相互作用与力的平衡力的合成与分解 （平行四边形定则） 生活中常见的力 共点力的平衡F 合=0重力弹力摩擦力等效 替代推理 验证二、单元教学目标确定1.单元核心任务分析本单元的学习在初中物理知识的基础上进一步认识常见的力，以及力的合成、分解与平衡。

人教版必修1 第三章相互作用第3节《摩擦力》教学设计一、教材分析《摩擦力》是普通高中课程标准实验教科书·物理（必修1）第三章第3节内容。

本节内容是在初中摩擦力基础上的延伸和拓展，从学生的认知规律和实验现象的先后顺序考虑，教材首先通过分析一些事例使学生认识摩擦力的存在，了解摩擦力的产生条件，并在此基础上说明摩擦力是阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力。

教材对滚动摩擦没有具体讲述产生原因，而是作为减小摩擦的方法介绍的。

摩擦力是本章教学的重点与难点，也是整个力学、甚至是整个高中物理中最关键的知识点之一，在物理教学中的地位和作用是非常重要的。

由于摩擦力问题的复杂性，对于初学者来说不易理解。

在今后学习受力分析时，也是最容易出错的知识点之一。

因此学好摩擦力，就为后续知识的学习奠定了坚实的基础。

二、学情分析学生在初中已定性地学习过摩擦，包括滑动摩擦和静摩擦等内容，并掌握了增大和减小摩擦的方法，为本节内容的学习奠定了一定的基础。

但是，对于本节课中摩擦力阻碍物体的相对运动或相对运动趋势、最大静摩擦力、摩擦力与正压力的关系等一些问题的理解上存在着一定的难度，只有掌握好摩擦力的特点才能准确找到摩擦力的方向，进而解决问题，为后续学习打下坚实基础。

在教学中应引导学生充分运用已知的物理知识和方法进行分析和探索，使学生在实践中亲自体验真知的重要性，形成愿意运用科学思维方法和研究方法去解决问题的科学价值观。

三、设计思想建构主义认为，物理概念的学习是由学生根据已有认知主动建构自己知识经验的过程。

根据教材分析和学情分析，笔者计划分两课时进行，第一课时以探究摩擦力特点为主，第二课时以摩擦力在生产生活中的应用为主。

本节课是第一课时，按“一构建三探究” （即以“构建摩擦力的概念→探究摩擦力的产生条件、方向和大小”为主线）组织教学”，利用学生在初中学习的基础上，从两种摩擦力的区别与联系出发，通过游戏激趣、猜想验证、分组实验、自主探究、合作交流、归纳提升等过程，从学生的认知规律出发，通过对各种情景和资源的设计支撑学生的建构活动，帮助学生理清摩擦力概念的知识脉络和内在联系，实现学生对摩擦力规律的深层理解和建构。

A组1.指出下列说法中的错误：（1）因为物体本身就有重力，所以重力没有施力物体；（2）重力的方向总是垂直于接触面向下的；（3）放在水平桌面上的两个球，靠在一起但并不互相挤压，两球之间存在弹力；（4）两物体间如果有相互作用的弹力，就一定存在摩擦力；（5）根据μ＝FNFf可知，动摩擦因数µ跟滑动摩擦力Ff成正比，跟压力FN成反比。

2.如图3-1，一架直梯斜靠在光滑的竖直墙壁上，下端放在粗糙的水平地面上，直梯处于静止状态。

请画出从侧面观察时直梯的受力示意图。

3.请设计一个测量纸跟桌面之间动摩擦因数的方法，画出示意图，说明测量方法，写出测量的计算式。

4.如图3-2，两人用同样大小的力共提一桶水，两人手臂间的夹角大些省力，还是小些省力？请通过推导得出你的结论。

5.生活中经常用刀来劈开物体。

图3-3是刀刃的横截面，F是作用在刀背上的力，若刀刃的横截面是等腰三角形，刀刃两侧面的夹角为θ，求刀劈物体时对物体侧向推力F N的大小。

6.如图3-4，用一根轻质细绳将一幅重力为10N的画框对称悬挂在墙壁上，画框上两个挂钉间的距离为0.5m。

已知绳能承受的最大拉力为10N，要使绳不会被拉断，绳子最短要多长？B组1.如图3-5，光滑斜面上有一个重力为100N的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上，已知绳子与竖直方向的夹角为45°，斜面倾角为37°，整个装置处于静止状态。

求绳对小球拉力的大小和斜面对小球支持力的大小。

（sin37°＝0.6）2.一台空调外机用两个三角形支架固定在外墙上（图3-6），空调外机的重心恰好在支架横梁和斜梁的连接点O的上方，重力大小为200N。

横梁AO水平，斜梁BO跟横梁的夹角为37°，sin37°＝0.6。

（1）横梁对O点的拉力沿OA方向，斜梁对O点的压力沿BO方向，这两个力各有多大？（2）如果把斜梁加长一点，仍保持连接点O的位置不变，横梁仍然水平，这时横梁和斜梁对O点的作用力大小将如何变化？3.木块A、B分别重50N和60N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25，夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m，系统置于水平地面上静止不动。

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1第三章相互作用第3节摩擦力【思维导图】2【微试题】31. 2009年10月17日河北选手李雪妹以33.898秒的成绩夺得第十一届全运会500米自行车计时赛冠军，该成绩超亚洲纪录，那么自行车在平直公路上匀速前进时，前后轮所受摩擦力的方向( )A．都向后B．都向前C．前轮向后，后轮向前D．前轮向前，后轮向后【答案】C42. 有关滑动摩擦力的下列说法中，正确的是( ）A．物体所受的滑动摩擦力与物体所受的重力成正比B．滑动摩擦力总是与压力垂直C．滑动摩擦力总是阻碍物体的运动D．滑动摩擦力随着压力的增大而增大【答案】BD53。

下列关于摩擦力的说法正确的是（)A．受到静摩擦力作用的物体一定是静止的B．受到滑动摩擦力作用的物体一定是运动的C．静摩擦力可以是动力,而滑动摩擦力只能是阻力D．摩擦力可以是动力,也可以是阻力6【答案】D4。

如图所示,用水平力F将一个木块压在竖直墙壁上，已知木块重G＝6 N，木块与墙壁间的动摩擦因数μ＝0.25。

问:（1)当F＝25 N时，木块没有动,木块受到的摩擦力为多大？7（2）当F增大为30 N时，木块仍静止，木块受到的摩擦力为多大？（3)当F＝10 N时，木块沿墙面下滑,此时木块受到的摩擦力为多大？(4)当F＝6 N时，木块受到的摩擦力又为多大？【答案】见解析解析：（1)对木块进行受力分析，木块没动，说明木块处于平衡状态，根据二力平衡条件知，木块受的静摩擦力一定和重力大小相等，方向相反，F＝6 N。

第三章 相互作用——力第1节 重力与弹力第2节 摩擦力第3节 牛顿第三定律第4节 力的合成和分解第5节 共点力平衡第三章 相互作用——力第1节 重力与弹力力：物体对物体的作用力的三要素：大小、方向、作用点力的示意图：大小、方向、作用点力的图示：大小、方向、作用点、标度力的作用效果：〔1〕使物体发生形变〔2〕转变物体运动状态力的分类〔高中阶段主要依据以下三个角度划分〕：①按性质〔产生本质〕分类：重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等；②按作用效果分类：拉力、推力、支持力、压力、动力、阻力等；③按讨论对象分类：内力、外力等。

对物体受力分析步骤：〔1〕重力〔2〕弹力：推力、拉力、支持力、压力〔3〕摩擦力 重力:由于地球的吸引而使物体受到的力〔方向：竖直向下或垂直于水平面对下〕 G=mg(g 随高度变大而变小、g 随纬度变大而变大)地球对地球外表物体的吸引力是万有引力〔方向：指向地心〕重力是万有引力的一个分力，另一个分力是向心力，供应人跟随地球一起自传弹力：发生弹性形变的物体由于要恢复原状而产生的力弹性形变：撤去外力后能恢复原状的形变弹力方向：与施力物体形变方向相反弹力产生的条件：〔1〕接触〔2〕发生弹性形变胡克定律:F=kx(x 为伸长量或压缩量,k 为劲度系数或倔强系数，与材料和匝数等有关)第2节 摩擦力摩擦力：两个相互接触的物体发生相对运动或具有相对运动趋势时，接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力静摩擦力：两个相互接触的物体具有相对运动趋势时，接触面上产生阻碍相对运动趋势的力 产生条件：〔1〕接触且发生弹性形变〔2〕接触面粗糙〔3〕有相对运动趋势大小：max 0静静f f <<方向：与物体相对运动趋势方向相反滑动摩擦力：两个相互接触的物体发生相对运动时，接触面上产生阻碍相对运动的力 产生条件：〔1〕接触且发生弹性形变〔2〕接触面粗糙〔3〕有相对运动大小：N F f μ=滑方向：与物体相对运动方向相反摩擦力方向推断：滑动摩擦力：与物体相对运动的方向相反静摩擦力：方法一：当静摩擦力作为动力时，静摩擦力方向与物体运动方向相同当静摩擦力作为阻力时，静摩擦力方向与物体运动方向相反方法二：毛刷法，将被讨论对象作为毛刷，刷毛与接触面接触，刷毛的方向即为静摩擦力方向。