高中物理必修1第三章第3节摩擦力(二)

2020-2021学年高一物理卓越同步讲义（新教材人教A版必修第一册）第三章相互作用--力第2节摩擦力一、知识点归纳知识点一对静摩擦力的理解和应用1．静摩擦力产生的条件(1)接触面是粗糙的．(2)两物体相对静止但存在相对运动趋势．(3)两物体在接触面上有压力(弹力)．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．对“相对运动趋势”的理解(1)相对运动趋势，是指一个物体相对于与它接触的另一个物体有运动的可能，但还处于相对静止状态．(2)相对运动趋势的方向，是指假设接触面光滑时，物体将要发生相对运动的方向．3．判断静摩擦力的有无的方法(1)条件判断法：接触面之间有弹力、粗糙且有相对运动趋势．(2)假设法：4．静摩擦力的方向判定方法静摩擦力的大小范围为0<F≤F max，静摩擦力随外力的变化而变化，一般根据物体的受力情况和平衡条件求解．知识点二滑动摩擦力1．滑动摩擦力产生的条件(1)两物体相互接触挤压．(2)物体间的接触面不光滑．(3)两物体间存在相对运动．“相对运动”的含义：滑动摩擦力存在于发生相对运动的两个物体之间，但并不意味着受滑动摩擦力的物体相对于地面是运动的，即受到滑动摩擦力作用的物体不一定运动．2．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．3．滑动摩擦力的大小二、题型分析题型一对静摩擦力的理解【例1】(2019-2020学年·湖南高一期末)关于静摩擦力，下列说法中正确的是()A．两个表面粗糙的物体，只要直接接触就会产生静摩擦力B．静摩擦力总是阻碍物体的运动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【答案】C【解析】由于静摩擦力产生在彼此直接接触且相互挤压、接触面粗糙又有相对运动趋势的物体之间，所以A 错误；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，不能说成阻碍物体的运动，所以B错误，C正确；两物体间静摩擦力的大小通常随物体所受其他外力的变化而变化，因此D错误．题型二对静摩擦力的有无和方向的判断【例2】判断各图中物体A是否受摩擦力作用(A和B相对静止)；若有，判断A受的摩擦力沿什么方向？(1)图a中A、B相对地面静止；(2)图b中A、B相对地面静止；(3)图c中A、B一起向右做匀速直线运动；(4)图d中A、B一起向右做匀速直线运动．【答案】(1)不受摩擦力作用(2)向左的静摩擦力(3)不受摩擦力作用(4)向左的静摩擦力【解析】图a情况，物体A处于平衡状态，假设物体A受静摩擦力作用，根据二力平衡知识可知，物体A 的平衡状态被破坏，因此假设是错误的，故在图a情况下物体A不受摩擦力．图b情况下物体A也处于平衡状态，由于A受向右的力F的作用，由二力平衡知A一定受向左的静摩擦力作用．图c情况，用力F拉水平地面上的B物体，B物体及其上面的A物体保持相对静止做匀速直线运动，假设A受静摩擦力作用，根据二力平衡知识可知，物体A的平衡条件被破坏，因此假设是错误的，A不受摩擦力作用．图d情况下，由于A做匀速直线运动，说明A在水平方向上平衡，根据二力平衡可知，A在水平方向上一定受到静摩擦力的作用与F相平衡，静摩擦力的方向与运动方向相反．【方法总结】易混淆的“三个方向”的辨析(1)运动方向：物体的运动方向一般选地面上固定不动的物体作为参考系判定．(2)相对运动方向：物体间的相对运动方向，指以其中一个物体A为参考系，另一个物体B的运动方向，即为物体B相对物体A的运动方向，反之也可．(3)相对运动趋势的方向：由于两物体间静摩擦力的存在而没有发生相对运动，其相对运动方向可用假设法(假设无静摩擦力)判定．【变式】(2019-2020学年·保山腾冲校级期末)如图所示，杆的上端用细绳吊在天花板上的O点，下端放在水平面上，且杆都处于静止状态，则地面对杆的摩擦力方向向左的是()【答案】A.【解析】：物体在拉力和重力的作用下有向右的运动趋势，故物体受到向左的摩擦力，A正确；物体受到的竖直向上的拉力，则B只受竖直方向上的力，水平方向没有外力作用，故物体不受摩擦力，B错误；物体受向上的拉力，水平方向没有外力的作用，故杆没有水平方向的作用，故没有摩擦力，C错误；物体在拉力的作用下，相对地面有向左的运动趋势，故物体受向右的摩擦力，D错误．题型三静摩擦力的计算【例3】如图所示，一质量M＝2 kg 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＝0.1 kg的小桶相连．已知M与水平面间的最大静摩擦力F m＝4.5 N，滑轮的摩擦不计，g＝10 N/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′＝3 kg的物体时；(3)只在桶内加入m1＝0.33 kg的沙子时．【思路点拨】解答本题时应明确以下两点：(1)小桶静止时，根据二力平衡知：F T＝m0g.(2)M静止时，根据二力平衡知：F f＝F T.【答案】(1)1 N(2)1 N(3)4.3 N【解析】(1)因为m0g＝1 N<F m，M处于静止状态，所以受静摩擦力作用，由二力平衡得F1＝m0g＝1 N.(2)在M上再放一个M′＝3 kg的物体，M仍静止，故所受静摩擦力F2＝F1＝m0g＝1 N.(3)因为(m0＋m1)g＝4.3 N<F m，故M处于静止状态，所受静摩擦力F3＝(m0＋m1)g＝4.3 N.【例2】(2019-2020学年·如皋月考)下列各图中所有接触面都是光滑的，P、Q两球之间不存在弹力的是()【答案】B【答案】A图中若两球间无弹力则小球将向凹面的底部运动，PQ间有弹力，故A错误；B图两球间若有弹力则小球将向两边运动，PQ间无弹力，故B正确；C图两球间若无弹力则小球P将向下运动，PQ间有弹力，故C错误；D图两球间若无弹力则小球P将向右下运动，PQ间有弹力，故D错误．题型四对滑动摩擦力的理解【例4】(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【答案】BC【解析】由产生滑动摩擦力的条件知，选项A错误，选项B正确；滑动摩擦力的方向与接触面相切，而正压力垂直于接触面，所以滑动摩擦力的方向跟接触面所受正压力垂直，选项C正确；静止的物体也可以受滑动摩擦力，如擦黑板时，黑板是静止的，但相对黑板擦是运动的，所以黑板受滑动摩擦力作用，关键要理解“运动”和“相对运动”的含义，选项D错误．【变式1】．(2019-2020学年·曲阜校级期中)关于滑动摩擦力公式F＝μF N，下列说法中正确的是() A．公式中的压力F N一定等于物体重力的大小B．由μ＝FF N，可知动摩擦因数μ与滑动摩擦力F成正比，与压力F N成反比C．由F＝μF N可知，若μ一定，F与F N成正比D．F的大小是由μ和F N决定的，还与接触面的大小有关【答案】C.【解析】：由滑动摩擦力公式F＝μF N可知，F N是物体受到的弹力，不一定等于物体的重力，故A错误；而μ只与接触面的材料及粗糙程度有关，与摩擦力F、支持力F N无关，故B错误；由滑动摩擦力公式F＝μF N 可知，F与μ成正比，与F N成正比，故C正确；由滑动摩擦力公式F＝μF N可知，摩擦力F的大小是由μ和F N决定的，与接触面的大小无关，故D错误．【变式2】如图所示，汽车B在水平路面上以相对于地面的速度v1向右运动，车上的货物A以相对于地面的速度v2向右运动．下列判断正确的是()A．若v1<v2，货物A受到了汽车B所施加的向右的滑动摩擦力B．若v1<v2，汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力C．若v1>v2，货物A受到了汽车B所施加的向左的滑动摩擦力D．若v1>v2，汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力【答案】B【解析】若v1<v2时，货物向右滑动，货物A受到汽车B所施加的向左的滑动摩擦力，汽车B受到货物A 所施加的向右的滑动摩擦力，选项A错误，B正确；若v1>v2时，货物A相对汽车B向左滑动，受到汽车B 所施加的向右的滑动摩擦力，汽车B受到货物A所施加的向左的滑动摩擦力，故选项C、D错误．题型五对滑动摩擦力的计算【例4】(2019-2020学年·衡水高一检测)质量为2 kg的物体，静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．现给物体一水平拉力(g取10 m/s2)，问：(1)当拉力大小为5 N时，地面对物体的摩擦力是多少？(2)当拉力大小为12 N时，地面对物体的摩擦力是多少？(3)此后若将拉力减小为5 N(物体仍在滑动)，地面对物体的摩擦力是多少？(4)若撤去拉力，在物体继续滑动的过程中，地面对物体的摩擦力是多少？【答案】：(1)5 N(2)10 N(3)10 N(4)10 N【解析】：物体所受滑动摩擦力(最大静摩擦力F max)的大小为F＝μF N＝μmg＝0.5×2×10 N＝10 N.(1)当拉力F1＝5 N时，F1<F max，物体静止，由二力平衡可知F静＝F1＝5 N.(2)当拉力F2＝12 N时，F2>F max，物体要滑动，F滑＝F＝10 N.(3)当拉力减小为5 N时，物体仍在滑动，故F滑＝F＝10 N.(4)当撤去拉力后，由于物体继续滑动，仍受滑动摩擦力的作用，F滑＝F＝10 N.【变式】(2019-2020学年·中山校级一模)如图所示，物体A重40 N，物体B重20 N，A与B、A与地的动摩擦因数相同，物体B用细绳系住，当水平力F＝32 N时，才能将A匀速拉出，求接触面间的动摩擦因数．【答案】0.4【解析】以A物体为研究对象，其受力情况如图所示：则物体B对其压力F N2＝G B，地面对A的支持力F N1＝G A＋G B；所以A受B的滑动摩擦力F f2＝μF N2＝μG B，A受地面的摩擦力F f1＝μF N1＝μ(G A＋G B)；又由题意得：F＝F f1＋F f2＝μ(G A＋2G B)；将F＝32 N，G A＝40 N，G B＝20 N代入解得μ＝0.4.三、课堂检测1.(2019-2020学年·西城校级期中)下列哪些措施是为了减小摩擦力()A．在轴承中滴润滑油B．轮胎表面有花纹状的沟槽C．自行车刹车时用力捏闸D．冰雪天气地面上撒沙铺草【答案】A.【解析】：在轴承中滴润滑油，可以减小轴承与车轮之间的摩擦力，故A正确；轮胎表面都有花纹状的沟槽，是为了增大动摩擦因数，能使车在雨天与地面间产生足够的摩擦力，故B错误；自行车刹车时用力捏闸，是为了增大闸与车轮之间的正压力，从而增大摩擦力，使车容易停下，故C错误；冰雪天气地面上撒沙铺草可以增大冰与人(或车)之间的摩擦力，故D错误．2.如图所示，若小猫沿树匀速攀上和匀速下滑，它所受的摩擦力分别是F1和F2，则()A．F1向下，F2向上，且F1＝F2 B．F1向下，F2向上，且F1>F2C．F1向上，F2向上，且F1＝F2 D．F1向上，F2向下，且F1＝F2【答案】C.【解析】：由题意可知，小猫向上、向下均做匀速运动，且小猫受重力、摩擦力作用，故二力平衡，由重力的大小和方向可推断出摩擦力总是向上的，且大小等于小猫的重力，故C正确．3．(2019-2020学年·青羊校级月考)关于摩擦力，有人总结了“四条不一定”，其中说法错误的是() A．摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同B．静摩擦力的方向不一定与运动方向共线C．受静摩擦力或滑动摩擦力的物体不一定静止或运动D．静摩擦力一定是阻力，滑动摩擦力不一定是阻力【答案】D.【解析】：滑动摩擦力与物体的相对运动方向相反，即相对相接触的那个物体的运动方向相反，与物体的实际运动方向可以成任意角度，故A正确；静摩擦力的方向不一定与运动方向共线，比如：贴着车厢壁运行的物体，故B正确；货物在传送带上向高处运动时，货物受静摩擦力但不静止；受到滑动摩擦力却是静止的，比如：正在地面上滑行的物体，地面受到是滑动摩擦力，而地面是静止的，故C正确；静摩擦力与物体的相对运动趋势的方向相反，它可以是阻力、可以是动力，故D错误．4.(多选)用手握住一个油瓶(瓶始终处于竖直方向)，如图所示．下列说法中正确的有()A．瓶中油越多，手必须握得越紧B．手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大C．不管手握得有多紧，油瓶受到的摩擦力总是一定的D．以上说法都正确【答案】AC.【解析】：用手握住油瓶，油瓶不掉落下来，表明手对油瓶竖直向上的静摩擦力跟油瓶受到的重力平衡，静摩擦力的大小由油瓶和油受到的重力(大小)决定；油瓶变重，它受到的静摩擦力必须随之增大，即手握得紧一点才能保证油瓶不会掉落下来；如果手握得不够紧，正压力不够大，最大静摩擦力小于油瓶受到的重力，油瓶就会掉下来，所以选项A正确；手握得越紧，手与油瓶之间的正压力越大，最大静摩擦力也越大，但是油瓶受到的是与油瓶重力相平衡的静摩擦力，大小等于油瓶受到的重力，可见，选项B、D错误，选项C 正确．5.如图所示，一辆汽车在平直公路上，车上有一木箱．试判断下列情况中，木箱所受的摩擦力及其方向．(1)汽车由静止加速运动时(木箱和车面无相对滑动)；(2)汽车刹车时(二者无相对滑动)；(3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动)；(4)汽车刹车，木箱在车上向前滑动时；(5)汽车在匀速行驶中突然加速，木箱在车上滑动时．【答案】：(1)静摩擦力向前(2)静摩擦力向后(3)不受摩擦力(4)滑动摩擦力向后(5)滑动摩擦力向前【解析】：(1)木箱随汽车一起由静止加速运动，假设二者的接触面是光滑的，则汽车加速时，木箱由于惯性要保持原有的静止状态，因此它将相对于汽车向后滑动．而实际上木箱没有滑动，说明木箱有相对汽车向后滑动的趋势，所以木箱受到向前的静摩擦力．(2)汽车刹车时，速度减小，假设木箱与汽车的接触面是光滑的，则木箱将相对汽车向前滑动，而实际上木箱没有滑动，说明木箱有相对汽车向前滑动的趋势，所以木箱受到向后的静摩擦力．(3)木箱随汽车一起匀速运动时，二者无相对滑动，假设木箱受水平向前的摩擦力，跟木箱接触的物体只有汽车，汽车最多能对它施加两个力(支持力F1和摩擦力F2)，由二力平衡知：F1与G平衡，但没有力与F2平衡，木箱不能做匀速直线运动，这与题意矛盾，所以假设错误，即木箱不受摩擦力．(4)汽车刹车时，木箱相对于汽车向前滑动，易知木箱受到向后的滑动摩擦力．(5)汽车在匀速运动过程中突然加速，木箱相对于汽车向后滑动，易知木箱受到向前的滑动摩擦力．四、课后提升作业一、选择题1．(2019-2020学年·慈溪高一期末)1．下列有关摩擦力的说法正确的是()A．一个物体静止在另一个物体的表面上，它们之间没有静摩擦力B．滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反C．摩擦力可以是阻力也可以是动力D．由公式μ＝FF N可以看出，μ与F成正比，与F N成反比【答案】C.【解析】：一个物体静止在另一个物体的表面上，如果有相对运动趋势，它们之间一定有静摩擦力，选项A 错误；滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动方向相反，选项B错误；摩擦力可以是阻力也可以是动力，选项C正确；μ与材料类别及接触面的粗糙程度有关，与F和F N无关，选项D错误．2．(2019-2020学年·扬州期末)下列图片中的人或物体没有利用摩擦力的是()【答案】B.【解析】：传送带将货物送到高处，依靠传送带给货物的静摩擦力，故A不符合题意；乘客在竖直上升电梯中，不满足摩擦力产生条件，即没有相对运动或相对运动趋势，因此乘客不受摩擦力作用，故B符合题意；运动员跑步，脚底相对地面有后运动的趋势，因此地面给人向前的静摩擦力，故C不符合题意；手拿住杯子，满足摩擦力产生的条件，杯子相对手有向下滑的趋势，因此手给杯子有向上的静摩擦力，故D不符合题意．3.水平的皮带传送装置如图所示，皮带的速度保持不变，将物体轻轻地放在A点，开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置C时停止滑动，随后随皮带一起匀速运动，直至传送到B点，在传送过程中，该物体受到的摩擦力情况是()A．在AC段受到水平向左的滑动摩擦力B．在AC段受到水平向右的滑动摩擦力C．在CB段不受静摩擦力D．在CB段受到水平向右的静摩擦力【答案】BC.【解析】：在AC段物体相对皮带向左滑动，受到水平向右的滑动摩擦力；在CB段物体相对皮带静止，物体随皮带一起匀速运动，受到的是平衡力，如果有静摩擦力，则物体不能处于平衡状态，所以不受静摩擦力，故选项B、C正确．4．关于动摩擦因数，下列说法中正确的是()A．由滑动摩擦力公式可推出动摩擦因数μ与正压力F N成正比B．相同的条件下，接触面积越大，动摩擦因数越大C．动摩擦因数只与接触面的粗糙程度、相互接触的物体的材料有关D．生活经验告诉我们：物体运动越快摩擦力越大，则物体表面的动摩擦因数μ与速度大小成正比【答案】C.【解析】：动摩擦因数(即滑动摩擦力和弹力的比值)，是一种比值定义法，则动摩擦因数与滑动摩擦力和弹力均无关，只与接触面的粗糙程度、相互接触的物体的材料有关，故C正确，A、B均错误；由上分析可知，物体表面的动摩擦因数μ与速度大小也无关，故D错误．5．(2019-2020学年·南京学业考试)如图所示，在粗糙的水平地面上，一物块与弹簧连接．先用水平向右的力拉弹簧，物块处于静止状态，地面对物块的摩擦力大小为f.增大拉力F，使弹簧伸长量为原来的2倍，物块仍保持静止，此时地面对物块的摩擦力大小为()A．0B．f C．2f D．3f【答案】C.【解析】：物体处于静止状态，水平方向受力平衡，合外力等于零，F等于f，当F增大时，f随之增大，物块仍保持静止，合力为零，F和f是一对平衡力；弹簧伸长量为原来的2倍，根据胡克定律，则有此时地面对物块的摩擦力大小为2f，故C正确，A、B、D错误．6.（多选）(2019-2020学年·长春高一期末)《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．小球受到的摩擦力方向竖直向上B．小球受到的摩擦力与重力大小相等C．若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力变大D．若铁夹水平向右加速移动，小球受到的摩擦力变大【答案】AB.【解析】：对小球受力分析可知，小球受重力、两侧铁夹的弹力以及摩擦力作用，根据平衡条件可知，小球在竖直方向上受到的摩擦力与重力大小相等，方向相反，即摩擦力方向竖直向上，故A、B正确；增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力仍等于重力，大小不变，故C错误；若水平移动铁夹，由于小球在竖直方向受力始终平衡，故摩擦力大小不变，故D错误．7．(2019-2020学年·郑州高一月考)甲图中小明用60 N的水平力推木箱，没推动，此时木箱受的摩擦力为F1；乙图中小明用100 N的水平力恰好能推动木箱，此时木箱受的摩擦力为F2；丙图中小明把木箱推动了，此时木箱受的摩擦力为F3.已知木箱对地面的压力为300 N，木箱与地面间动摩擦因数为0.3，则F1、F2、F3的大小分别为()A．60 N，100 N，90 N B．0，100 N，300 NC．60 N，100 N，300 N D．0，100 N，90 N【答案】A.【解析】：甲图小明用的推力F＝60 N，木箱不动，木箱在水平方向受到两个力作用处于平衡状态，木箱受的摩擦力为静摩擦力，F1＝F＝60 N；乙图小明用的推力F′＝100 N，木箱恰好能被推动，静摩擦力达到最大值，F2＝F′＝100 N；丙图小明把木箱推动了，木箱受到了滑动摩擦力的作用，F3＝μF N＝0.3×300 N＝90 N，故选项A正确，选项B、C、D错误．8．(2019-2020学年·沭阳高一校级月考)冰壶比赛的冰道表面覆盖着特制的微小颗粒．如图所示，比赛时运动员常在冰壶滑行的前方用冰刷快速擦刷冰面，使冰壶滑得更远．设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ，受到的滑动摩擦力为f，则冰道被擦刷后()A．μ和f都增大B．μ和f都减小C．μ增大，f减小D．μ减小，f增大【答案】B.【解析】：用冰刷刷冰，使冰壶和冰之间形成一层水膜，由于水的出现使冰壶与冰面分开，从而减小了动摩擦因数，进而减小了冰壶与冰面之间的摩擦力，故B正确，A、C、D错误．9．(2019-2020学年·石景山期末)用如图所示装置研究摩擦力的变化规律，把木块放在水平长木板上，在弹簧测力计的指针下轻放一个小纸团，它只能被指针向左推动．用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使拉力由零缓慢增大．下列说法正确的是()A．木块开始运动前，摩擦力可以用公式F＝μF N计算B．该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小C．木块开始运动前，拉力小于摩擦力D．当拉力达到某一数值时木块开始移动，运动过程中木块受到的摩擦力会越来越大【答案】B.【解析】：由题意可知，开始时木块保持不动，木块受静摩擦力，根据平衡条件可知摩擦力始终等于拉力，故摩擦力大小随拉力的增大而增大；而当增大拉力达到某一大小时，木块开始滑动，说明此时木块恰好达到最大静摩擦力；而由于滑动摩擦力要小于最大静摩擦力，所以木块移动后拉力将减小，根据纸团的位置即可记录下最大静摩擦力，故B正确，A、C、D错误．10．（多选）(2019-2020学年·赣州月考)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10 kg的木箱，木箱所受的摩擦力f与F的关系如图乙所示，g取10 m/s2，下列说法正确的是()A．木箱所受的最大静摩擦力f m＝21 N B．木箱所受的最大静摩擦力f m＝20 NC．木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.21 D．木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.2【答案】AD.【解析】：由图乙知木箱受的最大静摩擦力为f m＝21 N，故A正确，B错误；当木箱运动后受的是滑动摩擦力，大小为f＝μmg＝20 N，解得μ＝0.2，故C错误，D正确．二、非选择题11．如图所示，一重为40 N的木块原来静止在水平桌面上，某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用，其中F1＝13 N，F2＝6 N，已知木块与地面间的动摩擦因数为0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：(1)木块受到的摩擦力的大小和方向；(2)当只将F1撤去时，木块受到的摩擦力的大小和方向；(3)若撤去的力不是F1而是F2，求木块受到的摩擦力的大小和方向．【答案】：(1)7 N水平向左(2)6 N水平向右(3)8 N水平向左【解析】：当木块运动时受到的滑动摩擦力为F滑＝μF N＝μG＝0.2×40 N＝8 N，故木块受到地面的最大静摩擦力为8 N.(1)加上F1、F2后，F1和F2相当于一个方向向右的F＝F1－F2＝7 N的力，由于F小于最大静摩擦力，故木块处于静止状态，则木块受到地面静摩擦力的作用，大小为7 N，方向水平向左．(2)由于F2小于最大静摩擦力，故木块仍保持静止．由二力平衡知识知，木块受到的静摩擦力大小等于F2，即大小为6 N，方向水平向右．(3)撤掉F 2后，由于F 1大于最大静摩擦力，则木块受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为8 N ，方向水平向左．12．如图所示，轻质弹簧的劲度系数k ＝20 N/cm ，用其拉着一个重为200 N 的物体在水平面上运动，当弹簧的伸长量为4 cm 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6 cm 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？【答案】：(1)0.4 (2)120 N 80 N (3)80 N【解析】：(1)由F f ＝kx ＝μF N ＝μG 知μ＝kx G ＝20×4200＝0.4. (2)由F ＝kx ′得：F ＝20×6 N ＝120 N ；此时物体受到的摩擦力为滑动摩擦力，所以F ′f ＝μG ＝0.4×200 N ＝80 N.(3)由于物体仍能滑行，物体所受的滑动摩擦力大小和方向不变，大小仍为80 N.13.如图所示，物体A 、B 的质量分别为m A ＝10 kg ，m B ＝20 kg ，A 与B 、B 与水平桌面间的动摩擦因数都等于0.3，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．当用水平力F ＝80 N 向右拉轻滑轮时，B 对A 的摩擦力和桌面对B 的摩擦力为多大？(g 取10 m/s 2)【答案】：30 N 70 N【解析】：A 与B 、B 与水平桌面间的最大静摩擦力分别为：F m A ＝μm A g ＝30 NF m B ＝μ(m A g ＋m B g )＝90 N由于绳子对物体A 的拉力F A ＝F 2＝40 N>F m A 故B 对A 的摩擦力为滑动摩擦力，大小为30 N ，方向向左．。

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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。

高中物理必修一第三章 第3节 摩擦力经典例题解析1．关于滑动摩擦力，如下说法正确的答案是( )A ．两物体间的接触面积越大，滑动摩擦力就越大B ．两物体的运动速度越大，滑动摩擦力就越大C ．两接触面间的滑动摩擦力越大，说明两接触面越粗糙D ．滑动摩擦力大小不仅与两接触面的粗糙程度有关，还与它们间的正压力有关，而与接触面积的大小无关解析：滑动摩擦力不仅与接触面的粗糙程度即与μ有关，而且还与两者之间的正压力F N 成正比，与其他因素无关，因此选项A 、B 、C 错误，D 正确。

答案：D2．关于摩擦力与弹力的关系，如下说法中正确的答案是( )A ．摩擦力与产生它的正压力总是成对出现的B ．有摩擦力必然有产生它的正压力，反之亦然C ．摩擦力与产生它的正压力必然相互垂直(这里指方向)D ．摩擦力方向与产生它的正压力方向可成任意角解析：摩擦力与弹力的产生无同时性，虽然有摩擦力，一定有弹力，但有弹力，不一定有摩擦力，故A 、B 皆不对；摩擦力方向沿接触面，正压力垂直接触面，故C 对，D 不对。

答案：C3．如下说法中正确的答案是( )A ．静摩擦力可以做动力，滑动摩擦力一定不能做动力B ．手握竖直的瓶子处于静止状态，握力增大，最大静摩擦力将保持不变C ．水平力作用在物体上，使物体运动，物体所受摩擦力与水平拉力大小无关D ．摩擦力的方向有时可以与相对运动方向一样解析：无论是静摩擦力，还是滑动摩擦力都可能做动力，也都可能做阻力，故A 错；最大静摩擦力与正压力成正比，所以B 也不对，C 中F f ＝μmg ，与F 无关，C 对，D 一定不对。

答案：C4．如图3－3－4所示，有两条黑、白毛巾交替折叠地放在地面上，白毛巾的中部用线与墙壁连接，黑毛巾的中部用线拉住，设线均水平，假设每条毛巾的质量均为m ，毛巾之间与毛巾与地面之间的动摩擦因数为μ。

图3－3－4 欲将黑、白毛巾别离开来，如此将黑毛巾匀速拉出需加的水平力为多大？解析：对黑毛巾进展研究，要将其拉出需抑制四个面所受的摩擦力，如此：F 外＝μ×12mg ＋μ×mg ＋μ×32mg ＋μ×2mg ＝5μmg 。

3.2 摩擦力教学目标：1.知识与能力：认识静摩擦力的规律，了解静摩擦力的变化范围及其最大值；知道最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，会简单地计算静摩擦力；认识滑动摩擦力的规律，知道滑动摩擦力的产生条件，会判断其方向；能计算滑动摩擦力大小，知道动摩擦因数只与接触面地性质有关。

2.过程与方法：培养学生利用物理语言分析、思考、描述摩擦力概念和规律的能力；让学生学会在实验中控制变量和实验条件。

3.情感态度与价值观：利用实验和生活实例激发学生学习兴趣；培养学生实践认识（规律）实践（解决实际问题）的思想。

教学重点：滑动摩擦力产生的条件及规律，并会用F=μF N解决具体问题；静摩擦力的有无的判断以及静摩擦力方向的判断。

教学难点：正压力F N的确定；静摩擦力方向的正确判定。

教学过程：一、导入新课：摩擦力跟压力存在怎样的关系呢？二、讲授新课：1、滑动摩擦力【教师引导】结合实例分析，回顾初中所学知识，总结一下摩擦力的定义。

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，这种力叫作摩擦力。

【教师补充】摩擦力的种类分为滑动摩擦力和静摩擦力。

【教师提问】什么是滑动摩擦力？感受滑动摩擦力【学生活动】将手掌放在桌面上，向前轻轻移动手掌；收回手掌后，用力下压桌面，向前推动手掌，感受两次不同的感觉。

【教师总结】1、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。

2、滑动摩擦力产生条件：【教师补充】（1）“相对”的含义是指相对跟它接触的物体,而不是相对别的物体。

(2)“相对滑动” 是指两个物体之间的相对位置在变化,可能的情况有：一个物体静止,另一个运动;两个物体同向运动,但速度不等;两物体反向运动等。

因此,静止的物体也可以受到滑动摩擦力作用,如擦黑板,黑板静止,但受滑动摩擦力。

【教师引导】结合推手感觉，分析一下，手受到滑动摩擦力时，滑动摩擦力对手的相对运动起到了什么作用？手所受滑动摩擦力的方向与手相对运动的方向是什么关系？【教师总结】3、滑动摩擦力的大小跟压力成正比，即f N F F μ=说明：①动摩擦因数μ与材料及接触面的粗糙程度有关，与其他因素无关；②N F 是接触物间的弹力，在数值上不一定等于重力，方向垂直于接触面。