知識(shí)講解摩擦力基礎(chǔ)版

1、摩擦力 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道滑動(dòng)摩擦產(chǎn)生的條件，會(huì)正確判斷滑動(dòng)摩擦力的方向2.會(huì)用公式f=N計(jì)算滑動(dòng)摩擦力的大小，知道影響動(dòng)摩擦因數(shù)的大小因素3.知道靜摩擦力的產(chǎn)生條件，能判斷靜摩擦力的有無以及大小和方向4.理解最大靜摩擦力.能根據(jù)二力平衡條件確定靜摩擦力的大小【要點(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、摩擦力要點(diǎn)詮釋：1.定義：當(dāng)相互接觸且相互擠壓的物體之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，接觸面間產(chǎn)生的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力，稱為摩擦力.固體、液體、氣體的接觸面上都會(huì)有摩擦作用.2.分類：分為滾動(dòng)摩擦（初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過）、滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力要點(diǎn)二、滑動(dòng)摩擦力要點(diǎn)詮釋：1.產(chǎn)生：一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上相對(duì)于另

2、一個(gè)物體發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，另一個(gè)物體阻礙它相對(duì)滑動(dòng)的力稱為滑動(dòng)摩擦力.2.產(chǎn)生條件：相互接觸且相互擠壓；有相對(duì)運(yùn)動(dòng)；接觸面粗糙 說明：1)兩個(gè)物體直接接觸、相互擠壓有彈力產(chǎn)生.摩擦力與彈力一樣屬接觸作用力，但兩個(gè)物體直接接觸并不擠壓就不會(huì)出現(xiàn)摩擦力.擠壓的效果是有壓力產(chǎn)生.壓力就是一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體表面的垂直作用力，也叫正壓力，壓力屬彈力，可依上一節(jié)有關(guān)彈力的知識(shí)判斷有無壓力產(chǎn)生.2)接觸面粗糙.當(dāng)一個(gè)物體沿另一物體表面滑動(dòng)時(shí)，接觸面粗糙，各凹凸不平的部分互相嚙合，形成阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，即為摩擦力.凡題中寫明“接觸面光滑”、“光滑小球”等，統(tǒng)統(tǒng)不考慮摩擦力(“光滑”是一個(gè)理想化模型).3)接觸

3、面上發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng).特別注意：“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”與“物體運(yùn)動(dòng)”不是同一概念.“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”是指受力物體相對(duì)于施力物體(以施力物體為參照物)的位置發(fā)生了改變；而“物體的運(yùn)動(dòng)”一般指物體相對(duì)地面的位置發(fā)生了改變.3.方向：總與接觸面相切，且與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反. 這里的“相對(duì)”是指相互接觸發(fā)生摩擦的物體，而不是相對(duì)別的物體.滑動(dòng)摩擦力的方向跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反，但并非一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反.4大?。夯瑒?dòng)摩擦力大小與壓力成正比，即：f=N說明：壓力FN與重力G是兩種不同性質(zhì)的力，它們?cè)诖笮∩峡梢韵嗟?，也可以不等，也可以毫無關(guān)系，用力將物塊壓在豎直墻上且讓物塊沿墻面下滑，物塊與墻面間的壓力就與物塊重力無關(guān)

4、，不要一提到壓力，就聯(lián)想到放在水平地面上的物體，認(rèn)為物體對(duì)支承面的壓力的大小一定等于物體的重力.是比例常數(shù)，稱為動(dòng)摩擦因數(shù)，沒有單位，只有大小，數(shù)值與相互接觸的材料、接觸面的粗糙程度有關(guān).在通常情況下，<1.計(jì)算公式表明：滑動(dòng)摩擦力F的大小只由和FN共同決定，跟物體的運(yùn)動(dòng)情況、接觸面的大小等無關(guān).要點(diǎn)三、靜摩擦力要點(diǎn)詮釋：1.產(chǎn)生：兩個(gè)物體滿足產(chǎn)生摩擦力的條件，有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，物體間所產(chǎn)生的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力叫靜摩擦力.2.產(chǎn)生條件：兩物體直接接觸、相互擠壓有彈力產(chǎn)生；接觸面粗糙； 兩物體保持相對(duì)靜止但有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì).所謂“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)”，就是說假設(shè)沒有靜摩擦力的存在，物體間就會(huì)發(fā)生

5、相對(duì)運(yùn)動(dòng).比如物體靜止在斜面上就是由于有靜摩擦力存在；如果接觸面光滑沒有靜摩擦力，則由于重力的作用，物體會(huì)沿斜面下滑.3.大?。簝晌矬w間實(shí)際發(fā)生的靜摩擦力f在零和最大靜摩擦力之間 實(shí)際大小可根據(jù)二力平衡條件或牛頓定律判斷.4.方向：總跟接觸面相切，與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反說明：所謂“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向”，是指假設(shè)接觸面光滑時(shí)，物體將要發(fā)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向.比如物體靜止在粗糙斜面上，假設(shè)沒有摩擦，物體將沿斜面下滑，即物體靜止時(shí)相對(duì)(斜面)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向是沿斜面向下，則物體所受靜摩擦力的方向沿斜面向上，與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反.判斷靜摩擦力的方向可用假設(shè)法.其操作程序是：A選研究對(duì)象：受靜摩擦力作用

6、的物體；B選參照物體：與研究對(duì)象直接接觸且施加靜摩擦力的物體；C假設(shè)接觸面光滑，找出研究對(duì)象相對(duì)參照物體的運(yùn)動(dòng)方向即相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向D確定靜摩擦力的方向：與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反 靜摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反，但并非一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反.要點(diǎn)四、最大靜摩擦力要點(diǎn)詮釋：如圖所示，水平面上放一靜止的物體，當(dāng)人用水平力F推時(shí)，此物體靜止不動(dòng)，這說明靜摩擦力的大小等于F；當(dāng)人用水平力2F推時(shí)，物體仍靜止不動(dòng)，此時(shí)靜摩擦力的大小等于2F.可見，靜摩擦力的大小隨推力的增大而增大，所以說靜摩擦力的大小由外部因素決定.當(dāng)人的水平推力增大到某一值fmax時(shí)，物體就要滑動(dòng)，此時(shí)靜摩擦力達(dá)到最大

7、值，我們把叫做最大靜摩擦力.故靜摩擦力的取值范圍是：.要點(diǎn)詮釋：靜摩擦力大小與正壓力無關(guān)，但一般情形下，最大靜摩擦力的大小與正壓力成正比.靜摩擦力可以是阻力，也可以充當(dāng)動(dòng)力，如人跑步時(shí)地面給人的靜摩擦力就是動(dòng)力，傳送帶上物體隨傳送帶一起加速，靜摩擦力也是動(dòng)力.最大靜摩擦力一般比滑動(dòng)摩擦力稍大些，但通常認(rèn)為二者是相等的.要點(diǎn)五、 用假設(shè)法判斷摩擦力要點(diǎn)詮釋：判斷靜摩擦力是否存在，要看是否具備靜摩擦力產(chǎn)生的條件，但在通常情況下，其它條件是具備的，關(guān)鍵看物體是否有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì).要判斷是否有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，可用假設(shè)法判斷，假設(shè)法有兩種，一種是假設(shè)接觸面光滑，不存在摩擦力，看是否改變?cè)瓉淼倪\(yùn)動(dòng)狀態(tài).另一種

8、是假設(shè)摩擦力存在，看是否改變?cè)瓉淼倪\(yùn)動(dòng)狀態(tài).第一種假設(shè)往往用來判斷做變速運(yùn)動(dòng)的物體的靜摩擦力和有其它外力存在但物體處于平衡狀態(tài)時(shí)的靜摩擦力.第二種假設(shè)往往用來判斷物體不受其它外力，物體處于平衡狀態(tài)時(shí)的靜摩擦力.假設(shè)法只是判斷摩擦力的一種方法，有時(shí)還可以根據(jù)力的作用效果判斷，已知物體A做勻加速運(yùn)動(dòng)，說明物體A的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變，因此，物體A一定受到靜摩擦力作用?！镜湫屠}】類型一、靜摩擦力的考查例1、用手握住一個(gè)油瓶，油瓶始終處于豎直方向，如圖所示，下列說法中正確的是( ) A瓶中油越多，手必須握得越緊 B手握得越緊，油瓶受到的摩擦力越大 C不管手握得多緊，油瓶受到的摩擦力總是一定的 D摩擦力

9、等于油瓶與油的總重力【思路點(diǎn)撥】靜摩擦力隨外界條件的變化而變化?！敬鸢浮緼CD【解析】解本題的關(guān)鍵是明確靜摩擦力大小與壓力大小無直接的關(guān)系 手握住油瓶，油瓶不掉落下來，表明手對(duì)油瓶豎直向上的靜摩擦力跟油瓶重力平衡靜摩擦力的大小由瓶的重力(大小)決定油瓶越重，它受到的靜摩擦力必須越大，手握得緊一點(diǎn)，相應(yīng)的最大靜摩擦力也就大一點(diǎn)，就能保證油瓶不會(huì)掉下來；如果手握得不夠緊，正壓力不夠大，最大靜摩擦力小于油瓶的重力，油瓶就會(huì)掉下來，所以選項(xiàng)A、D正確 手握得越緊，手與瓶間的壓力越大，最大靜摩擦力也越大，但只要最大靜摩擦力大于油瓶的總重力，油瓶受到的靜摩擦力(此情況下應(yīng)小于最大靜摩擦力)就與油瓶的總重力

10、平衡，是一個(gè)定值等于油瓶的重力，可見選項(xiàng)B錯(cuò)誤C正確【點(diǎn)評(píng)】在靜摩擦力與另一個(gè)力平衡的條件下，靜摩擦力隨另一個(gè)力變化而變化，若那個(gè)力不變，則靜摩擦力也不變例2、如圖所示，一木塊放在水平桌面上，在水平方向上共受三個(gè)力即F1、F2和摩擦力的作用，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)其中F110 N、F22 N若撤出F1，則木塊在水平方向上受到的摩擦力為( ) A2 N，方向向右 B6 N，方向向右 C2 N，方向向左 D零【思路點(diǎn)撥】木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，合力為零，靜摩擦力必與其他兩個(gè)力的合力等大方向。【答案】A【解析】撤去F1前，受，說明，故撤去F1后，為靜止，則，受摩擦力為2N，方向向右，A對(duì)舉一反三【變式1】有關(guān)靜

11、摩擦力的下列說法，正確的是（ ）A靜摩擦力與壓力成正比B只有靜止的物體才受靜摩擦力C靜摩擦力的方向可能與運(yùn)動(dòng)方向垂直D接觸面上的摩擦力總是與接觸面平行【答案】CD【解析】最大靜摩擦力與壓力成正比.一般的靜摩擦力沒有這樣的關(guān)系.A不正確.運(yùn)動(dòng)的物體也可以受到靜摩擦力，只要兩物體保持相對(duì)靜止有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)即可.B不正確.靜摩擦力方向與接觸面相切，與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反.所以靜摩擦力的方向可能與運(yùn)動(dòng)方向垂直，一定與接觸面平行，所以C、D是正確的.【變式2】關(guān)于靜摩擦力，下列說法正確的是（ ）A靜摩擦力的方向總是與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反B靜摩擦力的方向總是與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反C受靜摩擦力的

12、物體一定是靜止的D兩個(gè)相對(duì)靜止的物體之間一定有靜摩擦力的作用【答案】B【解析】靜摩擦力的方向總是與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反，可以與運(yùn)動(dòng)方向相同（比如手握物體向上勻速），可以與運(yùn)動(dòng)方向相反（比如手握物體向下勻速）；兩個(gè)相對(duì)靜止的物體之間必須有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，同時(shí)相互擠壓才有靜摩擦力.【高清課程：摩擦力 00:22:03】【變式3】你在走路向后蹬地的時(shí)候，鞋底與地面之間的摩擦力是（ ）A動(dòng)力 B阻力 C彈力 D支持力【答案】A類型二、滑動(dòng)摩擦力的考查例3、一根質(zhì)量為m，長為l的均勻長方體木料，放在水平桌面上，木料與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，現(xiàn)用水平力F推木料，當(dāng)木料經(jīng)過如圖所示的位置時(shí)，桌面對(duì)它的

13、摩擦力是多少？【思路點(diǎn)撥】木塊所受的滑動(dòng)摩擦力與正壓力有關(guān)。注意正壓力與重力的關(guān)系?！敬鸢浮?水平向左【解析】從本題的題意可知，所求的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，而滑動(dòng)摩擦力的大小遵從摩擦定律因此本題的關(guān)鍵是確定正壓力 由于木料是均勻的，故其重心在其中心處即處當(dāng)木料經(jīng)過圖中所示的位置時(shí)，伸出桌外，故此時(shí)木料對(duì)桌面的壓力為. 根據(jù)可知，此時(shí)木料對(duì)桌面的摩擦力為： 由于力的作用是相互的，即摩擦力是成對(duì)出現(xiàn)的，故可知所求桌面對(duì)木料的摩擦力的大小為： 根據(jù)木料相對(duì)桌面運(yùn)動(dòng)的方向向右，滑動(dòng)摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反，可判斷得：所求桌面對(duì)木料的摩擦力的方向?yàn)樗较蜃蟆军c(diǎn)評(píng)】求解摩擦力的問題時(shí)，首先要明確

14、所求的摩擦力是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力，本題中所求的滑動(dòng)摩擦力，在求其大小時(shí)，關(guān)鍵是正壓力FN的確定，而在求其方向時(shí)，注意確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向，同時(shí)，本題在確定FN時(shí)，進(jìn)一步加深了對(duì)前面所學(xué)習(xí)的“重心”的概念的理解本題中FNG舉一反三【變式1】有關(guān)滑動(dòng)摩擦力的下列說法，正確的是（ ）A物體所受的滑動(dòng)摩擦力與物體所受的重力成正比B滑動(dòng)摩擦力總是與物體運(yùn)動(dòng)方向相反C滑動(dòng)摩擦力總是阻力D滑動(dòng)摩擦力隨壓力增大而增大【答案】D【解析】滑動(dòng)摩擦力與壓力成正比，而不是與重力成正比.在很多的情況下，重力與壓力都不相等.所以A是不正確的.滑動(dòng)摩擦力的方向總是與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反.滑動(dòng)方向是兩接觸物體互為參照物.物體

15、運(yùn)動(dòng)的方向其參照物可以任意選.一般情況是以地面為參照物.B是不正確的. 結(jié)合上述分析，滑動(dòng)摩擦力即可以作為動(dòng)力，也可以作為阻力.因此C是不正確的.滑動(dòng)摩擦力與壓力成正比，所以滑動(dòng)摩擦力隨壓力的增大而增大.D是正確的.【高清課程：摩擦力 00:23:15】【變式2】在水平力作用下，重為G的物體勻速沿墻壁下滑，如圖所示，若物體與墻之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則物體所受的摩擦力的大小為（ ）A B C D【答案】AC【高清課程：摩擦力 00:25:22】【變式3】運(yùn)動(dòng)員用雙手握住豎直的竹竿勻速攀上和勻速下滑時(shí)，運(yùn)動(dòng)員所受到的摩擦力分別是F1和F2，那么（ ）AF1向下，F(xiàn)2向上，且BF1向下，F(xiàn)2向上，且C

16、F1向上，F(xiàn)2向上，且DF2向上，F(xiàn)2向下，且【答案】C類型三、最大靜摩擦力的考查例4、把一個(gè)重為G的物體，用一個(gè)水平力 (k為恒量，t為時(shí)間)壓在豎直的足夠高的平面墻體上，如圖甲所示，則從t0開始物體所受的摩擦力隨t的變化關(guān)系是圖乙中的哪一個(gè)?( )【思路點(diǎn)撥】隨外力F的變化，摩擦力隨之變化?！敬鸢浮緽【解析】由于物體受的水平推力為，由二力平衡得，墻與物體間的壓力當(dāng)F比較小時(shí)，物體受到的摩擦力小于物體的重力G，物體將沿墻壁下滑，此時(shí)物體間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力由得，滑動(dòng)摩擦力，當(dāng)摩擦力大小等于重力G時(shí)，由于慣性作用，物體不能立即停止運(yùn)動(dòng)，物體受到的摩擦力仍然是滑動(dòng)摩擦力隨著摩擦力的增大，摩擦力

17、將大于重力，物體做減速運(yùn)動(dòng)直至靜止，摩擦力將變?yōu)殪o摩擦力，靜摩擦力與正壓力無關(guān)，跟重力始終平衡【點(diǎn)評(píng)】對(duì)一些摩擦力的題目，首先分清是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力不論是物體做怎樣的運(yùn)動(dòng)，只要物體間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，它們之間的摩擦力就是滑動(dòng)摩擦力，該題易錯(cuò)點(diǎn)是，當(dāng)物體受的摩擦力大小等于重力時(shí)，有些同學(xué)就認(rèn)為物體會(huì)立即停止運(yùn)動(dòng).忘掉了物體具有慣性舉一反三【高清課程：摩擦力 00：34:39】【變式】如圖在水平桌面上放一木塊，用從零開始逐漸增大的水平拉力F拉著木塊沿桌面運(yùn)動(dòng)，最大靜摩擦力略大于滑動(dòng)摩擦力則木塊所受到的摩擦力Ff隨拉力F變化的圖象正確的是（ ）【答案】D類型四、滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力的考查例5、如圖

18、所示，C是水平地面，A、B是兩個(gè)長方形物塊，F(xiàn)是作用在物體B上沿水平方向的力，物體A和B以相同的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)由此可知，A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)1和B、C間的動(dòng)摩擦因數(shù)2有可能是( )A， B，C， D，【思路點(diǎn)撥】A物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，AB間無摩擦力?！敬鸢浮緽D【解析】由于物體A和B在力F的作用下以相同的速度一起向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以B、C間一定存在滑動(dòng)摩擦力，故20，由于A向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故可知A不受水平外力的作用，即可知A、B間的摩擦力為0，A與B間既無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，又無相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故1等于零和不等于零均可【點(diǎn)評(píng)】本題為全國高考題，旨在考查動(dòng)摩擦因數(shù)與摩擦力的關(guān)系互相接觸的物體表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是由互相接觸的物體表面性質(zhì)決定的動(dòng)摩擦因數(shù)是否存在，看其外表面是否有摩擦力若