3-2摩擦力(原卷版)(人教2019必修第一冊(cè)-)

第三章相互作用——力3.2摩擦力課標(biāo)要求素養(yǎng)要求課標(biāo)解讀1.知道滑動(dòng)摩擦力的概念及產(chǎn)生條件，會(huì)判斷滑動(dòng)摩擦力的方向.2.知道滑動(dòng)摩擦力的大小跟什么有關(guān)，會(huì)求滑動(dòng)摩擦力.3.知道靜摩擦力的概念及產(chǎn)生條件，會(huì)判斷靜摩擦力的方向.4.知道最大靜摩擦力的概念，知道靜摩擦力的大小范圍．1．物理觀念：基于物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，抽象概括摩擦力的概念2．科學(xué)思維：在具體問(wèn)題情境中會(huì)用假設(shè)法或根據(jù)條件判斷靜摩擦力的有無(wú)、方向；會(huì)用二力平衡判斷、計(jì)算靜摩擦力；能用Ff＝μFN計(jì)算滑動(dòng)摩擦力。3.科學(xué)探究：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究靜摩擦力的大小隨拉力的變化，會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)判斷影響滑動(dòng)摩擦力的因素，培養(yǎng)科學(xué)探究能力。4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：認(rèn)識(shí)摩擦力在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。教材原句01滑動(dòng)摩擦力兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，在接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，這種力叫作滑動(dòng)摩擦力．滑動(dòng)摩擦力的方向總是沿著接觸面，并且跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反。自主思考用筆在紙上寫(xiě)字時(shí)，如果紙張較輕小，且不用其他東西壓著紙面，紙會(huì)跟著動(dòng)(你有這種體驗(yàn)嗎，試一下)，紙所受桌面對(duì)它的摩擦力與紙的運(yùn)動(dòng)方向關(guān)系如何？教材原句02滑動(dòng)摩擦力的大小滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力的大小成正比。如果用F,表示滑動(dòng)摩擦力的大小，用壓表示壓力的大小，則有。其中，是比例常數(shù)，叫作動(dòng)摩擦因數(shù)。它的值跟接觸面有關(guān)，接觸面的材料不同、粗糙程度不同，動(dòng)摩擦因數(shù)也不同。自主思考滑動(dòng)摩擦力的大小的大小一定與物體重力成正比嗎？教材原句03靜摩擦力相互接觸的兩個(gè)物體之間只有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)而沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以這時(shí)的摩擦力叫作靜摩擦力。靜摩擦力的方向總是跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。自主思考靜摩擦力一定是靜止的物體受到的摩擦力嗎？探究點(diǎn)01滑動(dòng)摩擦力情境探究1．按如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置做一做：用力拉動(dòng)木板，使之在桌面上滑動(dòng)．(1)木塊受到的摩擦力大小和彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)有什么關(guān)系？(2)在木塊上添加重物，增大木塊對(duì)木板的壓力時(shí)，摩擦力如何變化？(3)在木板上鋪一塊較粗糙的毛巾，摩擦力如何變化？2．(1)如圖所示，B的速度v2大于A的速度v1，畫(huà)出A、B所受滑動(dòng)摩擦力的方向．(水平地面光滑)(2)滑動(dòng)摩擦力總是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)嗎？探究歸納1．滑動(dòng)摩擦力的產(chǎn)生條件(1)兩物體直接接觸且相互擠壓(即有彈力)．(2)接觸面粗糙．(3)兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)．2．滑動(dòng)摩擦力的方向滑動(dòng)摩擦力的方向沿接觸面，與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反．滑動(dòng)摩擦力的作用效果是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而不是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，所以滑動(dòng)摩擦力的方向可能與物體運(yùn)動(dòng)方向相同，也可能相反，還可能成任意夾角．3．滑動(dòng)摩擦力的大小由公式Ff＝μFN計(jì)算(也可以由二力平衡來(lái)求解)(1)FN是兩個(gè)相接觸的物體間的壓力，它不一定等于重力．(2)動(dòng)摩擦因數(shù)μ的大小由接觸面的材料和粗糙程度決定，與FN和Ff無(wú)關(guān)．(3)滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的面積無(wú)關(guān)，與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的大小無(wú)關(guān)．【探究應(yīng)用1】(多選)有關(guān)滑動(dòng)摩擦力，下列說(shuō)法中正確的有()A．有正壓力一定有滑動(dòng)摩擦力B．有滑動(dòng)摩擦力一定有正壓力C．滑動(dòng)摩擦力總是與接觸面上的正壓力垂直D．只有運(yùn)動(dòng)的物體才受滑動(dòng)摩擦力作用【遷移應(yīng)用1】如圖所示，輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)k＝20N/cm，用其拉著一個(gè)重為200N的物體在水平面上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈簧的伸長(zhǎng)量為4cm時(shí)，物體恰在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求：(1)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)當(dāng)彈簧的伸長(zhǎng)量為6cm時(shí)，物體受到的水平拉力為多大？這時(shí)物體受到的摩擦力為多大？(3)如果在物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中突然撤去彈簧，而物體在水平面上能繼續(xù)滑行，這時(shí)物體受到的摩擦力為多大？探究點(diǎn)02靜摩擦力情境探究把木塊放在水平桌面上，用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向向右拉木塊，如圖所示．當(dāng)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1N時(shí)，木塊沒(méi)有動(dòng)；逐漸增大拉力到2N時(shí)，木塊仍靜止；繼續(xù)增大拉力到4N時(shí)，木塊開(kāi)始移動(dòng)，此時(shí)拉力突然變小到3.8N，此后木塊勻速運(yùn)動(dòng)，拉力保持3.8N不變．(1)木塊受到的拉力為1N時(shí)，有相對(duì)桌面運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)但沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明什么呢？(2)隨著外力的增大，靜摩擦力有什么變化？探究歸納1．靜摩擦力的產(chǎn)生條件(1)兩物體直接接觸且相互擠壓(即有彈力)．(2)接觸面粗糙．(3)兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)．2．靜摩擦力的方向(1)在接觸面上與接觸面相切，且與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反．(2)當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng))時(shí)，與使物體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的外力方向相反．3．靜摩擦力的大小(1)范圍：0＜F≤Fmax.(2)計(jì)算：物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí)，根據(jù)二力平衡條件求解．(3)靜摩擦力大小與正壓力無(wú)關(guān)．4．說(shuō)明(1)靜摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反，與運(yùn)動(dòng)方向可能相同，也可能相反．(2)靜摩擦力發(fā)生在相對(duì)靜止的兩物體之間，受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的，運(yùn)動(dòng)的物體也可能受靜摩擦力作用．【探究應(yīng)用2】(多選)如圖所示為皮帶運(yùn)輸機(jī)的示意圖，A為傳送帶上的貨物，則()A．如果貨物A隨傳送帶一起無(wú)相對(duì)滑動(dòng)地向上勻速運(yùn)動(dòng)，A受到沿斜面向上的摩擦力B．如果貨物A隨傳送帶一起無(wú)相對(duì)滑動(dòng)地向下勻速運(yùn)動(dòng)，A受到沿斜面向下的摩擦力C．如果貨物A和傳送帶都靜止，A不受摩擦力D．如果貨物A和傳送帶都靜止，A對(duì)傳送帶有沿斜面向下的摩擦力【遷移應(yīng)用2】如圖所示，一質(zhì)量M＝2kg的物體放在動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2的粗糙水平面上，用一條質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩繞過(guò)定滑輪和一只m0＝0.1kg的小桶相連．已知M與水平面間的最大靜摩擦力Fm＝4.5N，滑輪的摩擦不計(jì)，g取10N/kg，求在以下情況中M受到的摩擦力的大?。?1)只掛m0，處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)；(2)只掛m0，但在M上再放一個(gè)M′＝3kg的物體時(shí)；(3)在桶內(nèi)加入m1＝0.33kg的沙子時(shí)．學(xué)業(yè)合格練1.（多選）《中國(guó)制造2025》是國(guó)家實(shí)施強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略第一個(gè)十年行動(dòng)綱領(lǐng)，智能機(jī)器制造是一個(gè)重要方向，其中智能機(jī)械臂已廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。如圖所示，一機(jī)械臂鐵夾豎直夾起一個(gè)金屬小球，小球在空中處于靜止?fàn)顟B(tài)，鐵夾與球接觸面保持豎直，則()A．若增大鐵夾對(duì)小球的壓力，小球受到的摩擦力變大B．小球受到的摩擦力與重力大小相等C．機(jī)械手臂受到的摩擦力方向豎直向下D．若鐵夾水平移動(dòng)，小球受到的摩擦力變大2.關(guān)于靜摩擦力，下列說(shuō)法中正確的是()A．受靜摩擦力作用的物體一定是靜止的B．靜摩擦力總是阻力C．靜摩擦力的方向跟物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反D．兩個(gè)物體之間的靜摩擦力總是一個(gè)定值3.研究物塊與木板之間的摩擦力大小的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。將一物塊和木板疊放于水平桌面上，輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)的一端固定，另一端用細(xì)線與物塊水平相連?，F(xiàn)在用繩索與長(zhǎng)木板連接，用手向右水平拉繩索，使長(zhǎng)木板在桌面上滑動(dòng)。彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定后，下列說(shuō)法正確的是()A．物塊與木板之間的摩擦力是靜摩擦力B．木板必須在桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)C．彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)一定等于物塊受到的摩擦力D．彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)一定等于木板受到的摩擦力4.如圖所示，將一張A4紙(質(zhì)量可忽略不計(jì))夾在物理習(xí)題冊(cè)內(nèi)，A4紙上方書(shū)頁(yè)總質(zhì)量為0．3kg，A4紙下方書(shū)頁(yè)總質(zhì)量為0．5kg，A4紙與書(shū)頁(yè)之間、書(shū)與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0．4，要把A4紙從書(shū)中拉出，拉力至少應(yīng)為(取g＝10m/s2)()A．4N B．5．6NC．2．4N D．3．2N5.小麗的媽媽準(zhǔn)備炒菜時(shí)，發(fā)現(xiàn)油沒(méi)了，就讓小麗去樓下的超市里買(mǎi)瓶油，并叮囑小麗回來(lái)的時(shí)候一定要握緊油瓶，在小麗回來(lái)的過(guò)程中，油瓶的運(yùn)動(dòng)是復(fù)雜的。為使問(wèn)題簡(jiǎn)化，我們將小麗的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為小麗拿著油瓶在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)且瓶身處于豎直方向，與手沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)，如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．由于油瓶隨小麗在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以油瓶受滑動(dòng)摩擦力B．小麗媽媽叮囑小麗要緊握油瓶，是為了增大油瓶受到的摩擦力C．不論小麗手握得多緊，油瓶受到的摩擦力總是一定值D．如果握力加倍，則摩擦力的方向由向下變?yōu)橄蛏?.如圖所示，某新型夾磚機(jī)能用兩支巨大的“手臂”將幾噸磚夾起，大大提高了工作效率。已知該新型夾磚機(jī)能夾起質(zhì)量為m的磚，兩支“手臂”對(duì)磚產(chǎn)生的最大壓力為Fmax(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)，則“手臂”與磚之間的動(dòng)摩擦因數(shù)至少為()A．μ＝eq\f(mg,Fmax) B．μ＝eq\f(mg,2Fmax)C．μ＝eq\f(2mg,Fmax) D．μ＝eq\f(Fmax,mg)7.如圖甲所示的平板小車(chē)在搬運(yùn)貨物方面有著廣泛的應(yīng)用，圖乙是某同學(xué)用平板小車(chē)運(yùn)送物體的原理圖，小車(chē)在拉力作用下由靜止向右滑行了一段距離x，同時(shí)車(chē)上的物體A相對(duì)車(chē)向左滑行L，則下列說(shuō)法正確的是()A．物體A受到的摩擦力為阻力，方向水平向左B．物體A受到的摩擦力為阻力，方向水平向右C．物體A受到的摩擦力為動(dòng)力，方向水平向左D．物體A受到的摩擦力為動(dòng)力，方向水平向右8.如圖所示，質(zhì)量為m的木塊放置在質(zhì)量為2m的長(zhǎng)木板上，在水平向右的拉力F的作用下，木塊和木板一起以相等的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，木塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，取最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則()A．μ1＝2μ2 B．μ1<2μ2C．μ1≤3μ2 D．μ1≥3μ2學(xué)業(yè)等級(jí)練9.如圖甲所示，某同學(xué)用水平繩拉放在平臺(tái)上的行李包，一直沒(méi)有拉動(dòng)，通過(guò)手上的彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出拉力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，則行李包與地面的摩擦力的大小與時(shí)間t的關(guān)系圖像正確的是()10.(多選)如圖甲所示，一人用由零逐漸增大的水平力F推靜止于水平地面上質(zhì)量為10kg的木箱，木箱所受的摩擦力Ff與F的關(guān)系如圖乙所示，g取10m/s2，下列說(shuō)法正確的是()A．木箱所受的最大靜摩擦力Fmax＝21NB．木箱所受的最大靜摩擦力Fmax＝20NC．木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.21D．木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.211.一塊質(zhì)量為1kg、長(zhǎng)為0.4m的勻質(zhì)長(zhǎng)木板放在固定的水平桌面上，已知木板與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.2，重力加速度g取10m/s2，當(dāng)用水平力F＝3N推木板，使它經(jīng)過(guò)如圖所示的位置時(shí)，桌面對(duì)木板的摩擦力為()A．3N B．2NC．1.5N D．0.5N12.(多選)運(yùn)動(dòng)員雙手握住豎直桿勻速攀上和勻速滑下的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員受到的摩擦力分別為Ff1和Ff2，不計(jì)空氣阻力，那么()A．Ff1方向豎直向下，F(xiàn)f2方向豎直向上，且Ff1＝Ff2B．Ff1方向豎直向上，F(xiàn)f2方向豎直向上，且Ff1＝Ff2C．Ff1為靜摩擦力，F(xiàn)f2為滑動(dòng)摩擦力D．Ff1為靜摩擦力，F(xiàn)f2為靜摩擦力13.在中學(xué)秋季田徑運(yùn)動(dòng)會(huì)上，李好同學(xué)奮力拼搏，勇奪男子100m冠軍，下圖為該同學(xué)奔跑途中的兩個(gè)瞬間，用Ff1、Ff2分別表示該同學(xué)在圖甲、乙兩瞬間所受到的摩擦力，則關(guān)于Ff1、Ff2的方向，以下說(shuō)法正確的是()A．Ff1向后，F(xiàn)f2向后B．Ff1向前，F(xiàn)f2向前C．Ff1向前，F(xiàn)f2向后 D．Ff1向后，F(xiàn)f2向前沖刺“雙一流”14.為了測(cè)定木塊和豎直墻壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：用一根彈簧將木塊壓在墻上，同時(shí)在木塊下方有一個(gè)拉力F2作用，使木塊恰好勻速向下運(yùn)動(dòng)，如圖所示．現(xiàn)分別測(cè)出了彈簧的彈力F1、拉力F2和木塊的重力G，則動(dòng)摩擦因