2.2.3 摩擦力-【走好高中第1步】2020初高中物理教材衔接

第3节　摩擦力 (衔接要求 1．知道摩擦力产生的条件，知道静摩擦力、最大静摩擦力、滑动摩擦力。 2．掌握动摩擦因数，掌握静摩擦力大小的计算，掌握滑动摩擦力计算公式。 3．会判断摩擦力的方向。 4．会判断摩擦力的有无及方向。 (回顾初中 在初中我们已经学习了摩擦力的基本知识，知道与滑动摩擦力有关的因素，了解增大有益摩擦及减小有害摩擦的方法，会分析简单的有关摩擦力的现象，但还不会计算摩擦力的大小。 【例1】　李梅同学用图甲所示的装置探究摩擦力跟压力大小的关系 (1)实验时，拉动木块在水平木板上做__________运动，弹簧测力计的示数就等于摩擦力的大小； (2)某次实验中弹簧测力计的指针位置如图甲所示，拉力是________N； (3)分析图乙的图像可知：当接触面的粗糙程度一定时，摩擦力跟压力的大小成________； (4)实验结束后，李梅同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关，她用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力，然后将木块沿竖直方向锯掉一半，测得摩擦力的大小也变为原来的一半。她由此得出结论：“当接触面的粗糙程度一定时，接触面越小，摩擦力越小，”你认为她的结论正确吗？________，理由是：________________________________________。 【解析】　(1)木块在水平木板上做匀速直线运动，处于平衡状态，拉力与摩擦力是一对平衡力，由平衡条件可知，摩擦力大小等于测力计示数。 (2)由图甲所示测力计可知，其分度值为0.2 N，示数为1.6 N。 (3)由图示f－F图像可知，图像是一条过原点的倾斜直线，f与F成正比，由此可知，当接触面的粗糙程度一定时，摩擦力跟压力的大小成正比。 (4)将木块沿竖直方向锯掉一半，由于压力大小也发生了变化，所以不能得出摩擦力大小和接触面积的正确关系。 【答案】　(1)匀速直线；(2)1.6；(3)正比；(4)不正确；没有控制压力相等。 (展望高中 在高中，我们要在初中的基础上，对摩擦力进行更深入地学习，要掌握摩擦力产生的条件，静摩擦力的大小的计算及其方向的判定，知道最大静摩擦力；同时学会判断滑动摩擦力的方向，会用公式f＝μFN计算滑动摩擦力的大小。 【例2】　(多选)如图所示，重力G＝20 N的物体，在动摩擦因数为0.2的水平面上向左运动，同时受到大小为5 N、方向向右的水平力F的作用，则(　　) A．物体所受摩擦力大小是4 N，方向水平向右 B．物体所受摩擦力大小是5 N，方向水平向左 C．在运动过程中，若撤去F时，摩擦力仍不变 D．在运动过程中，若撤去F时，则摩擦力变为0 【解析】　物体所受摩擦力大小是f＝μmg＝0.2×20 N＝4 N，方向水平向右，选项A正确，B错误；在运动过程中，若撤去F时，则物体向左减速运动，摩擦力仍不变，选项C正确，D错误。 【答案】　AC 2017—2018赛季国际滑联花滑大奖赛中国站进行了双人滑自由滑的比赛，中国选手隋文静、韩聪组合以出色的发挥，创造了他们的自由滑历史最高分，夺得冠军，于小雨、张昊组合获得亚军。运动员在冰面上滑行，配以优美的舞蹈动作，有凌空飞翔之感。 为什么在粗糙的地面上，滑冰运动员不能完成“飞翔”的动作呢？ 接点一　静摩擦和最大静摩擦力 用力推桌子而未推动，桌子此时的合力还是零，在水平方向，推力与摩擦力平衡，此时的摩擦力就是静摩擦力。 究竟什么样的摩擦是静摩擦呢？ 物理学中，两个相互接触、发生挤压的物体，在外力作用下保持静止状态且又有相对运动的趋势，在两个物体相互接触面间产生的阻碍相对运动的力称为静摩擦力。 从定义可以看出，静摩擦力存在的条件是：①接触并挤压；②相对静止且有运动趋势；③接触面粗糙。 若增大推力，桌子仍然未动，说明推力与摩擦力依然平衡，此时静摩擦力也增大，也就是说，静摩擦力的大小随外力的增大而增大。当推力增加到某一数值时，桌子便开始运动，静摩擦到此为止，此时的静摩擦力称为最大静摩擦力。也就是说，静摩擦力的最大值叫作最大静摩擦力。 所以，静摩擦力的大小介于零和最大静摩擦力之间，即O<Ff≤Ffmax。 请你用两把刷子，将刷毛相对放置，用力向左右拉刷子，不要拉动，观察刷毛的弯曲方向。 从上面的实验可以看出，刷毛的弯曲方向与相对运动趋势方向相反，即静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反。 【思考与讨论1】 人走路时，脚所受的摩擦力方向如何？ 接点二　滑动摩擦力 我们已经知道，当我们推桌子的力增大到某一数值时，桌子开始运动，静摩擦就成为滑动摩擦。 什么是滑动摩擦？物体开始运动后，受到的滑动摩擦力为多大？ 一个物体在另一个物体表面滑动时，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这种力叫滑动摩擦力。 从定义可以看出，滑动摩擦力产生的条件是：①接触并挤压；②两物体间发生了相对运动；③接触面粗糙。 滑动摩