3.2 摩擦力-【新教材精创】2020-2021学年高一物理知识讲学卓越讲义（新教材人教版必修第一册）

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 直接法 对于相对运动趋势比较明显的情况，可以根据“静摩擦力的方向沿着接触面，与相对运动趋势的方向相反”直接判断 假设法 假设接触面是光滑的，判断物体将向哪个方向滑动，从而确定相对运动趋势的方向，进而判断出静摩擦力的方向 状态法 当物体受力处于平衡状态时，根据二力平衡，判断出静摩擦力的方向 力的作用 效果法 如果相互接触的物体间存在静摩擦力，则必有相应的作用效果，或平衡其他作用力或改变受力物体的运动状态，可利用作用效果确定静摩擦力的方向 力的相 互性法 若甲、乙两物体间有静摩擦力，并且能判断出甲对乙的静摩擦力的方向，则乙对甲的静摩擦力的方向与甲对乙的静摩擦力的方向相反 5.静摩擦力的大小 静摩擦力的大小范围为0<F≤Fmax，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 公式法 F＝μFN (1)正压力FN是物体与接触面间的压力，不一定等于物体的重力，FN的大小根据物体的受力情况确定 (2)动摩擦因数μ与材料和接触面的粗糙程度有关，而与物体间的压力、接触面的大小无关 二力平衡法 物体处于平衡状态(匀速直线运动或静止)时，根据二力平衡条件求解 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 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． 【方法总结】 ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 【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(　　) 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Fm＝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． 【例2】(2019-2020学年·如皋月考)下列各