第三章 2.摩擦力-2021-2022学年新教材高中物理必修第一册【金版新学案】配套教师用书（人教版）

2．摩擦力 素养目标 知识图解 物理观念 静摩擦力和滑动摩擦力的概念及产生条件，动摩擦因数 科学思维 假设法、公式法判断摩擦力的方向 科学探究 通过演示实验探究分析静摩擦力和滑动摩擦力的方法 科学态度与责任 知道增大或减小摩擦力在日常生活中的应用 一、滑动摩擦力 1．定义：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(sliding frictional force)。 2．方向：总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反。 3．大小 (1)同一接触面：压力越大，滑动摩擦力越大。 (2)相同压力下：不同接触面间的滑动摩擦力的大小一般不同。 (3)文字表述：滑动摩擦力的大小跟压力成正比。 (4)公式：Ff＝μF压，μ是比例常数，叫作动摩擦因数(dynamic friction factor)。 4．动摩擦因数的影响因素 动摩擦因数的值跟接触面有关，接触面材料不同、粗糙程度不同，动摩擦因数也不同。 二、静摩擦力 1．定义：相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动，这时的摩擦力叫作静摩擦力(static frictional force)。 2．方向：静摩擦力的方向总是跟物体相对运动趋势的方向相反。 3．大小：两物体之间实际产生的静摩擦力F在0与最大静摩擦力Fmax之间，即0<F≤Fmax。 4．应用：瓶子可以拿在手中，熊猫爬树，均靠的是静摩擦力的作用。皮带运输机能把货物送往高处，也是静摩擦力作用的结果。 滑动摩擦力的产生条件 两物体 静摩擦力的产生条件 两物体 毛刷实验——分析下面图中刷毛受到的静摩擦力的方向如何 探究点一　滑动摩擦力 将携带的物品放到恒定速率的水平传送带上，物品的速度在达到传送带速率之前，物品的运动方向与物品受到的滑动摩擦力方向之间的关系如何？ 提示：　物品的运动方向与物品受到的滑动摩擦力方向相同。 1．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。 2．滑动摩擦力的大小 (1)公式法：根据公式Ff＝μF压计算。 ①正压力F压是物体与接触面间的压力，不一定等于物体的重力，F压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。 (2)二力平衡法：物体处于平衡状态(匀速运动或静止)时，根据二力平衡条件求解。 角度1　滑动摩擦力方向的判断 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 B　[若v1<v2，则A相对B向右运动，故B对A施加向左的滑动摩擦力，汽车B受到了货物A施加的向右的滑动摩擦力，故A错误，B正确。C、D错误；若v1>v2，则A相对B向左运动，故B对A施加向右的滑动摩擦力，汽车B受到了货物A施加的向左的滑动摩擦力，故C、D错误。] 判断滑动摩擦力方向的步骤 (1)确定发生相对运动的两个物体。 (2)将一个物体选作参考系(视作静止)。 (3)判断另一个物体的运动方向。 (4)根据滑动摩擦力的方向总是跟物体相对运动方向相反，判断滑动摩擦力的方向。　　 角度2　滑动摩擦力的计算 如图所示，重力G＝20 N的物体，在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动，同时受到大小为10 N、方向向右的水平力F的作用，则物体所受摩擦力的大小和方向是(　　) A．2 N，水平向左　　　　 B．2 N，水平向右 C．10 N，水平向左 D．12 N，水平向右 B　[物体在水平面上向左运动，受到滑动摩擦力的方向水平向右。物体对水平面的压力大小FN等于物体的重力G，则摩擦力大小为Ff＝μFN＝μG＝0.1×20 N＝2 N，故选B。] [练1]　一根质量为m、长为L的均匀长方体木条放在水平桌面上，木条与桌面间的动摩擦因数为μ。现用水平力F推木条，当木条经过如图所示位置时，桌面对它的摩擦力为(　　) A．μmg B．μmg C．μmg D．上述选项均不对 A　[此时木条相对桌面在滑动，且对桌面的压力大小等于重力大小，所以摩擦力F＝μFN＝μmg。] [练2]　如图所示，轻质弹簧的劲度系数k＝20 N/cm，用水平力F拉着一个重力为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；