3.3 摩擦力（Word教参）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中物理必修 第一册（粤教版2019）

第三节　摩擦力 课程内容要求 核心素养提炼 1.通过分析摩擦现象，理解摩擦力的产生条件，会区分静摩擦力和滑动摩擦力． 2．会根据相对运动方向判断滑动摩擦力的方向，并根据f＝μFN计算其大小． 3．会根据相对运动趋势判断静摩擦力的方向，并会根据物体受力和运动情况，分析静摩擦力的大小和方向．通过实例，了解最大静摩擦力． 4．知道生产和生活中增大或者减小摩擦力的实例，有将摩擦力知识应用于生产和生活的意识． 1.物理观念： 知道滑动摩擦力概念及产生的条件，会判断滑动摩擦力的方向． 2．科学思维：通过实验认识静摩擦力的规律，知道最大静摩擦力． 3．科学探究：经历从静摩擦力到滑动摩擦力的研究过程，在此过程中培养观察、实验和分析问题的能力． 4．科学态度与责任：能从物理学的视角正确描述和解释自然现象，能综合应用物理知识解决实际问题，能指导工作和生活实践． 1．定义 两个相互接触并有挤压的物体之间发生相对运动时，在接触面上产生的阻碍物体相对运动的作用力，叫作滑动摩擦力． 2．方向 总是跟物体相对运动的方向相反，与它们的接触面相切． 3．大小 滑动摩擦力的大小f跟压力FN成正比，还跟接触面的性质有关，即f＝μFN，FN为压力，μ为动摩擦因数． 4．作用效果 总是阻碍物体间的相对运动． [思考] 汽车的轮胎和鞋子的底部有很多花纹，这些花纹有什么作用？ 提示　增大摩擦力． 1．定义：当两个相互接触的物体之间具有相对运动趋势时，物体间产生的摩擦力叫作静摩擦力． 2．方向：总是与物体相对运动趋势的方向相反，与它们的接触面相切． 3．最大静摩擦力：静摩擦力有一个最大值fmax，即物体刚要产生相对运动时的摩擦力． 4．静摩擦力的大小：两物体间实际产生的静摩擦力f在0与fmax之间，即0<f≤fmax． [思考] 受静摩擦力作用的物体一定静止吗？如图所示，跑步时，脚受到的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力？方向如何？ 提示　不一定静止，两物体只是相对静止．跑步时，脚和跑步机接触的时间内，脚并没有和跑步机发生相对运动，因此脚受到的摩擦力为静摩擦力，方向和人的运动方向相同． 人们的生产生活实际都与摩擦力有关，有益的摩擦要充分利用，有害的摩擦要尽量避免． 探究点一　滑动摩擦力的理解 1．如图甲所示，推装满货物的箱子很费劲，但是推空箱子却很轻松，这说明什么？ 提示　这说明物体滑动时受到的摩擦力大小与压力有关，压力越大，摩擦力越大． 2．如图乙所示，狗在冰面上很容易拉动雪橇，但是在马路上就拉不动，这说明什么？ 提示　这说明物体滑动时受到的摩擦力的大小与接触面的性质有关． 1．滑动摩擦力的产生条件 两物体缺一不可 2．滑动摩擦力大小的计算 (1)公式法：根据f＝μFN计算． (2)二力平衡法：物体做匀速直线运动时，可以根据二力平衡求解． [特别提醒]　(1)FN的理解：指两物体接触面间的压力，其大小不一定等于物体的重力． (2)动摩擦因数μ与物体的材料、接触面的粗糙程度有关，与接触面积的大小无关． (3)滑动摩擦力的大小与物体的速度大小无关． 3．滑动摩擦力的方向 滑动摩擦力的方向总是跟两物体的接触面相切并且跟它们相对运动的方向相反． [特别提醒]　(1)滑动摩擦力的方向可以与速度方向相同、也可以相反． (2)滑动摩擦力的作用总是阻碍物体的相对运动，但不一定阻碍物体的运动． 质量为3.0 kg的空木箱，放置在水平地面上，沿水平方向施加拉力，当拉力F1＝8.0 N时，木箱静止；当拉力F2＝10.3 N时，木箱做匀速运动，(g取9.8 N/kg)求： (1)木箱与地面间的动摩擦因数； (2)木箱在8.0 N的拉力作用下受到的摩擦力的大小； (3)木箱在12.0 N水平拉力作用下，受到的摩擦力的大小． 解析　(1)当拉力F2＝10.3 N时，木箱匀速运动，木箱水平方向受到拉力F2和滑动摩擦力f1，根据二力平衡条件有：f1＝F2＝10.3 N ① 木箱放在水平地面上，则有木箱对地面压力大小等于木箱的重力，即FN＝mg ② 根据滑动摩擦力公式f＝μFN，则木箱与地面间的动摩擦因数为μ＝ ③ 联立①②③解得μ＝＝≈0.35. (2)当拉力F1＝8.0 N时，木箱静止，木箱水平方向所受到的静摩擦力f2与F1是一对平衡力，则有：f2＝F1＝8.0 N. (3)当拉力F3＝12.0 N时，木箱将在地面上滑动，此时木箱所受到的摩擦力为滑动摩擦力．由第(1)问可以知道，f3＝f1＝10.3 N. 答案　(1)0.35　(2)8.0 N　(3)10.3 N [训练1]　如图所示，物体在F＝100 N，方向水平向左的拉力作用下，沿水平面向右运动．已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，物体质量m＝5 kg，