3.2 摩擦力 导学案 -2023-2024学年高一上学期“元创物理”2023年暑期《初高中衔接 • 物理教材》

2. 摩擦力 01【学情衔接】 已经学习知道的知识 衔接问题 将要达成的核心目标 1.滑动摩擦力是相互接触的物体发生相对滑动时，在接触面上产生的阻碍相对运动的力。物体间的压力越大，接触面越粗糙，滑动摩擦力就越大。 2.重力G=mg，两物体之间的压力与支持力都是弹力，大小相等，与接触面垂直，弹簧弹力F=kx；可以用力的示意图分析物体受力。 滑动摩擦力→滑动摩擦力、静摩擦力 摩擦力→摩擦力的分析与计算 重力、弹力摩擦力→简单的物体受力分析 1.理解相对运动、相对运动趋势、动摩擦因数等概念。 2.理解滑动摩擦力的产生条件，会计算滑动摩擦力的大小；理解静摩擦力的产生条件，知道最大静摩擦力，会分析静摩擦力的方向。 3.会实验研究滑动摩擦力的大小。 4.会综合分析简单的物体受力 02【衔接讲解】 “元创物理”2023年暑期《初高中衔接 • 物理教材》 第三章：相互作用 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 一、滑动摩擦力→滑动摩擦力、静摩擦力 在两个相互接触并挤压的物体之间产生的阻碍相对运动或相对运动趋势的力，就是摩擦力，分别叫滑动摩擦力或静摩擦力。 1.滑动摩擦力 （1）方向：与相对运动的方向相反，如下图。 相对运动，指相互接触的两个物体之间互为参考系时，有位置的变化了。 （2）大小：实验表明，滑动摩擦力f的大小跟两个物体表面间的压力（即垂直作用力）N成正比，即f=μN。 ①μ是比例常数,叫动摩擦因数，通常μ<1。 μ是反映接触面本身特性的物理量,与接触面的材料、粗糙程度有关,与接触面积大小无关,与物体的运动状态无关,与物体的受力情况无关,没有单位。 ②N是两个物体接触面间的压力, 即垂直作用力。 注意：N不一定等于物体的重力大小，有时甚至与重力无关，许多情况需根据受力情况加以确定。如图，用力F将物块压在竖直墙上时，无论物块静止或运动，物块与墙面间的正压力N=F。 （3）作用点：就在接触面上。 2. 静摩擦力 （1）方向：与相对运动趋势的方向相反。 相对运动趋势，指相互接触的两个物体之间的位置有变化的意愿、可能，但还未有相对运动的状态。相对运动趋势的方向即将要运动的方向。 如下图，物块未被推动时，静摩擦力的方向均与推力方向（即木块将要运动的趋势方向）相反，人的脚受到的静摩擦力的方向均向右，即与脚可能滑动的向左的方向相反。 （2）大小： ①静摩擦力是被动力，大小随相对运动趋势的增强而增大，一般应用平衡条件或相互作用规律求解。如上图，物块或人仍处静止状态时，静摩擦力等于推力。 ②静摩擦力存在一个最大值，叫最大静摩擦力，其大小等于物体刚要运动时所需要的沿相对运动趋势方向的最小外力。如上右图，静摩擦力的最大值就等于木块即将开始运动时的最小推力。 注意，静摩擦力与两个物体接触面间的压力无关，而最大静摩擦力与压力有关，压力越大，一般最大静摩擦力也越大。有时，题目会明示或暗示可简单认为等于滑动摩擦力。 （3）作用点：就在接触面上。 3.说明： （1）摩擦力的方向不一定跟物体的运动方向相反，可能与物体的运动方向相同，为动力；也可能与物体的运动方向相反，为阻力；以后还可以看到有与运动方向夹任意夹角的情况。 （2）摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动。注意，不能说是阻碍运动。 ☆【跨上台阶】 二、摩擦力→摩擦力的分析与计算 1.滑动摩擦力有无的判断 如果两物体相互接触、接触面粗糙、接触面之间有压力且两物体有相对运动，就一定有滑动摩擦力。 2.静摩擦力有无的判断方法 (1)条件判断:如果两物体相互接触、接触面粗糙、接触面之间有压力且两物体有相对运动趋势，一定有静摩擦力。 (2)假设法:假设接触面光滑,若物体原先的运动状态改变,说明存在摩擦力;若物体的运动状态保持不变,说明不存在摩擦力。 (3)二力平衡法:根据物体的运动状态,应用二力平衡条件判断静摩擦力的有无。 (4)力的相互作用法:当一物体受静摩擦力方向不易判断时,可根据与之相互作用的另一物体所受静摩擦力情况进行判断,然后依据二力等大反向的特点进行判定。 3.判断摩擦力方向应注意的问题 （1）弄清物体相对运动或相对运动趋势的方向是关键。 （2）相对运动(趋势)方向是相对于所接触的物体的运动(趋势)方向,不一定是相对于地面的运动(趋势)方向。 （3）摩擦力的方向与相对运动(趋势)方向相反,不是与运动(趋势)方向相反。 （4）具体判断时,可灵活运用假设法、二