3.2 摩擦力-2023-2024学年高一元创物理提前学+强基础（人教版2019必修第一册）

2 摩擦力 核心目标 1. 理解摩擦力的产生条件，会判断滑动摩擦力的方向，计算其大小。 2. 会判断静摩擦力的方向、分析静摩擦力的大小，了解最大静摩擦力；知道摩擦力在生产和生活中的应用。 【阅读+理解】----提前学知识要点 问题 用弹簧测力计拖动水平固定木板上的木块，使它做匀速运动，测力计的示数等于木块所受摩擦力的大小。改变木块和木板之间的压力，摩擦力的大小也随之改变。可能是怎样的关系呢？ 1. 滑动摩擦力 我们知道，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。滑动摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反。 我们还知道，滑动摩擦力的大小跟接触面上压力的大小有关，对同一接触面来说，压力越大，滑动摩擦力越大；滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度、材质等有关，在相同压力下，不同接触面间的滑动摩擦力的大小一般不同。 通过进一步的定量实验，测量同一接触面不同压力下的滑动摩擦力大小，结果表明：滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比。如果用Ff表示滑动摩擦力的大小，用F压表示压力的大小，则有 Ff ＝μF压 。其中，μ是比例常数，叫作动摩擦因数。它的值跟接触面有关，接触面材料不同、粗糙程度不同，动摩擦因数也不同。 在图中，以木块在水平木板上滑动为例，木块所受的支持力为FN。由于木块对木板的压力大小等于FN，所以动摩擦因数µ也可以表示为µ＝，Ff和FN是接触面上木块所受的两个力，Ff沿接触面的方向，FN与接触面垂直。 【例题】在我国东北寒冷的冬季，有些地方用雪橇作为运输工具。一个有钢制滑板的雪橇，连同车上木料的总质量为4.9×103 kg。在水平的冰道上，马要在水平方向用多大的力，才能够拉着雪橇匀速前进？g取10 N/kg。 分析 将雪橇抽象为一个物体，如图，雪橇在重力mg、支持力FN、马的拉力F和滑动摩擦力Ff四个力的作用下，沿水平面匀速前进。 根据二力平衡条件，拉力F与滑动摩擦力Ff的大小相等，而Ff与FN有关，FN的大小又等于mg，故可以求得拉力F。 解 雪橇所受重力mg＝4.9×104 N，查表得µ＝0.02。雪橇匀速运动，拉力F与滑动摩擦力Ff大小相等，即F＝Ff 由FN＝mg，Ff＝µFN＝µmg 故 F＝µmg＝0.02×4.9×103 ×10 N＝980 N 马要在水平方向用 980 N的力，才能够拉着雪橇匀速前进。 2. 静摩擦力 相互接触的物体处于相对静止时，是不是也可能存在摩擦力？ 人用平行于地面的力推沙发，沙发有相对地面运动的趋势， 但它没有被推动，沙发与地面仍然保持相对静止。根据二力平衡的知识可知，这时一定有一个力与推力平衡。这个力与人对沙发的推力大小相等、方向相反。这个力就是沙发与地面之间的摩擦力。 由于这时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，所以这时的摩擦力叫作静摩擦力（static frictional force）。静摩擦力的方向总是跟物体相对运 动趋势的方向相反。只要沙发与地面间没有产生相对运动， 静摩擦力的大小就随着推力的增大而增大，并与推力保持 大小相等。 演示：静摩擦力的大小随拉力的变化 把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块。在拉力F增大到一定值之前，木块不会运动，此种情况下静摩擦力等于拉力。在弹簧测力计的指针下轻塞一个小纸团，它可以随指针移动，并作为指针到达最大位置的标记（如下左图）。继续用力，当拉力达到某一数值时木块开始移动，此时拉力会突然变小。如果用力传感器代替弹簧测力计做这个实验， 能够在计算机屏幕上直接得到拉力随时间变化的F-t图像（如下右图）。 静摩擦力的增大有一个限度。如上右图中木块所受静摩擦力的最大值Fmax在数值上等于物体即将开始运动时的拉力。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，瓶子可以拿在手中，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。 【理解+记忆】----常思考笔记重点 一、滑动摩擦力 1. 定义：两个 　的物体，当它们 时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫滑动摩擦力． 2.产生条件： (1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力)． (2)接触面粗糙． (3)两物体间有 ． 3. 方向：总是沿着　接触面　，并且跟物体的　 的方向相反，注意：与物体的运动方向无直接关系，与物体的运动方向可能相同，也可能相反． 4. 大小 (1) 滑动摩擦力的大小跟 　的大小成正比．与物体的运动速度和接触面的大小均无关． (2) 定量关系： 　，μ是比例常数，叫动摩擦因数． (3) 动摩