第三章 第三节 摩擦力-【高考领航】2023-2024学年高中物理必修第一册同步核心辅导与测评（粤教版）

第三节　摩擦力 核心素养要求 核心素养呈现 1.知道滑动摩擦力的概念及产生条件，会判断滑动摩擦力的方向. 2.知道滑动摩擦力的大小跟什么有关，会求滑动摩擦力. 3.知道静摩擦力的概念及产生条件，会判断静摩擦力的方向. 4.知道最大静摩擦力的概念，知道静摩擦力的大小范围. 　滑动摩擦力 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：总是与接触面相切，并与物体相对运动的方向相反． 不一定与运动方向相反． 3．大小 (1)公式：f＝μFN，其中FN表示接触面上压力的大小，μ为动摩擦因数． (2)动摩擦因数μ跟相互接触的两个物体的接触面的材料和粗糙程度有关，没有单位． (1)只要两个物体之间有弹力产生，又有相对运动，两个物体之间就一定存在滑动摩擦力．(×) (2)滑动摩擦力一定存在于两个运动的物体之间．(×) (3)静止的物体受到的摩擦力可能是滑动摩擦力．(√) 　静摩擦力 1．定义：当两个彼此接触、挤压的物体之间没有发生相对运动，但具有相对运动的趋势时，接触面上会产生一种阻碍相对运动趋势的力，这种力称为静摩擦力． 2．方向：静摩擦力的方向总是与接触面相切，并且与相对运动趋势的方向相反． “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，但还未发生相对运动． 3．大小 随外力的变化而变化，当水平拉力增大到某一值时，物体就要滑动，此时静摩擦力达到最大值，这个最大值称为最大静摩擦力．静摩擦力的取值范围为0＜f静≤fmax． 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，方向向前． 　滑动摩擦力 [思考探究] 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与接触面的材料、粗糙程度有关． [思维深化] 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． 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，也可以与之相反． (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(保留2位有效数字)； (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，木箱做匀速运动，木箱在水平方向受到拉力F2和滑动摩擦力f1，根据二力平衡条件有 f1＝F2＝10.3 N① 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＝mg② 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 (1)在求解摩擦力大小时，一定要分清是求静摩擦力还是求滑动摩擦力．f＝μFN只适用于滑动摩擦力的计算，静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定． (2)公式f＝μFN中的FN是物体接触面之间的正压力，不一定等于物体的重力G.要根据物体的受力来确定． [针对训练] 1．(多选)下列有关滑动摩擦力的说法正确的是(　　) A．有压力一定有滑动摩擦力 B．有滑动摩擦力一定有压力 C．滑动摩擦力总是与接触面上的压力垂直 D．只有运动物体才受滑动摩擦力 解析：BC　产生滑动摩擦力的条件有三个：存在正压力(相互接触且挤压)、接触面粗糙、发生相对滑动，缺一不可．由产生条件可知，A错误，B正确；滑动摩擦力方向与接触面相切，而压力垂直于接触面，所以滑动摩擦力