第三章 第3节 摩擦力（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册（教科版2019）

第3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＝μN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。 1.物理观念：知道滑动摩擦力的概念及产生的条件，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：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中的意识。 [对应学生用书P72] 1．定义：两个物体相互接触并挤压，当它们沿接触面发生相对滑动时，每个物体的接触面上都会受到对方施加的阻碍相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力。 2．方向：总是沿着接触面，并且跟物体的相对运动方向相反。 3．作用效果：总是阻碍物体间的相对运动。 4．大小 (1)规律：滑动摩擦力的大小跟压力成正比。 (2)公式：f＝μN，其中μ叫作动摩擦因数，它是两个力的比值，没有单位。 [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：相互接触的物体处于相对静止状态，两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动时的摩擦力叫作静摩擦力。 2．方向：总是沿着接触面，并且跟物体相对运动趋势的方向相反。 3．最大静摩擦力：静摩擦力有一个最大值F静max，即物体将要发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静在0与最大静摩擦力f静max之间，即0<f静≤f静max。 5．最大静摩擦力与物体之间的正压力成正比，还与接触面的材料及粗糙程度有关。 [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，方向和传送带的运动方向相同。 [对应学生用书P73] 探究点一　对滑动摩擦力的理解 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，在马路上却拉不动，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、粗糙程度等条件有关。 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＝μN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)N的理解：指两物体接触面间的正压力，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运动速度无关。 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，也可以与速度方向相反。 (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；(结果保留2位有效数字) (2)木箱在8.0 N的水平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，木箱水平方向受到拉力F2和滑动摩擦力f1的作用，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N＝mg② 根据滑动摩擦力公式f＝μN可知，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 [题后总结]　 (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＝μN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