(讲义)第3章 第2节 摩擦力-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册(人教版2019)

第2节　摩擦力 学习 任务 1．理解摩擦力的产生条件，会区分静摩擦力和滑动摩擦力。 2．知道滑动摩擦力的方向及其计算公式Ff＝μF压。 3．知道静摩擦力及最大静摩擦力的概念。 4．会结合生活中的实例判断摩擦力的有无及方向。 5．知道生产和生活中增大或者减小摩擦力的方法。 　滑动摩擦力 1．定义：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。 2．产生条件：(1)物体相互接触且相互挤压。(2)接触面粗糙。(3)两物体间有相对运动。 3．方向：总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反。 4．大小：Ff＝μF压，即滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比。式中μ为动摩擦因数，没有单位 ，它的数值跟相互接触的两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关。 平整的水平木桌上放置一个质量为2 kg的木块：图甲是用弹簧测力计将它水平匀速拉动；图乙是在木块上加一个砝码，用弹簧测力计将它水平匀速拉动；图丙是桌面铺上了棉布，用弹簧测力计将它水平匀速拉动。 问题1　以上三种情境中的木块除了受到水平拉力外，水平方向都还要受到一个什么性质的力？根据二力平衡，你能确定三种情境中这种性质力的大小吗？ 提示：滑动摩擦力，3.6 N、6.6 N、5.6 N。 问题2　以上三种情境中木块所受的摩擦力是哪个方向？滑动摩擦力的方向与相对运动方向有何规律？ 提示：都是水平向左，其方向总与相对运动方向相反。 问题3　比较甲、乙两图，表明滑动摩擦力大小与何种因素有关？比较甲、丙两图，表明滑动摩擦力大小又与何种因素有关？ 提示：甲、乙表明，滑动摩擦力的大小与压力大小有关；甲、丙表明，滑动摩擦力的大小与接触面间的材料有关。 1．滑动摩擦力的产生条件 两物体 缺一不可 2．滑动摩擦力的方向 (1)与接触面相切，且与物体相对运动的方向相反。 (2)“相对运动”与“运动”意义不同，因此，摩擦力方向与物体的运动方向可能相同，也可能相反。 3．滑动摩擦力的大小 (1)公式法：根据公式Ff＝μF压计算。 ①正压力F压是物体与接触面间的压力，不一定等于物体的重力，其大小根据物体的受力情况确定。 ②动摩擦因数μ与材料和接触面的粗糙程度有关，而与物体间的压力、接触面的大小无关。 (2)二力平衡法：物体处于平衡状态(匀速运动或静止)时，根据二力平衡条件求解。 角度1　对滑动摩擦力的理解 【典例1】　有关滑动摩擦力，下列说法正确的是(　　) A．滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反 B．滑动摩擦力的方向一定与两物体间相对运动的方向相反 C．物体在支持面上的滑动速度越大，滑动摩擦力也一定越大 D．接触面的动摩擦因数越大，滑动摩擦力也一定越大 B　[滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，故滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，但不一定与物体运动方向相反，故A错误，B正确；滑动摩擦力的大小Ff＝μFN，与物体在支持面上的滑动速度无关，故C错误；滑动摩擦力的大小Ff＝μFN，接触面的动摩擦因数越大，滑动摩擦力不一定越大，因为滑动摩擦力的大小还与正压力有关，故D错误。] 角度2　滑动摩擦力大小的计算 【典例2】　有的地方，人们常用狗拉雪橇载人及物品。已知雪橇与雪地间的动摩擦因数为0.02，雪橇(包括所载人及物品)的总质量为300 kg。若近似认为狗以水平拉力拉着雪橇在水平雪地上做匀速直线运动，求狗拉雪橇的拉力大小。(取重力加速度 g＝9.8 N/kg) [思路点拨]　以雪橇为研究对象，其受到的拉力和摩擦力如图所示。雪橇在水平雪地上做匀速直线运动，由二力平衡可知，狗拉雪橇的拉力与滑动摩擦力大小相等，由此可求出狗拉雪橇的拉力大小。 [解析]　由题意可知，μ＝0.02，m＝300 kg。 雪橇做水平方向的匀速直线运动， 则F＝Ff，FN＝mg 由滑动摩擦力公式Ff＝μFN， 知F＝μmg＝0.02×300 kg×9.8 N/kg＝58.8 N 故狗拉雪橇的拉力大小为58.8 N。 [答案]　58.8 N [母题变式]　 如果雪地的情况不变，当狗拉着雪橇在水平雪地上加速前进时，雪橇所受的摩擦力是否改变？请简述理由。 [解析]　雪橇所受的滑动摩擦力Ff＝μFN，因狗以水平拉力拉雪橇，无论匀速运动，还是加速运动，雪橇对地面的压力均为FN＝mg，故滑动摩擦力Ff＝μmg＝58.8 N，不会改变。 [答案]　不变，理由见解析 　求解滑动摩擦力大小的思路 (1)判断滑动摩擦力的有无：根据接触面的性质和物体间是否产生相对运动，确定物体之间是否存在滑动摩擦力。 (2)求解滑动摩擦力大小方法的选取 ①如果物体做匀速直线运动，可根据二力平衡法和公式法求解滑动摩擦力的大小。 ②如果物体做非匀速直线运动，可根据公式Ff＝μFN求解滑动摩擦力的大小。 [跟进训练] 1．(多选)(202