第三章 3 摩擦力-【导与练】2023-2024学年高中物理必修第一册同步全程学习全书word（新教材，教科版）

3　摩擦力 [学习目标] 1.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,并根据f=μN计算其大小,知道动摩擦因数及影响动摩擦因数的因素。 2.知道静摩擦力的概念及产生的条件,根据物体受力和运动情况,分析静摩擦力的大小和方向。 3.知道最大静摩擦力的概念,并知道滑动摩擦力和最大静摩擦力之间的大小关系。 知识点一　滑动摩擦力 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.大小:跟压力N成正比,即f=μN,其中μ叫作动摩擦因数,它的大小与两个接触面的材料、粗糙程度等情况有关。 知识点二　静摩擦力 1.定义:两个相互接触的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。 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。 知识点三　静摩擦力的大小及最大静摩擦力 1.大小:物体之间实际发生的静摩擦力f静在0与最大静摩擦力f静max之间,即0<f静≤f静max。 2.最大静摩擦力f静max与物体之间的正压力N成正比,还与接触面的材料及粗糙程度有关。在实际情况中,最大静摩擦力比滑动摩擦力略大。 1.思考判断 (1)只有运动的物体才能受到滑动摩擦力。(　×　) (2)滑动摩擦力的方向沿接触面,与物体运动方向相反。(　×　) (3)摩擦力一定阻碍物体的运动。(　×　) (4)静摩擦力总是发生在相对静止且有相对运动趋势的物体之间。(　√　) (5)相互接触的物体之间发生相对运动时一定存在摩擦力。(　×　) 2.思维探究 (1)有弹力一定有摩擦力吗?有摩擦力一定有弹力吗? 答案:有弹力不一定有摩擦力;有摩擦力一定有弹力。 (2)日常生活中,我们经常见到用传送带把货物送到高处,货物所受到的静摩擦力方向如何? 答案:货物所受静摩擦力的方向沿传送带向上。 要点一　滑动摩擦力的分析及计算 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。 (1)三种情境中的木块除了受到水平拉力外,水平方向还要受到一个什么性质的摩擦力?你能确定三种情境中这种摩擦力的大小吗? (2)三种情境中木块所受到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? (3)甲、乙两图表明滑动摩擦力大小与何种因素有关?甲、丙两图表明滑动摩擦力大小又与何种因素有关? (4)三种情境中,木块对木桌有作用力吗?若有摩擦力,方向向哪? 答案:(1)木块相对桌面滑动,受到来自桌面的滑动摩擦力,水平方向上由二力平衡可得摩擦力大小依次为3.6 N、6.6 N、5.6 N。 (2)摩擦力方向都是水平向左,其方向总与相对运动方向相反。 (3)图甲、乙表明,滑动摩擦力的大小与压力大小有关;图甲、丙表明,滑动摩擦力的大小与接触面的材料有关。 (4)木块对桌面有作用力;桌面相对于木块均向左运动,受到的滑动摩擦力均向右。 1.“相对运动”的意义 滑动摩擦力存在于发生相对运动的两个物体之间,“相对运动”可能是因为两个物体一个静止,另一个在运动;也可能是因为两个物体一个运动得快,另一个运动得慢;还可能是因为两个物体运动方向相反。所以发生“相对运动”的物体不一定处于运动状态,也可能是因为另一个物体在运动造成的。 2.滑动摩擦力产生的条件 (1)两物体间有弹力。 (2)接触面粗糙。 (3)有相对运动。 注意:三个条件必须同时具备,两物体间才有滑动摩擦力。 3.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)与物体的运动方向可能相同,也可能相反。 例如: 4.滑动摩擦力的大小 (1)公式法:根据公式f=μN计算。 ①正压力N是物体与接触面间的压力,大小不一定等于物体的重力,需根据物体的受力情况确定。 ②动摩擦因数μ与接触面的材料和粗糙程度有关,而与物体间的压力、接触面的大小和物体的运动情况无关。 (2)二力平衡法:物体处于平衡状态(匀速直线运动或静止)时,根据二力平衡条件求解。 [例1] (多选) 在水平力F的作用下,重力为G的物体沿墙壁匀速下滑,如图所示。若物体与墙壁之间的动摩擦因数为μ,则物体所受到的摩擦力的大小为(　AC　) A.μF B.μG C.G D. 解析:在水平方向,由二力平衡可知,物体与墙壁间压力N=F,根据f=μN得滑动摩擦力f=μF,A正确,B错误;在竖直方向,物体沿墙壁匀速下滑,物体的重力与墙壁对物体的滑动摩擦力为平衡力,则f=G,C正确,D错误。 滑动摩擦力大小的三点说明 (1)滑动摩擦力的大小与压力成正比,还与动摩擦因数有关,即f=μN