第三章 3．摩擦力-【金版教程】2025-2026学年新教材高中物理必修第一册创新导学案课件PPT（教科版2019）

第三章　相互作用 3．摩擦力 目录 1 2 3 课前自主学习 课后课时作业 课堂探究评价 1．理解滑动摩擦力产生的条件、方向及影响其大小的因素，掌握计算滑动摩擦力的公式。2.理解静摩擦力产生的条件、方向，了解最大静摩擦力的概念。3.会综合判断摩擦力的方向，计算摩擦力的大小。 3 课前自主学习 一　认识滑动摩擦力 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_____________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___________方向相反。 二　滑动摩擦力的大小 1．滑动摩擦力f的大小跟压力N成______，也就是跟两个物体表面间的垂直作用力成_______，即f＝_____。 2．动摩擦因数：上式中比例系数μ叫作动摩擦因数，它是两个力的比值，没有单位。它的大小与两个接触面的_______、 __________等情况有关。 阻碍相对运动 相对运动 正比 正比 μN 材料 粗糙程度 课前自主学习 5 三　认识静摩擦力 1．定义：当两个相互接触的物体之间具有相对运动的趋势时，物体间产生的________________发生的力。 2．方向：总是沿着接触面，并且跟物体________________的方向相反。 阻碍相对运动 相对运动趋势 课前自主学习 6 四　静摩擦力的大小及最大静摩擦力 1．最大静摩擦力 (1)大小：沿水平方向推物体时，最大静摩擦力的大小等于物体将要发生___________时受到的推力。 (2)决定因素：与物体之间的__________成正比，还与接触面的______及__________有关。 2．静摩擦力的大小：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_____________。 相对运动 正压力N 材料 粗糙程度 0<f静≤f静max 课前自主学习 7 提示 1．判一判 (1)摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势。(　　) (2)摩擦力一定产生于两个相互接触的物体间。(　　) (3)滑动摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同。(　　) (4)动摩擦因数的大小与接触面的材料和粗糙程度有关。(　　) (5)静摩擦力的大小与压力成正比。(　　) 提示：(1)×　(2)√　(3)√　(4)√　(5)×　 课前自主学习 8 提示 2．想一想 (1)只有运动的物体才能受到滑动摩擦力吗？ (2)受到静摩擦力作用的物体是否一定处于静止状态？ 提示：不是。如图所示，物体在拉力F的作用下向右运动，粗糙地面相对于物体向左运动，所以地面受到了向右的滑动摩擦力，而地面是静止的，因此，静止的物体也可能受到滑动摩擦力。　 提示：不一定。存在静摩擦力的两个物体是“相对”静止的，但这两个物体是否处于静止状态，与选取的参考系有关。如果选这两个物体中的一个作为参考系，那么它们都是静止的；如果选择这两个物体之外的其他物体作为参考系，那么这两个物体可能是运动的，也可能是静止的。　 课前自主学习 9 课堂探究评价 探究1　滑动摩擦力 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 课堂探究评价 11 提示 活动1：如图甲所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下向右拉出，鱼缸在桌面上继续向右滑行了一段距离后停下。鱼缸在桌面上滑动的过程中，桌面对鱼缸底的滑动摩擦力沿什么方向？鱼缸底对桌面的滑动摩擦力沿什么方向？鱼缸在桌布上滑动的过程中，桌布对鱼缸底的滑动摩擦力和鱼缸底对桌布的滑动摩擦力分别沿什么方向？ 提示：鱼缸在桌面上滑动的过程中，桌面对鱼缸底的滑动摩擦力沿桌面向左，鱼缸底对桌面的滑动摩擦力沿桌面向右。鱼缸在桌布上滑动的过程中，桌布对鱼缸底的滑动摩擦力沿桌面向右，鱼缸底对桌布的滑动摩擦力沿桌面向左。　 课堂探究评价 12 提示 活动2：通过初中物理的学习我们知道，滑动摩擦力大小与接触面的情况、压力的大小有关。为了探究它们之间的定量关系，我们做如图乙所示的系列实验。已知木块的质量，该实验应该如何操作？ 提示：用手水平拉动水平长木板上的木板，木块受力平衡，则测力计的示数就等于木块所受的滑动摩擦力大小。(1)先在木板上拉动，多次改变木块对木板的压力(木块和砝码的重力之和等于木块对木板的压力)，测出对应的滑动摩擦力并记录；(2)保持木块对接触面的压力不变，多次改变接触面的材料，测出对应的滑动摩擦力并记录。　 课堂探究评价 13 压力N/N 滑动摩擦力f/N 木块和木板 木块和玻璃板 2.00 0.50 0.39 3.00 0.76 0.60 4.00 1.00 0.81 5.00 1.24 1.00 计算 0.25 ________ 活动3：下表是上述实验记录的系列数据，计算出横线上的值。据此实验记录数据能得出什么结论？如果用μ表示接触面的性质，如何用公式表示该结论？ 课堂探究评价 14 提示 提示：计算可得，横线上的值为0.20。通过分析实验数据可知，物体在同一接触面上滑动时，受到的摩擦力f与压力N成正比；对于不同的接触面，比例系数不同。由此可见，比例系数反映接触面的性质，该结论可用公式表示为：f＝μN。　 课堂探究评价 15 1．滑动摩擦力产生的条件 (1)两物体相互接触并挤压； (2)两物体间的接触面粗糙； (3)两物体间存在相对运动。 2．“相对运动”的理解：滑动摩擦力存在于发生相对运动的两个物体之间，两个物体“相对运动”时，可能是一个静止，另一个在运动；也可能是一个运动得快，另一个运动得慢；还可能是两个物体运动的方向相反。 课堂探究评价 16 3．滑动摩擦力的方向 (1)沿着接触面，并且跟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，还可能成任意夹角。由此可知滑动摩擦力可能是动力，也可能是阻力。 课堂探究评价 17 课堂探究评价 18 例1　质量为3 kg的木块放在水平地板上，用F＝6 N的水平拉力拉该木块时，木块恰能做匀速直线运动。(g取10 N/kg)求： (1)木块与地板间的动摩擦因数； (2)若F的大小不变而将方向改为竖直向上作用于该木块上，则此时应加一个多大的水平拉力，才能使该木块保持匀速直线运动状态？ (3)若在木块运动过程中撤去拉力，在木块继续向前滑行的过程中，木块受到的摩擦力是多大？ 答案　(1)0.2　(2)4.8 N　(3)6 N　 答案 课堂探究评价 19 提示 (1)木块恰能做匀速直线运动时，受到的摩擦力有什么特点？ (2)F改为竖直向上后摩擦力大小是否改变？撤去F后呢？ 提示：摩擦力与拉力平衡，二者大小相等，方向相反。　 提示：改变；不变。 课堂探究评价 20 规范解答 课堂探究评价 (1)对处于平衡状态的物体，可以根据二力平衡条件求解物体间的滑动摩擦力，再根据滑动摩擦力公式f＝μN，就可求解物体间的动摩擦因数或压力。 (2)滑动摩擦力大小与物体相对接触面的运动快慢无关。由公式f＝μN，可知影响滑动摩擦力大小的因素只有两个：动摩擦因数μ和压力N。 课堂探究评价 [变式训练1]　如图所示，一个在水平面上向右运动的物体，质量为40 kg，与水平面间的动摩擦因数μ＝0.1，在运动过程中，还受到一个水平向左、大小为20 N的力的作用。取g＝10 N/kg，则物体受到水平面的滑动摩擦力为(　　) A．40 N，向右 B．40 N，向左 C．20 N，向右 D．20 N，向左 答案 解析 解析：根据滑动摩擦力公式可知，f＝μN＝μmg＝0.1×40 kg×10 N/kg＝40 N，方向与物体相对水平面的运动方向相反，为水平向左，B正确，A、C、D错误。　 课堂探究评价 23 探究2　静摩擦力 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 课堂探究评价 24 提示 活动1：如图甲所示，人用平行于地面的力推箱子，箱子没有被推动，箱子相对地面有没有运动的趋势？运动趋势的方向是什么？ 活动2：箱子相对地面处于什么状态？箱子在水平方向上只受人的推力作用吗？ 提示：有。箱子相对地面有向右运动的趋势。　 提示：箱子相对地面处于静止状态。根据二力平衡的知识可知，这时一定有一个力与推力平衡，这个力与人对箱子的推力大小相等、方向相反，即这个力的方向与箱子相对地面运动趋势的方向相反。 课堂探究评价 25 活动3：如图甲所示，人推箱子的力增大到一定大小之前，箱子不会动；如图乙所示，把物块放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向拉物块，在拉力F增大到一定值之前，物块不会运动。这些情况说明什么？ 活动4：在图乙实验中，在弹簧测力计的指针左侧轻塞一个小纸团，并可随指针移动，便可记录指针到达的最大位置，从而得到物块从静止到滑动所受摩擦力的变化情形图像如图丙所示，可得到最大静摩擦力与滑动摩擦力大小有什么关系？在物块上添加砝码或改变接触面，再次拉动物块，根据实验结果分析影响最大静摩擦力的因素有哪些。 提示：两物体相对静止时，接触面间与运动趋势方向相反的力的增大有一 个限度。 提示：最大静摩擦力比滑动摩擦力略大。最大静摩擦力f静max与物体之间的正压力N及接触面的材料和粗糙程度有关。　 提示 课堂探究评价 26 1．静摩擦力产生的条件 (1)两物体相互接触并挤压； (2)两物体间的接触面粗糙； (3)两物体相对静止，但有相对运动的趋势。 2．静摩擦力有无的判断 课堂探究评价 27 3．静摩擦力方向的判断 (1)直接法：对于相对运动趋势比较明显的情况，可以根据“静摩擦力的方向沿着接触面，且与相对运动趋势的方向相反”直接判断。 (2)假设法：可假设接触面光滑，将会看到物体发生相对运动，根据相对运动的方向判断物体间的相对运动趋势的方向，从而判断静摩擦力的方向。 (3)状态分析法：分析除要研究的静摩擦力外，物体所受的其他作用力与物体的运动状态是否满足相应的规律(目前主要应用二力平衡的规律)，若还需要有沿某个方向的静摩擦力，才能使物体的受力情况与运动情况满足相应的规律，则存在静摩擦力且静摩擦力沿此方向。 (4)相互作用分析法：若甲、乙两物体间有静摩擦力，并且能判断出甲对乙的静摩擦力的方向，则乙对甲的静摩擦力的方向与甲对乙的静摩擦力的方向相反。 注意：直接法、状态分析法、相互作用分析法同样适用于滑动摩擦力方向的判断。 课堂探究评价 28 课堂探究评价 29 例2　(多选)某人骑一普通自行车，在水平路面上用脚蹬车前进，两轮皆不打滑。下列说法正确的是(　　) A．前轮受静摩擦力，方向向后 B．前轮受静摩擦力，方向向前 C．后轮受静摩擦力，方向向后 D．后轮受静摩擦力，方向向前 答案 课堂探究评价 30 提示 (1)自行车的哪个轮子驱动自行车前进？ (2)假设地面光滑，后轮与地面接触的点相对地面向什么方向运动？ 提示：后轮。　 提示：向后运动。 规范解答 规范解答　自行车后轮是驱动轮，前轮是从动轮。正常前进时，后轮相对地面有向后运动的趋势，则地面给后轮一个向前的摩擦力，这个摩擦力驱动自行车向前运动；当前轮向前运动时，地面的摩擦力将阻碍它向前运动，故地面对前轮的摩擦力方向向后。故A、D正确，B、C错误。 课堂探究评价 31 1．判断摩擦力方向应注意的问题 (1)在判断摩擦力方向时，明确物体相对运动或相对运动趋势的方向是关键。 (2)相对运动(趋势)是指物体相对于与它所接触的物体的运动(趋势)，不一定是相对于地面的运动(趋势)。 (3)摩擦力的方向与相对运动(趋势)方向相反，不一定与运动(趋势)方向相反。 (4)具体判断时，可灵活运用假设法、状态分析法或相互作用分析法进行判断。 课堂探究评价 2．计算摩擦力大小应注意的问题 (1)在确定摩擦力的大小之前，首先分析物体所处的状态，分清是静摩擦力还是滑动摩擦力。 (2)滑动摩擦力有具体的计算公式，而静摩擦力要借助其他方式(如利用二力平衡条件)求解。 (3)滑动摩擦力f＝μN中压力N并不总是等于物体的重力，要具体问题具体 分析。 课堂探究评价 [变式训练2－1]　在车站、商场、机场、展览馆和体育馆等人流集中的地方，通常会安装自动扶梯(图1)或自动人行道(图2)，当一人分别站在左面的自动扶梯与右面的自动人行道从一楼匀速上到二楼的过程中，下列说法正确的是(　　) A．都受到沿斜面向上的摩擦力 B．都受到水平向后的摩擦力 C．在图1中不受摩擦力，在图2中受到沿斜面向上的摩擦力 D．在图1中受到水平向后的摩擦力，在图2中不受摩擦力 答案 课堂探究评价 34 解析 解析：图1中，当人随自动扶梯向上匀速运动时，人相对扶梯没有运动，也没有运动趋势，故人不受摩擦力；图2中，自动人行道为斜面，人相对自动人行道有沿自动人行道向下的运动趋势，故人受到沿自动人行道向上的摩擦力。故C正确，A、B、D错误。　 课堂探究评价 35 [变式训练2－2]　如图所示，一个质量为M＝2 kg的物体静止放在粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一个质量为m0＝0.1 kg的小桶相连，已知M受到水平细绳的拉力至少为Fmax＝4.5 N时，才能开始运动。滑轮上的摩擦不计，g取10 N/kg。求在以下情况中，M受到的摩擦力的大小。  (1)只挂m0时； (2)只挂m0，但在M上再放一个M′＝3 kg的物体时； (3)在桶内加入m1＝0.33 kg的砂子时； (4)在桶内加入m2＝0.5 kg的砂子时。 答案：(1)1 N　(2)1 N　(3)4.3 N　(4)4 N　 答案 课堂探究评价 36 解析 解析：(1)因为m0g＝1 N<Fmax，M处于静止状态，受静摩擦力作用，由二力平衡得f1＝m0g＝1 N。 (2)在M上再放一个M′＝3 kg的物体，M仍静止，仍受静摩擦力，f2＝f1＝m0g＝1 N。 (3)因为(m0＋m1)g＝4.3 N<Fmax，故M处于静止状态，所受静摩擦力f3＝(m0＋m1)g＝4.3 N。 (4)因为(m0＋m2)g＝6 N>Fmax，故M运动，受到滑动摩擦力作用，滑动摩擦力f4＝μN＝μMg＝4 N。　 课堂探究评价 37 课后课时作业 1．(动摩擦因数)关于动摩擦因数，下列说法正确的是(　　) A．两接触面间压力越大，动摩擦因数越大 B．两物体间滑动摩擦力越大，动摩擦因数越大 C．两物体间的动摩擦因数与滑动摩擦力成正比，与两物体间的压力成反比 D．两物体间的动摩擦因数由两物体的材料和接触面的粗糙程度决定，与滑动摩擦力和正压力无关 答案 解析 解析：动摩擦因数只与接触面的粗糙程度、相互接触的物体的材料有关，D正确，A、B、C错误。　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 2．(静摩擦力的方向)(多选)如图所示，皮带运输机可以把货物匀速送往高处，也可以把货物从高处匀速送往地面，这两种情况下货物受到的摩擦力的方向(　　) A．运往高处时货物受到的摩擦力沿皮带向上 B．运往高处时货物受到的摩擦力沿皮带向下 C．运往地面时货物受到的摩擦力沿皮带向上 D．运往地面时货物受到的摩擦力沿皮带向下 解析：无论是把货物匀速运往高处还是匀速运往地面，货物相对皮带均有沿皮带向下运动的趋势，则货物受到的摩擦力均沿皮带向上，A、C正确，B、D错误。　 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 3．(摩擦力的有无及方向)武汉新冠肺炎疫情发生后，全国各地都向武汉伸出援助之手。如图为一辆往武汉运输物资的汽车正在水平的平直高速公路上行驶，集装箱放置在汽车上。以下关于集装箱所受汽车摩擦力的说法正确的是(　　) A．若汽车做匀速运动，则汽车对集装箱的摩擦力向前 B．若汽车突然加速，集装箱相对汽车向后滑动，则汽 车对集装箱的摩擦力向前 C．若遇到突发情况汽车减速，集装箱相对汽车向前滑 动，则汽车对集装箱的摩擦力向前 D．无论汽车怎样运动，集装箱都不受摩擦力作用 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 解析 解析：若汽车匀速行驶，集装箱与汽车保持相对静止且没有相对运动趋势，则汽车对集装箱无摩擦力作用，A错误；若汽车突然加速，集装箱相对汽车向后滑动，则集装箱所受摩擦力方向向前，B正确；若汽车减速行驶，集装箱相对汽车向前滑动，则集装箱所受摩擦力方向向后，C错误；根据以上分析，D错误。 　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 4．(摩擦力与弹力的关系)关于弹力和摩擦力，下面几种说法中正确的是(　　) A．摩擦力的方向总与物体运动的方向相反 B．有摩擦力就一定有弹力 C．弹力的大小总是与物体的重力成正比 D．同一接触面处弹力和摩擦力的方向一定不垂直 解析：摩擦力的方向总与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反，而与物体运动的方向没有必然关系，A错误；由于摩擦力的产生条件之一就是接触面间有挤压，故存在摩擦力的接触面间一定存在弹力，B正确；弹力的大小与物体的重力没有必然联系，比如按在竖直墙壁上的物体，弹力与重力无关，C错误；弹力垂直于接触面，而摩擦力沿接触面，故同一接触面处二者方向一定垂直，D错误。 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 5．(摩擦力的计算)水平地面上静止放置一铁块，重力G＝200 N，它与地面间的最大静摩擦力为fmax＝85 N，与地面间的动摩擦因数为μ＝0.4，某人用水平力F推它，则下列说法错误的是(　　) A．若F＝50 N，铁块受到的摩擦力大小为50 N B．若F＝83 N，铁块受到的摩擦力大小为83 N C．若F＝110 N，铁块受到的摩擦力大小为80 N D．若F＝100 N，铁块受到的摩擦力大小为85 N 答案 解析 解析：铁块与地面间的最大静摩擦力为fmax＝85 N，若推力F小于最大静摩擦力，则铁块静止，此时铁块受静摩擦力，由二力平衡条件可得静摩擦力大小等于推力，A、B正确；若推力F大于最大静摩擦力fmax＝85 N，则铁块滑动，铁块受到的摩擦力大小f＝μN＝μG＝80 N，C正确，D错误。本题选说法错误的，故选D。　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 6．(摩擦力的方向与大小)如图，一个木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止状态。其中F1＝10 N、F2＝2 N，则摩擦力的大小、方向为(　　) A．10 N，方向向左 B．2 N，方向向右 C．8 N，方向向左 D．零 答案 解析 解析：对木块受力分析，木块受重力、支持力、F1、F2和静摩擦力，根据木块处于静止状态，水平方向有F1＝F2＋f，解得f＝8 N，方向向左，C正确，A、B、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 7．(滑动摩擦力的计算)图示为某同学课桌上整齐摆放的一堆书，中间夹了一本物理课本，其他书对物理课本的压力为10 N，已知书与书之间的动摩擦因数为0.25，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。为了将物理课本水平抽出，该同学提供的拉力至少为(　　) A．2.5 N B．5 N C．10 N D．15 N 答案 解析 解析：当被水平抽出时，物理课本两面都受到滑动摩擦力作用，则该同学提供的拉力大小至少等于两摩擦力之和，为F＝2f＝2μN＝2×0.25×10 N＝5 N， B正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 8．(摩擦力的方向与大小)为了研究手机 保护套与书桌之间的动摩擦因数，小明找来了 拉力传感器，先测得该带保护套的手机的质量 为0.25 kg，再按如图甲所示将手机放置在桌面 上，用拉力传感器缓慢拉手机，直至手机在桌面上缓慢向右运动一段距离，截取计算机屏幕上的一段F­t图线，如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2，则以下说法正确的是(　　) A．手机保护套受到桌面的最大静摩擦力为2.6 N B．手机保护套受到的滑动摩擦力约为2.6 N，方向向左 C．若在手机上增加压力，手机保护套与桌面间的动摩擦因数增大 D．手机保护套与桌面间的动摩擦因数为μ＝1.12 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 9．(摩擦力综合)擦黑板是同学们经常要做的劳动，已知黑板擦 的质量为m。用水平力F将黑板擦压在竖直的黑板面上，重力加速度 为g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则 (1)当F＝4mg时，黑板擦保持静止，求黑板擦受到的摩擦力大小； (2)当F＝2mg时，黑板擦恰能保持静止，求黑板擦与黑板间的动 摩擦因数μ； (3)当F＝0.5mg时，求黑板擦受到的摩擦力大小。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 答案 10．(滑动摩擦力的计算)风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力，现将一套有小球的细直杆置于风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径，当杆在水平方向固定时，调节风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，如图所示，这时小球所受的风力等于小球重力的0.5倍，求小球与杆间的动摩擦因数。 答案：0.5 解析 解析：小球匀速运动，则风力大小等于小球所受的滑动摩擦力，F风＝f，即0.5G＝μN 又N＝G 解得μ＝0.5。　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 答案 11．(静摩擦力的方向)如图为运动员莫有雪在田径世少赛上奔跑途中的两个瞬间，用F1、F2分别表示莫有雪在图甲、乙两瞬间所受到的摩擦力，则关于F1、F2的方向，以下说法正确的是(　　) A．F1向后，F2向后 B．F1向前，F2向前 C．F1向前，F2向后 D．F1向后，F2向前 解析 解析：人在奔跑时，脚与地面相对静止，受到静摩擦力的作用。题图甲中，脚用力向后蹬，相对地面有向后滑的趋势，受到向前的静摩擦力，即F1向前；题图乙中，脚相对地面有向前滑的趋势，受到的静摩擦力向后，即F2向后。故C正确。 　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 12．(静摩擦力的大小)如图所示，用手握住竖直方向悬空的水杯保持静止，为防止水杯脱落，往往会用力握紧它。以下说法正确的是(　　) A．若增大手握杯子的力，则杯子所受的摩擦力增大 B．若往杯中加水，则杯子所受的摩擦力增大 C．若往杯中加水，则杯子所受的摩擦力不变 D．若往杯中加水，则必须增大手对杯子的压力 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 解析 解析：因水杯处于静止状态，而竖直方向只受重力和静 摩擦力，故摩擦力大小始终等于重力的大小，方向向上，增大 手握杯子的力，杯子所受的摩擦力不会发生变化，A错误。若 往杯中加水，重力增加，因水杯仍处于静止状态，杯子所受重 力和静摩擦力仍平衡，故摩擦力增大，B正确，C错误。当往 杯中加水后，如果水杯的重力仍小于之前的最大静摩擦力，则此时不需要增加手对杯子的压力来增大最大静摩擦力，从而保持杯子不掉落；当往杯中加水后，如果水杯的重力大于加水前的最大静摩擦力，为了保证杯子不掉下来，需要增大手对杯子的压力以增大最大静摩擦力，D错误。 　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 13．(滑动摩擦力的计算)将一盒未开封的香皂置于桌面上的一张纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，香皂盒的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验(示意图如图所示)。若香皂盒(包括香皂)和纸板的质量分别为m1和m2，各接触面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，当纸板相对香皂盒运动时，纸板所受滑动摩擦力的大小是(　　) A．μm1g B．μm2g C．μ(m1＋m2)g D．μ(2m1＋m2)g 答案 解析 解析：纸板上表面受到的滑动摩擦力f1＝μN1＝μm1g，纸板下表面受到的滑动摩擦力f2＝μN2＝μ(m1＋m2)g，两个摩擦力都与纸板运动方向相反，因此纸板所受滑动摩擦力的大小为f＝f1＋f2＝μ(2m1＋m2)g，故选D。 　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 答案 14．(摩擦力的突变问题)用一个水平推力F把一重力为G的物体压在竖直的足够高的平整墙面上保持静止(如图)，从某时刻t＝0开始，水平推力F按F＝kt(k为恒量)变化。从t＝0开始，物体所受的摩擦力f随t的变化关系图像可能正确的是(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 解析 解析：由题知，物体对墙面的弹力大小N＝F＝kt，则物体沿竖直墙面下滑时所受摩擦力f＝μN＝μkt，f与t为正比关系；当f增加到大于G时，物体开始做减速运动，f继续增大，当速度减为零时，物体静止，此时摩擦力为静摩擦力，大小等于物体的重力G，且不再变化。故选B。 　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 [名师点拨]　摩擦力的大小、方向与外界因素(如物体的运动状态、物体所受的拉力、接触面所受的压力等)有关，当外界因素改变时，摩擦力的大小、方向可能会发生变化(甚至可能突变)，还可能由静摩擦力突变为滑动摩擦力或者由滑动摩擦力突变为静摩擦力。因此，与摩擦力有关的问题可能比较复杂。解题时，首先要结合外界因素弄清摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力，方向如何，然后再进一步分析。如果难以直接判断摩擦力的情况，可以用假设法间接判断。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 15．(综合提升)重力分别为50 N和60 N的木块A、B间连接有水平轻弹簧，两木块静止在水平面上，A、B与水平面间的动摩擦因数均为0.25，弹簧被拉长了2 cm，弹簧的劲度系数为400 N/m，现用大小为F＝5 N、方向水平向右的拉力作用在木块B上，如图所示。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则力F作用瞬间，木块A、B所受的摩擦力的大小分别是(　　) A．8 N　3 N B．8 N　8 N C．8 N　13 N D．0　0 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 解析 解析：木块A与水平面间的最大静摩擦力为：fA＝μGA＝0.25×50 N＝12.5 N，木块B与水平面间的最大静摩擦力为：fB＝μGB＝0.25×60 N＝15 N，弹簧弹力为：F弹＝kx＝400 N/m×2×10－2 m＝8 N，施加水平拉力F后，对木块B受力分析，水平方向受向左的弹簧弹力和向右的拉力，由于木块B与水平面间的最大静摩擦力为15 N，大于弹簧弹力和拉力大小之差，故木块B静止不动，木块B受到的静摩擦力fB′＝F弹－F＝8 N－5 N＝3 N；施加水平拉力F后，弹簧长度没有变化，弹簧弹力不变，故木块A受力情况不变，相对水平面有向右的运动趋势，受到向左的静摩擦力，且与弹簧弹力平衡，因而fA′＝F弹＝8 N<fA；综上所述，故A正确，B、C、D错误。　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 16.(摩擦力综合分析)(多选)打印机在正常工作的情况下，进纸系统能做到每次只进一张纸。进纸系统的结构如图所示，设每张纸的质量相同，进纸时搓纸轮以竖直向下的力压在第一张白纸上，搓纸轮按图示方向转动并带动最上面的第1张纸向右运动，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为μ1，纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数 均为μ2，不考虑静电的影响，下列说法正确的是(　　) A．第一张白纸对搓纸轮的摩擦力方向向右 B．进纸过程中各张白纸之间均有摩擦力作用 C．除最上面第一、二张白纸外，越向下白纸之间的摩擦力越大 D．只有μ1>μ2，打印机才可能实现自动进纸 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 解析 解析：在相接处，搓纸轮相对于第一张纸有方向向 右的运动趋势，则第一张白纸对搓纸轮的摩擦力方向向 左，故A错误；除最上面第一、二张白纸外，向下白纸 处于静止状态，分别以向下第3张白纸、第3张和第4张 白纸整体、第3张到第5张白纸整体……为研究对象，根 据平衡条件可知向下白纸之间均有摩擦力，且摩擦力大小都等于第一张白纸对第二张白纸的滑动摩擦力大小，故B正确，C错误；若要自动进纸，则搓纸轮与白纸之间的最大静摩擦力必须大于第一张纸与第二张纸间的滑动摩擦力，设一张纸的质量为m，即μ1N>μ2(N＋mg)，故只有μ1>μ2，打印机才可能实现自动进纸，故D正确。　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 17．(动摩擦因数的测量)某同学用图a所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧测力计相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码。缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧测力计的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据在下表中给出，其中f4的值可从图b中弹簧测力计的示数读出(桌面水平且光滑)。 砝码的质量m/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 滑动摩擦力f/N 2.15 2.36 2.55 f4 2.93 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 回答下列问题： (1)f4＝________ N。 (2)在图c的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f­m图线。 (3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f＝__________，f­m图线(直线)的斜率的表达式为k＝________。 (4)取g＝9.80 m/s2，由绘出的f­m图线求得μ＝________。(保留两位有效数字) 答案 2.75 答案：如图所示 μ(M＋m)g μg 0.40 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 18．(摩擦力的计算)“强台风”是一个巨大的能量库，其风速都在17 m/s以上，甚至在60 m/s以上。据测，当风力达到12级时，垂直于风向平面上每平方米风力可达数千牛。设某次台风登陆时的风力为9级，水平方向风速大小可达到22 m/s，经过流体阻力测算，在经过一个身高为1.7 m左右人体的面积时，所产生的水平风力约为164 N。假设这个人质量为60 kg，台风来临时此人站立在水平地面上，竖直方向不受风力作用，此人与地面间的动摩擦因数为0.26，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。g取10 m/s2。试通过计算分析： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 (1)当风速达到22 m/s时，人能不能被吹动？ (2)当风速达到15 m/s时，吹在人身上的水平风力达到76 N，站在地面上的人所受的摩擦力为多大？ (3)当风速达到25 m/s时，吹在人身上的水平风力达到212 N，站在地面上的人所受的摩擦力为多大？ 答案 答案：(1)能　(2)76 N　(3)156 N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 解析 解析：(1)人和地面之间的压力 N＝mg＝600 N 人和地面之间的最大静摩擦力 fmax＝μN＝0.26×600 N＝156 N 因为F＝164 N>fmax，所以人能被吹动。 (2)当风力F1＝76 N时，由于F1<fmax，所以人不能被吹动，人受到地面给他的摩擦力是静摩擦力，其大小为f1＝F1＝76 N。 (3)当风力F2＝212 N时，由于F2>fmax，所以人能被吹动，人受到地面给他的摩擦力为滑动摩擦力，其大小f2＝Fmax＝156 N。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课后课时作业 16 17 18 　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 R eq \f(f,N) 4．滑动摩擦力的大小 (1)公式法：根据公式f＝μN计算。 ①压力N是物体与接触面间的压力，不一定等于物体的重力，N的大小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、接触面积的大小无关。 (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。 规范解答　　(1)木块做匀速直线运动， 则f1＝F＝6 N，而f1＝μN1＝μmg， 故μ＝eq \f(f1,mg)＝eq \f(6 N,3 kg×10 N/kg)＝0.2。 (2)将F的方向改为竖直向上后，木块对水平地板的压力N2＝mg－F＝24 N， 使木块做匀速直线运动的拉力F′＝μN2＝0.2×24 N＝4.8 N。 (3)撤去拉力，木块继续向前滑行的过程中， N3＝mg＝30 N，f3＝μN3＝0.2×30 N＝6 N。 4．静摩擦力大小的分析 (1)静摩擦力的增大有一个限度，超过这个限度就会发生相对运动，这个限度时的静摩擦力就是最大静摩擦力。 (2)静摩擦力的大小范围：0<f静≤f静max。当物体处于平衡状态时，静摩擦力的大小可以根据二力平衡来计算。 (3)静摩擦力不会随压力的增大或减小而改变，但最大静摩擦力会随压力的增大而增大。 解析：由F­t图线可得，在0～t1时间内，拉力F逐渐增大，在t1时刻，拉力F达到最大，手机开始向右运动，即t1时刻拉力F的大小等于最大静摩擦力fmax，约为2.8 N，A错误；之后手机缓慢运动时拉力F与滑动摩擦力f二力平衡，则滑动摩擦力大小约为2.6 N，方向向左，故B正确；动摩擦因数μ由接触面的材料和接触面的粗糙程度决定，与拉力和压力都无关，且μ＝eq \f(f,N)＝eq \f(f,mg)＝eq \f(2.6 N,0.25 kg×10 m/s2)＝1.04，故C、D错误。 答案：(1)mg　(2)0.5　(3)eq \f(1,4)mg 解析：(1)当F＝4mg时，黑板擦保持静止，根据二力平衡可知黑板擦受到的摩擦力大小f1＝mg。 (2)当F＝2mg时，黑板擦恰能保持静止，即此时黑板擦所受摩擦力为最大静摩擦力，根据二力平衡可知黑板擦受到的摩擦力大小f2＝mg 又f2＝μN N＝f 联立解得黑板擦与黑板间的动摩擦因数为μ＝0.5。 (3)当F＝0.5mg时，黑板擦相对于黑板面向下运动， 黑板擦受到的滑动摩擦力大小为f3＝μN′ 又N′＝F 联立解得f3＝eq \f(1,4)mg。 解析：(1)由图b可以看出，弹簧测力计的指针在2.70和2.80之间，读数为2.75 N。 (2)在图中描出m＝0.05 kg和m＝0.20 kg对应的点，画出f­m图线如图所示。 (3)木块受到的是滑动摩擦力，根据滑动摩擦力的计算公式可得f＝μ(M＋m)g，所以f­m图线的斜率为k＝μg。 (4)由图像可以得出斜率为k＝eq \f(2.93 N－2.15 N,0.25 kg－0.05 kg)＝3.9 m/s2， 所以μ＝eq \f(k,g)＝eq \f(3.9 m/s2,9.80 m/s2)＝0.40。 $$