3.2 摩擦力(练案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程物理必修第一册同步学习指导(人教版2019)

练案!!4" 第三章"-!摩擦力 """ """""" """"" "" !"#$% 知识点一"滑动摩擦力 !!如图所示!汽车*在水平路面上以相对于地面 的速度# ! 向右运动!车上的货物)以相对于 地面的速度# - 向右运动& 下列判断正确的是 $""% )!若# ! 8# - !货物)受到了汽车*所施加的向 右的滑动摩擦力 *!若# ! 8# - !汽车*受到了货物)所施加的向 右的滑动摩擦力 +!若# ! 7# - 货物)受到了汽车*所施加的向 左的滑动摩擦力 ,!若# ! 7# - 汽车*受到了货物)所施加的向 右的滑动摩擦力 "!如图所示!在水平面上有一向 右运动的物体!质量为1. JN! 与水平面间的动摩擦因数 " ;.!!!在运动过 程中!还受到一个水平向左的大小为-. O的 力的作用!取> ;!. OAJN!则物体受到水平面 的滑动摩擦力为 $""% )!1. O!向右 *!1. O!向左 +!-. O!向右 ,!-. O!向左 知识点二"静摩擦力 #!!多选"关于摩擦力!有人总结了四条"不一 定#!其中说法正确的是 $""% )!摩擦力的方向不一定与物体的运动方向 相同 *!静摩擦力的方向不一定与运动方向共线 +!受静摩擦力或滑动摩擦力的物体不一定静 止或运动 ,!静摩擦力一定是阻力!滑动摩擦力不一定 是阻力 $!!多选"(中国制造-.-3)是国家实施制造强国 战略第一个十年行动纲领!智能机器制造是一 个重要方向!其中智能机械臂已广泛应用于各 种领域& 如图所示!一机械臂铁夹竖直夹起一 个金属小球!小球在空中处于静止状态!铁夹 与球接触面保持竖直!则 $""% )!若增大铁夹对小球的压力!小球受到的摩 擦力变大 *!小球受到的摩擦力与重力大小相等 +!机械手臂受到的摩擦力方向竖直向下 ,!若铁夹水平移动!小球受到的摩擦力变大 %!如图所示!)是主动 轮!*是从动轮!它们 通过不打滑的皮带转 动!轮的转动方向如图所示!*轮上带有负载! <'=分别是两轮边缘上的点!则下列关于<'= 所受摩擦力的判断正确的是 $""% )!<受到的是静摩擦力!方向向下 *!<受到的是滑动摩擦力!方向向上 +!=受到的是静摩擦力!方向向上 ,!=受到的是滑动摩擦力!方向向下 &!!多选"中央电视台体育频 道每周都有棋类节目!如棋 类授课和评析& 他们的棋 盘是竖直的!棋盘上布有磁 石!而每个棋子都是一个小磁体& 关于棋盘和 棋子!下列说法正确的是 $""% )#小棋子共受四个力的作用 *#棋盘面应选取较粗糙的材料 +#只要磁场力足够大!即使棋盘光滑!棋子也 能被吸在棋盘上静止 ,#棋子被吸在棋盘上静止时!棋盘对棋子的 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 摩擦力大于棋子的重力 *)#** &'()% '!如图所示!小明将一张纸夹在书中某处!然后 将一方向向右的水平拉力作用在纸上!但纸与 书均保持静止!则下列关于摩擦力的说法中正 确的是 $""% )!手对纸有水平向右的摩擦力 *!手与纸之间没有摩擦力的作用 +!纸与书本之间没有摩擦力的作用 ,!桌面对书本有水平向右的摩擦力 (!如图!重为3.. O的沙发放在水平地面上!某 同学沿水平方向推沙发!当水平推力大小为 0. O时!沙发恰好开始运动& 沙发运动后!用 23 O的水平推力即可使沙发保持匀速直线运 动& 以下说法正确的是 $""% )!沙发与地面之间的动摩擦因数为.!!4 *!若用4. O的水平推力推静止的沙发!沙发 所受的摩擦力大小为23 O +!若用!.. O的水平推力推静止的沙发!沙发 所受的摩擦力大小为!.. O ,!若用3. O的水平推力推已经运动的沙发! 沙发所受的摩擦力大小为23 O )!!-.-1#重庆南岸高一期末"如图甲所示!一 静止在水平面上的物体!质量为/ JN!在水平 弹簧作用下!- :末开始缓慢滑动!此时弹簧伸 长了3 %>& 弹簧弹力&随时间5的变化情况 如图乙所示& 设最大静摩擦力等于滑动摩擦 力!>取!. >A:-& 下列说法正确的是$""% )#5;! :时物体未动!因此不受摩擦力作用 *#物体与地面间的动摩擦因数为.!/ +#弹簧的劲度系数为!-. OA> ,#若3 :后&继续增大!物块与地面之间的摩 擦力也随之增大 !*!科学探究活动通常包括以下环节+提出问题! 作出假设!制订计划并设计实验!进行实验! 收集证据!分析论证!评估交流等& 一位同学 学习了滑动摩擦力后!怀疑滑动摩擦力的大 小可能与接触面积有关!于是他准备用实验 探究这个问题& $!%这位同学认为+滑动摩擦力的大小与接 触面积成正比!这属于科学探究活动的 """"环节& $-%为完成本实验!需要自己制作木块!他应 制作的木块是下列选项中的""""& )!各面粗糙程度相同的正方体木块 *!各面粗糙程度不相同的正方体木块 +!各面粗糙程度相同'长宽高各不相等 的长方体木块 ,!各面粗糙程度不相同'长宽高各不相 等的长方体木块 $/%为了测量木块与木板之间的滑动摩擦 力!他设计了如图两种方案+甲是将长木 板固定在水平面上!用弹簧测力计水平 拉动木板上的木块/乙是用弹簧测力计水 平拉住木块!他水平拉动木块下的木板& 你认为更利于操作的方案是""""/理 由是 "& !!!!多选"!-.-1#石家庄高一检测"如图所示! 在同一水平面上!用大小不同的力推木块做 匀速运动!在三种放置情况下!木块R受到地 面的摩擦力分别为& S! '& S- '& S/ !则 $""% )!& S! ;& S- *!& S! 8& S- +!& S- ;& S/ ,!& S! ;& ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! S/ *##** !"!有一种圆珠笔!内部有一根小弹簧& 如图所 示!当笔杆竖直放置时!在圆珠笔尾部的按钮 上放一个!.. N的砝码!当砝码静止时!弹簧 的压缩量为- >>& 现用这支圆珠笔水平推 一本放在桌面上质量为0.. N的书!当弹簧 的压缩量为/!5 >>$未超过弹簧的弹性限 度% 时!这本书恰好做匀速运动& > 取 !. OAJN& 试求+ $!%笔内小弹簧的劲度系数/ $-%书与桌面间的动摩擦因数大小! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! & **#** 例3：AD货物A与传送带保持相对静止，所以受静摩擦力，静 仍处于静止状态，则此时受到的静摩擦力为F。=F2=4N,方 摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反。如果货物A随传送 向与F,的方向相反，即为方向向右。故选C 带一起向上匀速运动，有相对于传送带向下滑动的趋势，那么 例6：B当F较小时，小车不动，与A间是静摩擦力，随着F的 摩擦力的方向沿斜面向上，故A项正确：B项错误：如果货物 增大而增大，当F达到最大静摩擦力后车开始滑动，与A间 A和传送带都静止，A相对于传送带有向下的运动趋势，传送 是滑动摩擦力，比最大静摩擦力稍小，之后F增大，摩擦力 带相对于A有向上的运动趋势，则A给传送带的摩擦力方向 不变 沿斜面向下，故C项错误，D项正确 例7：A物体先受到滑动摩擦力，大小F,=g=2N,方向水平 跟踪训练1：(1)木箱受到向前的静摩擦力，动力 向左，做匀减速直线运动，当速度减为0，物体静止，所受的摩 (2)木箱受到向后的静摩擦力，阻力 擦力为静摩擦力，大小F'=1N,方向水平向右，故A项正确。 (3)木箱不受摩擦力 (4)木箱受到向后的滑动摩擦力，阻力 练案[18] (5)木箱受到向前的滑动摩擦力.动力 1,B,<,则A相对B向右运动.故B对A施加向左的滑动 解析：(1)木箱随汽车一起由静止加速运动时，木精的惯性使 摩擦力，汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力，故 木箱有相对汽车向后滑动的趋势，所以木箱受到向前的静摩 A错误，B正确：若，>，则A相对B向左运动，故B对A施 擦力，该力使木脑随车向前加速运动，是木箱运动的动力。 加向右的滑动摩擦力，汽车B受到了货物A所施加的向左的 (2)汽车刹车时，速度减小，木箱的惯性使木箱有相对汽车向 滑动摩擦力，故C、D错误 前潘动的趋势，所以木箱受到向后的静摩擦力，该力使木箱随2.B根据滑动摩擦力公式可知F,=Fs=mg=0.1×40× 车一块减速，是木箱运动的阻力。 10N=40N,方向与物体相对水平面的运动方向相反，为水平 (3)木箱随汽车一起匀速运动时，二者无相对滑动，也无相对 向左，B项正确，A、C、D错误。 滑动的趋势，木箱与汽车同没有摩擦力。 3.AC摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反，也可能 (4)汽车刹车，木箱相对汽车向前滑动，木箱相对运动方向向 与物体的运动方向相同，选项A正确：静摩擦力的方向不一定 前，所以木箱受到向后的滑动库擦力，该力是木箱运动的 与运动方向其线，也可能与运动方向成一定角度，例如用手竖 阻力。 直握住瓶子，让瓶子水平移动，选项B正确：运动的物体和静 (5)汽车在匀速行驶过程中突然加速，木箱相对汽车向后滑 止的物体都可能受到静摩擦力或滑动摩擦力的作用，例如货 动，木箱相对运动方向白后：所以木箱受到向首的滑动摩擦 物在传送带上向高处运动时，货物受静摩擦力但不静止：正在 力，该力是木辖运动的动力。 滑轨上滑行的物体，滑轨受到滑动摩藤力，而滑轨是静止的， 例4：(1)100N(2)90N0.3(3)90N 选项C正确：静摩擦力和滑动摩棕力都既可以是阻力，也可以 解析：(1)由于至少要用100N的水平拉力，才能将它拉动，则 是动力，选项D错误 最大静摩擦力F=100N。 4.C对小球受力分析可知，小球受重力、两侧铁夹的压力以 (2)由于移动以后，只要用90N的水平推力使能使它继续匀 及摩擦力作用，根据平衡条件可知，小球在竖直方向上受到的 速运动，则滑动摩擦力F,=90N 摩擦力与重力大小相等，方向相反：根据力的作用是相互的可 又由于F,=uF、=mg 知，机械手臂受到的摩擦力方向竖直向下，故B,C正确：增大 解得u=0.3。 铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力大小不变，仍等于重 (3)当用120N的水平推力推办公桌时，办公桌将加速移动， 力，故A错误：若水平移动铁夹，由于小球在竖直方向受力始 此时摩擦力为滑动摩擦力，由于接触面间的弹力与(2)中相 终平衡，故摩擦力不变，故D错误 同，则季擦力仍燃为90N 5.CP点位置在主动轮的边缘上，轮子带着传送带运动，故传 跟踪训练2：B当F=20N时，木块受到的最大静摩擦力为 送带相对轮子有向上运动的趋势，但没有相对滑动，故P点受 F.=uF=0.25×20N=5N,因为5N<G=6N,所以木块沿 到的是静摩擦力，方向向上，故A、B错误：Q点位置在从动轮 斜面下滑，木块受到的摩擦力为5N,A错误：当F=12N时 边缘上，轮子是在传送带的带动下运动的，没有打滑，故受到 木块受到的最大静摩擦力为F。=uF=0.25×12N=3N,因 的也是静摩擦力，因皮带向上运动，故Q相对于皮带有向下的 为3N<G=6N,所以木块沿墙面下滑，木块受到的摩擦力为 运动趋势，故Q受到的摩擦力方向向上，故C正确，D错误。 3N,B正确：当F变大时，若木块处于静止状态，则受到的摩6.AB根据题意，对小棋子受力分析可知，受重力、棋盘的吸引 擦力一直等于重力，大小保持不变，C错误：当F减小时，若仍 力、棋盘的支持力和静摩擦力，共受四个力的作用，故A正确： 满足F≥G,则木块仍保持静止状态.D错误。 棋子被吸在棋盘上静止时，根据平衡条件可知，棋盘对棋子的 素养能力提升 摩擦力大小等于机子的重力的大小，故D错误：根据题意，由 例5：C木块在水平方向共受到三个力F,,F,和摩擦力作用，木 平衡条件可知，竖直方向上，棋子重力的大小等于棋然对棋子 块处于静止状态，合外力为零，可知此时摩擦力为F。=F,- 静摩擦力的大小，小于棋子与棋盘间的最大静摩擦力，最大静 F,=8N-4N=4N,最大静摩擦力应大于等于4N,当撒去 摩擦力近似等于滑动摩擦力，则有F。=uF、=uF,可知，当磁 F,作用在物体上的力F2=4N,小于等于最大静摩擦力，木块 场力F一定时，4越大，F。越大，即棋盘面应选取较粗髓的材 282 料：当棋盘光滑，即4=0，则无论磁场力多大，F都等于零，则例1：C物体相互作用时，相互作用力总是同时产生，同时变化， 棋子不可能被吸在棋盘上静止，故C错误，B正确 同时消失，且分别作用在两个物体上，故A错误，C正确：作用 7.A用一方向向右的水平拉力作用在纸上，纸与书虽均保持静 力和反作用力一定是同一种类的力，故B错误：放在水平面上 止，但纸相对手有向左的运动趋势，纸和书本之间有相对运动 的书所受重力和桌面对书的支持力为一对平衡力，故D错误 趋势，则手对纸有水平向右的摩擦力，纸与书本之间存在摩擦例2：见解析 力，A正确，BC错误：纸和书整体受到水平向右的拉力，根据 解析：物体A对地球的引力与地球对物体A的引力：斜面对 二力平衡条件可知桌面对书本有向左的摩擦力，D错误。 物体A的支持力与物体A对斜面的压力：物体A对斜面的摩 8.D由题意知：沙发与地面的最大静摩擦力F。=90N,滑动摩 擦力与斜面对物体A的摩馨力。 F,75N 擦力F=75N,由F,=,知红=示0入=015.A错误： 探究点2牛顿第三定律 基础梳理 80N<F.,故用8ON推静止的沙发时沙发所受静摩擦力大小 1.相等相等相反2.相等相反同一条直线上 为80N,B错误；100N>F.,沙发开始运动，F,=75N,C错误： 判断正误 运动的沙发所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为75N,与运动状 (1)V(2)×(3)V 态无关，D正确。 例3：C力F和F”分别是作用力与反作用力，它们大小相等，方 9.Ct=1s时物体未动，根据平衡可知，受静摩擦力作用，故A 向相反，同时产生，作用在不同的牛身上，不可相互抵消。故 错误：2%末开始缓慢滑动，弹簧弹力为6N,最大静摩擦力为 选C。 ==上=0.2，故B错误：弹簧伸长了5cm,弹跟踪训练1：C滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用 6N,所以u=F、mg 力是一对作用力和反作用力.二者大小相等，方向相反，故C 簧的劲度系数为k= △x =120Vm,故C正确：若5号后F继 正确，A,B,D错误。 续增大，物块与地面之间的摩擦力为滑动摩擦力，因为正压力 例4：A小屋受到绳的拉力和小屋对绳的拉力是一对作用力和 不变，动摩擦因数不变，所以摩擦力不变，故D错误 反作用力，故A正确：小屋受到绳的拉力和小屋所受重力的受 10.(1)作出假设(2)C(3)乙见解析 力物体都是小屋，不是作用力和反作用力，故B错误：小屋对 解析：(1)这个环节是在探究首对可能的结果进行精想和假 绳的拉力的施力物体是小屋，受力物体是绳子，小屋所受重力 设，属于作出假设环节。 的施力物体是地球，受力物体是小屋，不是作用力和反作用 (2)应当用控制变量法进行研究，探究滑动摩擦力与接触面 力，也不是平衡力，故C,D错误 积的关系时，应当保持接触面相枪程度和压力大小不变，改跟踪训练2：D由整体法，甲、乙状态台灯对桌面的压力大小都 变接触面积的大小，故应选C。 等于台灯的重力大小，所以A错误：甲、乙状态细杆对灯头的 (3)应当选择乙方案，甲方案操作时露要匀速拉动木块（不 弹力大小都等于灯头的重力，所以B错误：乙状态台灯受到的 易微到)，且要在木块运动时读取弹簧测力计的示数（不号读 重力与桌面对台灯的支持力是一对平衡力，所以C错误：乙状 数)：乙方案只需要拉动木板运动即可，不要求匀速拉动，且 态台灯对桌而的压力与桌而对台灯的支持力是一对相互作用 容易读取弹簧测力计的示数。 力，所以D正确。 1山.BD推动木块做匀速运动，且木块Q受到地面的摩擦力是探究点3 物体受力的初步分析 滑动摩擦力，由滑动摩擦力的公式可得F,=uN,=mog,基础梳理 Fn=uN=u(m,+mg)g,Fn=N=mog,则有Fn=Fe<2.弹力摩擦力 Fa.故B,D正确.A、C错误。故选BD 判断正误 12.(1)500N/m(2)0.2 (1)X(2)V(3)× 解析：(1)当笔杆竖直放置时，砝码处于静止状态，受力平衡，例5：见解析 已知△x,=2mm=2×103m,m1=100g=0.1kg,则有△x 解析：(1)物体A受重力G、推力F,地面的支持力F、,墙壁对 =mg,代入数据解得=500N/m。 A向左的豫力F、',施力物体分别是地球，推A的物体，地面 (2)要使书恰好匀速运动，则弹簧弹力与书受到的滑动摩 墙壁，力的示意图如图甲所示：(2)物体A受重力G,垂直于斜 擦力大小指等，有△x2=m2B,代入数据解得u=0.2。 面向上的支持力F、,沿斜面向下的滑动摩擦力F,施力物体 分别是地球、斜面、料面，力的示意图如图乙所示：(3)物体A 3.牛顿第三定律 受重力G,支排力F、,水平向左的清动摩擦力F,施力物体分 探究点1作用力和反作用力 别是地魏、水平面，水平面、力的示意图如图丙所示：(4)物体 基础梳理 A受重力G、拉力F,,弹力F、,施力物体分别是地球，绳子，墙 1.物体受力施力2.相互作用力反作用力 壁，力的示意图如图丁所示：(5)物体A受重力G,拉力F,、支 判断正误 持力F、、水平向左的摩擦力F,施力物体分别是地球，绳子， (1)×(2)×(3)V 水平面、水平面，力的示意国如图龙所示。 -283