2.摩擦力 （教用Word）-【赢在微点·轻松课堂】2025-2026学年高中物理必修第一册（人教版2019）

2.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; 2.知道滑动摩擦力的大小跟什么因素有关,会求滑动摩擦力; 3.知道静摩擦力的概念及产生的条件,会判断静摩擦力的方向; 4.知道最大静摩擦力的概念,知道静摩擦力的大小范围。 情境导入 　　如果把两本书叠放在一起把书分开是件很容易的事情,但如果像右图一样把两本书一页一页地交叉对插,然后各抓住一本书的书脊用力对拉,平时很容易分开的两本书竟会变得像强力胶粘在一起似的,很难分开。 学习本节内容,想一想,是什么原因导致上述的现象呢?是接触面积的增大、动摩擦因数增大、还是摩擦力的个数增加了呢? 知识点一　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.滑动摩擦力产生的条件。 (1)两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.滑动摩擦力的方向。 总是沿着接触面,并且跟物体相对运动方向相反。 4.滑动摩擦力的大小。 滑动摩擦力的大小跟压力大小成正比,公式为Ff=μF压,μ为动摩擦因数,取决于相互接触的两物体的材质和接触面的粗糙程度,与接触面的面积无关(填“有关”或“无关”),与物体间相对运动的速度大小无关(填“有关”或“无关”)。 •疑点辨析• (1)滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相反。(×) (2)两物体间有摩擦力一定有弹力,有弹力不一定有摩擦力。(√) 　 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;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的方向相反。所以发生相对运动的物体不一定处于运动状态,可能是某物体静止,另一个物体在运动造成的。 2.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,F压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、接触面的大小无关。 (2)平衡法:物体处于平衡(匀速直线运动或静止)状态时,根据二力平衡条件求解。 【例1】　如图所示,汽车B在水平路面上以相对于地面的速度v1向右运动,车上的货物A以相对于地面的速度v2向右运动。下列判断正确的是(　　) A.若v1<v2,货物A受到了汽车B所施加的向右的滑动摩擦力 B.若v1<v2,汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力 C.若v1>v2,货物A受到了汽车B所施加的向左的滑动摩擦力 D.若v1>v2,汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力 解析　滑动摩擦力阻碍物体间的相对运动。若v1<v2,货物A受到了汽车B所施加的向左的滑动摩擦力,汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力,A项错误,B项正确;若v1>v2,货物A受到了汽车B所施加的向右的滑动摩擦力,汽车B受到了货物A所施加的向左的滑动摩擦力,C、D两项错误。 答案　B 判断滑动摩擦力方向的步骤 (1)确定发生相对运动的两个物体; (2)将一个物体选作参考系(视作静止); (3)判断另一个物体的运动方向; (4)根据滑动摩擦力的方向总是跟物体相对运动方向相反,判断滑动摩擦力的方向。 【针对训练1】　如图所示,一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的大小为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 解析　根据滑动摩擦力公式可知Ff=μF压=μmg=0.1×40×10 N=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项正确。 答案　B 知识点二　静摩擦力 　 1.定义:两个物体之间只有相对运动的趋势,而没有相对运动时产生的摩擦力叫作静摩擦力。 2.静摩擦力产生的条件。 (1)物体相互接触且相互挤压。 (2)接触面粗糙。 (3)两物体间相对静止但有相对运动趋势。 3.静摩擦力的方向。 总是沿着接触面,并且跟受力物体的相对运动趋势的方向相反。 4.静摩擦力的大小。 (1)静摩擦力的大小总随迫使物体产生相对运动趋势的外力的变化而变化,与正压力大小无关(填“有关”或“无关”)。 (2)静摩擦力有一个最大值,即最大静摩擦力Fmax,静摩擦力的范围是0<F≤Fmax。 •疑点辨析• (1)静止的物体才能受到静摩擦力作用,运动的物体不可能受静摩擦力作用。(×) (2)静摩擦力一定是阻力。(×) 　 1.对静摩擦力方向的理解。 (1)相对运动趋势可能由外力引起,也可能由运动状态变化引起。 (2)静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反,说明静摩擦力阻碍物体间的相对运动趋势,而不阻碍物体的运动趋势,所以静摩擦力的方向可能与运动方向相同,也可能相反,也可能垂直,即静摩擦力的方向与物体运动方向无关。 2.静摩擦力的大小。 (1)静摩擦力的大小可根据力的平衡求解,若物体处于平衡状态,静摩擦力的大小等于使物体产生相对运动趋势的外力的大小。静摩擦力的大小与正压力无关。 (2)最大静摩擦力Fmax：在数值上等于物体即将开始运动时的拉力,略大于滑动摩擦力。一般情况下,最大静摩擦力的大小与正压力成正比。 (3)物体间的静摩擦力在0与最大静摩擦力之间,即0<F≤Fmax。 【例2】　在机场、海港、粮库常分别用传送带运送行李、货物和粮食等。如图所示,当行李箱随传送带一起匀速运动时,下列关于行李箱受力的说法正确的是(　　) A.行李箱所受的摩擦力方向沿传送带向上 B.行李箱所受的摩擦力方向沿传送带向下 C.因为行李箱与传送带之间相对静止,所以行李箱不受摩擦力的作用 D.因为行李箱与传送带一起匀速运动,所以行李箱受滑动摩擦力 解析　行李箱所受的摩擦力方向与相对运动趋势的方向相反,行李箱受重力作用,相对皮带有向下运动的趋势,所以静摩擦力方向沿传送带向上,A项正确,B、C、D三项错误。 答案　A (1)静摩擦力的方向与“相对运动趋势的方向”相反,并不是与“运动方向”相反。 (2)静摩擦力的效果是阻碍物体间的相对运动趋势,并不是阻碍物体的运动。 【针对训练2】　如图为运动员在田径赛场上奔跑途中的两个瞬间,用Ff1、Ff2分别表示运动员在图甲、乙两瞬间所受到的摩擦力,则关于Ff1、Ff2的方向,下列说法正确的是(　　) A.Ff1向后,Ff2向后 B.Ff1向前,Ff2向前 C.Ff1向前,Ff2向后 D.Ff1向后,Ff2向前 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,脚用力后蹬,相对地面有向后滑的趋势,受到向前的静摩擦力,即Ff1向前;题图乙中,脚接触地面时有相对地面向前滑的趋势,受到的静摩擦力向后,即Ff2向后,C项正确,A、B、D三项错误。 答案　C 知识点三　摩擦力大小的计算 　 　 计算摩擦力时,首先要判断摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力,可以通过两物体间是存在相对运动还是存在相对运动趋势进行判断。 1.静摩擦力的大小。 (1)范围：0<F≤Fmax (2)计算方法：静摩擦力的大小通常要通过受力情况和平衡条件进行计算,随着使物体产生运动趋势的外力的变化而 变化。 (3)最大静摩擦力Fmax的值略大于滑动摩擦力的值,高中阶段为了计算方便,往往认为最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小。 2.滑动摩擦力的大小。 公式：Ff=μFN。公式中FN为接触面受到的正压力,与物体的重力G是两种性质的力,大小和方向不一定相同。Ff与物体是否匀速运动、运动速度的大小、接触面积的大小无关,只与μ和FN有关。 3.摩擦力的突变问题。 摩擦力的变化过程比较复杂,有时会涉及静摩擦力的大小变化、方向变化和静摩擦力与滑动摩擦力之间的转化,要根据题意正确判断摩擦力的变化情况。 【例3】　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; (2)木箱在拉力F1的作用下受到的摩擦力的大小; (3)木箱在12.0 N的水平拉力作用下,受到的摩擦力的大小。 解析　(1)当拉力F2=10.3 N时,木箱匀速运动,木箱在水平方向上受到拉力F2和滑动摩擦力Ff1作用,根据二力平衡的条件有Ff1=F2=10.3 N, 木箱放在水平地面上,则木箱对地面的压力大小等于木箱的重力大小,即F压=mg, 根据滑动摩擦力公式Ff=μF压,则木箱与地面间的动摩擦因数为μ=, 联立解得μ≈0.35。 (2)当拉力F1=8.0 N时,木箱静止,木箱在水平方向上受到的静摩擦力Ff2与F1是一对平衡力,则有 Ff2=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)问可知,Ff3=Ff1=10.3 N。 答案　(1)0.35　(2)8.0 N　(3)10.3 N (1)在求解摩擦力的大小时,一定要分清是求静摩擦力还是求滑动摩擦力。Ff=μF压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况共同确定。 (2)公式Ff=μF压中的F压是物体与接触面之间的正压力,不一定等于物体的重力G。要根据物体的受力来确定。 【针对训练3】　一个质量为2 kg的物体置于水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.1。物体从t=0开始以一定的初速度向右滑动的同时,受到一个水平向左的恒力F=1 N的作用,则物体受到摩擦力Ff随时间变化的图像正确的是(取向右为正方向,重力加速度g=10 m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(　　) 解析　物体向右运动过程中,受向左的滑动摩擦力为Ff=μmg=2 N,当物体静止时,由于水平向左的恒力小于滑动摩擦力,则物体保持静止状态,所受静摩擦力向右,大小为1 N,D项正确。 答案　D 　 1.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是由两物体的材料和接触面的粗糙程度等决定的,与滑动摩擦力和正压力无关 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项正确,A、B、C三项错误。 答案　D 2.如图所示,一平板小车在外力作用下由静止向右滑行了一段距离x,同时车上的物体A相对车向左滑行L,关于此过程中物体A受到平板小车的摩擦力的说法正确的是(　　) A.方向水平向左,是阻力 B.方向水平向左,是动力 C.方向水平向右,是阻力 D.方向水平向右,是动力 解析　由于物体A相对小车向左滑动,则受到小车向右的滑动摩擦力的作用。物体A相对地面是向右运动的,即滑动摩擦力的方向与物体A的运动方向相同,所以是动力,D项正确,A、B、C三项错误。 答案　D 3.如图所示,某同学在玩筷子提米游戏:将筷子插入大米中,提起筷子可将大米和瓶子同时提起。当大米和瓶子在空中静止时,下列说法正确的是(　　) A.瓶中的米越多,瓶子所受的合力越大 B.筷子插得越深,手对筷子的摩擦力越大 C.捏筷子的力越大,手对筷子的摩擦力越大 D.大米对筷子的摩擦力略小于手对筷子的摩擦力 解析　大米和瓶子在空中静止,受力平衡,瓶子所受的合力为零,瓶中的米越多,瓶子仍保持静止,瓶子所受的合力仍为零,A项错误;对筷子、大米和瓶子整体受力分析,可知手对筷子的静摩擦力大小等于筷子、大米和瓶子的重力大小,筷子插得越深、捏筷子的力越大,手对筷子的摩擦力不变,B、C两项错误;手对筷子的静摩擦力大小等于筷子、大米和瓶子的重力大小,大米对筷子的摩擦力大小等于大米和瓶子的重力大小,故大米对筷子的摩擦力略小于手对筷子的摩擦力, D项正确。 答案　D 4.如图所示,将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在水平放置的物理书内,书对A4纸的压力为3 N,A4纸与书内页面之间的动摩擦因数为0.3,要把A4纸从书中水平拉出,拉力至少应为(　　) A.0.9 N B.1.8 N C.9.0 N D.18 N 解析　A4纸与书上下两个接触面都有滑动摩擦力,则有Ff=2μFN=2×0.3×3 N=1.8 N,当拉力等于滑动摩擦力时,拉力最小,所以有Fmin=1.8 N,B项正确。 答案　B 学科网（北京）股份有限公司 $$