3.2 摩擦力 学案-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

本文围绕人教版物理必修第一册“摩擦力”展开，承接力的相关知识，为后续力学学习奠基。通过问题探究、实例分析等环节，培养学生物理观念、科学思维、科学探究及科学态度与责任等核心素养，如在讨论拔河比赛规定中渗透物理观念。 该设计亮点在于紧密联系生活实例，采用小组讨论、问题探究等特色教法。从学生层面看，提升其分析解决问题能力；从教师层面看，提供清晰授课思路；从课堂效果看，有效突破摩擦力方向判断等教学难点。

人教版（2019）物理（必修第一册） 第三章 相互作用——力 2．摩擦力 【课标要求】 1．了解静摩擦和滑动摩擦的相关概念和计算公式． 2．理解静摩擦力到最大静摩擦力转变的过程． 【学习目标】 1．我能掌握滑动摩擦力和静摩擦力的概念及产生条件，会判断摩擦力的方向. 2．我能知道摩擦力的大小跟什么有关，会求摩擦力的大小． 【学习重难点】 重点：1．滑动摩擦力的大小的计算以及方向判断， 2．静摩擦力有无的判断以及静摩擦力的方向的判断． 3．静摩擦力产生的条件及规律，正确理解最大静摩擦力的概念． 难点：1．静摩擦力有无的判断以及静摩擦力的方向的判断． 2．静摩擦力的大小的计算． 课本导练 1．滑动摩擦力 （1）定义：__________________________________________________． （2）方向：__________________________________________________． （3）大小：__________________________________________________． （4）动摩擦因数μ：它的值跟两接触面的材料和粗糙程度有关．动摩擦因数 在接触面内且与相对运动方向相反，FN与接触面垂直． 2．静摩擦力 （1）定义：__________________________________________________． （2）方向：__________________________________________________． （3）最大静摩擦力：____________________________________________． 1．一只玻璃瓶，在下列情况下是否受到摩擦力？如果受到摩擦力，摩擦力朝什么方向？ （1）瓶子静止在粗糙水平桌上面； （2）瓶子静止在倾斜的桌面上； （3）瓶子被瓶口朝上握在手中静止； （4）瓶子压着一张纸条，扶住瓶子把纸条抽出． 2．所受重力为500N的雪橇，在平坦的雪地上用10N的水平拉力恰好可以拉着空雪橇做匀速直线运动．如果雪橇再载重500N的货物，那么，雪橇在该雪地上滑行时受到的摩擦力是多少？ 3．木块A、B分别重50 N和60 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25；夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2 cm，弹簧的劲度系数为400 N/m．系统置于水平地面上静止不动．现用F＝1 N的水平拉力作用在木块B上，如图所示，求力F作用后木块A、B所受摩擦力的大小． 展示讨论 小组讨论课本导练内容，并完成下列问题讨论且进行展示． 1．国际拔河比赛规定，每个队由8名运动员组成，按8名运动员体重的总和，分成若干重量级别，同等级别的两个队进行比赛．还规定，运动员必须穿“拔河鞋”或没有鞋跟等突出物的平底鞋，不能戴手套． （1）竞赛为什么要作出上述规定？试从物理学的角度进行说明． （2）专业的拔河运动员在拔河时身体向后倾倒，跟地面的夹角很小，为什么要这样做？请从物理原理上分析说明． 2．请设计一个测量纸跟桌面之间动摩擦因数的方法，画出示意图，说明测量方法，写出测量的计算式． 3．重量为100N的木箱放在水平地板上，至少要用35N的水平推力，才能使它从原地开始运动．木箱从原地移动以后，用30N的水平推力，就可以使木箱继续做匀速运动．由此可知：木箱与地板间的最大静摩擦力Fmax=_____；木箱所受的滑动摩擦力F=_____，木箱与地板间的动摩擦因数 _____．如果用20N的水平推力推木箱，木箱所受的摩擦力是_____． 点评点拨 一、滑动摩擦力 问题探究 用弹簧测力计拖动水平固定木板上的木块，使它做匀速运动，测力计的示数等于木块所受摩擦力的大小．改变木块和木板之间的压力，摩擦力的大小也随之改变． 如果摩擦力的大小跟压力的大小存在某种定量关系的话，它们可能是怎样的关系呢？ 滑动摩擦力的产生条件 （1）______________________________________． （2）______________________________________． （3）______________________________________． 滑动摩擦力的方向 滑动摩擦力的方向沿接触面，与物体相对运动的方向相反． 滑动摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动，而不是阻碍物体的运动，所以滑动摩擦力的方向可能与物体运动方向______________________________________． 滑动摩擦力的大小 由公式Ff＝μFN计算（也可以由二力平衡来求解） （1）______________________________________． （2）______________________________________． （3）______________________________________． 例1． 重为400 N的木箱放在水平地面上，木箱与地面间的最大静摩擦力是120 N，动摩擦因数是 ，求 （1）用70 N的水平力推木箱，木箱受到的摩擦力是多少？ （2）用150 N的水平力推木箱，木箱受到的摩擦力是多少？ 变式训练1． 如图所示，质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上滑行，长木板放在水平面上一直处于静止状态．若ab与地面间的动摩擦因数为μ1，木块P与长木板ab间的动摩擦因数为μ2，重力加速度为g，求： （1）长木板ab受到地面的摩擦力大小及方向； （2）木块P受到长木板的摩擦力大小及方向． 二、静摩擦力 问题探究 想象一个装满书本的箱子放置在你的房间地板上，你想要将其移动到另一边的书架旁．当你刚刚开始推箱子时，你可能会发现需要用相当大的力才能让箱子开始移动． （1）为什么在箱子开始运动之前，需要施加更大的力？ （2）当箱子一旦开始滑动后，为什么要维持较小的力就能使箱子持续移动？ （3）这种现象与静摩擦力和滑动摩擦力有怎样的关系？静摩擦力在这个过程中扮演了什么角色． 静摩擦力的产生条件 （1）_________________________________________． （2）_________________________________________． （3）_________________________________________． 静摩擦力的方向 （1）_________________________________________． （2）_________________________________________． 静摩擦力的大小 （1）范围：0＜F≤Fmax． （2）计算：物体做匀速直线运动或静止时，根据二力平衡条件求解． （3）静摩擦力大小与正压力无关． 说明 （1）静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反，与运动方向可能相同，也可能相反． （2）静摩擦力发生在相对静止的两物体之间，受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，运动的物体也可能受静摩擦力作用． 例2． （多选）如图，用水平力F将质量为m的木块压在竖直墙壁上使木块保持静止，重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ） A．因为木块静止，木块所受的静摩擦力可能等于0 B．木块所受的静摩擦力大小等于mg，方向向上 C．木块所受合力为零 D．如果F增大，木块与墙壁间的静摩擦力也增大 变式训练1． （多选）质量为 的木箱静止在水平地板上，至少要用 的水平推力，才能使它从原地开始运动．现将一水平推力 作用在木箱上， 随时间 变化的图线如图所示．已知木箱在 时间内做匀速直线运动，重力加速度 取 ．则下列说法正确的是（ ） A．木箱与地板之间的动摩擦因数为0.3 B． 时间内木箱所受摩擦力大小为0 C． 时间内木箱所受摩擦力大小为 D． 时间内木箱所受摩擦力大小为 小结小测 一、课堂小结 1．当用10N的力推箱子，箱子依旧静止，此时箱子的静摩擦力大小是多少？如果用20N的力依旧没有推动，静摩擦力大小又是多少？小明在推箱子的过程中，在箱子快要推动的那一瞬间，小明觉得相比于推动时用了更大的力，这是为什么？ 2．滑动摩擦力的大小受什么影响？如果将一个木块无初速度的放在一个向右运动的传送带上，摩擦力方向向哪？ 二、课堂小测 判断题 1．有相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力．（ ） 2．摩擦力的方向一定与接触面所受的压力方向垂直．（ ） 3．摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同．（ ） 4．一个静止的物体也可能受到滑动摩擦力．（ ） 5．物体所受的滑动摩擦力与物体的重力成正比．（ ） 【参考答案】 课本导练 【答案】 1．（1）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）总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反；（3）Ff＝μFN 2．（1）相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动时，这时的摩擦力叫作静摩擦力；（2）总是沿着接触面，跟物体相对运动趋势的方向相反；（3）静摩擦力有一个最大值Fmax，在数值上等于物体即将开始运动时的拉力 【答案】 （1）瓶子静止在粗糙水平桌上面时，只受重力与支持力，两力平衡，所以没有受到摩擦力。 （2）瓶子静止在倾斜的桌面上时，受重力，支持力与摩擦力。摩擦力方向沿斜面向上。 （3）瓶子被瓶口朝上握在手中静止时，在竖直方向受重力与摩擦力，摩擦力方向竖直向上。 （4）瓶子压着一张纸条，扶住瓶子把纸条抽出时，瓶子受到摩擦力方向沿纸条运动方向。 【答案】 【答案】 没有施加力F时，木块A、B受力平衡，所受静摩擦力等于弹簧的弹力，即FA＝FB＝F弹＝kx＝400×0.02N＝8N，木块B受到地面的最大静摩擦力为：FBm＝μGB＝0.25×60N＝15N，施加力F后，对木块B有：F＋F弹＜FBm，则B所受摩擦力仍为静摩擦力，其大小为：FB′＝F＋F弹＝9N，施加力F后，木块A所受摩擦力仍为静摩擦力，大小为FA′＝F弹＝8 N. 展示讨论 【答案】 （1）拔河的胜负取决于双方所受地面的最大静摩擦力的大小。由最大静摩擦力的计算公式，可知可以通过增大静摩擦系数μ或者正压力FN两条途径增大最大静摩擦力，所以竞赛作出上述规定是为了使最大静摩擦力大致相同。 （2）拔河时身体后倾是为了保持重心靠后稳固自己的身体，方便更好发力，跟地面的夹角很小，可以使地面对腿的支持力沿水平方向的分力越大，从而对绳子产生更大的拉力。 【答案】 将一物块用纸包好，用弹簧秤测出其重力G，将物块放在水平桌面上，用弹簧秤拉着物块做匀速直线运动，读出弹簧秤的读数F，如图所示 由二力平衡可知，此时物块受到的支持力N等于G，滑动摩擦力等于F，可得动摩擦因数为 【答案】 35N；30N；0.3 ；20N 点评点拨 【答案】 （1）两物体直接接触且相互挤压（即有弹力）． （2）接触面粗糙． （3）两物体间有相对运动． 【答案】 可能相同，也可能相反，还可能成任意夹角 【答案】 （1）FN是两个相接触的物体间的压力，它不一定等于重力． （2）动摩擦因数μ的大小由接触面的材料和粗糙程度决定，与FN和Ff无关． （3）滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关，与物体间相对运动速度的大小无关． 例1．【答案】 （1）70 N；（2）100 N 变式训练1．【答案】 （1）μ1mg，向左；（2）μ1mg，向右 【答案】 （1）两物体直接接触且相互挤压（即有弹力）． （2）接触面粗糙． （3）两物体间有相对运动的趋势． 【答案】 （1）在接触面上与接触面相切，且与物体相对运动趋势的方向相反． （2）当物体处于平衡状态（静止或匀速直线运动）时，与使物体产生运动趋势的外力方向相反． 例2．【答案】BC 变式训练1．【答案】AD 小结小测 一、课堂小结 【答案】 10N；20N 静摩擦力的最大值（即最大静摩擦力）通常大于动摩擦力，因此小明在箱子开始移动的一瞬间需要用更大的力来克服这个静摩擦力 【答案】 压力大小和接触面粗糙程度； 木块在无初速度的情况下放在一个向右运动的传送带上时： 由于木块相对于传送带有向左的相对运动，摩擦力的作用方向是向右。 这一向右的摩擦力将导致木块逐渐加速，直到其速度与传送带的速度一致，使得木块相对传送带静止。 摩擦力方向向右。 【答案】 1.× 2.√ 3.× 4.√ 5.× 学科网（北京）股份有限公司 $$