内容正文:
第三章 相互作用
第三节 摩擦力
1
图解课标要点
2
1.通过实验认识滑动摩擦力,知道滑动摩擦力的产生条件,理解动摩
擦因数.
2.知道滑动摩擦力和静摩擦力的区别.
3.会用滑动摩擦力公式计算滑动摩擦力的大小,会用二力平衡计算静
摩擦力的大小.
在冰壶比赛中,冰壶在赛道上滑动一段距离后会停下来,这是因为冰壶受到摩
擦力的作用.#2.1
续表
3
必备知识解读
知识点1 滑动摩擦力
1 定义
两个相互接触并有挤压的物体之间发生相对运动时,产生的摩擦叫作滑动摩擦.
在滑动摩擦中,在接触面上产生的阻碍物体相对运动的作用力,叫作滑动摩擦力.
. .
. .
. .
4
2 产生条件(三个条件需要同时满足.)
5
3 方向
沿着接触面,并且跟物体相对运动的方向相反(阻碍的是相对运动,而不是物
体的运动.).
特别提醒 判断方向时,“与物体相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”,
滑动摩擦力的方向与运动方向可能相同,可能相反,也可能成其他任意角度.
. .
6
4 大小
(1)通过实验探究影响滑动摩擦力大小的因素
①用弹簧测力计测出木块的重力大小,即木块对平板小车的压力大小
(必须保证木板水平放置,且细线水平.);
图3-3-1
②实验装置如图3-3-1所示,用电动机带动平板小车向左缓
慢运动,当弹簧测力计的指针位置保持稳定时,读出其示数,
即木块所受的滑动摩擦力大小 ;
③保持木块与平板小车间接触面的粗糙程度不变,在木块上依次增加砝码,重
复步骤②;
④保持压力不变,改变接触面的粗糙程度,重复步骤②;
. .
7
⑤根据实验数据作出 图像,可以发现,对同一接触面,图线呈一条倾斜
的直线,直线斜率为,说明滑动摩擦力与压力的大小成正比.对不同的接触面, 的
值不同,反映出接触面的性质(粗糙程度)不同, 的值越大,则表示接触面越粗糙.
8
(2)动摩擦因数
同一接触面的是一个定值,不同接触面的值不同 的值大,意味着在相同
的压力情况下,滑动摩擦力大.我们把的值定义为动摩擦因数,用符号 表示.动摩
擦因数与接触面的材料和粗糙程度有关(与、 无关.).
(3)滑动摩擦力的大小
大量实验表明,滑动摩擦力的大小跟压力 成正比,还跟接触面的性质有关.
即
.
. .
. .
. .
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深度理解
对 中各物理量的理解
1.动摩擦因数 是两个力的比值,没有单位,它与相互接触的两物体的材料及
接触面的情况(如粗糙程度、干湿程度等)有关,与物体的运动速度无关,与接触
面的大小也无关.
2. 是两个物体接触面间的压力,称为正压力(垂直于接触面的力),性质上
属于弹力,它不是物体的重力,许多情况下需结合力的平衡条件等加以确定.
10
学思用·典例详解
【想一想丨问题质疑】
阻碍相对运动与阻碍运动有什么区别?
提示 阻碍相对运动指阻碍研究对象相对接触物体的运动,阻碍运动一般指阻碍研
究对象相对地面的运动.
11
例1-1 (多选)关于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
BC
A.有正压力一定有滑动摩擦力
B.有滑动摩擦力一定有正压力
C.滑动摩擦力总是与接触面上的正压力垂直
D.只有运动的物体才受滑动摩擦力作用
【解析】由产生滑动摩擦力的条件知,选项A错误,B正确.滑动摩擦力的方向与接触
面相切,而正压力垂直于接触面,所以滑动摩擦力的方向跟接触面所受正压力的方
向垂直,选项C正确.静止的物体也可以受滑动摩擦力作用,如擦黑板时,黑板是静
止的,但黑板擦是运动的,黑板受滑动摩擦力作用,选项D错误.
12
图3-3-2
例1-2 一根质量为、长度为 的均匀长方体木料放在水平桌面上,
木料与桌面间的动摩擦因数为 ,重力加速度为,现用水平力 推木
料,当木料经过如图3-3-2所示的位置时,桌面对木料的滑动摩擦力
等于______.若在被匀速推动和加速推动的过程中,木料受到的滑动
摩擦力的大小分别为和,则___(选填“ ”“”或“ ”).
【解析】滑动摩擦力的大小取决于 与 ,与接触面积的大小、相对运动速度的大
小均无关.由于压力等于,所以桌面对木料的摩擦力为 不变,
不变.
13
【学会了吗丨变式题】
1.如图3-3-3所示,质量为的货物在水平面上向左运动过程中,受到大小为 、
方向向右的水平拉力的作用,货物与水平面间的动摩擦因数为 ,则货物所受滑
动摩擦力的大小和方向是(重力加速度取 )( )
B
图3-3-3
A.、水平向左 B.、水平向右 C.、水平向左 D. 、水平向右
【解析】货物在水平面上向左运动,受到水平面的滑动摩擦力作用,方向向右;货
物对水平面的压力大小等于货物的重力 ,则滑动摩擦力
,B正确,A、C、D错误.
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知识点2 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趋势时,物体间产生的摩擦叫作静摩
擦,这时产生的摩擦力叫作静摩擦力.
特别提醒 具有“相对运动趋势”说明这两个物体是相对静止的,因有静摩擦力存在而
没有相对运动,如果没有静摩擦力,两物体间就会有相对运动.
. .
. .
15
2 产生条件(三个条件需要同时满足.)
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3 静摩擦力的方向
静摩擦力的方向总跟接触面相切,并且跟物体相对运动趋势的方向相反.
深度理解
判断静摩擦力方向的要点
1.与接触面相切的含义:当两个物体接触的面是平面时,就是沿着该平面;如
果是平面跟一个曲面接触,则为该曲面的切面;如果两个物体接触的面都是曲面,
则为两个曲面公共的切面.静摩擦力与弹力的方向一定相互垂直(弹力方向一定与接
触面垂直,摩擦力方向一定沿该接触面.).
. .
. .
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图3-3-4
2.静摩擦力既可与物体的运动方向相同成为动力,也可与物体的
运动方向相反成为阻力.
例如,图3-3-4中的平板车做加速运动,箱子相对车厢静止,那么,静摩擦力对
箱子而言是动力;若平板车做减速运动,箱子相对车厢静止,那么,静摩擦力对箱
子而言是阻力.
. .
. .
. .
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易混易错
明晰摩擦力中的“三个方向”
运动方向 一般指物体相对地面的运动方向.
相对运动方向 指以其中一个物体为参考系,物体相对物体 的运动方
向,反之亦然.
相对运动趋势的方向 因两物体间存在静摩擦力而导致的要发生却没有发生的相
对运动的方向.
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4 大小
图3-3-5
(1)通过实验探究静摩擦力的大小
①如图3-3-5所示,用弹簧测力计沿水平方向拉静止在水平
桌面上的木块,在拉力 增大到一定值之前,木块不会运动;
②随着拉力的增大,当拉力达到某一数值时木块开始运动,
此时拉力会突然变小.
③结论:静摩擦力随着拉力的增大而增大.由二力平衡可
知,静摩擦力的大小总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).
. .
. .
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(2)静摩擦力的大小
物体所受到的静摩擦力有一个最大值,这个最大值叫作最大静摩擦力.最大静摩
擦力 在数值上等于物体刚刚开始运动时所需的最小拉力.两物体间实际的静摩擦
力在0和最大静摩擦力之间,即 .
21
深度理解
求解静摩擦力大小的注意点
1.静摩擦力的大小通常应结合物体的运动状态或受力情况确定.
2.最大静摩擦力的大小与正压力成正比,即 .
【注意】(1) 为静摩擦因数,取决于接触面的材料和接触面的粗糙程度;
(2)非最大静摩擦力的大小不能套用上述公式计算,可根据二力平衡求得.
图3-3-6
3.最大静摩擦力略大于滑动摩擦力 ,如图3-3-6所
示.为方便起见,解题时如无特殊说明,可认为
(此时可由公式 计算.).
. .
. .
22
学思用·典例详解
【做一做丨交流讨论】
将手掌压在桌面上,逐渐增大拖动手掌的拉力,直至手掌在桌面上滑动,体验静摩
擦力的变化、最大静摩擦力及滑动摩擦力,并与同学们相互交流,说说自己的感受.
例2-3 (多选)下列关于静摩擦力的说法错误的是( )
ACD
A.两个相对静止的物体间一定有静摩擦力
B.受静摩擦力作用的物体不一定是静止的
C.静摩擦力对物体的运动总是起阻碍作用
D.静摩擦力一定比滑动摩擦力大
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【解析】两个相对静止的物体间要满足静摩擦力产生的全部条件才有静摩擦力,A
选项错误.受静摩擦力作用的物体是相对静止的,不一定是静止的,B选项正确.无论
静摩擦力还是滑动摩擦力,其方向都可以与物体运动的方向相同,C选项错误.静摩
擦力的大小在零和最大静摩擦力之间,最大静摩擦力比滑动摩擦力大,而静摩擦力
不一定比滑动摩擦力大,D选项错误.
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图3-3-7
例2-4 如图3-3-7所示,物体在水平推力 的作用下紧靠竖直墙保持静
止不动,下列说法正确的是( )
A
A.物体 受到的静摩擦力与其重力大小相等
B.物体 受到的静摩擦力的大小与接触面的粗糙程度成正比
C.若减小,则物体 一定会下滑
D.在物体上增加一物体,要使得两物体均静止就必须增大推力
【解析】物体静止时,墙对物体的静摩擦力与重力平衡,即 ,A正确,B错
误;当减小时,最大静摩擦力减小,但物体不一定会下滑,C错误;在物体 上增
加一物体,若两物体的重力之和小于 与墙间的最大静摩擦力,则不需要增大推力
,D错误.
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图3-3-8
例2-5 [链接教材第75页图3-3-5(b)] 如图3-3-8所示,用手握紧瓶
子使瓶子静止在空中,以下关于瓶子所受摩擦力的说法正确的是
( )
C
A.感觉瓶子将要滑下时,用力使劲握瓶子是为了增大此时的滑动摩擦力
B.感觉瓶子将要滑下时,用力使劲握瓶子是为了增大此时的静摩擦力
C.摩擦力的大小不会因为手的握力增大而增大
D.摩擦力的大小等于瓶子的重力,方向竖直向下
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【解析】感觉瓶子将要滑下时,用力使劲握瓶子是为了增大手与瓶子之间的最大静
摩擦力,而不是为了增大此时的静摩擦力,也不是为了增大此时的滑动摩擦力,A、
B错误;在竖直方向上,瓶子只受静摩擦力与重力,由二力平衡可知,静摩擦力的大
小等于瓶子重力大小,静摩擦力的方向是竖直向上的,静摩擦力的大小不会因为手
的握力增大而增大,C正确,D错误.
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知识点3 摩擦力的应用与防止
1 摩擦力的应用
(1)摩擦力在生活中的应用
利用鞋底和地面之间的摩擦力,人们可以走路、跑步;利用轮胎和地面之间的摩
擦力,人们可以骑自行车、开动汽车等;利用手和筷子、杯子等之间的摩擦力,人们
才能吃饭、喝水;拿笔写字时,也需要依靠手和笔之间、笔尖和纸之间的摩擦力.
(2)增大有益摩擦的方法
①增加接触表面的粗糙程度:如鞋底和轮胎上的纹路就是为了增大摩擦力.
②增加物体间的压力:如写毛笔字时用手或镇纸压住纸张.
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2 摩擦力的防止
(1)摩擦力的害处
摩擦力有利有弊,摩擦力在我们的生活中不可缺少,但在机器工作时,摩擦力会
使工件磨损,造成经济损失.我们应该运用所学知识,增加有益摩擦,减小有害摩擦.
(2)减小摩擦力的方法
①减小物体间的压力.
②变滑动为滚动.
③减小接触面的粗糙程度.
④分离摩擦面,如磁悬浮列车底部与轨道间有空气隔离开来,使阻力大大减小.
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学思用·典例详解
例3-6 关于摩擦力,下列说法正确的是( )
D
A.人正常行走时,鞋底受到滑动摩擦力的作用
B.杂技演员沿竖直杆匀速下滑时,演员受到的摩擦力的方向向下
C.当增大手握竖直酒瓶的握力时,酒瓶受到的摩擦力将增大
D.在冰面上撒些细土再走上去就不易滑倒,是因为鞋底受到的最大静摩擦力增大了
【解析】人正常行走时,鞋底受到静摩擦力的作用,故A错误;杂技演员沿竖直杆匀
速下滑时,在竖直方向上,演员的重力和所受摩擦力平衡,则摩擦力方向向上,和
重力大小相等,故B错误;当增大手握竖直酒瓶的握力时,最大静摩擦力增大,但是
酒瓶受到的实际摩擦力仍等于重力,大小是不变的,故C错误;在冰面上撒些细土再
走上去就不易滑倒,是因为接触面变粗糙了,鞋底受到的最大静摩擦力增大了,故
D正确.
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知识点4 动摩擦因数的测定
图3-3-9
利用砝码和弹簧测力计测量
滑动摩擦力和动摩擦因数.
如图3-3-9甲所示,向砝码盘 内放入
砝码,轻推铁块,使其恰能在水平木板
上向左匀速滑动,铁块 处于平衡状态.用
弹簧测力计测出和(包括砝码)受到的重力和,则 所受的滑动摩擦力
,又,故可求出、间的动摩擦因数 .
. .
31
用弹簧测力计测定动摩擦因数.
如图乙所示,使金属板静止在水平桌面上,用手通过弹簧测力计向右拉铁块 ,
使铁块向右匀速运动(此方案理论上可行,但在实际操作中很难保证 匀速前进.),
读出此时弹簧测力计的读数,等于铁块所受的滑动摩擦力 ,再用弹簧测力计
测出铁块的重力,由二力平衡可知,,且,所以 .#1.2.1
. .
. .
32
利用弹簧测力计测木板和木块之间的动摩擦因数 .
实验装置如图丙所示,在水平力作用下,只要使木板相对木块 向右滑动
(做匀速直线运动或变速直线运动都行.),就可由弹簧测力计的读数得到、
间的滑动摩擦力(此方案不要求做匀速直线运动,只要相对 沿直线
滑动就行,故切实可行.),再用弹簧测力计测出木块受到的重力 ,即可由
求出动摩擦因数 .
以后的学习中还会遇到测量动摩擦因数的其他方法,如利用平抛运动测量,利
用动能定理测量等.#1.4
. .
. .
. .
. .
33
学思用·典例详解
图3-3-10
例4-7 (北京高考题)某同学利用图3-3-10甲所示装置研究摩
擦力的变化情况.实验台上固定一个力传感器,传感器用
棉线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上.水平向左拉
木板,传感器记录的 图像如图乙所示.下列说法正确
的是( )
C
A.实验中必须让木板保持匀速运动
B.图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线
C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为
D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
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【解析】木板与物块间的滑动摩擦力的大小与木板是否做匀速直线运动无关,故A
错误;图乙中曲线是拉力 随时间的变化曲线,故B错误;由图乙可知,开始物块受
到棉线的拉力和长木板给的静摩擦力而保持平衡状态,一直到拉力达到 左右,
之后物块与长木板发生相对滑动,物块受滑动摩擦力和棉线拉力作用而平衡,由图
乙知最大静摩擦力约为,滑动摩擦力大小约为 ,最大静摩擦力与滑动摩擦力
之比约为;由滑动摩擦力大小可知,物块质量 未知,故求不
出动摩擦因数,C正确,D错误.
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关键能力构建
题型1 判断摩擦力是否存在
例8 (多选)如图3-3-11所示,、叠放在水平地面上,水平力作用在 上,使二
者一起向左做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
BC
图3-3-11
A.、 之间无摩擦力
B. 受到的摩擦力水平向右
C.受到 的摩擦力水平向左
D.地面对 的摩擦力为水平向右的静摩擦力
思路点拨 对,根据二力平衡条件或假设法判断对的摩擦力,再把、 当作整
体分析,根据二力平衡条件或假设法分析地面对 的摩擦力.
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【解析】对,由于匀速运动,由二力平衡条件可知,对的摩擦力必与 等大反
向,故A错误,B正确;对,由力的作用的相互性可知,对的摩擦力一定与 对
的摩擦力等大反向,故受到的摩擦力水平向左,C正确;对、 整体分析,由
于、一起向左匀速运动,则地面对 的摩擦力一定为滑动摩擦力,且水平向右,
故D错误.
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摩擦力有无的判断方法
1.滑动摩擦力有无的判断
条件判断法:两物体相互接触;接触面粗糙;接触面之间有压力且两物体有相对运动.
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2.静摩擦力有无的判断
(1)条件判断法:两物体相互接触;接触面粗糙;接触面之间有压力且两物体有相
对运动趋势.
(2)假设法:
(3)二力平衡法:根据物体的运动状态,应用二力平衡条件判断静摩擦力的有无.
. .
. .
. .
39
【学会了吗丨变式题】
2.如图3-3-12所示,一辆汽车在平直公路上,车上有一木箱,试判断下列情况中木箱
所受的摩擦力.
图3-3-12
(1)汽车由静止加速运动时(木箱和车无相对滑动);
【答案】木箱随汽车一起由静止加速运动,假设二者的接触面是光滑的,则汽车加
速时,木箱由于惯性要保持原来的静止状态,因此它将相对于汽车向后滑动,而实
际上木箱没有滑动,说明木箱有相对汽车向后滑动的趋势,所以木箱受到向前的静
摩擦力,此时静摩擦力方向与木箱运动方向相同,为动力.
40
(2)汽车刹车时(木箱和车无相对滑动);
【答案】汽车刹车时,速度减小,假设木箱与汽车的接触面是光滑的,则木箱将相
对汽车向前滑动,而实际上木箱没有滑动,说明木箱有相对汽车向前滑动的趋势,
所以木箱受到向后的静摩擦力,此时静摩擦力方向与木箱运动方向相反,为阻力.
(3)汽车匀速运动时(木箱和车无相对滑动);
【答案】木箱随汽车一起匀速运动时,二者无相对运动趋势,因而木箱不受摩擦力.
(4)汽车刹车,木箱在车上向前滑动时;
【答案】汽车刹车,木箱相对于汽车向前滑动,可知木箱受到向后的滑动摩擦力,
摩擦力方向与木箱运动方向相反,为阻力.
41
(5)汽车在匀速运动过程中突然加速,木箱在车上滑动时.
【答案】汽车在匀速运动过程中突然加速,木箱相对于汽车会向后滑动,易知木箱
受到向前的滑动摩擦力,摩擦力方向与木箱运动方向相同,为动力.
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题型2 判断摩擦力的方向
例9 [易错题]图3-3-13是一皮带传动装置示意图,为主动轮,为从动轮.试判断 轮
上的点、轮上的 点所受到的摩擦力的方向.(皮带不打滑)
图3-3-13
思路点拨 皮带不打滑,轮与皮带之间存在静摩擦力;主动轮有相对皮带向前转动
的趋势,从动轮有相对皮带向后转动的趋势.
【答案】见解析
43
【解析】是主动轮,轮的转动带动皮带的运转,所以轮上的 点相对于皮带有向
上运动的趋势,皮带对轮上的点有静摩擦力作用,该静摩擦力的方向与 轮的转
动方向相反,沿该点的切线方向向下,如图3-3-14中所示. 是从动轮,皮带带动
轮运转,所以轮上的点相对于皮带有向上的运动趋势,皮带对轮上的 点有静
摩擦力作用,该静摩擦力的方向与 轮的转动方向相同,沿该点的切线方向向下,如
图 3-3-14中 所示.
图3-3-14
44
易混易错
对摩擦力方向的正确理解
滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反,与接触面相切,作用点在两物
体的接触面上;静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势方向相反.要准确理解
“相对”二字,摩擦力既可以充当阻力也可以充当动力,运动的物体也可能受静摩擦
力,静止的物体也可能受滑动摩擦力.
45
判断摩擦力方向应注意的问题
1.在判断摩擦力方向时,弄清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)是指受力物体相对于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,不是与运动方向相反.
4.具体判断时,可灵活运用假设法、二力平衡法或反推法进行判断.
46
【学会了吗丨变式题】
3.新 学习探索情境 小明将一辆后轮驱动的电动小汽车,按图示方法置于两个平板
小车上,三者置于水平实验桌上.当小明用遥控器启动小车向前运动时,他看到两个
平板小车也开始运动,下列标出的平板小车的运动方向正确的是( )
C
A. B. C. D.
【解析】电动小汽车是后轮驱动的,当后轮顺时针转动时,左边平板小车对后轮摩
擦力向右,后轮对左边平板小车的摩擦力向左;而前轮是从动轮,所以右边平板小
车对前轮的摩擦力向左,前轮对右边平板小车的摩擦力向右.因此左边平板小车向左
运动,而右边平板小车向右运动,故C正确,A、B、D错误.
47
题型3 求解摩擦力的大小
图3-3-15
例10 如图3-3-15所示,一个质量为的物体 放在水平面
上,物体与水平面间的动摩擦因数为 ,物体通过一条绕过
定滑轮的质量不计的细绳和一个质量为的小桶 相连.
已知能承受的最大静摩擦力 ,滑轮上的摩擦不计,
,求在以下情况中, 受到的摩擦力的大小.
(1)只挂, 处于静止状态时;
【答案】
【解析】因为处于静止状态,所以 受静摩擦力作用,由二力平衡条件得所受静摩
擦力 .
48
(2)只挂,但在上再放一个质量为的物体 时;
【答案】
【解析】在上再放一个的物体, 仍静止,故所受静摩擦力
.
(3)只在桶内加入质量为 的砂子时;
【答案】
【解析】因为,故 处于静止状态,所受静摩擦力
.
49
(4)只在桶内加入质量为 的砂子时.
【答案】
【解析】因为,故物体 运动,受到滑动摩擦力作用,由
公式知 .
50
建构导图明思路
51
摩擦力大小的求解方法
1.计算摩擦力时,应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力.
2.滑动摩擦力用公式 求解,静摩擦力的大小需要根据物体的运动状态和物体
的受力情况来求解.如果物体处于静止状态或做匀速直线运动,可利用二力平衡条件
求解静摩擦力.
3.计算静摩擦力时,还要注意理解静摩擦力与最大静摩擦力的区别.
4.正压力相同时,最大静摩擦力比滑动摩擦力略大,如不加说明,可以认为最大静
摩擦力近似等于滑动摩擦力,此时最大静摩擦力可由公式 求得.
52
【学会了吗丨变式题】
图3-3-16
4.如图3-3-16所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向受到、
和摩擦力共三个力的作用,木块处于静止状态.其中 ,
.撤去力 后,木块受到的摩擦力是( )
C
A.,方向向右 B.,方向向左 C.,方向向右 D. ,方向向左
【解析】撤去 前,木块受五个力的作用.竖直方向上的重力和支持力是一对平衡力,
水平方向上受、 和静摩擦力三个力的作用.木块静止,说明木块所受静摩擦力
,方向向左,也说明了最大静摩擦力至少为.当撤去 后,因
,小于等于最大静摩擦力,故木块仍保持静止,此时所受静摩擦力为 ,
方向与 的方向相反,即方向向右,因而正确选项为C.
53
核心素养聚焦
考情揭秘 素养点击
基本考
查点 滑动摩擦力、静摩擦力、动摩
擦因数等.
热点及
难点 摩擦力方向的判断及大小的计
算.
题型及
难度 选择题为主,难度中等.
高考中
地位 较少单独命题,力学的重要基
础.
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考向1 对摩擦力是否存在的考查
图3-3-17
例11 (海南高考题)如图3-3-17所示,在水平桌面上放置一斜面体 ,
两长方体物块和叠放在 的斜面上,整个系统处于静止状态.若
将和、与、与桌面之间摩擦力的大小分别用、和 表示.
则( )
C
A.,, B.,,
C.,, D.,,
本题主要考查摩擦力是否存在的问题,解题关键是对研究对象的选取和受力分析,
体现了高考对物理知识、方法和能力的综合要求.
55
【解析】对分析可知, 受重力、支持力的作用,有沿斜面向下滑动的趋势,因此
受到沿斜面向上的摩擦力,;再对、组成的整体分析可知,、 组成的
整体受重力、支持力的作用,有沿斜面向下滑动的趋势,因此受到 沿斜面向上的
摩擦力,;对、及 组成的整体分析,由于整体在水平方向不受外力,因此
不受地面的摩擦力, .选项C正确.
56
考向2 考查滑动摩擦力大小的决定因素
图3-3-18
例12 (2024·广西卷)工人卸货时常利用斜面将
重物从高处滑下.如图3-3-18,三个完全相同
的货箱正沿着表面均匀的长直木板下滑,货
箱各表面材质和粗糙程度均相同.若1、2、3
号货箱与直木板间摩擦力的大小分别为 、
和 ,则( )
D
A. B. C. D.
本题考查对滑动摩擦力大小的决定因素的理解,强调物理观念,体现高考对基本概
念和基本规律的重视.
57
【解析】
58
新考法 拓展实验
考法解读 新高考对实验的考查,除了《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修
订)》要求的21个学生必做实验外,有时也会对教材上的演示实验或拓展实验进行
考查,如测量重力加速度、测量动摩擦因数等.这种考查体现了新高考对学生综合能
力的要求,鼓励学生不仅关注课程标准要求的内容,还要主动理解教材中的其他实
验设计及其应用.
59
图3-3-19
例13 (2023·湖北卷)某同学利用测质量的小型家用电子秤,设
计了测量木块和木板间动摩擦因数 的实验.
如图3-3-19(a)所示,木板和木块 放在水平桌面上,电子秤
放在水平地面上,木块和放在电子秤上的重物 通过跨过定
滑轮的轻绳相连.调节滑轮,使其与木块 间的轻绳水平,与重
物间的轻绳竖直.在木块上放置 个砝码
(电子秤称得每个砝码的质量为 ),向左拉动木板的
同时,记录电子秤的对应示数 .
60
(1)实验中,拉动木板时______(填“必须”或“不必”)保持匀速.
(2)用和分别表示木块和重物的质量,则和、、、 、 所满
足的关系式为 ____________________.
(3)根据测量数据在坐标纸上绘制出图像,如图(b)所示,可得木块 和木
板间的动摩擦因数 _____(保留两位有效数字).
不必
0.40
61
【解析】
步骤 实验探究要素 具体内容
1 实验目的 利用测质量的小型家用电子秤测量木块和木板间动摩擦因
数 .
2 实验原理 (1)木块和木板间的滑动摩擦力与两者之间的相对速度无
关,所以拉动木板时不必保持匀速;
(2)由物体的受力跟运动情况列出基本公式并进一步推
导,根据测量数据画出图像,利用图像的斜率结合推导公式,
算出目标量.
62
步骤 实验探究要素 具体内容
3 实验器材选择 电子秤、带滑轮的桌子、木板、木块、砝码以及重物 等.
4 基于证据得出
结论 对木块、砝码以及重物 分析可知
,进而推出
,结合图像可知
,则 .
考法创新 本题以小型家用电子秤为实验器材,巧妙设计了测量木块和木板间动摩
擦因数的实验,需要考生理解实验原理.在处理实验数据时,绘制了 图像,数
据处理方法有新意,需要考生能够根据图像获取与动摩擦因数相关的信息.
续表
63
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