2.4 摩擦力 学案（含解析）

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1、4 摩擦力学习目标 1.知道摩擦力的定义及分类.2.理解滑动摩擦力和静摩擦力的产生条件 .3.会判断摩擦力的方向及计算摩擦力的大小.4.了解最大静摩擦力的概念一、滑动摩擦力1摩擦力两个相互接触并发生挤压的物体之间产生的阻碍相对运动的力2滑动摩擦力两个物体相互接触并挤压，当它们沿接触面发生相对运动时，每个物体的接触面上都会受到对方作用的阻碍相对运动的力3滑动摩擦力的大小(1)规律：滑动摩擦力的大小与正压力成正比(2)公式：fN，其中 叫做动摩擦因数，它是两个力的比值，没有 单位它的大小跟相互接触的两个物体的材料和接触面的情况有关(填“有关”或“无关”) 4滑动摩擦力的方向总是跟物体的接触面相切，

2、并且跟它们相对运动的方向相反二、静摩擦力1定义当两个彼此接触且相互挤压的物体之间没有发生相对滑动，但它们之间存在相对运动的趋势时，在它们的接触面上产生的一种阻碍物体间发生相对运动的力2方向总是与接触面相切并且与物体间相对运动趋势的方向相反3大小范围在 0 与 f 静 max 之间，f 静 max 为最大静摩擦力，f 由物体的运动状态及外界对它的施力情况决定即学即用1判断下列说法的正误(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)一个静止的物体也可能受到滑动摩擦力( )(3)摩擦力的方向一定与接触面上的压力方向垂直( )(4)摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同( )(5)物

3、体所受的滑动摩擦力与物体的重力成正比( )(6)在压力一定时，静摩擦力的大小可以变化，但有一个限度( )2已知木箱重 200 N，木箱与水平桌面间的动摩擦因数为 0.2，当木箱在水平桌面上以 10 m/s 的速度运动时，木箱所受桌面的摩擦力大小为_ N；当木箱以 15 m/s 的速度运动时，木箱所受摩擦力大小为_ N ；当在该木箱上放一相同的木箱，两箱一起以 10 m/s的速度运动时，下面木箱所受桌面的摩擦力大小为_ N.答案 40 40 80一、滑动摩擦力导学探究 (1)按如图 1 所示实验装置做一做：用力拉动木板，使之在桌面上滑动图 1木块受到的摩擦力大小和弹簧测力计示数有什么关系？在木块

4、上添加重物，增大木块对木板的压力时，摩擦力如何变化？在木板上铺一块(较粗糙的 )毛巾，摩擦力如何变化？(2)如图 2 所示，B 的速度 v2 大于 A 的速度 v1，画出 A、B 所受滑动摩擦力的方向滑动摩擦力总是阻碍物体的运动吗？图 2答案 (1)相等 增大 增大(2)如图所示滑动摩擦力一定阻碍物体的相对运动，但与物体的运动方向可能相同，也可能相反，即滑动摩擦力可能是阻力，也可能是动力知识深化 滑动摩擦力1产生条件(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2方向与相对运动方向相反，与物体的运动方向无直接关系，与物体的运动方向可能相同，也可能相反3大小

5、由公式 fN 计算(也可以由二力平衡来求解)(1)N 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 的大小由接触面的材料和接触面的粗糙程度决定，与 N 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 下列有关滑动摩擦力的说法中，正确的是( )A有压力一定有滑动摩擦力B有滑动摩擦力一定有压力C滑动摩擦力方向一定与物体的运动方向相反D只有运动物体才受滑动摩擦力答案 B解析 产生滑动摩擦力的条件有三个：正压力(相互接触且挤压) 、接触面粗糙、发生相对滑动，缺一不可由产生条件可知，A 错误， B 正确滑动摩擦力方向与物体相对运动方向相反，C错误滑动摩

6、擦力发生于相对 滑动的两物体之间，两个物体中可能有一个相对地面是静止的，故 D 错误例 2 装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出，如图 3 所示，则在匀速拖出的过程中( )图 3A材料与平台之间的接触面积逐渐减小，摩擦力逐渐减小B材料与平台之间的接触面积逐渐减小，拉力逐渐减小C平台对材料的支持力逐渐减小，摩擦力逐渐减小D材料与平台之间的动摩擦因数不变，支持力也不变，因而工人拉力也不变答案 D解析 匀速拉动的过程只能持续到重心离开台面的瞬间，材料的重心在台面上，故材料对台面的压力不变，故材料受到的支持力不 变，故 C 错误；而在拉动过程中动摩擦因数不变，由fN 可知摩擦力是不

7、变的，故 A 错误；因为材料做匀速直线运动，摩擦力不变，所以工人的拉力是不变的，故 B 错误，D 正确二、静摩擦力导学探究 (1)把木块放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块，如图 4 所示图 4当测力计的示数为 1 N 时，木块没有动；逐渐增大拉力到 2 N 时，木块仍静止；继续增大拉力到 4 N 时，木块开始移动，此时拉力突然变小到 3.8 N，此后木块匀速运动，拉力保持3.8 N 不变木块受到的拉力为 1 N 时，有相对桌面运动的趋势但没有运动，说明什么呢？随着外力的增大，静摩擦力有什么变化？(2)如图 5 所示，物体随倾斜传送带斜向上匀速运动图 5判断物体所受静摩擦力的方向只

8、有静止的物体才受静摩擦力吗？静摩擦力一定是阻力吗？答案 (1)说明桌面对木块施加了一个与拉力方向相反、大小也为 1 N 的力，这个力就是桌面对木块的静摩擦力静摩擦力的大小随着外力的增大而增大，但有一个最大值(2)静摩擦力方向沿传送带向上不是运动的物体也会受静摩擦力不是静摩擦力可能是阻力，也可能是动力知识深化 静摩擦力1产生条件(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趋势2方向与相对运动趋势方向相反，与物体运动方向无直接关系，既可与运动方向相同，也可与运动方向相反或成某一夹角3大小(1)范围：0ff 静 max.(2)计算：物体处于匀速或静止时，根据二

9、力平衡条件求解(3)静摩擦力大小与压力无关，最大静摩擦力的大小与压力成正比例 3 ( 多选)如图 6 所示，一质量为 m 的木块靠在竖直粗糙的墙壁上，且受到水平力 F 的作用，下列说法正确的是( )图 6A若木块静止，则木块受到的静摩擦力大小等于 mg，方向竖直向上B若木块静止，当 F 增大时，木块受到的静摩擦力随之增大C若木块静止，当 F 增大时，最大静摩擦力随之增大D若开始时木块静止，当撤去 F，木块沿墙壁下滑时，木块不受摩擦力作用答案 ACD解析 若木块静止，则木块受到的静摩擦力与 mg 平衡，大小为 mg，方向竖直向上，故 A 正确，B 错误 ；最大静摩擦力与正压力成正比，故 C 正确

10、；当撤去 F 时，墙与木块间无弹力， 则木块不受摩擦力作用，故 D 正确三、摩擦力大小的计算例 4 如图 7 所示，一重为 40 N 的木块原来静止在水平桌面上，某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力 F1、F 2 的作用，其中 F113 N，F 26 N已知木块与桌面间的动摩擦因数为 0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：图 7(1)木块所受的摩擦力的大小和方向；(2)当只将 F1 撤去时，木块受到的摩擦力的大小和方向；(3)若撤去的力不是 F1 而是 F2，求木块受到的摩擦力的大小和方向答案 (1)7 N 水平向左 (2)6 N 水平向右(3)8 N 水平向左解析 当木块运动时受到

11、的滑动摩擦力为 fN G 0240 N8 N，故木块受到桌面的最大静摩擦力为 8 N.(1)加上 F1、F2 后，F 1 和 F2 相当于一个方向向右的力 FF 1F 27 N由于 F 小于最大静摩擦力，故木块处于静止状态，则木块受到桌面静摩擦力的作用，大小为 7 N，方向水平向左(2)将 F1 撤去后，由于 F2 小于最大静摩擦力，故木块仍然保持静止由二力平衡知识知，木 块受到的静摩擦力大小等于 F2，即大小为 6 N，方向水平向右(3)撤去 F2 后，由于 F1 大于最大静摩擦力，则木块受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为 8 N，方向水平向左求解物体受到的摩擦力大小时，要先判断物体受到的是静

12、摩擦力 还是滑动摩擦力，只有滑 动摩擦力才能用 fN 来计算.1.(对静摩擦力的理解)关于静摩擦力与弹力的关系，下列说法正确的是 ( )A有弹力一定有静摩擦力B有静摩擦力一定有弹力C弹力越大，静摩擦力越大D静摩擦力越大，弹力一定越大答案 B解析 静摩擦力的产生条件之一是接触面间有弹力，但 还 需另两个条件同时具备，即接触面粗糙和物体间存在相对运动趋势，才会有静摩擦力，所以说，有静摩擦力一定有弹力，但有弹力不一定有静摩擦力，A 错、B 对静摩擦力大小与弹力大小无关，C、 D 错2(对摩擦力的理解)( 多选)如图 8 所示，为倾斜的皮带传送装置关于传送带上的物体所受的摩擦力，下列说法正确的是( )

13、图 8A若传送带静止，物体也静止，则物体受到沿传送带向上的静摩擦力B若传送带静止，物体也静止，则物体受到沿传送带向下的静摩擦力C若传送带顺时针匀速转动，物体随传送带一起向上做匀速运动，则物体受到沿传送带向上的静摩擦力D若传送带顺时针匀速转动，物体随传送带一起向上做匀速运动，则物体受到沿传送带向上的滑动摩擦力答案 AC解析 物体静止在静止的传送带上时，或物体随 传送带一起向上匀速运 动的过程中，都具有沿传送带下滑的趋势，所以物体均受到沿 传送带向上的静摩擦力作用3(静摩擦力大小及计算)( 多 选)如图 9 所示，有一重力不计的方形容器，被水平力 F 压在竖直的墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内

14、注水，直到将容器刚好盛满为止，在此过程中容器始终保持静止，则下列说法中正确的是( )图 9A容器受到的摩擦力不变B容器受到的摩擦力逐渐增大C水平力 F 可能不变D水平力 F 必须逐渐增大答案 BC解析 容器处于平衡状态，在 竖直方向上重力与摩擦力平衡，盛满水前墙面对容器的静摩擦力一直增大，如果一直没有达到正压力 F 作用下的最大静摩擦力，则水平力 F 可能不变， 选项 B、C 正确4(摩擦力的大小计算)质量为 2 kg 的物体静止在水平地面上，如图 10 所示，物体与地面间的动摩擦因数为 0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，给物体一水平推力 F.(取 g10 N/kg)图 10(1)当推

15、力大小为 5 N 时，地面对物体的摩擦力是多大？(2)当推力大小为 12 N 时，地面对物体的摩擦力是多大？(3)物体运动过程中突然把推力去掉，此时地面对物体的摩擦力是多大？答案 (1)5 N (2)10 N (3)10 N解析 在地面上，Nmg，则滑动摩擦力( 即最大静摩擦力 f 静 max)大小为 f 静maxNmg0.5210 N10 N.(1)当推力 F5 N 时，Ff 静 max，物体滑 动 则地面对物体的滑动摩擦力的大小 f 滑N mg10 N.(3)物体运动过程中突然把推力去掉，地面对物体的摩擦力为滑动摩擦力，其大小为 f 滑 10 N.课时作业一、选择题(110 为单选题)1关

16、于静摩擦力，下列说法中正确的是( )A两个表面粗糙的物体，只要直接接触就会产生静摩擦力B静摩擦力总是阻力C静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反D两个物体之间的静摩擦力总是一个定值答案 C解析 由于静摩擦力产生在彼此直接接触且相互挤压、接触面粗糙又有相对运动趋势的物体之间，所以 A 错误；静摩擦力的作用是阻碍物体间的相对运动趋势，方向与物体间相对运动趋势的方向相反，也可能与运 动方向相同，所以 B 错误， C 正确；两物体间静摩擦力的大小随物体所受外力的变化而变化，因此 D 错误2关于滑动摩擦力，下列说法正确的是( )A压力越大，滑动摩擦力越大B压力不变，动摩擦因数不变，接触面积越大，滑

17、动摩擦力越大C压力不变，动摩擦因数不变，速度越大，滑动摩擦力越大D动摩擦因数不变，压力越大，滑动摩擦力越大答案 D解析 由滑动摩擦力计算式 fN 知，两物体间滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数 及压力N 有关，与接触面积及两物体间的相对运动速度无关3关于由滑动摩擦力公式推出的 ，下列说法中正确的是( )fNA动摩擦因数 与摩擦力 f 成正比，f 越大， 越大B动摩擦因数 与正压力 N 成反比，N 越大， 越小C动摩擦因数 与摩擦力 f 成正比，与正压力 N 成反比D动摩擦因数 的大小由两物体接触面的粗糙程度及材料决定答案 D解析 动摩擦因数取决于相互接触的两个物体，由两物体接触面的粗糙程度及材料决

18、定，与接触面的面积大小无关，与正 压力及摩擦力无关， 选项 A、B、C 错误， D 正确4一物体置于粗糙水平地面上，按图 1 所示不同的放法，在水平力 F 的作用下运动，设地面与物体各接触面间的动摩擦因数相等，则物体受到的摩擦力的大小关系是( )图 1Af 甲 f 乙 f 丙 Bf 乙 f 甲 f 丙Cf 丙 f 乙 f 甲 Df 甲 f 乙 f 丙答案 D解析 滑动摩擦力 fN，滑动摩擦力与接触面的动摩擦因数和弹力有关，三种情况下 相同，N 也相等，故三种情况下的滑动摩擦力相等5如图 2 所示，质量为 m 的木块放在粗糙的水平地面上，木块与地面间的动摩擦因数为0.5，水平推力 F 作用于木块

19、上，但未把木块推动，则在选项图中反映木块受到的静摩擦力f 随水平推力 F 变化的关系图线是( )图 2答案 A解析 推而未动，故摩擦力 fF，所以 A 正确6一只盒子在粗糙桌面上减速滑行，此过程中盒子( )A受到静摩擦力，大小保持不变B受到静摩擦力，大小不断减小C受到滑动摩擦力，大小保持不变D受到滑动摩擦力，大小不断减小答案 C解析 由 fN 知，滑动摩擦力与速度无关7水平桌面上一重为 200 N 的物体，与桌面间的动摩擦因数为 0.2，当依次用 15 N、30 N、80 N 的水平力拉此物体时，物体受到的摩擦力依次为 (设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )A15 N、30 N、40 N B1

20、5 N、30 N 、80 NC0、0、40 N D40 N 、40 N、40 N答案 A解析 因最大静摩擦力等于滑动摩擦力，故最大静摩擦力 f 静 maxmg 0.2200 N40 N；当拉力为 15 N 和 30 N 时，物体处于静止状态，摩擦力分别等于 15 N、30 N；当拉力为 80 N时，拉力大于最大静摩擦力，物体发生滑动，受到的是滑动摩擦力，f mg0.2200 N40 N，选项 A 正确8如图 3 甲所示，小孩用 50 N 的水平力推木箱不动，木箱此时受到的摩擦力大小为 f1；如图乙所示，小孩用 60 N 的水平力恰能推动木箱，此时木箱与地面间的摩擦力大小为 f2；如图丙所示，小

21、孩把木箱推动了，此时木箱与地面间摩擦力大小为 f3.若木箱对地面的压力大小为 100 N，木箱与地面间的动摩擦因数为 0.55，则 f1、f 2、f 3 的大小分别为( )图 3A0 N、60 N、55 N B50 N、60 N 、55 NC50 N、55 N、60 N D50 N 、55 N、55 N答案 B解析 题图甲中，推木箱不动 ，静摩擦力与推力平衡，故 f150 N；题图乙中，用 60 N 的水平力恰能推动木箱，故静摩擦力达到最大 值，即 f260 N；题图 丙中，小孩把木箱推 动了，受滑动摩擦力，大小为 f3N0.55100 N 55 N 选项 B 正确9.如图 4 所示，用大小为

22、 100 N 的握力握住一个重为 40 N 的瓶子瓶子竖直，始终处于静止状态已知手掌与瓶子间的动摩擦因数 0.5，则( )图 4A瓶子受到的摩擦力大小为 40 NB瓶子受到的摩擦力大小为 50 NC当握力进一步增大时，瓶子受到的摩擦力将成正比增大D当握力持续减小时，瓶子受到的摩擦力大小将持续减小答案 A解析 瓶子重力为 40 N，处于静止状态， 则瓶子受到的摩擦力大小等于重力，为 40 N故 A正确，B 错误；当握力再增大时，瓶子受到的重力不变，也就是摩擦力不变故 C 错误；当握力逐渐减小时，导致瓶子的最大静摩擦力减小，但只要物体仍处于静止，则摩擦力大小不变故D 错误10如图 5 所示，物体在

23、 F100 N、方向水平向左的拉力作用下，沿水平面向右运动已知物体与水平面间的动摩擦因数 0.2，物体质量 m5 kg，可知物体所受摩擦力为(g10 m/s2)( )图 5A10 N，水平向左 B10 N，水平向右C20 N，水平向左 D20 N ，水平向右答案 A解析 物体相对地面运动，故物体受到的是滑 动摩擦力， 则 摩擦力的大小为fNmg 0.2510 N10 N；滑动摩擦力的方向与相 对运动方向相反，故摩擦力方向水平向左，故 A 正确二、非选择题11如图 6 甲所示，用一拉力传感器(能感应力大小的装置) 水平向右拉一水平面上的木块，A 端的拉力均匀增加，0t 1 时间木块静止；木块运动

24、后改变拉力大小，使木块在 t2 时刻后处于匀速直线运动状态计算机对数据拟合处理后，得到如图乙所示的拉力随时间变化的图线则：当用 F5.3 N 的水平拉力拉静止的木块时，木块所受摩擦力大小为_N；若用 F5.8 N 的水平拉力拉木块，木块所受摩擦力大小为_N.图 6答案 5.3 5.1解析 当用 F5.3 N 的水平拉力拉静止的木块时，木 块所受静摩擦力大小等于拉力大小，即为 5.3 N；若用 F5.8 N 的水平拉力拉木块，木 块所受滑动 摩擦力大小为 5.1 N.12重为 100 N、长为 L2 m 的均匀木棒放在水平桌面上，如图 7 甲所示，至少要用 35 N的水平推力，才能使它从原地开始

25、运动木棒从原地移动以后，用 30 N 的水平推力，就可以使木棒继续做匀速运动求：图 7(1)木棒与桌面间的最大静摩擦力 f 静 max；(2)木棒与桌面间的动摩擦因数 ；(3)当水平推力使木棒匀速运动至木棒有 0.5 m 露出桌面时，如图乙所示，水平推力的大小F；(4)当撤去推力后，木棒减速向右运动( 露出桌面的长度小于 1 m)的过程中，受到的摩擦力大小答案 (1)35 N (2)0.3 (3)30 N (4)30 N解析 (1)木棒从原地开始运动必须克服最大静摩擦力，所以 f 静 maxF 135 N.(2)推力 F2 与滑动摩擦力相等时，木棒做匀速运动，所以 F2mg， 0.3.F2mg 30 N100 N(3)当水平推力使木棒匀速运动至木棒有 0.5 m 露出桌面时，水平推力等于此时的滑动摩擦力，而滑动摩擦力与接触面的面积大小无关， 则滑动摩擦力 fNmg 不变，所以 F30 N.(4)滑动摩擦力的大小与速度无关，大小仍为 30 N.