2019人教版高中物理必修1《3.3 摩擦力》学案（含解析）

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1、3摩擦力学科素养与目标要求物理观念：1.知道摩擦力的定义及分类.2.理解静摩擦力的产生条件和方向，了解最大静摩擦力的概念.3.理解滑动摩擦力的产生条件、方向及影响其大小的有关因素掌握计算滑动摩擦力的公式科学思维：1.会综合判断摩擦力的方向.2.会计算摩擦力的大小一、摩擦力1定义：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力2分类：静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力二、静摩擦力1定义：两个物体之间只有相对运动趋势，而没有相对运动时，产生的摩擦力叫做静摩擦力2方向：总是沿着接触面，并且跟物体相对运动趋势的方向相反3最大静摩擦力：静摩擦

2、力有一个最大值Ffmax，在数值上等于物体刚要产生相对运动时所需要的沿相对运动趋势方向的外力4静摩擦力的大小：两物体间实际发生的静摩擦力Ff在0与Ffmax之间，即0FfFfmax.三、滑动摩擦力1定义：当一个物体在另一个物体表面滑动的时候，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力2方向：总是沿着接触面，并且跟物体的相对运动的方向相反3大小：滑动摩擦力的大小跟压力成正比公式：FFN，为动摩擦因数，它的数值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”)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

3、擦力()(3)摩擦力的方向一定与接触面所受的压力方向垂直()(4)摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同()(5)物体所受的滑动摩擦力与物体的重力成正比()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404080一、静摩擦力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1所示图1当测力计的示数为1 N时，木块没有动；逐

4、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(1)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？(2)随着外力的增大，静摩擦力有什么变化？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(2)静摩擦力的大小随着外力的增大而增大，但有一个最大值1静摩擦力的产生条件(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静摩擦力的方向(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

5、(2)当物体处于平衡状态(静止或匀速运动)时，与使物体产生相对运动趋势的外力方向相反3静摩擦力的大小(1)范围：0FfFfmax.(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4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1(多选)如图2所示，一质量为m的木块靠在粗糙的竖直墙壁上，且受到水平力F的作用，下列说法正确的是()图2A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

6、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；最大静摩擦力随压力的增大而增大，故C正确；当撤去F时，墙壁与木块间无弹力，则木块不受摩擦力作用，故D正确针对训练1(多选)如图3所示，人握住旗杆匀速上爬，则下列说法正确的是()图3A人受到的摩擦力的方向是向下的B人受到的摩擦力的方向是向上的C手握旗杆的力越大，人受到的摩擦力越大D若手握旗杆的力增加，人受的摩擦力仍保持不变答案BD二、滑动摩擦力1按如图4所

7、示实验装置做一做：用力拉动木板，使之在桌面上滑动图4(1)木块受到的摩擦力大小和弹簧测力计示数有什么关系？(2)在木块上添加重物，即增大木块对木板的压力时，摩擦力如何变化？(3)在木板上铺一块较粗糙的毛巾，摩擦力如何变化？答案(1)相等(2)增大(3)增大2(1)如图5所示，若B的速度v2大于A的速度v1，画出A、B所受滑动摩擦力的示意图图5(2)滑动摩擦力总是阻碍物体的运动吗？答案(1)如图所示(2)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1滑动摩擦力的产生条件(1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力)(2)接触面粗糙(3

8、)两物体间有相对运动2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相同，也可能相反3滑动摩擦力的大小由公式FFN计算(也可以由二力平衡来求解)(1)FN是两个相接触的物体间的压力，FN的大小可以与重力G大小相等，也可以不等(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FN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2有关滑动摩擦力，下列说法中正确的是()A滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反B滑动摩擦力的方向一定与两物

9、体间相对运动的方向相反C物体在支持面上的滑动速度越大，滑动摩擦力也一定越大D接触面的动摩擦因数越大，滑动摩擦力也一定越大答案B解析滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，故滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，但不一定与物体运动的方向相反，故A错误，B正确；滑动摩擦力的大小FFN，由接触面的动摩擦因数与正压力共同决定，与物体在支持面上的滑动速度无关，故C、D错误例3质量为3 kg的木块放在水平地板上，用F6 N的水平拉力拉该木块时，木块恰能做匀速直线运动求(g取10 N/kg)：(1)木块与地板间的动摩擦因数；(2)若F的大小不变而将方向改为竖直向上作用于该木块上，则此时应加一个多大的水平拉力

10、，才能使该木块保持匀速直线运动状态；(3)若在木块运动过程中撤去拉力，在木块继续向前滑行的过程， 木块受到的摩擦力是多大答案(1)0.2(2)4.8 N(3)6 N解析(1)木块匀速运动，则FflF6 N，而FflFN1mg，故0.2.(2)将F方向改为竖直向上后，木块对水平地板的压力FN2mgF24 N，保持木块匀速运动的拉力：FFf2FN20.224 N4.8 N.(3)撤去拉力，木块继续向前滑行的过程中FN3mg30 N，Ff3FN30.230 N6 N.例4如图6所示，一个M2 kg的物体放在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一个m00.1

11、kg的小桶相连已知M在水平面上受到的最大静摩擦力Ffmax4.5 N，滑轮上的摩擦不计，g10 N/kg，求在以下情况中，M受到的摩擦力的大小：图6(1)只挂m0时；(2)只挂m0，但在M上再放一个M3 kg的物体时；(3)只在桶内加入m10.33 kg的砂子时；(4)只在桶内加入m20.5 kg的砂子时答案(1)1 N(2)1 N(3)4.3 N(4)4 N解析(1)因为m0g1 NFfmax，M处于静止状态，所以受静摩擦力作用，由二力平衡得Ff1m0g1 N.(2)在M上再放一个M3 kg的物体，M仍静止，故受静摩擦力Ff2m0g1 N.(3)因为(m0m1)g4.3 NFfmax，故物体

12、M运动，受到滑动摩擦力作用，则Ff4FNMg4 N.1计算摩擦力时首先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力，只有滑动摩擦力才可以用公式FfFN计算，且FN与物体的重力无必然联系2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，此时最大静摩擦力也可由公式FmaxFN求得1(对静摩擦力的理解)关于静摩擦力，下列说法中正确的是()A受静摩擦力作用的物体一定是静止的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解析静摩擦力产生在两个相对静止的物体之间，但物体可以是运动的，所以A错误；静摩擦力的作用是阻碍

13、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，但可能与运动方向相同，即静摩擦力可能是动力，所以B错误，C正确；两物体间静摩擦力的大小由平行于接触面的外力决定，因此D错误2(对滑动摩擦力的理解)(2018长春外国语学校高一期中)关于滑动摩擦力，下列说法正确的是()A滑动摩擦力与物体的重力成正比B受滑动摩擦力作用的物体一定是运动的C滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反D滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动答案D解析滑动摩擦力与物体间的正压力成正比，选项A错误；受滑动摩擦力作用的物体可能是静止的，如木块在桌面上滑动，静止的桌面也受到滑动摩擦力，选项B错误；滑动摩擦力的方向总是与物体相对运

14、动的方向相反，阻碍物体间的相对运动，但是与物体运动的方向可能相同，选项C错误，D正确3(摩擦力的大小)在水平桌面上放一木块，用从零开始逐渐增大的水平拉力F拉着木块沿桌面运动，则木块所受到的摩擦力Ff随拉力F变化的图象正确的是()答案D解析当拉力F从零开始增大时，木块开始时受到的摩擦力属于静摩擦力，静摩擦力也从零开始增大，当静摩擦力随F增大到最大静摩擦力后突变为滑动摩擦力，因为木块在水平桌面，所以滑动摩擦力FfFNmg，木块重力不变，则滑动摩擦力也不变，且滑动摩擦力比最大静摩擦力稍小，所以D选项正确4(摩擦力的大小)某物体的重力为200 N，放置在水平地面上，地面对它的最大静摩擦力为80 N，它

15、与地面间的动摩擦因数为0.39.(1)用60 N的水平推力推物体，求此时地面对物体的摩擦力的大小；(2)物体运动起来后，若使其保持匀速直线运动，应在水平方向施加多大的推力？物体在水平外力作用下做匀速直线运动的过程中，人把推力突然减小到30 N，直到停止前，地面对物体的摩擦力为多大？(3)若撤去外力，直到停止前，地面对物体的摩擦力为多大？答案(1)60 N(2)78 N78 N(3)78 N解析(1)地面对物体的最大静摩擦力为Ffmax80 N用60 N的水平推力推物体，推力小于地面对物体的最大静摩擦力，物体仍保持静止，根据平衡条件得地面对物体的摩擦力是FfF160 N.(2)物体运动起来后，若使其保持匀速直线运动，水平推力与滑动摩擦力平衡，则有水平推力F2FNG78 N当推力减小到30 N时，滑动摩擦力不变，仍为78 N.(3)若撤去外力，直到停止前，地面对物体的摩擦力一直为滑动摩擦力，仍为78 N.