摩擦力-【新教材】人教版高中物理必修講義

物理概念和規(guī)律：一、滑動摩擦力1．定義：兩個物體相互、，它們沿接觸面發(fā)生相對運動時，每個物體的接觸面上都受到對方作用的的力。2．產(chǎn)生條件(1)兩物體間接觸且，(2)接觸面(3)有相對滑動．3．方向：總是沿著接觸面，并且跟物體的相對滑動的方向4．大?。篺＝μN，其中μ叫做，N表示兩個物體接觸面間的垂直作用力．滑動摩擦力大小的三點說明（1）滑動摩擦力的大小與壓力成正比，還與接觸面的性質(zhì)有關(guān)，即f＝μN.（2）公式中的“N”是指兩個物體表面間的壓力，不一定等于物體的重力．（3）公式中的“μ”的數(shù)值與物體的、、均無關(guān)5．滑動摩擦力作用效果“相對滑動”是指相互摩擦的兩個物體之間有位置的變化，而不用考慮相對別的物體是否有位置的變化．作用效果：阻礙物體間的相對滑動．靜止的物體可能受到，滑動摩擦力阻礙物體的運動，滑動摩擦力一定阻礙物體的6．判斷滑動摩擦力方向的具體步驟： ①選取研究對象(受滑動摩擦力作用的物體)，并選與其接觸的物體為．②確定研究對象相對的滑動方向．③判定滑動摩擦力的方向(與相對滑動的方向相反)．二、靜摩擦力1．定義：當(dāng)兩個彼此接觸且相互擠壓的物體之間沒有發(fā)生相對滑動，但它們之間存在時，在它們的接觸面上會產(chǎn)生一種阻礙物體間發(fā)生相對運動的力．2．方向：總是沿著接觸面，并且跟物體間相對滑動趨勢的方向．靜摩擦力的方向總是與物體的相對滑動趨勢方向相反，與物體的運動方向可能3．大?。河晌矬w的運動狀態(tài)和周圍物體對它施加的力的情況決定，但有一個最大值．靜摩擦力的大小與其相等，與壓力的大小無關(guān)。最大靜摩擦力：靜摩擦力的f靜max，其大小等于物體剛要運動時所需要的且沿相對滑動趨勢方向的．的大小，兩物體間實際發(fā)生的靜摩擦力f在零和最大靜摩擦力f靜max之間，即.5．靜摩擦力產(chǎn)生的條件：(1)物體；(2)接觸面；(3)接觸面間有；(4)有相對滑動的趨勢．6．靜摩擦力有無的判定：運動或靜止的物體都有可能受到靜摩擦力作用．(1)假設(shè)法：先假設(shè)接觸面，看物體是否發(fā)生．如果物體仍保持相對靜止，則物體不受靜摩擦力；反之則受靜摩擦力(2)平衡條件法：根據(jù)二力平衡的條件判定7．靜摩擦力方向的判定(1)選取受力物體(2)確定施力物體(3)利用假設(shè)法判斷受力物體的運動趨勢方向(4)靜摩擦力方向與相對滑動趨勢方向相反針對訓(xùn)練1.下列關(guān)于滑動摩擦力的認識正確的是()A．滑動摩擦力總是阻礙物體間的相對滑動，因此滑動摩擦力是阻力B．相互接觸的兩個物體間如果存在相對滑動，則它們之間一定存在相互的滑動摩擦力C．快速行駛的自行車急剎車時與地面的摩擦力一定比慢速行駛的自行車同樣條件下急剎車的摩擦力大D．滑動摩擦力的方向可能跟物體運動方向相同，也可能跟物體運動方向相反2.三個質(zhì)量相同的物體，與水平桌面的動摩擦因數(shù)相同，由于所受的水平拉力不同，A做勻速運動，B做加速運動，C做減速運動，那么，它們受到的摩擦力的大小關(guān)系應(yīng)是 ()A．fB>fA>fC B．fB<fA<fCC．fB＝fA＝fC D．不能比較大小3.在水平力F作用下，重為G的物體沿墻壁勻速下滑，如圖所示．若物體與墻壁之間的動摩擦因數(shù)為μ，則物體所受的摩擦力的大小為 ()A．μF B．GμC．2G \r(F2＋G2)4.如圖所示，在水平面上，當(dāng)沿水平方向的力F1＝20N，F(xiàn)2＝11N時，物體A保持靜止．現(xiàn)保持F2不變，當(dāng)F1減小到17N時，物體受到的摩擦力大小是 ()A．6N B．9NC．28N D．31N5.下列關(guān)于摩擦力和彈力的說法正確的是（）A．摩擦力的大小總是跟正壓力的大小成正比 B．靜止的物體一定受到靜摩擦力的作用 C．滑動摩擦力總是阻礙物體間的相對運動 D．木塊放在桌面上要受到一個向上的彈力，這是由于木塊發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的6.．取一只扁的玻璃瓶，里面盛滿水，用穿有透明細管的橡皮泥封口，使水面位于細管中。用手捏玻璃瓶，可以看到透明細管中的水面變化，說明玻璃瓶在手的作用下發(fā)生了形變，則下列說法正確的是（）A．用手捏住玻璃瓶，只有手對玻璃瓶有力的作用，而玻璃瓶對手卻沒有力的作用 B．手對玻璃瓶的力是由于玻璃瓶的形變而產(chǎn)生的 C．由于手對玻璃瓶的力變大了，則手對玻璃瓶的摩擦力也變大了 D．只要玻璃瓶沒有滑動，則手對玻璃瓶的摩擦力始終等于玻璃瓶的重力7.下列操作能減小摩擦力的是（）A．汽車換上新輪胎 B．短跑運動員換上釘子鞋 C．衛(wèi)生間鋪上防滑墊 D．電風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸處加上潤滑油8.下列關(guān)于彈力和摩擦力的說法中正確的是（）A．有摩擦力的接觸面間必定有彈力，有彈力的接觸面也一定有摩擦力 B．摩擦力的大小一定與物體所受的正壓力大小成正比 C．輕桿不同于輕繩，其彈力的方向可以不在桿所在的直線方向上 D．摩擦力的方向總是與運動方向相反，起阻礙物體運動的作用9.如圖所示，平板車拉著集裝箱沿水平公路以加速度a一起加速行駛。已知平板車的質(zhì)量為M，集裝箱的質(zhì)量為m，兩者間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，則集裝箱受到的摩擦力大小為（）A．ma B．Ma C．μmg D．μ（M+m）g10.如圖所示，物體在F=20N，方向水平向左的拉力作用下，沿水平面向左運動．已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=，物體質(zhì)量m=5kg，取g=10m/s2．可知物體所受摩擦力為（）A．15N，水平向左 B．15N，水平向右 C．20N，水平向左 D．20N．水平向右11.關(guān)于摩擦力的描述，下列說法中正確的是（）A．摩擦力的方向一定與物體的運動方向相反 B．摩擦力的方向可能與物體的運動方向相同 C．兩物體之間有壓力就一定有摩擦力 D．兩物體之間有摩擦力就一定有壓力12.在研究摩擦力的實驗中，每次用彈簧秤水平拉一放在水平桌面上的木塊，木塊運動狀態(tài)及彈簧秤的讀數(shù)如表所示（每次木塊與桌面的接觸面相同）則由表可知（）實驗次數(shù)小木塊運動狀態(tài)彈簧秤讀數(shù)（N）1靜止2靜止3勻加速4勻速5 勻減速A．木塊受到的最大摩擦力可能為 B．木塊受到的最大靜摩擦力一定為 C．在這五次實驗中，木塊受到的摩擦力大小有三次是相同的 D．在這五次實驗中，木塊受到的摩擦力大小有二次是相同的13.兩傾斜的滑桿上分別套A、B兩圓環(huán)，兩環(huán)上分別用細線懸吊著兩物體，如圖所示．當(dāng)它們都沿滑桿向下滑動時，A的懸線與桿垂直，B的懸線豎直向下，則（）A．A環(huán)與桿無摩擦力 B．B環(huán)與桿無摩擦力 C．A環(huán)做的是勻速運動 D．B環(huán)做的是勻速運動14.已知一些材料間動摩擦因數(shù)如下：材料鋼﹣鋼木﹣木木﹣金屬木﹣冰動摩擦因數(shù)質(zhì)量為1kg的物塊放置于水平面上，現(xiàn)用彈簧秤沿水平方向勻速拉動此物塊時讀得彈簧秤的示數(shù)為3N，則關(guān)于兩接觸面的材料不可能是（取g=10m/s2）（）A．鋼﹣鋼 B．木﹣木 C．木﹣金屬 D．木﹣冰15.質(zhì)量分布均勻的長木板放在水平桌面上，已知木板質(zhì)量為m，長為l，木板與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ．當(dāng)用水平力F推木板向右加運動，當(dāng)它經(jīng)過圖所示位置時，桌面對它的摩擦力不可能是（）A．F B．μmg C．μmg D．μmg16..如圖所示的四個實例中，目的為減小摩擦的是（）A．軸承間裝滾珠 B．寫字時用力 C．門軸加潤滑油 D．滑冰穿冰鞋非選擇題17.（1）分析圖中各種情況下物體A所受摩擦力的方向．甲乙丙甲中A受的靜摩擦力；乙中A受的靜摩擦力；丙中A受的靜摩擦力（2）測定物體間的動摩擦因數(shù)有很多方法，某同學(xué)要用彈簧、直尺、細線等器材，測定木塊與水平桌面間的動摩擦因數(shù)，他的實驗步驟如下：（1）用直尺測出彈簧的原長Lo；（2）將木塊用細線系住，掛在彈簧下，待木塊靜止時測出彈簧的長度L1；（3）將木塊放在水平桌面上，用細線系住并通過彈簧沿水平方向拉著它做勻速直線運動，測出這時彈簧的長度L2．則木塊與水平桌面之間的動摩擦因數(shù)μ=。簡要寫出分析過程：20.如圖所示，質(zhì)量為1kg的物體靜止于水平地面上，右端連接有一輕質(zhì)彈簧，其原長為10cm，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為，現(xiàn)彈簧右端施加一水平拉力F．已知彈簧長度為12cm時，物體恰好勻速運動。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。（g=10m/s2）求：（1）彈簧的勁度系數(shù)多大；（2）若彈簧長度為11cm時，物體所受到的摩擦力大?。唬?）若彈簧長度為14cm時，物體所受到的摩擦力大小。

物理概念和規(guī)律：一、1.接觸、擠壓、阻礙相對滑動2.相互擠壓、粗糙3.相反4.動摩擦因數(shù)、受力情況、運動狀態(tài)、接觸面積的大小5滑動摩擦力、不一定、相對滑動6.參考系、參考系（接觸物）二、1.相對滑動的趨勢2相反、相同3.與其平衡力相等4.最大值、0＜f≤f靜max5.直接接觸、粗糙、擠壓6.光滑、相對運動7相對施力物體針對訓(xùn)練1.D解析：滑動摩擦力總是阻礙物體間的相對滑動，但不一定是阻礙物體運動，它既可作為動力又可作為阻力，它的大小與物體運動的速度和接觸面大小無關(guān)，D正確，ABC錯誤.解析:由f＝μFN知f的大小只與μ、FN有關(guān)，與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，C正確．ABC錯誤3.A解析:對勻速運動的物體分析受力，在水平方向F＝N，再由滑動摩擦力的計算式f＝μN得f＝μF，A正確．由豎直方向二力平衡條件得f＝G，C錯誤．4.A解析:初始狀態(tài)下，物體所受摩擦力f＝F1－F2＝9N，可知物體的最大靜摩擦力fmax≥f＝9N．當(dāng)F1減小到17N時，F(xiàn)1′－F2＝6N<fmax，故物體所受摩擦力為6N，A正確．解析：滑動摩擦力的大小總是跟正壓力的大小成正比，靜摩擦力大小與正壓力無關(guān)，故A錯誤；靜摩擦力產(chǎn)生的條件是接觸面粗糙，存在壓力與相對運動趨勢，靜止的物體，可能受到滑動摩擦力，比如：在地面滑動的物體，地面是靜止的，卻受到滑動摩擦力，故B錯誤；滑動摩擦力總是阻礙物體間的相對運動，故C正確；木塊放在桌面上要受到一個向上的彈力，這是由于桌面發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的，故D錯誤。解析：據(jù)牛頓第三定律知手對玻璃瓶有力的作用與玻璃瓶對手力的作用是一對相互作用力，故A錯誤；手對玻璃瓶的力是由于手的形變而產(chǎn)生的，故B錯誤；隨著手握瓶的力增大，并且玻璃瓶始終靜止，由平衡條件可知，物體受到的重力與摩擦力大小相等，由于玻璃瓶的重力不變，則摩擦力也不變，故C錯誤；由于玻璃瓶靜止，所以玻璃瓶受力平衡，則玻璃瓶在豎直方向受豎直向下的重力和豎直向上的摩擦力，并且玻璃瓶受到的重力等于摩擦力，故D正確。解析：新輪胎的花紋清晰，汽車換上新輪胎后，輪胎與地面之間的粗糙程度增大，能增大摩擦力，故A錯誤；短跑運動員換上釘子鞋能增大鞋與地面之間的摩擦力，故B錯誤；衛(wèi)生間鋪上防滑墊增大防滑墊與地面之間的摩擦力。故C錯誤；電風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸處加上潤滑油，能減小轉(zhuǎn)軸與接觸點的摩擦力。故D正確。解析：摩擦力產(chǎn)生的條件中，必須接觸擠壓，所以有摩擦力必有彈力，但有彈力不一定有摩擦力，故A錯誤；滑動摩擦力的大小與正壓力成正比，靜摩擦力大小與壓力無關(guān)，故B錯誤；輕桿不同于輕繩，其彈力的方向可以不在桿所在的直線方向上，故C正確；摩擦力的方向可能與運動方向相同，也可能與運動的方向相反，但總是和物體之間的相對運動的方向或相對運動趨勢的方向相反。故D錯誤。解析：以集裝箱為研究對象，水平方向只受摩擦力作用，根據(jù)牛頓第二定律可得集裝箱受到的摩擦力大小f=ma，故A正確，BCD錯誤。解析：物體相對地面運動，故物體受到的滑動摩擦力，則摩擦力的大小為：f=μFN=μmg=×5×10N=15N；滑動摩擦力的方向與相對運動方向相反，故摩擦力方向向右，故B正確，ACD錯誤。解析：摩擦力的方向總是與相對滑動的方向或是相對滑動趨勢的方向相反，有時與物體的運動方向相同（當(dāng)摩擦力為動力時），有時與運動方向相反（摩擦力為阻力時），A錯誤，B正確；摩擦力產(chǎn)生的條件是相互接觸、相互擠壓（有正壓力）、接觸面粗糙和有相對運動或相對運動趨勢，所以只有壓力，不一定有摩擦力；但有摩擦力，就一定有壓力，故C錯誤，D正確解析：由表中實驗數(shù)據(jù)可知，第一次實驗時，木塊受到的靜摩擦力是，第二次實驗時受到的靜摩擦力是，所以最大靜摩擦力可能是，是加速運動時彈簧秤的拉力，與摩擦力不相等，最大靜摩擦力不一定是，A正確，B錯誤；第4次實驗?zāi)緣K做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，木塊受到的滑動摩擦力與彈簧測力計的拉力是一對平衡力，由平衡條件得：木塊受到的滑動摩擦力為，不論加速、減速、還是勻速滑動摩擦力都是，C正確；在這五次實驗中，加速、勻速和減速過程木塊受到的摩擦力大小是相同的，前兩次靜摩擦力不同，D錯誤。AD解析：左圖，物體受重力和拉力兩個力，兩個力的合力不等于零，知物體與A以共同的加速度向下滑，對物體有：=gsinθ，則A的加速度為gsinθ，做勻加速直線運動，對A環(huán)分析，設(shè)摩擦力為f，有Mgsinθ﹣f=Ma，解得f=0．所以A環(huán)與桿間沒有摩擦力，A正確，C錯誤；右圖，物體處于豎直狀態(tài)，受重力和拉力，加速度方向不可能平行于桿，速度方向平行于桿，故兩個力平衡，物體做勻速直線運動，所以B環(huán)也做勻速直線運動。B環(huán)受重力、支持力、拉力和摩擦力處于平衡。B錯誤，D正確。解析：物體勻速運動時：F=f，滑動摩擦力為：f=FNμ=mgμ聯(lián)立①②解得：μ=，所以兩接觸面的材料可能是木-木，不可能是鋼﹣鋼、木﹣金屬、木﹣冰，ACD正確，B錯誤。解析：木塊重心還在桌面上，壓力N=mg；故木板向右加速滑動時受到的滑動摩擦力f=μN=μmg，小于推力F，ABC正確，D錯誤。解析：軸承中裝有滾珠，是將滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，是減小摩擦的一種方法。A正確；用力寫字，這是用增大壓力的方法來增大摩擦的，否則寫不上，B錯誤；車軸加潤滑油是通過減小接觸面的粗糙程度來減小摩擦力的，C正確；運動員能在冰面上滑行，鞋上的冰刀的刃口很窄，刀的前面呈