3.2+摩擦力+課件高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊

新人教版

高中物理必修一

第三章

相互作用——力第2課摩擦力導(dǎo)入與思考用彈簧測力計拖動水平固定木板上的木塊，使它做勻速運動，測力計的示數(shù)等于木塊所受摩擦力的大小。改變木塊和木板之間的壓力，摩擦力的大小也隨之改變。如果摩擦力的大小跟壓力的大小存在某種定量關(guān)系的話，它們可能是怎樣的關(guān)系呢？學(xué)習(xí)目標010203理解靜摩擦力產(chǎn)生的條件、方向，了解最大靜摩擦力的概念.知道摩擦力的定義及分類.理解滑動摩擦力產(chǎn)生的條件、方向及影響其大小的因素，掌握計算滑動摩擦力的公式.知識點

1

滑動摩擦力1.定義：兩個相互接觸的物體，當(dāng)它們

時，在接觸面上會產(chǎn)生一種

的力，這種力叫作滑動摩擦力，用Ff表示.阻礙相對運動相對滑動V=0Ff2.方向：總是沿著

，并且跟物體

的方向相反.接觸面相對運動相對運動V=0相對運動FfV=0Ff3.大小實驗一(1)滑動摩擦力的大小跟接觸面上壓力的大小成

，還跟接觸面的粗糙程度、材質(zhì)等有關(guān).(2)公式：Ff＝

.正比μFN實驗二(3)動摩擦因數(shù)μ：它的值跟兩接觸面的

和

有關(guān).動摩擦因數(shù)μ＝

，F(xiàn)f在接觸面內(nèi)且與相對運動方向

，F(xiàn)N與接觸面

.材料粗糙程度相反垂直小資料按如圖1所示實驗裝置做一做：用力拉動木板，使之在桌面上滑動.(1)木塊受到的摩擦力大小和彈簧測力計示數(shù)有什么關(guān)系？（2）在木塊上添加重物，增大木塊對木板的壓力時，摩擦力如何變化？相等增大（3）在木板上鋪一塊較粗糙的毛巾，摩擦力如何變化？增大探究思考探究思考(1)如圖2所示，B的速度v2大于A的速度v1，畫出A、B所受滑動摩擦力的方向.(水平地面光滑)(2)滑動摩擦力總是阻礙物體的運動嗎？滑動摩擦力一定阻礙物體的相對運動，但與物體的運動方向可能相同，也可能相反，即滑動摩擦力可能是動力，也可能是阻力.深入理解1.滑動摩擦力的產(chǎn)生條件(1)兩物體直接接觸且相互擠壓(即有彈力).(2)接觸面粗糙.(3)兩物體間有相對運動.2.滑動摩擦力的方向(1)滑動摩擦力的方向沿接觸面，與物體相對運動的方向相反.(2)滑動摩擦力的作用效果是阻礙物體間的相對運動，而不是阻礙物體的運動，所以滑動摩擦力的方向可能與物體運動方向相同，也可能相反，還可能成任意夾角.3.滑動摩擦力的大小由公式Ff＝μFN計算(也可以由二力平衡來求解)(1)FN是兩個相接觸的物體間的壓力，它不一定等于重力.(2)動摩擦因數(shù)μ的大小由接觸面的材料和粗糙程度決定，與FN和Ff無關(guān).(3)滑動摩擦力的大小與接觸面的面積無關(guān)，與物體間相對運動速度的大小無關(guān).例1

（2022·廣東·北京師范大學(xué)珠海分校附屬外國語學(xué)校高一期末）關(guān)于滑動摩擦力，下列說法中正確的是（

）A．有滑動摩擦力作用的兩物體間不一定有彈力B．滑動摩擦力總是與物體的重力成正比C．滑動摩擦力總是阻礙物體間的相對運動D．滑動摩擦力總是與物體的運動方向相反典型例題【答案】C【詳解】有滑動摩擦力作用的兩物體間一定有彈力，有彈力不一定有摩擦力，選項A錯誤；滑動摩擦力總是與物體之間的壓力成正比，不一定與重力成正比，選項B錯誤；滑動摩擦力總是阻礙物體間的相對運動，選項C正確；滑動摩擦力總是與物體的相對運動方向相反，選項D錯誤；故選C.1（2022·江西·興國中學(xué)高三階段練習(xí)）試卷讀卡器的原理可簡化成如圖所示的模型，搓紙輪與答題卡之問的動摩擦因數(shù)為，答題卡與答題卡之間的動摩擦因數(shù)為，答題卡與底部摩擦片之間的動摩擦因數(shù)為，正常情況下，讀卡器能做到“每次只進一張答題卡”。搓紙輪沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，帶動第一張答題卡向左運動，下列說法正確的是（）A．第一張答題卡受到搓紙輪的摩擦力向右B．后一張答題卡受到前一張答題卡的摩擦力向右C．最后一張答題卡受到摩擦片的摩擦力向右D．變

式【答案】C【詳解】A．搓紙輪轉(zhuǎn)動帶動第一張答題卡運動時，答題卡有相對搓紙輪向右運動的趨勢，受到搓紙輪的摩擦力向左，故A錯誤；B．前一張答題卡有相對后一張答題卡向左運動或運動趨勢，則后一張答題卡受到前一張答題卡的摩擦力向左，故B錯誤；C．最后一張答題卡有相對摩擦片向左運動的趨勢，受到摩擦片的摩擦力向右，故C正確；D．對第一張答題卡，能向左運動，有

，最后一張答題卡不能有相對滑動，有

，故D錯誤。故選C。例2

（2022·云南·羅平縣第二中學(xué)高一期末）關(guān)于由滑動摩擦力公式

推出的

，下列說法正確的是（）A．動摩擦因數(shù)μ與摩擦力Ff成正比，F(xiàn)f越大，μ越大B．動摩擦因數(shù)μ的大小由兩物體接觸面的情況及其材料決定C．動摩擦因數(shù)μ與Ff成正比，與FN成反比D．動摩擦因數(shù)μ與正壓力FN成反比，F(xiàn)N越大，μ越小典型例題【答案】B【詳解】動摩擦因數(shù)μ的大小由兩物體接觸面的情況及其材料決定,與Ff和FN均無關(guān)，故ACD錯誤，B正確。2（2022·甘肅·華池縣第一中學(xué)高一期末）一塊質(zhì)量為1kg、長為0.4m的勻質(zhì)長木板放在固定的水平桌面上，已知木板與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.2，重力加速度g取10m/s2，當(dāng)用水平力F＝3N推木板，使它經(jīng)過如圖所示的位置時，桌面對木板的摩擦力為（）A．3N

B．2NC．1.5N D．0.5N變

式【答案】B【詳解】因為木板被推動，所以木板受的摩擦力為滑動摩擦力，木板對桌面的壓力FN＝mg＝10N,所以桌面對木板的滑動摩擦力為Ff＝μFN＝2N，故選B。導(dǎo)入與思考相互接觸的物體處于相對靜止時，是不是也可能存在摩擦力？用力推石頭，石頭不動車停在斜坡上，不下滑手能握住水杯知識點

2

靜摩擦力1.定義：相互接觸的兩個物體之間只有

，而沒有

時，這時的摩擦力叫作靜摩擦力.2.方向：總是沿著

，跟物體

的方向相反.相對運動相對運動的趨勢接觸面相對運動趨勢V=0F=0f靜沒有相對運動相對運動趨勢方向二力平衡：f靜=F沒有相對運動相對運動趨勢方向Ff靜V=0演

示3.最大靜摩擦力：靜摩擦力有一個最大值fmax，在數(shù)值上等于物體

時的拉/推力.即將開始運動fmax0<f靜≤Fmax04.靜摩擦力的大?。簲?shù)值上等于物體受到的拉/推力，兩物體之間實際產(chǎn)生的靜摩擦力Ff在

與最大靜摩擦力

之間，即

。

Ff=μFNf靜=F拉最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力fmax探究思考（1）說明桌面對木塊施加了一個與拉力方向相反、大小也為1N的力，也就是桌面對木塊的靜摩擦力.（2）靜摩擦力的大小隨著外力的增大而增大，但有一個最大值.把木塊放在水平桌面上，用彈簧測力計沿水平方向向右拉木塊，如圖所示.當(dāng)測力計的示數(shù)為1N時，木塊沒有動；逐漸增大拉力到2N時，木塊仍靜止；繼續(xù)增大拉力到4N時，木塊開始移動，此時拉力突然變小到3.8N，此后木塊勻速運動，拉力保持3.8N不變.(1)木塊受到的拉力為1N時，有相對桌面運動的趨勢但沒有運動，說明什么呢？(2)隨著外力的增大，靜摩擦力有什么變化？深入理解1.靜摩擦力的產(chǎn)生條件：(1)兩物體直接接觸且相互擠壓(即有彈力).(2)接觸面粗糙.(3)兩物體間有相對運動的趨勢.2.靜摩擦力的方向：(1)在接觸面上與接觸面相切，且與物體相對運動趨勢的方向相反.(2)當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速直線運動)時，與使物體產(chǎn)生運動趨勢的外力方向相反.深入理解3.靜摩擦力的大小：(1)范圍：0＜F≤Fmax.(2)計算：物體做勻速直線運動或靜止時，根據(jù)二力平衡條件求解.F增大，靜摩擦力也增大，總有：f靜=F(3)靜摩擦力大小與正壓力無關(guān)，但最大靜摩擦力隨正壓力增大而增大.正壓力增大時，靜摩擦力大小不變，但最大值增大4.說明(1)靜摩擦力的方向與相對運動趨勢的方向相反，與運動方向可能相同，也可能相反.(2)靜摩擦力發(fā)生在相對靜止的兩物體之間，受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的，運動的物體也可能受靜摩擦力作用.運動方向f靜滑塊跟傳送帶一起運動例3

（2022·全國·高一課時練習(xí)）關(guān)于靜摩擦力，下列說法中正確的是（）A．受靜摩擦力作用的物體一定是靜止的B．靜摩擦力總是阻力C．靜摩擦力的方向跟物體間相對運動趨勢的方向相反D．兩個物體之間的靜摩擦力總是一個定值典型例題【答案】C【詳解】A．靜摩擦力產(chǎn)生在兩個相對靜止的物體之間，但物體可以是運動的，A錯誤；BC．靜摩擦力的作用是阻礙物體間的相對運動趨勢，方向與物體間相對運動趨勢的方向相反，但可能與運動方向相同，B錯誤C正確；D．兩個物體之間的靜摩擦力是根據(jù)受力平衡來確定的，因此其值是可以變化的，D錯誤。故選C。3（2022·福建省廈門集美中學(xué)高一期中）如圖所示，用大小為100N的握力握住一個重為40N的瓶子.瓶子豎直，始終處于靜止狀態(tài)，已知手掌與瓶子間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，則（）A．瓶子受到的摩擦力大小為50NB．當(dāng)握力進一步增大時，瓶子受到的摩擦力將成正比增大C．當(dāng)握力持續(xù)減小時，瓶了受到的摩擦力大小將持續(xù)減小D．瓶子受到的最大靜摩擦力隨握力的增大而增大變

式【答案】D【詳解】A．瓶子重力為40N，處于靜止狀態(tài)，則瓶子受到的摩擦力大小等于重力，為40N，故A錯誤；BC．當(dāng)握力再增大或減小時，瓶子受到的重力不變，根據(jù)平衡條件可知，摩擦力不變，故BC錯誤；D．根據(jù)Fmax=μFN可知最大靜摩擦力與正壓力成正比，所以當(dāng)握力進一步增大時，瓶子與手之間的最大靜摩擦力將增大，故D正確。1.計算摩擦力時首先判斷是滑動摩擦力還是靜摩擦力，只有滑動摩擦力才可以用公式Ff＝μFN計算，且FN與物體的重力無必然聯(lián)系.2.正壓力相同時，最大靜摩擦力比滑動摩擦力略大，如不加說明，可以認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，此時最大靜摩擦力也可由公式fmax＝μFN求得.知識點

3

摩擦力的綜合分析與計算解題技巧例4

（2022·全國·高一課時練習(xí)）如圖所示，一質(zhì)量不計的彈簧原長為10cm，一端固定于質(zhì)量m=2kg的物體上，在另一端施加一水平拉力F。若物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2，當(dāng)彈簧拉長至12cm時，物體恰好做勻速運動（設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，g取10m/s2，彈簧始終在彈性限度內(nèi)）。（1）求彈簧的勁度系數(shù)；（2）若將彈簧拉長至11cm時，求穩(wěn)定后物體受到的摩擦力大??；（3）若將彈簧拉長至13cm時，求物體受到的摩擦力大??；（4）若運動過程中突然撤去拉力，求此時物體受到的摩擦力大小。典型例題【答案】（1）200N/m；（2）2N；（3）4N；（4）4N【詳解】（1）物體做勻速運動時，根據(jù)平衡條件有

，解得

（2）將彈簧拉長至11cm時，根據(jù)胡克定律得彈力大小為

，由最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，可得

，故物體處于靜止狀態(tài)，所受靜摩擦力為

；（3）將彈簧拉長至13cm時，彈力大小為

，物體將運動，此時所受到的滑動摩擦力為

；（4）撤去拉力時，物體運動過程中受到的是滑動摩擦力4（2022·全國·高一專題練習(xí)）在研究摩擦力特點的實驗中，小強將0.8kg的木塊放在水平長木板上，如圖甲所示，用力沿水平方向向左拉長木板，將拉力F從零開始緩慢增大，直到長木板被抽出。在整個實驗過程中，用力傳感器采集木塊受到的摩擦力并用計算機繪制出摩擦力Ff隨時間t變化的圖像，如圖乙所示。此后小強將長木板固定在水平桌面上，換用勁度系數(shù)為20N/m、原長為10cm的輕質(zhì)彈簧拉靜止在長木板上的木塊，如圖丙所示，重力加速度取10m/s2。（1）求長木板與木塊的動摩擦因數(shù)；（2）若將輕質(zhì)彈簧拉長至15cm時，木塊受到摩擦力；變

式【答案】（1）0.4；（2）1N，方向水平向左【詳解】(1)由圖乙可以，長木板抽出時，滑動摩擦力為3.2N，則有

，解得

；（2）彈簧長度為15cm時，根據(jù)胡克定律有

，此時摩擦力為靜摩擦力，則有

，方向水平向左科

學(xué)

漫

步

流體的阻力

氣體和液體都具有流動性，統(tǒng)稱為流體。物體在流體中運動時，要受到流體的阻力。流體的阻力的方向與物體相對于流體運動的方向相反。流體的阻力的大小與物體相對于流體的速度、物體的橫截面積、物體的形狀等有關(guān)。1.（2022·上海市建平中學(xué)高二期中）關(guān)于摩擦力，正確的說法是（）A．滑動摩擦力的方向總是與物體運動方向相反B．滑動摩擦力總是阻礙物體間的相對運動C．靜摩擦力一定是阻力D．靜摩擦力的大小與物體間的壓力成正比課堂練習(xí)【答案】B【詳解】A．滑動摩擦力的方向總是與物體相對運動方向相反，但是不一定與物體運動方向相反，選項A錯誤；B．滑動摩擦力總是阻礙物體間的相對運動，選項B正確；C．靜摩擦力可能是阻力，也可能是動力，選項C錯誤；D．靜摩擦力的大小與外力有關(guān)，一般情況下與物體間的壓力無關(guān)，選項D錯誤。故選B。2.（2022·全國·高三課時練習(xí)）傳送帶的示意圖如圖所示，A為傳送帶上的貨物，隨著傳送帶一起無相對滑動地運動，則關(guān)于運送貨物的說法正確的是（）A．如果傳送帶帶著貨物A向上勻速運動，A受到沿傳送帶向下的摩擦力B．如果傳送帶帶著貨物A向下勻速運動，A受到沿傳送帶向上的摩擦力C．如果傳送帶帶著貨物A向下勻速運動，A可能不受摩擦力的作用D．如果傳送帶與貨物A一起靜止不動，A不受摩擦力的作用【答案】B【詳解】A．如果傳送帶帶著貨物A向上勻速運動，A受到的摩擦力一定沿傳送帶向上，與重力在沿傳送帶方向上的分力相等，A錯誤；BC．如果傳送帶帶著貨物A向下勻速運動，A受到的摩擦力一定沿傳送帶向上，與重力在沿傳送帶方向上的分力相等，故B正確，C錯誤；D．如果傳送帶與貨物A一起靜止不動，則A受到的靜摩擦力一定沿傳送帶向上，故D錯誤。故選B。3.（2022·河北·邯鄲一中高二學(xué)業(yè)考試）如圖所示，一質(zhì)量為m的木塊靠在豎直粗糙的墻壁上，且受到水平力F的作用，下列說法不正確的是（）A．若木塊靜止，則木塊受到的靜摩擦力大小等于mg，方向豎直向上B．若木塊靜止，當(dāng)F增大時，木塊受到的靜摩擦力隨之增大C．若木塊沿墻壁向下運動，則墻壁對木塊的摩擦力大小為μFD．若開始時木塊靜止，當(dāng)撤去F，木塊沿墻壁下滑時，木塊不受滑動摩擦力作用典型例題【答案】B【詳解】AB．若木塊靜止，由平衡條件可知，木塊受到的靜摩擦力大小等于mg，方向豎直向上，當(dāng)F增大時，木塊受到的靜摩擦力不變，A正確，不符合題意，B錯誤，符合題意；C．水平方向由平衡條件可得,若木塊沿墻壁向下運動，則墻壁對木塊的滑動摩擦力大小為,C正確，不符合題意；D．若開始時木塊靜止，當(dāng)撤去F，木塊沿墻壁下滑時，木塊與墻壁間無壓力，木塊不受滑動摩擦力作用，D正確，不符合題意。故選B。4.（2022·重慶八中高三階段練習(xí)）（多選）如圖甲所示是測量物塊和長木板間動摩擦因數(shù)的實驗裝置：水平桌面上固定一個力傳感器，傳感器通過細繩水平拉住物塊，物塊放置在粗糙的長木板上。水平向右拉木板，傳感器記錄的力與時間的圖像如圖乙所示。則（

）A．2.5-3.0s拉木板的外力一定為0 B．3.5-4.0s拉木板的外力一定在增大C．3.5-4.0s木板可能向右加速運動 D．5.0-5.5s木板可能做變減速直線運動【答案】BD【詳解】A．2.5-3.0s，從圖乙可知繩子拉力為零，說明物塊與長木板都處于靜止狀態(tài)，拉木板的外力不一定為零，可能是拉木板的外力小于桌面對長木板的最大靜摩擦力，故A錯誤；BC．3.5-4.0s，從圖乙可知繩子拉力逐漸增大，即物塊與長木板間的靜摩擦力逐漸增大，可知拉木板的外力一定在增大；由于繩子不可伸長，可知物塊一直處于靜止狀態(tài)，故此過程長木板也處于靜止狀態(tài)，故B正確，C錯誤；D．由圖乙可知，4.0s時，物塊與長木板間的靜摩擦力達到最大，之后物塊與長木板發(fā)生相對滑動，故5.0-5.5s木板可能做變減速直線運動，故D正確。故選BD。5.（2022·全國·模擬預(yù)測）如圖甲所示，一與電腦連接的拉力傳感器固定在豎直墻壁上，通過細繩拉住一放在長木板上的小鐵塊，細繩水平伸直，初始時拉力傳感器示數(shù)為零。現(xiàn)要測量小鐵塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)，用一較大的水平拉力拉住長木板右端的掛鉤，把長木板從小鐵塊下面拉出，在電腦上得到如圖乙所示的數(shù)據(jù)圖像，