3.3 摩擦力-2021-2022学年高一物理精讲精练(2019鲁科版必修第一册)(解析版)
3.3 摩擦力
考点精讲
考点 1:对摩擦力的理解
静摩擦力与滑动摩擦力的比较
静摩擦力 滑动摩擦力
产生
条件
① 两物体之间有弹力
② 接触面粗糙
③ 有相对运动趋势
① 两物体之间有弹力
② 接触面粗糙
③ 有相对运动
“相对”的含
义两物体相对静止但有相对运动趋势 两物体间有相对运动
作用效果 阻碍物体间的相对运动趋势 阻碍物体间
的相对运动方
向
跟接触面相切并与物体相对运动趋势的方
向相反
跟接触面相切并与物体相对运动的
方向相反
【技巧与方法】
有关摩擦力理解的三大误区
1. 误认为静止的物体只能受到静摩擦力作用,运动的物体只能受到滑动摩擦力作用,其实不论物体是
静止还是运动,都可能受静摩擦力或滑动摩擦力.
2. 误认为摩擦力的效果总是阻碍物体的运动,其实摩擦力既可作动力,又可作阻力.
3. 误认为摩擦力的方向总是与物体运动的方向相反,其实摩擦力的方向可以与物体的运动方向相反,
也可以与物体的运动方向相同.
【针对训练】
1.以下关于滑动摩擦力的说法中,正确的是( )
A.滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
B.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动
C.滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反
D.两个相互接触的物体发生相对滑动时,它们都要受到滑动摩擦力的作用
【解析】C 滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反,但与物体的运动方向既可能相同,
也可能相反,既可能促进物体的运动,也可能阻碍物体的运动,A、B错误,C正确.摩擦力的产生必须
具备三个条件,两个相互接触的物体发生相对滑动时,接触面间相互挤压和粗糙的条件不一定具备,此时
物体间不一定有摩擦力,D错误.
2.关于静摩擦力,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.静摩擦力总是阻碍物体的运动
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
【解析】C 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,
不能说成阻碍物体的运动,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.
考点 2:静摩擦力的有无和方向的判定
1. 根据物体运动状态判断静摩擦力的有无
A、B叠放在一起,用力 F拉物体 B,而 A、B都静止,如图甲所示.假设物体 B对A有摩擦力,则 A
在水平方向上只受到一个力,不可能保持静止状态,所以 A、B之间不存在静摩擦力.
甲 乙
2.根据力的相互作用判断静摩擦力的方向
A、B叠放在一起,用力 F拉物体 A,而 A、B都静止,如图乙所示.假设 A、B之间没有静摩擦力,
则A在水平方向上只受到一个力 F的作用,不可能保持静止,所以 A、B之间一定有静摩擦力存在.根据
二力平衡原理,B对A的静摩擦力一定向左,再根据力的相互作用原理,A对B的静摩擦力一定向右,则
地面对 B的静摩擦力一定向左.
3.利用假设法判断相对运动趋势的方向
(1)方法
假设研究对象与被接触物体之间光滑,若它们之间发生相对滑动,则其相对滑动方向就是原先的相对
运动趋势方向;若它们之间不会发生相对滑动,则说明两个接触的物体没有相对滑动的趋势.
(2)步骤
① 确定所要研究的对象.
② 选与被研究对象接触的物体作为参考系.
③ 假设接触面光滑,分析出研究对象与参考系相对运动趋势方向.
④ 静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反.
【例 1】 如图所示,物体 A、B叠放在水平地面上,水平力 F作用在 A上,使二者一起向左做匀速直
线运动,下列说法正确的是( )
A.A、B之间无摩擦力 B.A受到 B的摩擦力水平向左
C.B受到 A的摩擦力水平向左 D.地面对 B的摩擦力为静摩擦力,水平向右
【分析】
【解析】C 对 A物体,由于 A匀速运动,由水平方向二力平衡可知,B对A的摩擦力必与 F等值反
向,故选项 A、B错误;对 B物体,由力的作用的相互性可知,A对B的摩擦力一定与 B对A的摩擦力反
向,故 B受到 A的摩擦力水平向左,选项 C正确;对 A、B整体分析,由于 A、B一起向左匀速运动,则地
面对 B的摩擦力为滑动摩擦力,且水平向右,故选项 D错误.
【技巧与方法】
1. 采用假设法判断摩擦力是否存在的关键是假设接触面光滑,然后分析研究对象的运动情况.
2. 对于相对复杂的题目,一般先分析受力简单的物体,再根据力的相互性分析与其接触物体的受力情
况.
【针对训练】
3.(多选)如图所示,用一个水平推力向右推放在水平地面上的木箱,没有推动,则下列说法正确的是(
)
A.木箱运动趋势的方向与水平推力的方向相同
B.木箱运动趋势的方向与水平推力的方向相反
C.木箱受水平向左的静摩擦力
D.木箱受水平向右的静摩擦力
【解析】AC 假设木箱与地面间无静摩擦力,则人推木箱时,木箱必向右运动,现没推动,但有向右
运动的趋势,故木箱受向左的静摩擦力,选项 A、C正确,选项 B、D错误.
4.如图所示,水平地面上堆放着原木.关于原木 P在支撑点 M、N处受力的方向,下列说法正确的是(
)
A.M处受到的支持力竖直向上
B.N处受到的支持力竖直向上
C.M处受到的静摩擦力沿 MN 方向
D.N处受到的静摩擦力沿水平方向
【解析】A M处支持力方向垂直于地面,因此竖直向上,A项正确;N处的支持力方向垂直于原木
P,因此 B项错误;M处受到的静摩擦力方向平行于地面,C项错误;N处受到的静摩擦力方向平行于原
木P,D项错误.
考点 3:摩擦力大小的计算
1. 滑动摩擦力大小的计算
(1)公式法:根据 f=μN 计算.
(2)二力平衡法:物体处于平衡状态(匀速直线运动或静止)时,根据二力平衡的条件求解.
2.静摩擦力大小的计算
(1)根据受力情况和二力平衡条件确定,静摩擦力的大小总等于使物体发生相对运动趋势的外力.
(2)随着相对运动趋势的增强,静摩擦力也逐渐增大,但不能一直增大.当静摩擦力增大至某一数
值后,物体将开始沿接触面滑动,静摩擦力被滑动摩擦力取代.静摩擦力能达到的最大值称为最大静摩擦
力fmax.静摩擦力的范围为0<f≤fmax.
(3)最大静摩擦力 fmax 略大于滑动摩擦力.一般情况下,为了分析问题方便,可认为二者相等,即
fmax=μN.
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