第2节 摩擦力(教师版)-【帮课堂】2022-2023学年高一物理同步精品讲义(人教2019必修第一册 )
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知识精讲
第2节 摩擦力
课程标准 课标解读
1.认识摩擦力,知道滑动摩擦力和静摩
擦力的区别。
2.通过实验理解静摩擦力是被动力,理
解动摩擦因数。
3.会用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大
小,会用二力平衡计算静摩擦力的大小。
1、通过分析摩擦现象,理解摩擦力的产生条件,会区
分静摩擦力和滑动摩擦力。
2、会根据相对运动的方向判断滑动摩擦力的方向,并
根据动摩擦定律计算其大小。
3、会根据相对运动趋势判断静摩擦的方向,并会根据
物体受力和运动情况,分析静摩擦力的大小和方向。
通过实例,了解最大静摩擦力。
4、知道生产和生活中增大或者减小摩擦力的实例,有
将摩擦力知识应用于生产和生活的意识。
知识点 01 滑动摩擦力
1.定义: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.产生条件
(1)接触面粗糙.(2)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力).(3)两物体间有相对运动.
3.方向:总是沿着接触面,并且跟物体相对运动的方向相反.
4.大小:Ff=μFN,μ为动摩擦因数
5.弹力与摩擦力的关系
若两物体间有摩擦力,则两物体间一定 有 弹力,若两物体间有弹力,但两物体间不一定有摩擦力.(填“一定
有”或“不一定有”)
【即学即练 1】如图所示,汽车 B在水平路面上以相对于地面的速度 v1向右运动,车上的货物 A以相对于地面
的速度 v2向右运动.下列判断正确的是( )
A.若 v1<v2,货物 A受到了汽车 B所施加的向右的滑动摩擦力
B.若 v1<v2,汽车 B受到了货物 A所施加的向右的滑动摩擦力
C.若 v1>v2,货物 A受到了汽车 B所施加的向左的滑动摩擦力
D.若 v1>v2,汽车 B受到了货物 A所施加的向右的滑动摩擦力
【答案】B
【解析】若 v1<v2时,货物向右滑动,货物 A受到汽车 B所施加的向左的滑动摩擦力,汽车 B受到货物 A所施
加的向右的滑动摩擦力,选项 A错误,B正确;若 v1>v2时,货物 A相对汽车 B向左滑动,受到汽车 B所施加
的向右的滑动摩擦力,汽车 B受到货物 A所施加的向左的滑动摩擦力,故选项 C、D错误.
【即学即练 2】关于滑动摩擦力公式 F=μFN,下列说法中正确的是( )
A.公式中的压力 FN一定等于物体重力的大小
B.由 μ=,可知动摩擦因数 μ与滑动摩擦力 F成正比,与压力 FN成反比
C.由 F=μFN可知,若 μ一定,F与FN成正比
D.F的大小是由 μ和FN决定的,还与接触面的大小有关
【答案】C.
【解析】:由滑动摩擦力公式 F=μFN可知,FN是物体受到的弹力,不一定等于物体的重力,故 A错误;而 μ
只与接触面的材料及粗糙程度有关,与摩擦力 F、支持力 FN无关,故 B错误;由滑动摩擦力公式 F=μFN可知,
F与μ成正比,与 FN成正比,故 C正确;由滑动摩擦力公式 F=μFN可知,摩擦力 F的大小是由 μ和FN决定的,
与接触面的大小无关,故 D错误.
知识点 02 静摩擦力
1.定义:两个相互接触的物体,当它们具有相对运动的趋势时,在接触面上会产生阻碍相对运动趋势的力.
2.产生条件
(1)接触面粗糙 .
(2)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力).
(3)两物体间有相对运动的趋势 .
3.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.
4.大小:0<F≤Fmax.
5.弹力与摩擦力的关系
若两物体间有摩擦力,则两物体间一定有弹力,若两物体间有弹力,但两物体间不一定有摩擦力.(填“一定
有”或“不一定有”)
【即学即练 3】(多选)如图所示,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( )
A.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;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.
【即学即练 4】.如图所示,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、F2的作用,其中 F1=13 N,F2=6 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:
(1)木块所受的摩擦力的大小和方向;
(2)只将 F1撤去,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
能力拓展
(3)8 N 水平向左
【解析】当木块运动时受到的滑动摩擦力为
F
滑=
μF
N=
μG
=0.2×40 N=8 N,故木块受到桌面的最大静摩擦
力为 8 N.
(1)加上
F
1、
F
2后,
F
1和
F
2相当于一个方向向右的力
F
=
F
1-
F
2=7 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
F
1撤去后,由于
F
2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
F
2,即大小为 6 N,方向水平向右.
(3)撤去
F
2后,由于
F
1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.
知识点 03 动摩擦因数的测定
【即学即练 5】[多选]为了测定木块和竖直墙壁之间的动摩擦因数,某同学设计了一个实验:用一根弹簧将木
块压在墙上,同时在木块下方有一个拉力F2作用,使木块恰好匀速向下运动(弹簧随木块一起向下运动),如图
所示。现分别测出了弹簧的弹力 F1、拉力F2和木块的重力 G,则以下结论正确的是( )
A.木块受到竖直向下的滑动摩擦力
B.木块所受的滑动摩擦力阻碍木块下滑
C.木块与墙壁之间的动摩擦因数为
D.木块与墙壁之间的动摩擦因数为
解析:选BD 木块相对于竖直墙壁下滑,受到竖直向上的滑动摩擦力,阻碍木块下滑,A错误,B正确。
分析木块受力如图所示。由平衡条件可得:FN=F1,Ff=G+F2,又 Ff=μFN,以上三式联立可解得:μ
=,故 C错误,D正确。
考法01 摩擦力的有无及方向的分析
【典例1】[多选]如图所示,在粗糙的水平面上叠放着物体 A和B,A和B间的接触面也是粗糙的,如果用水平
拉力F施于 A,而 A、B仍保持静止,则下面的说法中正确的是( )
A.物体 A与地面间的静摩擦力的大小等于 F B.物体 A与地面间的 静
摩擦力的大小等于零
C.物体 A与B间的静摩擦力的大小等于 F D. 物 体 A与B间
的静摩擦力的大小等于零
解析:选AD 以 A、B为整体为研究对象,分析受力可知,整体水平方向受到拉力 F和地面对 A的静摩擦力
fA,由平衡条件得到,fA=F。故 A正确,B错误。以 B为研究对象,分析受力可知,B相对于 A没有运动趋势,
B不受静摩擦力,即物体 A与B间的静摩擦力的大小等于零。故 C错误,D正确。
【典例2】如图所示,物体
A
随倾斜传送带一起斜向上做匀速直线运动.则:
(1)物体
A
受到 (填“静”或“滑动”)摩擦力作用.
(2)摩擦力的方向为 .
(3)此摩擦力为 (填“动”或“阻”)力.
【答案】(1)静 (2)沿传送带向上 (3)动
【解析】(1)物体与传送带之间满足两物体直接接触且相互挤压(即有弹力)、接触面粗糙、两物体间有相对运
动趋势这几点,所以产生的是静摩擦力.或者从二力平衡进行分析,也可以判断出物体受到静摩擦力.
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