3.3 摩擦力 导学案

个性化辅导学历案
第三节 摩擦力
教学目标
理解静摩擦力、滑动摩擦力产生的原因
掌握静摩擦力和滑动摩擦力的大小计算
掌握判断摩擦力的有无及摩擦力方向的判断
教学重点
静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件
静摩擦力和滑动摩擦力的大小计算
如何判断物体间是否存在摩擦力
三．知识点精讲
知识点一：两类摩擦力
分类 滑动摩擦力 静摩擦力
定义 两个相互挤压且发生相对运动的物体，如果表面粗糙，在他们的接触面上会产生阻碍相对运动的力，这个力叫做滑动摩擦力 两个相互挤压且具有相对运动趋势的物体，如果表面粗糙，在他们的接触面上会产生阻碍相对运动趋势的力，这个力叫做静摩擦力
产生条件 接触 两物体挤压发生形变 发生相对运动 接触面粗糙 接触 两物体挤压发生形变 有相对运动趋势 接触面粗糙
大小 ：动摩擦因数（只跟接触面的特性有关，跟摩擦力、压力无关） FN：压力 f滑与、FN成正比 静摩擦力的大小由外部因素决定，需通过受力分析求解 最大静摩擦力：物体将要发生相对运动时的摩擦力叫做最大静摩擦力。（f静m略大于f滑，一般情况视作二者相等） 0f静f静m
方向 平行于接触面，与物体的相对运动方向相反 平行于接触面，与物体相对运动趋势方向相反
注意 滑动摩擦力、静摩擦力可以是阻力或动力；摩擦力可能与运动方向相同，也可能与运动方向相反 有摩擦力一定有弹力，有弹力不一定有摩擦力。 没有弹力一定没有摩擦力。 静止的物体也可能受滑动摩擦力，运动的物体也可能受静摩擦力 没有推力作用时，也可以产生静摩擦力 摩擦力是被动力，其大小、方向、性质（滑动or静）会随外界因素变化而变化，即能够发生突变。 在书中夹着的纸张上下表面都要受到摩擦力作用。 凡涉及摩擦力先分析种类！！！
知识点二：摩擦力有无的判断
条件法 接触 挤压 粗糙 有相对运动或相对运动趋势 图1 AB两物体在光滑水平面上匀速滑动，AB之间有摩擦力吗？
假设法 假设摩擦力存在，分析跟运动状态是否矛盾，如果矛盾，说明假设不成立；如果不矛盾，说明假设成立。 图2 ABC三者在力F的作用下保持静止状态，则AB之间、BC之间、C与地面之间有无摩擦力，分别是多少，方向如何？
根据力的相互性 如果A对B有摩擦力，B对A必然也有摩擦力，且两个摩擦力一定等大反向。（相互作用力）
知识点三：摩擦力方向的判断
定义法
假设法：先假设摩擦力的方向，分析是否矛盾，如果矛盾，说明假设不成立；如果不矛盾，说明假设成立。
动力阻力法：判断摩擦力方向时，可思考该摩擦力对物体是动力还是阻力，若是动力，则与物体运动方向相同，若是阻力，则与物体运动方向相反。
四．典型例题练习
典型例题一：静摩擦力的大小和方向的判断
1.如图所示，物体随传送带一起匀速斜向上运动，则下列关于物体所受的摩擦力分析正确的是（　　）
A．与物体运动的方向相同 B．与物体运动的方向相反
C．阻碍物体的运动 D．推动物体的运动
2.如图所示，用 F= 50 N 的水平推力，将质量为 1kg 的物块压在竖直墙面上，当物块静止时所受摩擦力的大小为（g 取 10 m/s2）（　　）
A．10 N B．50N C．60N D．40 N
3.如图所示，用大小为100N的握力握住一个重为40N的瓶子。瓶子竖直，始终处于静止状态，已知手掌与瓶子间的动摩擦因数μ=0.5。则（　　）
A．瓶子受到的摩擦力大小为50N
B．当握力进一步增大时，瓶子受到的摩擦力将增大
C．当握力持续减小但瓶仍未下滑时，瓶子受到的摩擦力大小将持续减小
D．瓶子受到的最大静摩擦力随握力的增大而增大
典型例题二：滑动摩擦力的大小和方向
1.如图所示，质量为30kg的物体在μ=0.1的水平面上向右运动，在运动的过程中还受到一个水平向左、大小为20N的拉力F的作用，g取10m/s2，则物体受到的滑动摩擦力为（　　）
A．50N，向左 B．30N，向左 C．20N，向右 D．30N，向右
2.如图所示，质量为的木块在置于水平桌面的木板上滑行，木板静止，它的质量，已知木块与木板间、木板与桌面间的动摩擦因数均为，那么木板所受桌面给的摩擦力大小是（ ）
A． B．
C． D．
（多选）3.用图甲装置研究摩擦力，水平实验台上放长木板，长木板上放物块，用不可伸长的细线连接物块和固定在实验台上的力传感器。水平向左拉长木板，传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．实验中不必让长木板做匀速运动
B．图乙曲线反映了施加在长木板上的拉力随时间的变化关系
C．物块与长木板间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小之比约为10：7
D．要测出物块与长木板间的动摩擦因数，不需要添加测量仪器
典型例题三：摩擦力的理解问题
1．关于摩擦力，下列说法正确的是
A．摩擦力方向总是跟物体的运动方向相反
B．受静摩擦力作用的物体，不可能处于运动状态
C．受滑动摩擦力作用的物体，可能处于静止状态
D．摩擦力大小一定跟接触面正压力成正比
2．下列关于摩擦力的说法正确的是（ ）
A．受到静摩擦力作用的物体一定是静止的，受到滑动摩擦力作用的物体一定是运动的
B．有滑动摩擦力就一定有压力，滑动摩擦力总是与接触面上的正压力垂直
C．静摩擦力可以是动力，而滑动摩擦力只能是阻力
D．摩擦力一定与接触面上的正压力成正比
典型例题四：判断物体建是否存在摩擦力
1.已知A与B所受重力分别为GA=10N，GB=20N，A与B间的动摩擦因数μ1=0.2，B与水平面间的动摩擦因数μ2=0.3，如图甲乙所示。现在用大小为8N的力F，分别作用在A、B上，则各物体所受摩擦力的情况是（　　）
A．甲图中，A不受摩擦力，B受到地面水平向左的大小为8N的摩擦力
B．甲图中，A受2N摩擦力水平向右，B受地面的6N摩擦力水平向左
C．乙图中，A受2N摩擦力水平向左；B受地面的9N摩擦力水平向左
D．乙图中，A受2N摩擦力水平向左；B受地面的2N摩擦力水平向右
（多选）2.如图甲、乙所示，倾角为的斜面上放置一滑块，在滑块上放置一个质量为的物块，和相对静止，一起沿斜面匀速下滑；图丙中水平力作用于A，使A、、一起向左匀速运动；图丁为粗糙水平面上放一斜面，斜面上放置着一木块，木块和斜面均静止。下列说法正确的有（　　）
A．甲、乙两图中物块均受到摩擦力
B．图乙中物块不受摩擦力
C．图丙中A对有向左的摩擦力
D．图丁中水平面对斜面一定没有摩擦力作用
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一．单选题
1．在消防演习中消防员双手握住竖直的铁杆匀速攀上12m高的楼台，如图所示，完成指令后又沿铁杆匀速滑下，消防员匀速攀上和匀速滑下时受到铁杆的摩擦力分别记为和，那么（　　）
A．向下，向上 B．向上，向下
C．向下，向下 D．向上，向上
2．《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，铁夹与球接触面保持竖直，则（　　）
A．若小球在空中处于静止状态，小球受到的静摩擦力方向竖直向下
B．若小球在空中处于静止状态，小球受到的摩擦力与重力大小相等
C．若小球在空中处于静止状态，增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力变大
D．若铁夹夹金属小球一起水平移动，小球受到的是滑动摩擦力
3．如图所示，一同学推动木箱在水平地面上匀速运动，关于该同学的推力，下列判断正确的是（　　）
A．方向水平时推力最小
B．方向斜向下时可能比方向水平时推力小
C．方向斜向上时一定比方向水平时推力小
D．方向斜向上时可能比方向水平时推力小
4．如图所示，质量均为m的木块A和B在质量为2m的长木板C上滑行（AB不会相碰），长木板放在水平地面上一直处于静止状态。若A与C，C与地面之间的动摩擦因数均为μ，木块B下表面光滑，重力加速度为g。则长木板C受到地面的摩擦力大小为（　　）
A．μmg B．2μmg C．3μmg D．4μmg
5．如图所示，质量为m的木块放在质量为M的长木板上，受到向右的拉力F而向右滑行，长木板处于静止状态。已知木块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为。下列说法正确的是（　　）
A．木板受到地面的摩擦力的大小一定是
B．木板受到地面的摩擦力的大小一定是
C．木板受到地面的摩擦力的大小一定等于F
D．木板受到地面的摩擦力的大小一定是
6．下列各图中物体A和B始终保持相对静止关于物体A是否受摩擦力作用及物体A受的摩擦力方向，下列说法正确的是（　　）
（甲）A、B相对地面静止
（乙）A、B相对地面静止
（丙）A、B一起向右做匀速直线运动
（丁）A、B一起向右做匀速直线运动
A．甲图中物体A受到向左的摩擦力
B．乙图中物体A不受摩擦力
C．丙图中物体A不受摩擦力
D．丁图中物体A受到向右的摩擦力
二．多选题
7．用水平力F把一铁块紧压在竖直墙壁上静止不动，如图所示，当F增大时（ ）
A．墙对铁块的支持力增大
B．墙对铁块的摩擦力增大
C．墙对铁块的摩擦力不变
D．墙与铁块间的摩擦力减小
8．如图，木板B静止在水平面，重10N的木块A用弹簧拉住并置于B上，弹簧右端固定在墙上。施加一向左水平力F把木板B拉出时，稳定后A保持静止，此时弹簧读数为2N，则（　　）
A．弹簧处于压缩状态
B．因为木块静止，故木块受到的摩擦力是静摩擦力
C．AB之间的动摩擦因数为0.2
D．若以2F的水平力抽出木板，则A受摩擦力不变
三．填空题
9．一重力为100N的木箱放在水平地板上，至少要用35N的水平推力，才能使它从原地开始运动.木箱从原地移动以后，用30N的水平推力，就可以使木箱继续做匀速直线运动。由此可知：木箱与地板之间的最大静摩擦力为______N；木箱所受到滑动摩擦力为______N；木箱与地板之间的动摩擦因数为______；如果用32N的水平推力推这个静止的木箱，木箱受到的摩擦力大小为______N。
10．如图,把弹簧测力计的一端固定在墙上,用力F水平向左拉金属板,金属板向左运动,此时测力计的示数稳定（图中已把弹簧测力计的示数放大画出）,则物块P与金属板间的滑动摩擦力的大小是___________N．若用弹簧测力计测得物块P重13N，根据表中给出的动摩擦因数，可推算出物块P的材料为______________．
材料 动摩擦因数
金属—金属 0.25
橡胶—金属 0.30
木头—金属 0.20
皮革—金属 0.28
四．解答题
11．如图所示，质量为3kg的物体静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.3，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，给物体一水平拉力F．（g取10m/s2）
（1）当拉力大小为5N时，地面对物体的摩擦力是多大？
（2）当拉力大小为12N时，地面对物体的摩擦力是多大？
（3）此后若将拉力减小为5N（物体仍在滑动），地面对物体的摩擦力是多大？
（4）若撤去拉力，在物体继续滑动的过程中，地面对物体的摩擦力多大？
12．如图所示，物体A重40N，物体B重20N，A与B、B与地面的动摩擦因数相同，物体B用细绳系住，当水平力F=32N时，能将A匀速拉出，求：
(1)A与地面间的摩擦力的大小；
(2)接触面间的动摩擦因数。
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一．单选题
1．如图所示，物体放在水平桌面上，在水平方向上共受三个力作用，即F1、F2和摩擦力作用，物块处于静止状态，其中F1＝8N，F2＝4N，若撤去F1，物体仍静止不动，则物块受到的摩擦力是（　　）
A．8N，方向向右 B．8N，方向向左
C．4N，方向向右 D．4N，方向向左
2．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处受到的支持力垂直MN向上
B．N处受到的支持力竖直向上
C．M处受到的摩擦力沿水平方向
D．N处受到的摩擦力竖直向下
3．如图所示，用大小为100N的握力握住一个重力为40N的瓶子。瓶子竖直，始终处于静止状态。已知手掌与瓶子间的最大静摩擦力为50N，则（　　）
A．瓶子受到的摩擦力大小为50N
B．瓶子受到的摩擦力大小为40N
C．当握力进一步增大时，瓶子受到的摩擦力将成正比增大
D．当握力持续减小时，瓶子受到的摩擦力大小将持续减小
4．如图所示，质量为m的物块和质量为M的木板叠放在水平地面上，物块在拉力F作用下在木板上向右滑行，木板始终处于静止状态，物块与木板间动摩擦因数为μ1，木板与地面间动摩擦因数为μ2，那么下列说法正确的是（　　）
A．物块受到的摩擦力大小一定为F
B．物块对木板的摩擦力方向水平向左
C．地面对木板的摩擦力是水平向左的静摩擦力
D．地面对木板的摩擦力大小一定是μ2（M+m）g
5．小张同学利用如图甲所示的装置研究物块受到的摩擦力情况。质量为4kg的物块放置在粗糙的长木板上，通过轻绳与固定在水平实验操作台上的力传感器连接。现用水平向左的力F将长木板从物块下面拉出，传感器记录的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．2.5~3.5s内物块受到的是滑动摩擦力
B．长木板受到的摩擦力总是水平向右
C．物块与长木板间的动摩擦因数约为0.25
D．向左拉长木板的图线和图乙的图线相同
6．学习摩擦力时，小明同学做了一个小实验，他的实验装置如图，将一重力不计的白纸铺在水平桌面上，纸的一部分伸出桌边，再在白纸上放一本笔记本。先用水平拉力F将白纸从笔记本底下向右抽出（笔记本未从桌面滑落），已知笔记本重力为G，所有接触面间的摩擦因数均为，则在白纸被抽出过程中（　　）
A．白纸对笔记本的摩擦力方向向左
B．抽动瞬间，白纸受到的摩擦力为
C．笔记本与白纸间的摩擦力大小始终等于
D．瞬间拉力F越大，笔记本与白纸间的摩擦力越大
7．如图所示，在水平地面上叠放着A、B、C三个完全相同的物块，用水平向左的力作用于A、用水平向右的力F作用于C时，A、B、C均处于静止状态，则下列判断正确的是（　　）
地面对C的摩擦力大小等于F
B．A对B的压力就是A的重力
C．A对B的摩擦力大小等于，方向水平向右
D．B对C的摩擦力大小等于，方向水平向左
8．如图，在粗糙的水平地面上，一物块在水平恒力F作用下向左匀速运动。某时刻起，在物块上施加一竖直向下的力，且（）。物块逐渐减速至停下，在该过程中，物块与地面间的摩擦力随时间变化的图像可能正确的是（　　）
A． B． C． D．
二．多选题
9．用如图所示装置研究摩擦力的变化规律，把木块放在水平长木板上，在弹簧测力计的指针下轻放一个小纸团，它只能被指针向左推动。用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使拉力由零缓慢增大。下列说法正确的是（ ）
A．木块开始运动前，拉力大于摩擦力
B．木块开始运动后，摩擦力随拉力的增大而增大
C．该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小
D．当拉力达到某一数值时木块开始移动，此时拉力会突然变小
10．如图所示，皮带运输机将物体匀速地送往高处，下列说法错误的是（　　）
A．物体受到与运动方向相同的摩擦力作用
B．传送带的速度越大，物体受到的摩擦力越大
C．若物体和传送带都静止，物体受到的摩擦力将消失
D．若匀速向下传送货物，物体所受的摩擦力沿皮带向下
三．解答题
11．如图所示，质量m=4kg的物体静置于水平面上，一质量不计的弹簧原长为9cm，一端固定于物体上，另一端施一水平拉力F，物体与水平面间的动摩擦因数为0.25逐渐增大F，当弹簧长度为13cm时，物体所好被拉动（g取10m/s2，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）。求：
（1）弹簧的劲度系数；
（2）当弹簧拉长到12cm时，物体所受的摩擦力
（3）当弹簧拉长到15cm时，物体所受的摩擦力
12．如图所示，重为30N的木块原来静止在水平桌面上，某瞬间在水平方向同时受到两个方向相反的力的作用，其中=13N，=5N。已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.3，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求
（1）最大静摩擦力大小；
（2）木块所受的摩擦力的大小和方向；
（3）当只将撤去时，木块受到的摩擦力的大小和方向；
（4）若撤去的力不是而是，求木块受到的摩擦力的大小和方向。
13．有一种圆珠笔,内部有一根小弹簧，如图所示,当笔杆竖直放置时,在圆珠笔尾部的按钮上放一个100g的砝码,砝码静止时,弹簧压缩量为2mm.现将一本质量为900g的书平放在实验桌面上，用该圆珠笔尾部的按钮接触书本，然后水平推书本（如图）。在逐渐增大推力的过程中，当弹簧压缩量为3.8mm时,书本开始运动；而当书恰本匀速时，弹簧的压缩量稳定为3.6mm，g取10m/s2，根据以上数据，试求:
（1）求弹簧的劲度系数；
（2）书本与实验桌面间的最大静摩擦力；
（2）书本与实验桌面间的动摩擦因数。