3.2.摩擦力 学案——高中物理人教版（2019）必修第一册

2．摩擦力
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1．滑动摩擦力产生的条件：
(1)________________________________________________________
(2)________________________________________________________
(3)________________________________________________________
2．滑动摩擦力大小的公式：_____________________________________，
式中μ的值跟哪些因素有关？
3．静摩擦力产生的条件：
(1)_____________________________________________________________
(2)_____________________________________________________________
(3)_____________________________________________________________
4．思考：静摩擦力的大小有何特点？
5．思考：滑动摩擦力的方向是与物体“相对运动”的方向相反，静摩擦力的方向是与物体“相对运动趋势”的方向相反，其中“相对”的含义是什么？
6．判断下列说法正确的是________。
①滑动摩擦力的方向一定与接触面的压力方向垂直。
②滑动摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同。
③物体所受的滑动摩擦力一定与物体的重力大小成正比。
④静摩擦力一定是静止物体受到的摩擦力。
⑤静摩擦力可以是动力。
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1．关于水平面上滑行的物体所受摩擦力的说法正确的是(　　)
A．有摩擦力一定有弹力
B．当物体与支持面间的压力一定时，滑动摩擦力将随接触面增大而增大
C．滑动摩擦力不可能提供动力
D．水平面上运动的物体当推力变为零时，滑动摩擦力也变为零
2．关于压力和摩擦力下列说法正确的是(　　)
A．有压力一定有摩擦力
B．有静摩擦力一定有压力
C．摩擦力大小与压力大小成正比
D．两个物体有相对运动，它们之间一定有摩擦力
3．关于静摩擦力，下列说法正确的是(　　)
A．两个相对静止的物体之间一定有静摩擦力的作用
B．静摩擦力一定是阻力
C．受静摩擦力作用的物体一定是静止的
D．在压力一定的条件下，静摩擦力的大小是可以变化的，但有一定限度
4．如图所示，用力F把铁块压在竖直墙上不动，那么，当F增大时，关于铁块对墙的压力N，铁块受墙的摩擦力f，下列判断正确的是(　　)
A．N增大，f不变　　　 B．N增大，f增大
C．N变小，f不变 D．N不变，f不变
5．一重为10 N的物体静止在水平桌面上，动摩擦因数为0.25，现用2 N的水平推力向右推它但未能推动，如图所示，则此种情况下物体所受摩擦力情况是(　　)
A．摩擦力的方向向右，大小等于2 N
B．摩擦力的方向向右，大小等于2.5 N
C．摩擦力的方向向左，大小等于2 N
D．摩擦力的方向向左，大小等于2.5 N
6.如图所示，汽车B在水平地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v1B．若v1C．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
7．如图所示，质量为2 kg的物体放在水平地板上，用一原长为8 cm的轻质弹簧水平拉该物体，当其刚开始运动时，弹簧的长度为11 cm，当弹簧拉着物体匀速前进时，弹簧的长度为10.5 cm，已知弹簧的劲度系数k＝200 N/m。求：
(1)物体所受的最大静摩擦力为多大；
(2)物体所受的滑动摩擦力的大小；
(3)物体与地板间的动摩擦因数是多少。(g均取10 m/s2)
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8.如图所示，重为G的物体沿竖直墙壁下滑，物体与墙壁之间的动摩擦因数为μ，则物体所受摩擦力大小为(　　)
A．μG B．0
C．G D．无法确定
9．如图所示，一质量为0.2 kg的物体在受到100 N垂直于墙面的作用力下，静止于动摩擦因数μ＝0.1的竖直墙面上，则物体受到的摩擦力为(g取10 N/kg)(　　)
A.10 N，方向向下 B．10 N，方向向上
C．2 N，方向向上 D．2 N，方向向下
10．重量为200 N的木块放在水平地面上，至少要用25 N的水平推力才能使它从原地开始运动，木块从原地移动以后，用20 N的水平推力就可以使它继续做匀速运动，下列说法正确的是(　　)
A．木块与水平地面的最大静摩擦力大小为20 N
B．木块受到的滑动摩擦力大小为25 N
C．木块与地面的动摩擦因数为0.25
D．若用10 N的水平推力推静止的木块，木块受到的摩擦力大小为10 N
11．(多选)如图所示，传送带以速度v1逆时针匀速转动。物块从传送带顶端以初速度v2滑到传送带上。在物块滑到传送带上的瞬间，关于物块受到的摩擦力，下列判断正确的是(　　)
A．可能受到沿着传送带向上的静摩擦力
B．可能受到沿着传送带向下的静摩擦力
C．可能受到沿着传送带向下的滑动摩擦力
D．可能不受摩擦力
12．民间艺人用双手握住竖立的竹竿匀速上攀和匀速下滑时，他所受的摩擦力大小分别为f1、f2，则(　　)
A.f1向上、f2向上，且f1＝f2
B．f1向下、f2向上，且f1＝f2
C．f1向上、f2向上，且f1>f2
D．f1向下、f2向上，且f1>f2
13．(多选)水平木板上有质量m＝3 kg的物块，受到随时间t按一定规律变化的水平拉力F的作用如图1所示，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力f的大小如图2所示，取重力加速度g＝10 m/s2，下列判断正确的是(　　)
A．t＝1 s时外力F一定等于零
B．t＝7 s时外力F一定等于3 N
C．物块与木板间的动摩擦因数为0.1
D．物块与木板间的动摩擦因数为0.13
14．如图所示，水平桌面上放有一本质量分布均匀的字典，页面大于字典的长方形白纸夹在字典中(白纸的左边与字典的左边对齐)，白纸离桌面的高度是字典高度的。已知字典的质量M＝1.2 kg，宽度x0＝0.2 m。白纸上下表面与字典书页之间的动摩擦因数均为μ＝0.25，且只有与白纸重叠部分的字典才对白纸有压力。若白纸的质量和厚度均可忽略不计，最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小。现用与白纸长边垂直的水平拉力F将白纸由静止从字典中向右拉出，在此过程中字典始终保持静止，重力加速度g＝10 m/s2。
(1)求出白纸刚开始运动时，白纸上表面所受的摩擦力。
(2)写出白纸在运动过程中所受的摩擦力f大小与位移x大小的关系式。
2．摩擦力
必备知识 落实 INCLUDEPICTURE "../箭头.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../箭头.TIF" \* MERGEFORMAT
1．(1)物体相互接触且挤压　(2)接触面粗糙　(3)两物体间有相对运动
2．Ff＝μFN　μ的值跟两接触面的材料和粗糙程度有关
3．(1)物体相互接触且挤压　(2)接触面粗糙　(3)两物体间有相对运动的趋势
4．物体间实际产生的静摩擦力大小范围：05．其中“相对”指的是跟它接触的，产生摩擦力的那个物体。
6．①⑤
知能素养 进阶 INCLUDEPICTURE "../箭头.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../箭头.TIF" \* MERGEFORMAT
1.　根据摩擦力产生的条件可知，有摩擦力一定有弹力，A正确；当物体与支持面间的压力一定时，滑动摩擦力与接触面积无关，B错误；滑动摩擦力可以是阻力，也可提供动力，C错误；只要物体运动，则一定还继续受到滑动摩擦力，D错误。
2.　如果有压力时，接触面不一定粗糙，两个物体不一定有相对运动或相对运动趋势，它们之间不一定有摩擦力，A错误；有压力不一定有摩擦力，但有摩擦力一定有压力，B正确；滑动摩擦力的大小与压力大小成正比，但静摩擦力大小与压力无关，C错误；两个物体有相对运动时，两物体不一定接触或者接触面不一定粗糙，它们之间不一定有摩擦力；D错误。
3.　静摩擦力产生条件：相互挤压，接触面粗糙且有相对运动趋势，只有同时满足才能产生静摩擦力，故A错误；静摩擦力不一定是阻力，比如：正在与传送带一起斜向上运动的物体，所受到的静摩擦力是动力，此时物体处于运动状态，故B、C错误；在压力一定的条件下，最大静摩擦力通常不变，但静摩擦力却随引起相对运动趋势的外力的变化而变化，故D正确。
4.　已知铁块处于静止状态，摩擦力大小等于重力大小；故摩擦力f不变，B错误；铁块对墙的压力N等于外力F，故N增大，A正确，C、D错误。
5.　由于物体受到水平向右的推力，但是物体没有被推动，所以物体此时受到的是静摩擦力，静摩擦力的大小和推力的大小相等，方向相反，所以摩擦力的方向向左，大小等于2 N。
6.　若v1＜v2，则A相对B向右运动，故B对A施加向左的滑动摩擦力，汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力，故A错误、B正确；若v1＞v2，则A相对B向左运动，故B对A施加向右的滑动摩擦力，汽车B受到了货物A所施加的向左的滑动摩擦力，故C、D错误。
7．【解析】(1)物体所受的最大静摩擦力就等于物体刚开始滑动时的弹簧拉力大小，由胡克定律可求得fmax＝F1＝kx1＝200×(0.11－0.08) N＝6 N
(2)匀速前进时，弹簧伸长2.5 cm，弹簧的拉力等于滑动摩擦力，所以滑动摩擦力f＝F2＝kx2＝200×(0.105－0.08) N＝5 N
(3)由f＝μN＝μmg
得μ＝＝＝0.25
答案：(1)6 N　(2)5 N　(3)0.25
8.　物体沿竖直墙壁下滑，因为物体和墙壁之间没有挤压，所以物体和墙壁之间没有摩擦力，B正确。
9.　物体处于静止状态，由二力平衡可知物体受到的静摩擦力等于物体的重力，即f＝mg＝0.2 kg×10 N/kg＝2 N，方向与重力方向相反，方向向上，故C正确。
10.　要用25 N的水平推力，木块才能从原地开始运动，则此时水平推力恰好等于最大静摩擦力，所以木块与地面间的最大静摩擦力为25 N，如果用10 N的水平推力推静止的木块，则因为10 N<25 N，则木块不动，此时木块所受的摩擦力为10 N，故A错误，D正确；用20 N的水平推力，使木块继续做匀速运动，则由平衡条件得到，木块受到的滑动摩擦力f＝20 N，N＝G＝200 N，木块与地面间的动摩擦因数为μ＝＝＝0.1，B、C错误。
11.　当v1＝v2时，物块与传送带相对静止，物块有向下运动的趋势，则静摩擦力方向沿传送带向上，当v1>v2时，物块相对传送带向上运动，物块受到沿传送带向下的滑动摩擦力，当v112.　匀速上攀时，其重力与静摩擦力平衡，由平衡条件可知f1方向竖直向上且f1＝G，匀速下滑时，其重力与滑动摩擦力平衡，则f2方向竖直向上且f2＝G，所以f1＝f2，A正确，B、C、D错误。
13.　根据题意可知水平木板表面粗糙，因为物块在水平方向上的摩擦力在t＝1 s时为零，若受到不为零的外力F作用，则必定会产生摩擦力，故互相矛盾，因此t＝1 s时F＝0，A正确；t＝7 s时摩擦力为滑动摩擦力，大小等于
3 N，但是外力未必等于3 N，选项B错误；由图2可知，物块受到的滑动摩擦力f＝3 N，因为f＝μmg，动摩擦因数μ＝＝＝0.1，C正确，D错误。
14．【解析】(1)由受力分析得白纸上表面的压力为FN1＝Mg
所受的滑动摩擦力为f1＝μFN1
解得f1＝1.5 N
方向水平向左
(2)白纸运动过程中，压力FN与x关系的表达式为FN＝×Mg
又f＝2μFN
解得f＝－15x＋3(N)
答案：(1)1.5 N，方向水平向左　(2)f＝－15x＋3(N)
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