§3.3 摩擦力
学习目标
知识与技能
1．知道滑动摩擦力的产生条件，认识滑动摩擦的规律．知道动摩擦因数与相互接触的物体的材料和接触面的粗糙程度有关，会判断滑动摩擦力的方向．
2．能运用滑动摩擦力公式来计算滑动摩擦力．
3．认识静摩擦的规律，知道静摩擦力的变化范围及其最大值．
4．知道最大静摩擦力略大于滑动摩擦力．
5．会根据物体的平衡条件简单地计算静摩擦力的大小．
过程与方法
1．培养学生利用物理语言分析、思考、描述摩擦力概念和规律的能力．
2．培养学生的实验探究能力．
3．让学生学会在实验中控制变量和实验条件．
4．通过自己动手实验，培养学生分析问题、解决问题的能力．
情感态度与价值观
1．利用实验和生活实例激发学生学习兴趣．
2．培养学生实践——认识(规律)——实践(解决实际问题)的思想．
3．在研究问题时，要培养突出主要矛盾，忽略次要因素的思维方法.
课前预习
摩擦力的产生条件是什么？
①
②
③
静摩擦力
概念：
方向：
大小：
最大静摩擦力
滑动摩擦力
概念：
方向：
大小：
动摩擦因数与 有关。
滚动摩擦力
概念一个物体在另一个物体表面上对于另一物体滚动时产生的摩擦力，在压力相同时，滚动摩擦力要比滑动摩擦力在压力相同时，滚动摩擦力要比滑动摩擦力 。
预习评价
1、静摩擦力
（1）如图3-3-1所示，各接触面光滑，墙壁对小球有无静摩擦力 ？
（2）如图3-3-2所示，人用力推木箱，但没有推动。地面对木箱有无摩擦力？
课程导学
1、如图3-3-3所示，用50N的作用力F将重10N的物体压在竖直墙壁上，问物体受到的摩擦力多大？方向如何？
2、下列说法正确的是：
A．摩擦力存在于静止的物体之间
B．因为摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，所以摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
C．滚动摩擦力总是小于滑动摩擦力
D．摩擦力既可以是阻力，也可以是动力
3、条形木板，其质量为m，全长为L、现以一定的速度使木板在一水平桌面上滑行，已知木板与桌面间的动摩擦因数为μ，问当木板的三分之一滑出桌面时，木板与桌面间的摩擦力多大？
思维点击
难点突破
1.如图3-3-4所示，在水平桌面上放一木块，用从零开始逐渐增大的水平拉力F拉着木块沿桌面运动，则木块所受到的摩擦力f随拉力F变化的图像正确的是下图中的[ ].
2.如图3-3-5所示，在水平桌面上放一块重为GA=20N的木块，木块与桌面间的动摩擦因数μA=0.4，使这块木块沿桌面作匀速运动时的水平拉力F为多大?如果再在木块A上加一块重为GB=10N的木块B，B与A之间的动摩擦因数μB=0.2，那么当A、B两木块一起沿桌面匀速滑动时，对木块A的水平拉力应为多大?此时木块B受到木块A的摩擦力多大?
方法与技巧展示:
自我小结：
自主评价
1.在水平力F作用下，重为G的物体匀速沿墙壁下滑，如图3-3-6所示:若物体与墙壁之间的动摩擦因数为μ，则物体所受的摩擦力的大小为[ ]
(A)μF (B)μF+G (C)G (D)
2.一架梯子斜靠在光滑竖直的墙上，下端放在水平的粗糙地面上，梯子受到[ ]
(A)两个竖直的力，一个水平的力 (B)一个竖直的力，两个水平的力
(C)三个竖直的力，两个水平的力 (D)两个竖直的力，两个水平的力
3.如图3-3-7所示，细绳竖直拉紧，小球和光滑斜面接触，则小球受到的力是[ ]
(A)重力、绳的拉力 (B)重力、绳的拉力、斜面的弹力
(C)重力、斜面的弹力 (D)绳的拉力、斜面的弹力
4.一根绳子受200N的拉力就会被拉断.如果两人沿反方向同时拉绳，每人用力为_______N时，绳子就会被拉断.如果将绳的一端固定，一个人用力拉绳的另一端，则该人用力为______N时，绳子就会被拉断.
如图3-3-9所示，小车A上放一木块B，在下列情况下，A、B均相对静止，试分析A对B的摩擦力.(1)小车A在水平面上匀速运动.(2)小车A突然启动.
6.如图3-3-10所示，C是水平地面，A、B是两块长方形物块，F是作用在物块B上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度作匀速直线运动.由此可知，A、B间的动摩擦因数μ1和B、C间的动摩擦因数μ2有可能是[ ]
(1994年全国高考试题)
(A)μ1=0，μ2=0 (B)μ1=0，μ2≠0
(C)μ1≠0，μ2=0 (D)μ1≠0，μ2≠0
7.如图3-3-11所示，质量均为m的三块木块A、B、C，其中除A的左侧面光滑外，其余各侧面均粗糙.当受到水平外力F时，三木块均处于静止状态.画出各木块的受力图.
自主探究
观察自行车上哪些地方存在摩擦，其中那些是有益的，那些是有害的，你能想出哪些办法来增大和减小它们？试分析你骑自行车在加速行驶和减速滑行时，前轮和后轮受到路面所给的摩擦力的方向。
第二节 研究摩擦力
建议用时
实际用时
满分
实际得分
45分钟
100分
一、选择题（本题包括12小题，每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的，有的有两个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分，共60分）
1.关于摩擦力的方向，下列说法正确的
是( )
A．摩擦力的方向总是与运动方向相反
B．滑动摩擦力的方向总是与运动方向相反
C．滑动摩擦力一定是阻力
D．摩擦力的方向一定与压力的方向垂直
2．关于滑动摩擦力，下列说法正确的是 （ ）
A．两个运动的物体，压力大的，所受滑动摩擦力也大
B．压力不变，动摩擦因数不变，接触面积越大，滑动摩擦力越大
C．压力不变，动摩擦因数不变，速度越大，滑动摩擦力越大
D．动摩擦因数不变，压力越大，滑动摩擦力越大
3．置于水平地面上的物体在沿水平方向的拉力作用下，仍处于静止，则物体所受静摩擦力的大小 （ ）
A．与压力成正比
B．等于水平拉力
C．小于滑动摩擦力
D．在物体上叠放另一物体，该物体受到的静摩擦力不变
4．下列说法中正确的是( ) A．两个相互接触的物体之间一定有弹力作用
B．一个物体静止在另一个物体的表面上，它们之间一定不存在摩擦力的作用
C．两个物体之间如果有弹力的作用，就一定有摩擦力的作用
D．两个物体之间如果有摩擦力的作用，就一定有弹力的作用
5．如图1，木块质量为m，跟水平桌面的动摩擦因数为μ，受水平向右的力F的作用匀速运动，从物体到边缘开始，到物体下落为止，在此过程中物体保持匀速运动，下列说法正确的是 （ ）
A．推力F因物体悬空部分越来越大而变小
B．推力F在物体下落前会变为原来的1/2
C．推力F始终是μmg
D．因接触面变小，动摩擦因数μ会变大
6.关于由滑动摩擦力公式推出的μ＝，下面说法正确的是( )
A．动摩擦因数μ与摩擦力f成正比，f越大，μ越大
B．动摩擦因数μ与正压力FN成反比，FN越大，μ越小
C．动摩擦因数μ与摩擦力f成正比，与正压力FN成反比
D．动摩擦因数μ的大小由两物体接触的情况及材料决定
7．在2012伦敦奥运会体操单杠比赛时，运动员在上单杠之前，总要在手上抹些镁粉；而在单杠上做回环动作时，手握单杠又不能太紧。他这样做的目的是（ ）
A.前者是增大摩擦，后者是减小摩擦?
B.前者是减小摩擦，后者是增大摩擦?
C.两者都是减小摩擦?
D.两者都是增大摩擦?
8. 如图2所示，一物体在动摩擦因数μ＝0.2的水平面上向左运动，物体质量为10 kg，它在运动过程中还受到一个水平向右的大小为20 N的拉力作用，则物体受到的摩擦力为( )
A．0 N
B．20 N，水平向右
C．40 N，水平向右
D．20 N，水平向左
图2
9. 如图3所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力的作用，木块处于静止状态．其中F1＝10 N，F2＝2 N，若撤去力F1，则木块在水平方向受到的摩擦力为( )
A．8 N，方向向右
B．6 N，方向向右
C．2 N，方向向右
D．0
图3
10. 有三个相同的物体叠放在一起，置于粗糙水平面上，物体之间不光滑，如图4所示．现用一水平力F作用在B物体上，物体仍保持静止，下列说法正确的是( ) 图4
A．C受到地面的摩擦力大小为F，方向水平向左
B．A受到水平向右的摩擦力作用
C．B对C的摩擦力方向为水平向右
D．C和地面间无摩擦力的作用
11．(单选)运动员双手握住竖直的竹竿匀速上攀和匀速下滑时，他所受的摩擦力分别为F上和
F下，下列说法正确的是( )
A．F上向上，F下向下，F上＝F下
B．F上向下，F下向下，F上>F下
C．F上向上，F下向上，F上＝F下
D．F上向上，F下向下，F上>F下
12．(单选)放在水平地面上的物体M上表面有一物体m，m与M之间有一处于压缩状态的弹簧，整个装置处于静止状态，如图5所示，则关于M和m受力情况的判断中不正确的是( )
A．m受到向右的摩擦力
B．M受到m对它向左的摩擦力 图5
C．地面对M的摩擦力方向向右
D．地面对M不存在摩擦力作用
二、实验题（本题共2小题，第13题13分，第14题8分，共23分，请将正确的答案填到指定位置）
13．某同学用弹簧秤称一木块重5N，把木块水平桌面上，弹簧秤水平地向右拉木块．
(1)当弹簧秤读数为1N时，木块未被拉动，这时木块受到的是______摩擦力，大小是____，方向向______.
(2)当弹簧秤的读数是2.1N时，木块刚好开始移动，此时木块受的是______摩擦力，大小是______， 方向向______.
(3)开始运动后，使木块保持匀速直线运动，弹簧秤的读数变为2N，此时木块受到的是______摩擦力， 大小是______，动摩擦因数μ=______.
(4)若使弹簧秤在拉动木块运动中读数变为3N时，木块受到的摩擦力是______摩擦力，大小是______.
(5)木块离开弹簧秤继续滑动，这时木块受到的是______摩擦力，大小是______.
14．如图6所示，用力F将质量为1kg的物体压在竖直墙上，F=50N．方向垂直于墙，若物体匀速下滑，物体受到的摩擦力是______N，动摩擦因数是______，若物体静止不动，它受到的静摩擦力是______N，方向______．(g取10N/kg)
三、计算题（本题共2题，共17分，作图题要作图规范，计算题写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15. 质量为2 kg的物体静止在水平地面上，如图7所示，物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，给物体一水平推力．(取g＝10 N/kg)
(1)当推力大小为5 N时，地面对物体的摩擦力是多大？
(2)当推力大小为12 N时，地面对物体的摩擦力是多大？
图7
16．如图8所示，轻质弹簧的劲度系数k＝20 N/cm，用其拉着一个重为200 N的物体在水平面上运动，当弹簧的伸长量为4 cm时，物体恰在水平面上做匀速直线运动，求：
(1)物体与水平面间的动摩擦因数．
(2)当弹簧的伸长量为6 cm时，物体受到的水平拉力多大？这时物体受到的摩擦力有多大？
(3)如果物体在运动的过程中突然撤去弹簧，而物体在水平面上能继续滑行，这时物体受到的摩擦力多大？
图8
第二节 研究摩擦力
得分：
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12[
答案
二、填空题
13. （1）
（2）
（3）
（4）
（5）
14.
三、计算题
15．
16．
第一节 探究形变与弹力的关系 参考答案
1.D 解析：摩擦力与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反，与运动方向可能相同，也可能相反，故A、B、C选项均错误。
2.D
3.BD 解析：静摩擦力大小由二力平衡可知B、D选项正确；静摩擦力大小不大于最大静摩擦力，而最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，可判断C选项错误。
4.D
5.C
6.D
7.A
8． B 解析：研究摩擦力时：(1)首先要根据实际情况判断、分析究竟是静摩擦力还是滑动摩擦力；(2)如果是滑动摩擦力，就要分析滑动面上压力的大小，用公式计算；(3)如果是静摩擦力，就要分析物体所受到的其他力， 根据物体所处的运动状态，通过列力学方程求解．
根据滑动摩擦力公式f＝μFN可以得到：摩擦力等于20 N，其方向水平向右．选B.
9.C 解析：未撤去F1前，木块静止，说明木块所受的静摩擦力大小f静＝F1－F2＝8 N，方向向左．也说明了最大静摩擦力f静max≥8 N．当撤去F1后，在F2作用下木块有向左运动的趋势，地面给木块的静摩擦力方向变为向右，因F2＝2 N，小于最大静摩擦力，故木块仍保持静止，因而正确选项为C.
10. AC 解析：在选项A中，以A、B、C三者的整体为研究对象，此整体在水平方向上受平衡力的作用，因此C受到地面的摩擦力等于拉力F，方向向左，A项正确，D项错误；在选项B中，以A为研究对象，A不受摩擦力，否则A不能平衡，B项错误；选项C中，B对C的摩擦力与C对B的摩擦力大小相等，方向相反．由此可知，B对C的摩擦力大小等于F，方向水平向右，C项正确．
11．C 解析：由题意知运动员向上、向下都是匀速，只受重力、摩擦力作用，故二力平衡，摩擦力总是向上的，且大小都等于运动员的重力．
12．C 解析：因为弹簧处于压缩状态，故弹簧对m有向左的弹力，而m静止，因此m受M施加的向右的摩擦力，平衡弹簧弹力，A对．以M为对象，M对m有向右的摩擦力，大小等于弹簧弹力，则m对M有向左的摩擦力(力的作用是相互的)，在此两力作用下，M恰好平衡，地面对M无摩擦力．故B、D对，C错．
13、(1)静，1N，左
(2)最大静，2.1N，左
(3)滑动，2N，0.4
(4)滑动，2N
(5)滑动，2N
14、10N，0.2，10，向上
15. (1)5 N (2)10 N
解析： 在地面上，FN＝mg，则滑动摩擦力(最大静摩擦力fmax)大小为fmax＝μFN＝μmg＝0.5×2×10 N＝10 N.
(1)当拉力F＝5 N时，F(2)当拉力F＝12 N时，F>fmax，物体滑动．则f滑＝μFN＝μmg＝10 N.
16．(1)0.4 (2)120 N 80 N (3)80 N
解析： (1)由F＝kx＝μFN知μ＝＝＝0.4.
(2)由F＝kx′得F＝120 N；此时物体受到的摩擦力为f＝μG＝0.4×200 N＝80 N.
(3)物体所受的摩擦力大小方向不变仍为80 N．
