第三章 第三节 摩擦力(课件 学案 练习,共3份) 粤教版(2019)必修 第一册

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名称 第三章 第三节 摩擦力(课件 学案 练习,共3份) 粤教版(2019)必修 第一册
格式 zip
文件大小 2.4MB
资源类型 教案
版本资源 粤教版(2019)
科目 物理
更新时间 2025-04-21 16:24:04

文档简介

第三节 摩擦力
(分值:100分)
选择题1~11题,每小题8分,共88分。
基础对点练
题组一 滑动摩擦力
1.(多选)下列关于滑动摩擦力的说法中正确的是(  )
滑动摩擦力大小总跟接触面上的压力大小成正比
滑动摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反
滑动摩擦力大小跟两物体间相对运动的速度大小成正比
两物体间有摩擦力就一定有弹力,且两者方向互相垂直
2.关于μ=,下列说法中正确的是(  )
动摩擦因数μ与滑动摩擦力f成正比,f越大,μ越大
动摩擦因数μ与压力FN成反比,FN越大,μ越小
相同的条件下,接触面积越大,动摩擦因数μ越大
动摩擦因数μ的大小由两物体接触面的粗糙程度及材料决定
3.(多选)如图,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下向右拉出,鱼缸在桌面上继续向右滑行了一段距离后停下,关于桌布和鱼缸所受滑动摩擦力的方向,下列说法正确的是 (  )
桌布对鱼缸的滑动摩擦力方向向左
桌布对鱼缸的滑动摩擦力方向向右
鱼缸对桌布的滑动摩擦力方向向左
鱼缸对桌布的滑动摩擦力方向向右
4.关于以下四图中滑动摩擦力方向的说法正确的是(  )
甲图中,当A向右运动、B向左运动时,B对A的摩擦力方向向右
乙图中,滑块无初速轻放在顺时针转动的传送带上时,传送带对滑块的摩擦力方向向左
丙图中,滑块冲上逆时针转动的传送带时,滑块对传送带的摩擦力方向沿传送带向上
丁图中,当A、B均向右运动、A的速度较小时,B对A的摩擦力方向向左
5.如图所示,重力为20 N的物体与木板间的动摩擦因数为0.1,物体向左运动。同时物体受到大小为10 N,方向向右的水平力F的作用,则物体所受摩擦力的大小和方向是(  )
2 N,向左 2 N,向右
10 N,向左 12 N,向右
6.(多选)如图在水平力F的作用下,重为G的物体沿竖直墙壁匀速下滑,物体与墙之间的动摩擦因数为μ,则物体所受摩擦力大小为(  )
μF    μ(F+G) μ(F-G)    G
题组二 静摩擦力
7.如图所示,有一重力不计的方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,则下列说法中正确的是 (  )
容器受到的静摩擦力不变
容器受到的静摩擦力逐渐增大
水平力F一定不变
水平力F必须逐渐增大
8.如图所示,某新型夹砖机能用两支巨大的“手臂”将几吨砖夹起,大大提高了工作效率。已知该新型夹砖机能夹起质量为m的砖,两支“手臂”对砖产生的最大压力为Fmax(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),则“手臂”与砖之间的动摩擦因数至少为(  )
μ= μ=
μ= μ=
综合提升练
9.如图,用传送带匀速向上传送货物,货物与传送带之间没有相对滑动,则货物受到的摩擦力是(  )
静摩擦力,方向沿传送带向上
静摩擦力,方向沿传送带向下
滑动摩擦力,方向沿传送带向下
滑动摩擦力,方向沿传送带向上
10.图甲中小明用60 N的水平力推木箱,此时木箱受到的摩擦力为f1;图乙中小明用100 N的水平力恰好能推动木箱,此时木箱受到的摩擦力为f2;图丙中小明把木箱推动了,此时木箱受到的摩擦力为f3。已知木箱对地面的压力为300 N,木箱与地面间动摩擦因数为0.3,则f1、f2、f3的大小分别为(  )
0,100 N,300 N 60 N,100 N,90 N
60 N,100 N,300 N 0,100 N,90 N
11.(多选)(根据科教版教材P78活动改编)如图甲所示,一人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上质量为10 kg 的木箱,木箱所受的摩擦力f与F的关系如图乙所示,g取10 m/s2,下列说法正确的是(  )
木箱所受的最大静摩擦力fmax=21 N
木箱所受的最大静摩擦力fmax=20 N
木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.21
木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.2
培优加强练
12.(12分)一质量m=2 kg的滑块放在水平地面上,它与水平地面之间的动摩擦因数μ=0.4,右端与一弹簧相连,已知弹簧原长为10 cm,劲度系数k=200 N/m,在拉力F作用下(g=10 m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力),求:
(1)(4分)若弹簧长度为12 cm,则滑块受到的摩擦力大小;
(2)(4分)若拉着滑块做匀速直线运动时,弹簧的长度为多少;
(3)(4分)若拉着滑块做匀速直线运动且弹簧长度为15 cm,需在A上面放置一个质量为多少的木块B(A、B始终相对静止)。
第三节 摩擦力
1.AD [滑动摩擦力大小总跟接触面上的压力大小成正比,A正确;滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,但与物体的运动方向不一定相反,B错误;滑动摩擦力大小跟两物体间相对运动的速度大小无关,C错误;根据摩擦力产生的条件可知,两物体间有摩擦力就一定有弹力,且两者方向互相垂直,D正确。]
2.D [动摩擦因数由两物体接触面的粗糙程度及材料决定,与压力、接触面积及滑动摩擦力都无关,A、B、C错误,D正确。]
3.BC [鱼缸相对桌布向左运动,桌布对鱼缸的滑动摩擦力方向向右,故A错误,B正确;桌布相对鱼缸向右运动,鱼缸对桌布的滑动摩擦力方向向左,故C正确,D错误。]
4.C [滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反,故甲图中,A相对于B向右运动, A受到的摩擦力方向向左,A错误;乙图中,滑块相对于传送带向左运动,滑块受到的摩擦力方向向右,B错误;丙图中, 传送带相对于滑块向下运动,传送带受到的摩擦力方向沿传送带向上,C正确;丁图中, A相对于B向左运动, A受到的摩擦力方向向右,D错误。]
5.B [物体重力为20 N,在水平面上运动,所以正压力大小FN=20 N,由f=μFN,知f=0.1×20 N=2 N。滑动摩擦力方向与物体相对运动方向相反,所以向右,B正确。]
6.AD [由题意可知物体沿竖直墙壁下滑,其受到滑动摩擦力,则有f=μFN=μF,又由于物体匀速下滑,则有f=G,故A、D正确,B、C错误。]
7.B [容器受到如图所示的四个力,现缓慢地向容器内注水,则m增大,而此过程中容器始终保持静止,由二力平衡知f=mg,容器受到的静摩擦力逐渐增大,故A错误,B正确;水平方向二力平衡F=FN,力F可能不变,故C、D错误。]
8.B [对砖进行受力分析,根据平衡条件得2μFmax=mg,解得μ=,故B正确。]
9.A [货物与传送带之间没有相对滑动,所以两者之间存在静摩擦力,货物相对传送带有向下运动的趋势,所以静摩擦力方向沿传送带向上,故A正确。]
10.B [用60 N的水平力没推动,木箱受力平衡,静摩擦力大小等于推力,f1=60 N;用100 N的水平力恰好能推动,此时木箱受到的静摩擦力达到最大值,即f2=100 N;木箱运动之后,木箱受到的滑动摩擦力f3=μFN=90 N,故B正确。]
11.AD [由图乙知木箱受的最大静摩擦力为fmax=21 N,故A正确,B错误;当木箱运动后受的是滑动摩擦力,大小为f=μFN=μmg=20 N,解得μ=0.2,故C错误,D正确。]
12.(1)4 N (2)14 cm (3)0.5 kg
解析 (1)弹簧弹力F1=kx=k(L-L0)=200 N/m×(12-10)×10-2 m=4 N
滑块所受的最大静摩擦力
fmax=μmg=0.4×2 kg×10 N/kg=8 N
故弹簧弹力小于最大静摩擦力,滑块受静摩擦力作用,静摩擦力f1=F1=4 N。
(2)若拉着滑块做匀速直线运动时,此时滑块受力平衡,拉力大小等于滑动摩擦力,即F2=fmax=8 N
由胡克定律可知F2=k(L′-L0)
解得L′=14 cm
即拉着滑块做匀速直线运动时,弹簧的长度为14 cm。
(3)若拉着滑块做匀速直线运动且弹簧长度为15 cm,则由胡克定律可知
F3=k(L″-L0)=200 N/m×(15-10)×10-2 m=10 N
滑块匀速运动,说明在水平方向上受力平衡,即
f′=F3=10 N
滑动摩擦力f′=μ(m+M)g
解得M=0.5 kg。第三节 摩擦力
学习目标 1.知道滑动摩擦力的概念及产生条件,会判断滑动摩擦力的方向。
2.知道滑动摩擦力的大小跟什么有关,会求滑动摩擦力。3.知道静摩擦力的概念及产生条件,会判断静摩擦力的方向。4.知道最大静摩擦力的概念,知道静摩擦力的大小范围。
知识点一 滑动摩擦力
按如图所示实验装置做一做:用力拉动木板,使之在水平桌面上滑动。
(1)木块受到的摩擦力大小和弹簧测力计示数有什么关系?
(2)在木块上添加重物,增大木块对木板的压力时,摩擦力如何变化?
(3)在木板上铺一块较粗糙的毛巾,摩擦力如何变化?
                                    
                                    
                                    
1.滑动摩擦:两个相互__________并有__________的物体之间发生________运动时,产生的摩擦。
2.滑动摩擦力
(1)定义:在滑动摩擦中,在接触面上产生的阻碍物体________运动的作用力。
(2)方向:总是与物体________运动的方向相反,与它们的接触面________。
(3)大小
①滑动摩擦力的大小f跟压力FN成________,还跟接触面的性质有关。
②公式:f=________。
③动摩擦因数μ:与接触面的____________和____________有关。
3.滑动摩擦力产生的条件
(1)两物体接触且挤压(即有弹力)。
(2)接触面粗糙。
(3)两物体间有相对运动。
注意:有弹力,不一定有摩擦力;但有摩擦力,一定有弹力。
4.作用效果:总是阻碍物体间的相对运动,而不一定阻碍物体的运动,所以滑动摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同,也可能相反。滑动摩擦力可以是动力,也可以是阻力。
【思考】
(1)如图所示,B的速度v2大于A的速度v1,画出A、B所受滑动摩擦力的方向(水平地面光滑)。
(2)(1)中A物体受到的摩擦力阻碍A的运动吗?
                                    
                                    
                                    
                                    
例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
听课笔记                                     
                                    
例2 (2024·广东广州高一期中)如图所示,质量为4 kg的物体在动摩擦因数为0.5的水平面上向右运动,在运动过程中受到水平向左、大小为10 N的拉力作用,则物体所受摩擦力(g=10 N/kg)(  )
A.大小为10 N,方向向右
B.大小为10 N,方向向左
C.大小为20 N,方向向右
D.大小为20 N,方向向左
听课笔记                                     
                                    
滑动摩擦力大小的计算方法
(1)公式法:由f=μFN计算。
应当注意,FN是压力,其大小不一定等于物体的重力。甲图中压力等于物块重力,乙图中压力与物块重力无关,丙图中压力小于物块重力。
(2)二力平衡法:物体做匀速直线运动或静止时(有相对运动),根据二力平衡条件求解。    
训练1 (多选)关于滑动摩擦力,下列说法正确的是(  )
A.有压力一定有滑动摩擦力
B.有滑动摩擦力一定有压力
C.滑动摩擦力总是与接触面上的压力垂直
D.只有运动的物体才受滑动摩擦力作用
知识点二 静摩擦力
把木块放在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块,如图所示。当弹簧测力计的示数为1 N时,木块没有动;逐渐增大拉力到2 N时,木块仍静止;继续增大拉力到4 N时,木块开始运动,此时拉力突然变小到3.8 N,此后木块匀速运动,拉力保持3.8 N不变。
(1)木块放到桌面上,不用外力拉木块,木块相对于桌面有运动趋势吗,木块是否受到摩擦力作用?
(2)木块受到的拉力为1 N时,有相对桌面运动的趋势但没有运动,说明什么呢?
(3)随着外力的增大,静摩擦力有什么变化?
                                    
                                    
                                    
1.定义:当两个相互接触的物体之间具有________________时,物体间产生的摩擦叫作静摩擦,这时产生的摩擦力叫作静摩擦力。
2.方向:总是与物体________________的方向相反,与它们的接触面________。
注:静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反,与运动方向可能相同,也可能相反。
3.最大静摩擦力
物体所受到的静摩擦力有一个最大值,这个最大值叫作最大静摩擦力。最大静摩擦力fmax在数值上等于物体______________________时所需的最小拉力。
4.大小:两物体间实际发生的静摩擦力f在0和最大静摩擦力fmax之间,即________________。
(1)最大静摩擦力fmax略大于滑动摩擦力(如图),为分析问题方便,经常认为二者近似相等。
(2)计算:物体做匀速直线运动或静止时,根据二力平衡条件求解。
(3)静摩擦力大小与压力无关,最大静摩擦力与压力成正比。
5.产生条件
(1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力)。
(2)接触面粗糙。
(3)两物体间有相对运动趋势。
【思考】
外力越大,静摩擦力越大,说明静摩擦力属于主动力还是被动力?用手蹭着书本向前运动,手与书本间不发生相对滑动,书本受到的手施加的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力?运动的物体可不可以受到静摩擦力,书本受到的手施加的摩擦力属于动力还是阻力?
                                    
                                    
例3 关于静摩擦力,下列说法中正确的是(  )
A.受静摩擦力作用的物体一定是静止的
B.静摩擦力总是阻力
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
分析摩擦力时注意“三个方向”和“两个阻碍”
(1)运动方向:一般指物体相对于地面的运动方向。
(2)相对运动方向:指滑动摩擦力的受力物体相对于施力物体的运动方向。
(3)相对运动趋势方向:指静摩擦力的受力物体相对于施力物体的运动趋势方向。
(4)阻碍:滑动摩擦力阻碍的是物体间的相对运动,静摩擦力阻碍的是物体间的相对运动趋势,但它们不一定阻碍物体的运动,即它们都可以作动力,也都可以作阻力。    
训练2 下列情景中,物体M所受摩擦力f的示意图正确的是(  )
例4 如图所示,一质量M=2 kg 的物体放在动摩擦因数μ=0.2的粗糙水平面上,用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一只m0=0.1 kg的小桶相连。已知M与水平面间的最大静摩擦力fmax=4.5 N,滑轮的摩擦不计,g取10 N/kg,求在以下情况中M受到的摩擦力的大小。
(1)只挂m0时;
(2)只挂m0,但在M上再放一个M′=3 kg的物体时;
(3)在桶内加入m1=0.33 kg的沙子时。
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
随堂对点自测
1.(滑动摩擦力)有关滑动摩擦力,下列说法中正确的是(  )
A.滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反
B.有滑动摩擦力必有弹力
C.物体在支持面上的滑动速度越大,滑动摩擦力也一定越大
D.公式f=μFN中的压力FN一定等于物体重力的大小
2.(静摩擦力)(粤教版教材P75观察与思考改编)用手握住瓶子,使瓶子在竖直方向悬空静止,如图所示,关于瓶子所受的摩擦力,下列说法正确的是(  )
A.握力越大,摩擦力越大
B.只要瓶子不动,摩擦力的大小就与握力的大小无关
C.如果握力加倍,则摩擦力的方向由向下变成向上
D.手越干越粗糙,摩擦力越大
3.(摩擦力大小的计算)如图所示,用水平力F将一木块压在竖直墙壁上,已知木块重力G=6 N,木块与墙壁间的动摩擦因数μ=0.25,问:
(1)当F=25 N时,木块没有动,木块受到的摩擦力为多大?
(2)当F增大为30 N时,木块仍静止,木块受到的摩擦力为多大?
(3)当F=10 N时,木块沿墙壁下滑,此时木块受到的摩擦力为多大?
(4)当F=6 N时,木块受到的摩擦力又为多大?
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
第三节 摩擦力
知识点一
导学 提示 (1)相等 (2)增大 (3)增大
知识梳理
1.接触 挤压 相对 2.(1)相对 (2)相对 相切 (3)①正比 ②μFN ③材料 粗糙程度
[思考] 提示 (1)如图所示
(2)A受到的滑动摩擦力与运动方向相同,为动力。
例1 B [若v1v2,则货物A相对于汽车B向左运动,故汽车B对货物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。]
例2 D [物体相对地面向右运动,则滑动摩擦力的方向向左,大小为f=μFN=μmg=0.5×4×10 N=20 N,故D正确。]
训练1 BC [由产生滑动摩擦力的条件知,A错误,B正确;滑动摩擦力的方向与接触面相切,而压力垂直于接触面,所以滑动摩擦力的方向跟接触面所受压力的方向垂直,C正确;静止的物体也可以受滑动摩擦力作用,如擦黑板时,黑板是静止的,但相对黑板擦是运动的,黑板受滑动摩擦力作用,D错误。]
知识点二
导学 提示 (1)没有,不受。
(2)说明桌面对木块施加了一个与拉力方向相反、大小也为1 N的力,这个力就是桌面对木块的静摩擦力。
(3)静摩擦力的大小随着外力的增大而增大,但有一个最大值,这个最大值比滑动摩擦力稍微大一些。
知识梳理
1.相对运动趋势 2.相对运动趋势 相切 3.刚刚开始运动
4.0[思考] 提示 被动力 静摩擦力 可以 动力
例3 C [静摩擦力产生在两个相对静止的物体之间,但物体可以是运动的,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,但可能与运动方向相同,所以B错误,C正确;两物体间静摩擦力的大小与平行于接触面的力有关,所以D错误。]
训练2 B [物体静止在水平面上,不受摩擦力,A错误;汽车停在斜坡上时,有沿斜坡向下滑动的趋势,则摩擦力方向沿斜坡向上,B正确;物体贴着竖直墙壁自由下落时,物体与墙壁间没有压力,则没有摩擦力,C错误;瓶子被握在手中处于静止状态时,有下滑的趋势,则摩擦力方向向上,D错误。]
例4 (1)1 N (2)1 N (3)4.3 N
解析 (1)因为m0g=1 N<fmax,M处于静止状态,所以受静摩擦力作用,由二力平衡得f静1=m0g=1 N。
(2)在M上再放一个M′=3 kg的物体时,M仍静止,故所受静摩擦力f静2=f静1=m0g=1 N。
(3)因为(m0+m1)g=4.3 N<fmax,故M处于静止状态,所受静摩擦力f静3=(m0+m1)g=4.3 N。
随堂对点自测
1.B [滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,方向一定与物体相对运动的方向相反,但不一定与物体运动方向相反,故A错误;滑动摩擦力的产生条件是有弹力,接触面粗糙,有相对运动,故B正确;滑动摩擦力的大小f=μFN,与物体在支持面上的滑动速度无关,其中FN为压力,FN与接触面垂直,不一定等于重力,故C、D错误。]
2.B [瓶子在竖直方向上受重力和静摩擦力作用,由二力平衡可知,瓶子所受摩擦力方向竖直向上,大小等于瓶子重力大小,手握得越紧,瓶子所受最大静摩擦力越大,但静摩擦力的大小和方向都不变,且静摩擦力的大小与手和瓶子接触面的情况无关,故A、C、D错误,B正确。]
3.(1)6 N (2)6 N (3)2.5 N (4)1.5 N
解析 (1)当F=25 N时,木块没有动,则木块在竖直方向上受到的重力和静摩擦力平衡,即f1=G=6 N。
(2)当F增大为30 N时,木块仍静止,木块在竖直方向上仍然只受重力和静摩擦力,且二力平衡,即f2=G=6 N。
(3)当F=10 N时,木块沿墙壁下滑,此时木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,在水平方向上,木块受水平力F和墙壁的弹力,二力平衡,则FN=F=10 N,则f3=μFN=0.25×10 N=2.5 N。
(4)当F=6 N时,FN′=6 N,木块沿竖直墙壁下滑,则木块受到的滑动摩擦力f4=μFN′=0.25×6 N=1.5 N。(共45张PPT)
第三节 摩擦力
第三章 相互作用
1.知道滑动摩擦力的概念及产生条件,会判断滑动摩擦力的方向。2.知道滑动摩擦力的大小跟什么有关,会求滑动摩擦力。3.知道静摩擦力的概念及产生条件,会判断静摩擦力的方向。4.知道最大静摩擦力的概念,知道静摩擦力的大小范围。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
随堂对点自测
02
课后巩固训练
03
知识点
1
知识点二 静摩擦力
知识点一 滑动摩擦力
知识点一 滑动摩擦力
按如图所示实验装置做一做:用力拉动木板,使之在水平桌面上滑动。
(1)木块受到的摩擦力大小和弹簧测力计示数有什么关系?
(2)在木块上添加重物,增大木块对木板的压力时,摩擦力如何变化?
(3)在木板上铺一块较粗糙的毛巾,摩擦力如何变化?
提示 (1)相等 (2)增大 (3)增大
1.滑动摩擦:两个相互______并有______的物体之间发生______运动时,产生的摩擦。
2.滑动摩擦力
(1)定义:在滑动摩擦中,在接触面上产生的阻碍物体______运动的作用力。
(2)方向:总是与物体______运动的方向相反,与它们的接触面______。
(3)大小
①滑动摩擦力的大小f跟压力FN成______,还跟接触面的性质有关。
②公式:f=______。
③动摩擦因数μ:与接触面的______和____________有关。
接触
挤压
相对
相对
相对
相切
正比
μFN
材料
粗糙程度
3.滑动摩擦力产生的条件
(1)两物体接触且挤压(即有弹力)。
(2)接触面粗糙。
(3)两物体间有相对运动。
注意:有弹力,不一定有摩擦力;但有摩擦力,一定有弹力。
4.作用效果:总是阻碍物体间的相对运动,而不一定阻碍物体的运动,所以滑动摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同,也可能相反。滑动摩擦力可以是动力,也可以是阻力。
【思考】
(1)如图所示,B的速度v2大于A的速度v1,画出A、B所受滑动摩擦力的方向(水平地面光滑)。
(2)(1)中A物体受到的摩擦力阻碍A的运动吗?
提示 (1)如图所示
(2)A受到的滑动摩擦力与运动方向相同,为动力。
B
例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
解析 若v1v2,则货物A相对于汽车B向左运动,故汽车B对货物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。
D
例2 (2024·广东广州高一期中)如图所示,质量为4 kg的物体在动摩擦因数为0.5的水平面上向右运动,在运动过程中受到水平向左、大小为10 N的拉力作用,则物体所受摩擦力(g=10 N/kg)(  )
A.大小为10 N,方向向右
B.大小为10 N,方向向左
C.大小为20 N,方向向右
D.大小为20 N,方向向左
解析 物体相对地面向右运动,则滑动摩擦力的方向向左,大小为f=μFN=μmg=0.5×4×10 N=20 N,故D正确。
滑动摩擦力大小的计算方法
(1)公式法:由f=μFN计算。
应当注意,FN是压力,其大小不一定等于物体的重力。甲图中压力等于物块重力,乙图中压力与物块重力无关,丙图中压力小于物块重力。
(2)二力平衡法:物体做匀速直线运动或静止时(有相对运动),根据二力平衡条件求解。    
BC
训练1 (多选)关于滑动摩擦力,下列说法正确的是(  )
A.有压力一定有滑动摩擦力
B.有滑动摩擦力一定有压力
C.滑动摩擦力总是与接触面上的压力垂直
D.只有运动的物体才受滑动摩擦力作用
解析 由产生滑动摩擦力的条件知,A错误,B正确;滑动摩擦力的方向与接触面相切,而压力垂直于接触面,所以滑动摩擦力的方向跟接触面所受压力的方向垂直,C正确;静止的物体也可以受滑动摩擦力作用,如擦黑板时,黑板是静止的,但相对黑板擦是运动的,黑板受滑动摩擦力作用,D错误。
知识点二 静摩擦力
把木块放在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块,如图所示。当弹簧测力计的示数为1 N时,木块没有动;逐渐增大拉力到2 N时,木块仍静止;继续增大拉力到4 N时,木块开始运动,此时拉力突然变小到3.8 N,此后木块匀速运动,拉力保持3.8 N不变。
(1)木块放到桌面上,不用外力拉木块,木块相对于桌面有运动趋势吗,木块是否受到摩擦力作用?
(2)木块受到的拉力为1 N时,有相对桌面运动的趋势但没有运动,说明什么呢?
(3)随着外力的增大,静摩擦力有什么变化?
提示 (1)没有,不受。
(2)说明桌面对木块施加了一个与拉力方向相反、大小也为1 N的力,这个力就是桌面对木块的静摩擦力。
(3)静摩擦力的大小随着外力的增大而增大,但有一个最大值,这个最大值比滑动摩擦力稍微大一些。
1.定义:当两个相互接触的物体之间具有__________________时,物体间产生的摩擦叫作静摩擦,这时产生的摩擦力叫作静摩擦力。
2.方向:总是与物体__________________的方向相反,与它们的接触面______。
注:静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反,与运动方向可能相同,也可能相反。
3.最大静摩擦力
物体所受到的静摩擦力有一个最大值,这个最大值叫作最大静摩擦力。最大静摩擦力fmax在数值上等于物体__________________时所需的最小拉力。
相对运动趋势
相对运动趋势 
相切
刚刚开始运动
4.大小:两物体间实际发生的静摩擦力f在0和最大静摩擦力fmax之间,即______________。
(1)最大静摩擦力fmax略大于滑动摩擦力(如图),为分析
问题方便,经常认为二者近似相等。
0(2)计算:物体做匀速直线运动或静止时,根据二力平衡条件求解。
(3)静摩擦力大小与压力无关,最大静摩擦力与压力成正比。
5.产生条件
(1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力)。
(2)接触面粗糙。
(3)两物体间有相对运动趋势。
【思考】
外力越大,静摩擦力越大,说明静摩擦力属于主动力还是被动力?用手蹭着书本向前运动,手与书本间不发生相对滑动,书本受到的手施加的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力?运动的物体可不可以受到静摩擦力,书本受到的手施加的摩擦力属于动力还是阻力?
提示 被动力 静摩擦力 可以 动力
C
例3 关于静摩擦力,下列说法中正确的是(  )
A.受静摩擦力作用的物体一定是静止的
B.静摩擦力总是阻力
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 静摩擦力产生在两个相对静止的物体之间,但物体可以是运动的,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,但可能与运动方向相同,所以B错误,C正确;两物体间静摩擦力的大小与平行于接触面的力有关,所以D错误。
分析摩擦力时注意“三个方向”和“两个阻碍”
(1)运动方向:一般指物体相对于地面的运动方向。
(2)相对运动方向:指滑动摩擦力的受力物体相对于施力物体的运动方向。
(3)相对运动趋势方向:指静摩擦力的受力物体相对于施力物体的运动趋势方向。
(4)阻碍:滑动摩擦力阻碍的是物体间的相对运动,静摩擦力阻碍的是物体间的相对运动趋势,但它们不一定阻碍物体的运动,即它们都可以作动力,也都可以作阻力。    
B
训练2 下列情景中,物体M所受摩擦力f的示意图正确的是(  )
解析 物体静止在水平面上,不受摩擦力,A错误;汽车停在斜坡上时,有沿斜坡向下滑动的趋势,则摩擦力方向沿斜坡向上,B正确;物体贴着竖直墙壁自由下落时,物体与墙壁间没有压力,则没有摩擦力,C错误;瓶子被握在手中处于静止状态时,有下滑的趋势,则摩擦力方向向上,D错误。
例4 如图所示,一质量M=2 kg 的物体放在动摩擦因数μ=0.2的粗糙水平面上,用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一只m0=0.1 kg的小桶相连。已知M与水平面间的最大静摩擦力fmax=4.5 N,滑轮的摩擦不计,g取10 N/kg,求在以下情况中M受到的摩擦力的大小。
(1)只挂m0时;
(2)只挂m0,但在M上再放一个M′=3 kg的物体时;
(3)在桶内加入m1=0.33 kg的沙子时。
解析 (1)因为m0g=1 N<fmax,M处于静止状态,所以受静摩擦力作用,
由二力平衡得f静1=m0g=1 N。
(2)在M上再放一个M′=3 kg的物体时,M仍静止,
故所受静摩擦力f静2=f静1=m0g=1 N。
(3)因为(m0+m1)g=4.3 N<fmax,故M处于静止状态,所受静摩擦力f静3=(m0+m1)g=4.3 N。
答案 (1)1 N (2)1 N (3)4.3 N
随堂对点自测
2
B
1.(滑动摩擦力)有关滑动摩擦力,下列说法中正确的是(  )
A.滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反
B.有滑动摩擦力必有弹力
C.物体在支持面上的滑动速度越大,滑动摩擦力也一定越大
D.公式f=μFN中的压力FN一定等于物体重力的大小
解析 滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,方向一定与物体相对运动的方向相反,但不一定与物体运动方向相反,故A错误;滑动摩擦力的产生条件是有弹力,接触面粗糙,有相对运动,故B正确;滑动摩擦力的大小f=μFN,与物体在支持面上的滑动速度无关,其中FN为压力,FN与接触面垂直,不一定等于重力,故C、D错误。
B
2.(静摩擦力)(粤教版教材P75观察与思考改编)用手握住瓶子,使瓶子在竖直方向悬空静止,如图所示,关于瓶子所受的摩擦力,下列说法正确的是(  )
A.握力越大,摩擦力越大
B.只要瓶子不动,摩擦力的大小就与握力的大小无关
C.如果握力加倍,则摩擦力的方向由向下变成向上
D.手越干越粗糙,摩擦力越大
解析 瓶子在竖直方向上受重力和静摩擦力作用,由二力平衡可知,瓶子所受摩擦力方向竖直向上,大小等于瓶子重力大小,手握得越紧,瓶子所受最大静摩擦力越大,但静摩擦力的大小和方向都不变,且静摩擦力的大小与手和瓶子接触面的情况无关,故A、C、D错误,B正确。
3.(摩擦力大小的计算)如图所示,用水平力F将一木块压在竖直墙壁上,已知木块重力G=6 N,木块与墙壁间的动摩擦因数μ=0.25,问:
(1)当F=25 N时,木块没有动,木块受到的摩擦力为多大?
(2)当F增大为30 N时,木块仍静止,木块受到的摩擦力为多大?
(3)当F=10 N时,木块沿墙壁下滑,此时木块受到的摩擦力为多大?
(4)当F=6 N时,木块受到的摩擦力又为多大?
答案 (1)6 N (2)6 N (3)2.5 N (4)1.5 N
解析 (1)当F=25 N时,木块没有动,则木块在竖直方向上
受到的重力和静摩擦力平衡,即f1=G=6 N。
(2)当F增大为30 N时,木块仍静止,木块在竖直方向上仍然
只受重力和静摩擦力,且二力平衡,即f2=G=6 N。
(3)当F=10 N时,木块沿墙壁下滑,此时木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,在水平方向上,木块受水平力F和墙壁的弹力,二力平衡,则FN=F=10 N,则f3=μFN=0.25×10 N=2.5 N。
(4)当F=6 N时,FN′=6 N,木块沿竖直墙壁下滑,则木块受到的滑动摩擦力
f4=μFN′=0.25×6 N=1.5 N。
课后巩固训练
3
AD
题组一 滑动摩擦力
1.(多选)下列关于滑动摩擦力的说法中正确的是(  )
基础对点练
A.滑动摩擦力大小总跟接触面上的压力大小成正比
B.滑动摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反
C.滑动摩擦力大小跟两物体间相对运动的速度大小成正比
D.两物体间有摩擦力就一定有弹力,且两者方向互相垂直
解析 滑动摩擦力大小总跟接触面上的压力大小成正比,A正确;滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,但与物体的运动方向不一定相反,B错误;滑动摩擦力大小跟两物体间相对运动的速度大小无关,C错误;根据摩擦力产生的条件可知,两物体间有摩擦力就一定有弹力,且两者方向互相垂直,D正确。
D
A.动摩擦因数μ与滑动摩擦力f成正比,f越大,μ越大
B.动摩擦因数μ与压力FN成反比,FN越大,μ越小
C.相同的条件下,接触面积越大,动摩擦因数μ越大
D.动摩擦因数μ的大小由两物体接触面的粗糙程度及材料决定
解析 动摩擦因数由两物体接触面的粗糙程度及材料决定,与压力、接触面积及滑动摩擦力都无关,A、B、C错误,D正确。
BC
3.(多选)如图,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下向右拉出,鱼缸在桌面上继续向右滑行了一段距离后停下,关于桌布和鱼缸所受滑动摩擦力的方向,下列说法正确的是 (  )
A.桌布对鱼缸的滑动摩擦力方向向左
B.桌布对鱼缸的滑动摩擦力方向向右
C.鱼缸对桌布的滑动摩擦力方向向左
D.鱼缸对桌布的滑动摩擦力方向向右
解析 鱼缸相对桌布向左运动,桌布对鱼缸的滑动摩擦力方向向右,故A错误,B正确;桌布相对鱼缸向右运动,鱼缸对桌布的滑动摩擦力方向向左,故C正确,D错误。
C
4.关于以下四图中滑动摩擦力方向的说法正确的是(  )
A.甲图中,当A向右运动、B向左运动时,B对A的摩擦力方向向右
B.乙图中,滑块无初速轻放在顺时针转动的传送带上时,传送带对滑块的摩擦力方向向左
C.丙图中,滑块冲上逆时针转动的传送带时,滑块对传送带的摩擦力方向沿传送带向上
D.丁图中,当A、B均向右运动、A的速度较小时,B对A的摩擦力方向向左
解析 滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反,故甲图中,A相对于B向右运动, A受到的摩擦力方向向左,A错误;乙图中,滑块相对于传送带向左运动,滑块受到的摩擦力方向向右,B错误;丙图中, 传送带相对于滑块向下运动,传送带受到的摩擦力方向沿传送带向上,C正确;丁图中, A相对于B向左运动, A受到的摩擦力方向向右,D错误。
B
5.如图所示,重力为20 N的物体与木板间的动摩擦因数为0.1,物体向左运动。同时物体受到大小为10 N,方向向右的水平力F的作用,则物体所受摩擦力的大小和方向是(  )
A.2 N,向左 B.2 N,向右
C.10 N,向左 D.12 N,向右
解析 物体重力为20 N,在水平面上运动,所以正压力大小FN=20 N,由f=μFN,知f=0.1×20 N=2 N。滑动摩擦力方向与物体相对运动方向相反,所以向右,B正确。
AD
6.(多选)如图在水平力F的作用下,重为G的物体沿竖直墙壁匀速下滑,物体与墙之间的动摩擦因数为μ,则物体所受摩擦力大小为(  )
A.μF   B.μ(F+G)   C.μ(F-G)   D.G
解析 由题意可知物体沿竖直墙壁下滑,其受到滑动摩擦力,则有f=μFN=μF,又由于物体匀速下滑,则有f=G,故A、D正确,B、C错误。
B
题组二 静摩擦力
7.如图所示,有一重力不计的方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,则下列说法中正确的是 (  )
A.容器受到的静摩擦力不变
B.容器受到的静摩擦力逐渐增大
C.水平力F一定不变
D.水平力F必须逐渐增大
解析 容器受到如图所示的四个力,现缓慢地向容器内注水,则m增大,而此过程中容器始终保持静止,由二力平衡知f=mg,容器受到的静摩擦力逐渐增大,故A错误,B正确;水平方向二力平衡F=FN,力F可能不变,故C、D错误。
B
8.如图所示,某新型夹砖机能用两支巨大的“手臂”将几吨砖夹起,大大提高了工作效率。已知该新型夹砖机能夹起质量为m的砖,两支“手臂”对砖产生的最大压力为Fmax(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),则“手臂”与砖之间的动摩擦因数至少为(  )
A
9.如图,用传送带匀速向上传送货物,货物与传送带之间没有相对滑动,则货物受到的摩擦力是(  )
综合提升练
A.静摩擦力,方向沿传送带向上
B.静摩擦力,方向沿传送带向下
C.滑动摩擦力,方向沿传送带向下
D.滑动摩擦力,方向沿传送带向上
解析 货物与传送带之间没有相对滑动,所以两者之间存在静摩擦力,货物相对传送带有向下运动的趋势,所以静摩擦力方向沿传送带向上,故A正确。
B
10.图甲中小明用60 N的水平力推木箱,此时木箱受到的摩擦力为f1;图乙中小明用100 N的水平力恰好能推动木箱,此时木箱受到的摩擦力为f2;图丙中小明把木箱推动了,此时木箱受到的摩擦力为f3。已知木箱对地面的压力为300 N,木箱与地面间动摩擦因数为0.3,则f1、f2、f3的大小分别为(  )
A.0,100 N,300 N
B.60 N,100 N,90 N
C.60 N,100 N,300 N
D.0,100 N,90 N
解析 用60 N的水平力没推动,木箱受力平衡,静摩擦力大小等于推力,f1=60 N;用100 N的水平力恰好能推动,此时木箱受到的静摩擦力达到最大值,即f2=100 N;木箱运动之后,木箱受到的滑动摩擦力f3=μFN=90 N,故B正确。
AD
11.(多选)(根据科教版教材P78活动改编)如图甲所示,一人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上质量为10 kg 的木箱,木箱所受的摩擦力f与F的关系如图乙所示,g取10 m/s2,下列说法正确的是(  )
A.木箱所受的最大静摩擦力fmax=21 N
B.木箱所受的最大静摩擦力fmax=20 N
C.木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.21
D.木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.2
解析 由图乙知木箱受的最大静摩擦力为fmax=21 N,故A正确,B错误;当木箱运动后受的是滑动摩擦力,大小为f=μFN=μmg=20 N,解得μ=0.2,故C错误,D正确。
培优加强练
12.一质量m=2 kg的滑块放在水平地面上,它与水平地面之间的动摩擦因数μ=0.4,右端与一弹簧相连,已知弹簧原长为10 cm,劲度系数k=200 N/m,在拉力F作用下(g=10 m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力),求:
(1)若弹簧长度为12 cm,则滑块受到的摩擦力大小;
(2)若拉着滑块做匀速直线运动时,弹簧的长度为多少;
(3)若拉着滑块做匀速直线运动且弹簧长度为15 cm,需在A上面放置一个质量为多少的木块B(A、B始终相对静止)。
答案 (1)4 N (2)14 cm (3)0.5 kg
解析 (1)弹簧弹力
F1=kx=k(L-L0)=200 N/m×(12-10)×10-2 m=4 N
滑块所受的最大静摩擦力
fmax=μmg=0.4×2 kg×10 N/kg=8 N
故弹簧弹力小于最大静摩擦力,滑块受静摩擦力作用,静摩擦力f1=F1=4 N。
(2)若拉着滑块做匀速直线运动时,此时滑块受力平衡,拉力大小等于滑动摩擦力,即F2=fmax=8 N
由胡克定律可知F2=k(L′-L0)
解得L′=14 cm
即拉着滑块做匀速直线运动时,弹簧的长度为14 cm。
(3)若拉着滑块做匀速直线运动且弹簧长度为15 cm,
则由胡克定律可知
F3=k(L″-L0)=200 N/m×(15-10)×10-2 m=10 N
滑块匀速运动,说明在水平方向上受力平衡,即
f′=F3=10 N
滑动摩擦力f′=μ(m+M)g
解得M=0.5 kg。