第三节 摩擦力

§3.3 摩 擦 力
【学习目标 细解考纲】
1.知道滑动摩擦产生的条件及作用。
2.实验探究出滑动摩擦力大小的规律F=μFN，并进行计算。
3.知道动摩擦因数与什么有关并会测量。
4.知道静摩擦力的产生条件、大小的影响因素和会判断方向。
5.知道最大静摩擦力，知道大小与哪些因素有关。
【必记概念 必记公式】
静摩擦力产生的条件是____、________、_______，方向与_______相反。
滑动摩擦力产生的条件是________、_______、_______，方向与______相反。
静摩擦力的大小范围是______，最大静摩擦力随正压力的增大而____。
滑动摩擦力的大小计算公式为_______。动摩擦因数与_______和_______有关。
【知识梳理 双基再现】
一、静摩擦力
1摩擦力：相互接触的物体表面发生相对运动趋势时，在接触面上产生的阻碍物体间相对运动的力。
2静摩擦力：
定义：当一个物体在另一个物体的表面上有相对运动的趋势时，所受到的另一个物体阻碍其发生相对运动的力，叫静摩擦力。
产生条件：①两物体接触且挤压，即存在压力（弹力）；
②接触面不光滑；
③两物体接触面间有相对运动的趋势；
注意：三个条件必须同时满足，缺一不可。
方向：沿着接触面的切线，与相对运动趋势的方向相反。
最大静摩擦力：静摩擦力的最大值，其大小等于物体刚要运动时所需要的沿相对运动趋势方向的最小外力。
例题1：下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中，正确的是（）
A．静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反
B．静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同
C．静摩擦力的方向可能与物体的运动方向垂直
D．静止的物体所受静摩擦力一定为零
例题2：对于两个相互接触的物体，下列说法中正确的是（）
A．有弹力一定有摩擦力； B．有弹力不一定有摩擦力；
C．有摩擦力一定有弹力； D．有摩擦力不一定有弹力；
3．静摩擦力方向的判定：
静摩擦力的方向沿着两物体接触面的切线，与相对运动趋势的方向相反。因而相对运动趋势的方向的判定成为关键
（1）利用假设法判断静摩擦力的方向。
（2）根据物体所处的运动状态，应用力学规律判定。
4．静摩擦力的大小
1、静摩擦力的大小的求法
静摩擦力的大小由使物体产生运动趋势的外力决定，与垂直于接触面的压力大小无关。
静摩擦力的大小一般可以用以下方法求：
①根据物体的运动状态求解；
②根据作用力和反作用力的关系求解；
③根据牛顿第二定律求解；
2、最大静摩擦力
最大静摩擦力（）是指物体接触面间静摩擦力的最大值，所以静摩擦力的取值范围是
（1）静摩擦力的大小与压力无关，但最大静摩擦力的大小与正压力成正比，
即
说明：为最大静摩擦因数，它取决于接触面的材料和接触面的粗糙程度。
（2）最大静摩擦力一般比滑动摩擦力大一些，但有时认为二者是相等的。
例题3：关于静摩擦力，下列说法中正确的是（）
A．两个相互接触且处于相对静止状态的物体间，一定存在相互作用的静摩擦力
B．物体只有静止的时候才受到静摩擦力作用
C．静摩擦力的大小与物体间的正压力成正比
D．在压力大小一定的情况下，静摩擦力的大小是可以发生变化的
例题4：如图所示，物块静止在斜面，分析受到的静摩擦力的方向
例题5:用手握瓶子,使瓶子在竖直方向处于静止状态,如果握力加倍,则手与瓶子之间的摩擦力()
A.也加倍 B.保持不变 C.方向向下 D.可能减小
例题6:如图所示,两木块、叠放在水平桌面上，今以水平拉力F拉B没拉动，则以下说法中正确的是（）
A．A、B间不存在摩擦力作用
B．A、B间有静摩擦力作用
C．B与桌面间有静摩擦力作用
D．若撤去外力F后，则A与B、B与桌面间都没有摩擦力
例题7：如图所示，用外里水平压在质量为的物体上（设受力的面绝对光滑），恰好使物体静止，此时物体与墙之间的摩擦力为 ；如将增大为3F，物体与墙之间的摩擦力为 。
二、滑动摩擦力
1、定义：一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体滑动时，要受到另一个物体阻碍它滑动的力，这种力叫滑动摩擦力。
2、产生条件：①两物体接触； ②两接触的物体必须相互挤压，发生形变，有弹力；
③两物体间要发生相对滑动；④两接触面不光滑；
3、大小
内容：滑动摩擦力与正压力（一个物体对另一个物体表面的垂直作用力）成正比；
公式：
注意：①表示动摩擦因数，的大小跟相互接触的两个物体的材料、接触面的情况（粗糙、干湿等）有关，而与接触面的大小、是否滑动、压力大小等无关，无单位
②滑动摩擦力的大小跟速度的大小无关
4、方向：滑动摩擦力的方向总跟它们的接触面相切，并且跟它们相对运动方向相反。
滑动摩擦力可以和物体的运动方向相同（充当动力），也可以和物体间成任意夹角，但总
与物体间的相对运动方向相反；
注意：①不要把“物体的相对运动方向”与“物体的与运动方向”等同起来，
②“相对”指的是研究对象相对与其接触的物体而言
③滑动摩擦力的方向可能跟运动方向相同，也有可能跟运动方向相反。
三、滚动摩擦：指一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦。
注意：压力相同时，滚动摩擦比滑动摩擦小得多。
例题8：如图3-3-18所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物体B上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度做匀速直线运动。由此可知，A.B间的动摩擦因数和B.C间的摩擦因数 有可能是( )
A. B.
C. D.
例题9:关于滑动摩擦力的说法中正确的是( )
A.滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反.
B.滑动摩擦力总是阻碍物体运动
C.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动
D.对地静止的物体不可能受到滑动摩擦力的作用
例题10:一根质量为m,长为l的均匀长方体木料,放在水平桌面上,木料与桌面间的摩擦因数为.现用水平力F推木料,当木料经过图3-3-19所示的位置时,桌面对它的摩擦力是多少
例题11:如图3-3-20所示,一木板B放在水平地面上,木块A放在B的上面,A的右端通过轻质弹簧固定在竖直墙壁上,用力F向左拉B,使B以速度v向左匀速运动,这时弹簧的拉力为
则下面说法中正确的是( )
A.木板B所受地面的滑动摩擦力的大小等于
B.地面受到的滑动摩擦力的大小等于
C.若木板以的速度运动,木块受到的摩擦力大小为
D.若用的力作用在木板B上,木块受到的摩擦力大小仍为
四.摩擦力方向的判断
1.滑动摩擦力方向的判断
滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反.相对运动是指研究对象相对于被接触物体进行的运动,判断滑动摩擦力方向的具体操作程序是:
①选研究对象(受滑动摩擦力作用的物体).
②选跟研究对象接触的物体为参考系.
③找出研究对象相对参考系的速度方向.
④滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反.
2.静摩擦力方向的判断
①选研究对象(受静摩擦力作用的物体)
②选跟研究对象接触的物体为参考系
③假设接触面光滑,找出研究对象相对参考系的速度方向(即相对运动趋势方向)
④静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反.
例题12:判断下列图3-3-21中各种情况下物体A是否受静摩擦力作用(A和B相对静止)
a.相对地面静止 b.一起做匀速运动
c.一起向右做匀加速运动 d.一起向右做匀速运动
例题13.如图3-3-22所示,位于斜面上的物块M在斜面向上的力F作用下处于静止状态,试分析斜面对物体的静摩擦力方向如何
补充:
1.摩擦力可充当动力也可充当阻力
2.运动的物体可受静摩擦力,静止的物体可受滑动摩擦力
3摩擦力的计算
(1)滑动摩擦力大小的计算:可以用公式
(2)静摩擦力大小的计算:利用二力平衡知识求解
例题14.如图3-3-23所示,一平板小车在外力作用下由静止向右滑行了一段距离s,同时车上的物体A相对车向左滑行L,此过程中物体A受到的摩擦力方向如何 该力是动力还是阻力
例题15.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是和,那么它们的关系是( )
A.向上,向下,
B.向下,向上,
C.向上,向上,
D.向上,向下,
例题16:重为400N的木箱放在水平地面上,木箱与地面间的最大静摩擦力是120N,动摩擦因数是0.25,如果分别用70N和150N的水平力推木箱,木箱受到的摩擦力分别是多少牛
例题17:如图3-3-24所示,质量为m的木块置于水平面上的木板上向左滑行,滑行时木板静止,木板质量M=3m,已知木块与木板间,木板与水平面间的动摩擦因数均为,则在木块滑行过程中水平面对木板的摩擦力大小为( )
A. B. C. D.
例题18:一个重为的小孩,坐在一块重为的木块上,用一根绕过光滑定滑轮的轻绳拉住木块,使人和木块处于相对静止共同前进(如图3-3-25).已知人的拉力,则木块与地面间的动摩擦因数为( )
A.0.14 B.0.28 C.0.70 D.0.35
例题19:把一个重为的物体,用一个水平力(为衡量, 为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上,如图3-3-27甲所示, 时刻,物体静止,从开始物体所受的摩擦力随的变化关系是( )
例题20:如图3-3-28在两块相同的竖直木板间有质量为的4块相同的砖.用两个大小均匀为的力水平压木块,使砖静止不动,则第2块砖对第3块砖的摩擦力大小为( )
A. B. C. D.
例题21:如图3-3-30所示,质量均为的两物体在水平推力作用下,紧靠在竖直墙上处于静止状态.试确定所受的静摩擦力.若增大推力物体所受静摩擦力是否变化
例题22:如图所示,有黑白两条毛巾交替折叠放在地面是,白毛巾的中部用线与墙壁连接着,黑毛巾的中部拉住,设线均呈水平,欲将黑白毛巾分离开来,若每条毛巾的质量均为,毛巾间及其与地面间的动摩擦因数均为,则将黑白毛巾匀速拉出需加的水平拉力为多大
§3.4 力的合成