鲁科版高中物理必修第一册 3.3 摩擦力学案

3.3 摩擦力
了解摩擦力的概念及产生条件；
会判断和计算两种摩擦力的方向和大小；
具有重力、弹力及摩擦力相关的初步的相互作用观念。
【重点】1．滑动摩擦力的产生条件及规律，会应用公式f=?N解决实际问题。2．静摩擦力的产生条件及规律，正确理解什么是最大静摩擦力。
【难点】自主设计探究方案，进行科学探究；静摩擦力的有无及方向的确定。
【复习旧知】
两个相互接触的物体，当它们发生_________或具有_____________时，就会在接触面上产生____________或_______________的力，这种力就叫做摩擦力。
摩擦力的种类可分为_________ 、___________ 、 _____________。
【自主学习】
一、滑动摩擦力
1.定义：当一个物体在另一个物体表面滑动时，会受到另一个物体 的力，这种力叫做滑动摩擦力。
2.滑动摩擦力产生的条件
(1)两物体相互接触且 。(2)接触面 。(3)两物体间有 。
3.滑动摩擦力的方向：总是沿着 ，并且与 的方向相反。
4.滑动摩擦力的大小：滑动摩擦力的大小跟 成正比。
公式： ， μ为动摩擦因数，取决于相互接触的两物体的 和接触面的粗糙程度，与接触面的面积 (填“有关”或“无关”)，与物体间相对运动的速度大小 (填“有关”或“无关”)。
二、静摩擦力
1．定义：当两个彼此 、 的物体之间没有发生相对滑动，但具有相对 时，接触面上会产生一种阻碍相对 的力，这种力叫做静摩擦力。
2．方向：总是沿着 ，并且跟物体间 的方向相反。
3.大小：0三、摩擦力的调控
1．增大摩擦力的方法：(1)增大接触面之间的 ． (2)增加物体间的 ．
2．减小摩擦力的方法：(1)减小物体间的 (2)在接触面间加润滑剂(3)用滚动代替滑动
【突破难点】
一、滑动摩擦力方向的理解
情景一：如图，B在外力下向右滑行
A相对与地面是运动还是静止？它相对于B在向哪个方向运动？受到哪个方向的滑动摩擦力？
思考：静止的物体一定不受滑动摩擦力？
情景二：物块以某一速度v1，冲上如图方向匀速运转的传送带
1.若v1< v2 ,物块相对于传送带向哪个方向运动？物块受到哪个方向的滑动摩擦力？该力与物块运动方向相同还是相反？该力是促进物块运动还是阻碍？
2. 若v1>v2 ,物块相对于传送带向哪个方向运动？物块受到哪个方向的滑动摩擦力？该力与物块运动方向相同还是相反？该力是促进物块运动还是阻碍？
3.若v1=v2 ，物块与传送带间有相对运动吗？物块受到滑动摩擦力吗？
总结：滑动摩擦力方向一定沿着________与________方向相反（选填“运动”或“相对运动”）
滑动摩擦力方向与物体实际运动方向______________________
滑动摩擦力可以做阻力也可以做________
二、探究影响滑动摩擦力大小的因素
按如图所示实验装置做一做：用力拉动木板，使之在桌面上滑动.
思考：
(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？
总结：滑动摩擦力的大小跟 成正比。
公式： ， μ为动摩擦因数，取决于相互接触的两物体的 和接触面的粗糙程度，与接触面的面积 (填“有关”或“无关”)，与物体间相对运动的速度大小 (填“有关”或“无关”)
三、静摩擦力方向的理解
向右推动毛刷，毛刷未被推动，（如图所示）观察毛刷的弯曲方向。
1.毛刷为什么向后弯曲？
2.毛刷的弯曲方向与毛刷相对木板的运动趋势有什么关系？
注意：(1)与“相对运动趋势的方向相反”，并不是与“运动方向”相反。
(2)静摩擦力的效果是阻碍物体间的相对运动趋势，并不是阻碍物体的运动。
【如何判断相对运动趋势】物体处于该动而未动的特殊状态，假设没有摩擦物体应该相对运动，现在有摩擦物体没有相对运动，物体就有了相对运动趋势。
3.静摩擦力阻碍相对运动趋势，这和阻碍物体运动一样吗？静摩擦力可以做动力吗？
4.静摩擦力是不是一定产生在静止的物体上？运动的物体可以受静摩擦力吗？请举例说明。
总结：(1)静摩擦力可以存在于静止的物体间；也可以存在于运动的物体间。
(2)静摩擦力可以是阻力,也可以充当动力， 但它产生的效果一定是阻碍物体间的相对运动趋势。
四、粗测静摩擦力的大小
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．当测力计的示数为1N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，木块开始移动，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．

探讨1：木块受到拉力1 N时，有相对桌面运动的趋势但没有运动，说明什么呢？
探讨2：随着外力的增大，静摩擦力有什么变化？
探讨3：静摩擦力在哪里产生？沿什么方向？
总结：静摩擦力不是恒力，大小随着产生运动趋势的外力的变化而变化。
（关于最大静摩擦力）最大静摩擦力跟物体间的压力、接触面的材料及粗糙程度有关。最大静摩擦力比滑动静摩擦力略大一些。有时可近似的认为二者相等，即Fmax=μFN
1.关于滑动摩擦力的方向，下列说法中错误的是（ ）.
A．滑动摩擦力的方向一定与物体的速度方向相反
B．滑动摩擦力的方向一定与物体相对运动方向相反
C．滑动摩擦力的方向可能与物体运动方向相同
D．滑动摩擦力的方向可能与物体运动方向相反
2. 如图所示，质量为m的木块在置于水平桌面的木板上滑行，木板静止，它的质量M=9m，已知木块与木板间、木板与桌面间的动摩擦因数均为μ，那么木板所受桌面给的摩擦力大小是（　　）
A．9μmg
B．10μmg
C．μmg
D．0
3. 如图，水平桌面上一木块在F1、F2作用下，处于静止状态，F1＝10N，F2＝2N，方向均水平。现撤去力F1，则木块（ ）
A．受摩擦力为8N．方向向左
B．受摩擦力为8N，方向向右
C．受摩擦力为2N，方向向右
D．所受合力为2N，方向向左
4. 质量为m的杆AB，处于静止状态，A端用细绳竖直悬挂，B端放在地板上，如图所示，下列有关杆B端所受摩擦力的说法中，正确的是(　　)
A．B端受到的静摩擦力方向向右
B．B端受到的静摩擦力方向向左
C．B端受到的静摩擦力沿细杆AB斜向下
D．B端不受静摩擦力作用
5.（多选） 如图所示，水平恒力拉着质量为的木块在木板上水平向右匀速运动，木板置于水平地面上保持静止．若木板质量为，木块与木板、木板与地面之间的动摩擦因数分别为、，则木板与地面之间的摩擦力为（ ）

A． B． C． D．
6. (多选)如图所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数相同。三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示。下列说法正确的是（ ）
A．A物体受到的摩擦力不为零,方向向右
B．三个物体中只有A物体受到的摩擦力为零
C．B、C两物体受到的摩擦力大小相等,方向相反
D．B、C两物体受到的摩擦力大小相等,方向相同
7. 如图所示，A、B两个楔形物体叠放在一起，B靠在竖直墙壁上。在水平力F的作用下，A、B静止不动，则下列说法正确的是（ ）
A．若A受三个力，B可能受三个力
B．若A受三个力，B一定受四个力
C．若A受四个力，B可能受四个
D．A、B之间一定存在摩擦力
8. 如图所示,在水平地面上用绳子拉一个质量为m=46kg的箱子,绳子与地面的夹角为37°,拉力F=100N时箱子恰好匀速移动.(g=10,sin37°=0.6; cos37°=0.8.)试求
(1)箱子所受的摩擦力大小
(2)地面和箱子之间的动摩擦因数
9. 如图所示，在与水平地面成角的拉力F作用下，质量为m的物块沿地面向右做匀速直线运动。试求：
地面对物块的支持力大小；
地面对物块的摩擦力大小；
物体与地面间的滑动摩擦因数。


1. A 2. C 3. C 4. D 5. AD 6. BD 7. B
8. 【答案】（1）80N （2）0.2
【解析】
【分析】
分析受力情况，作出力图，由平衡条件求解水平地面对雪橇的支持力，由摩擦力公式f=μN求解箱子与水平地面的动摩擦因数μ；
【详解】
解：(1)以箱子为研究对象，分析受力情况如图：
水平方向受力平衡：
代入数据解得：
(2) 竖直方向受力平衡：
代入数据解得：
由
可得：
9. 【答案】（1）（2）（3）
【解析】分析物块的受力情况，根据共点力平衡条件求出支持力与摩擦力；根据滑动摩擦力公式求解动摩擦因数；
【详解】
解：(1)对物块受力分析，受拉力、重力、支持力、摩擦力，如图所示：
因为物块匀速运动，在竖直方向受力平衡，则有：
解得：
(2)在水平方向上受力平衡则有：受到的滑动摩擦力为
(3)因此，则有：
解得：