泰山国际学校学案
物理（2019人教版）第一册
3.2摩擦力
1.知道摩擦力的概念及产生条件，会判断摩擦力的方向．
2．知道最大静摩擦力的概念，知道静摩擦力的大小范围．
3．知道滑动摩擦力的大小跟什么有关，会求滑动摩擦力．
一、滑动摩擦力
1．定义：一个物体在另一个物体表面滑动的时候，受到另一个物体
它滑动的力．
2．方向：总是沿着
，并且跟物体的
的方向相反．
3．大小：滑动摩擦力的大小跟压力成正比，即跟两个物体表面间的垂直作用力成正比．
4．公式：F＝μFN，其中μ为比例常数，叫做
，它的大小与相互接触的两个物体的材料、接触面的情况
(填：“有”或“无”)关，而与受力面积、速度等因素
(填：“有”或“无”)关．
①正压力FN是物体与接触面间的压力，不一定等于物体的重力，FN的大小根据受力情况确定；
②动摩擦因数μ与材料和接触面的粗糙程度有关，而与物体间的压力、接触面的大小无关．
③物体处于平衡状态(匀速运动、静止)时，根据二力平衡条件求解．
1.一物体置于粗糙水平地面上，按如图所示不同的放法，在水平力F的作用下运动，设地面与物体各接触面间的动摩擦因数相等，则木块受到的摩擦力的大小关系是( )
A．Ff甲＞Ff乙＞Ff丙
B．Ff乙＞Ff甲＞Ff丙
C．Ff丙＞Ff乙＞Ff甲
D．Ff甲＝Ff乙＝Ff丙
2.
关于摩擦力的产生，下列说法中正确的是( )
A．相互压紧的粗糙物体间一定有摩擦力
B．有相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力
C．相互压紧并运动的物体间一定有摩擦力作用
D．只有相互压紧和发生相对运动(或有相对运动趋势)的物体间才可能有摩擦力的作用
3.
装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出，如图所示，则在匀速拖出的过程中( )
A．材料与平台之间的接触面积逐渐减小，摩擦力逐渐减小
B．材料与平台之间的接触面积逐渐减小，拉力逐渐减小
C．平台对材料的支持力逐渐减小，摩擦力逐渐减小
D．材料与平台之间的动摩擦因数不变，支持力也不变，因而工人拉力也不变
二、静摩擦力
1．定义：两个物体之间只有
，而没有
时产生的摩擦力叫做静摩擦力．
2．静摩擦力产生的条件
(1)物体相互接触且相互挤压．
(2)接触面
．
(3)两物体间相对静止但有
．
注意 两物体是“相对静止”，并不是静止．
3．静摩擦力的方向
总是沿着
，并且跟物体间
的方向相反．
(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．
4．静摩擦力的大小
(1)静摩擦力的大小总随迫使物体发生相对运动的外力的变化而变化，与正压力大小
(填“有关”或“无关”)．
(2)静摩擦力有一个最大值，即最大静摩擦力Fmax，静摩擦力的范围是
.
(3)静摩擦力的大小一般根据平衡条件求解．如图中水平力F＝1N、2N、3N时物块没有运动，静摩擦力大小分别为
N、
N、
N.
1.下列关于弹力的几种说法，其中正确的是( )
A．只要两物体接触就一定产生弹力
B．静止在水平面上的物体所受重力就是它对水平面的压力
C．静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变
D．只要物体发生形变就一定有弹力产生
2.分别画出图甲、乙中小球、丙中杆的受力示意图．(甲中小球用细绳挂在光滑的墙壁上，乙中小球用细绳拴着静止在桌角上，丙中杆一端放在光滑的半球形碗中，另一端靠在墙壁上)
3.下列有关物体所受的弹力及形变的说法正确的是( )
有弹力作用在物体上，物体一定发生形变，撤去此力后，形变完全消失
B．有弹力作用在物体上，物体不一定发生形变
C．弹力作用在硬物体上，物体不发生形变；弹力作用在软物体上，物体才发生形变
D．一切物体受到弹力都要发生形变，撤去弹力后，形变不一定完全消失
三、胡克定律
1．内容：在
内，弹簧弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成
．
2．公式：F＝
.
3．说明
(1)应用条件：弹簧发生形变时必须在
内．
(2)x是弹簧的形变量，而不是弹簧形变后的长度．
(3)k为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定，与弹力F的大小和伸长量x无关．
(4)F－x图象是一条过原点的倾斜直线(如图所示)，直线的斜率表示弹簧的
.
(5)弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比，即ΔF＝kΔx.
1.竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4N的物体时弹簧长度为12cm；挂一重为6N的物体时弹簧长度为13cm，则弹簧原长为多少？劲度系数为多少？
2.由实验测得某弹簧所受弹力F和弹簧的长度L的关系图象如图所示，求：
(1)该弹簧的原长为多少？
(2)该弹簧的劲度系数为多少？
1.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
2．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.用20N的水平力在水平地面上拉重60N的物体时，物体恰能被拉动；物体运动后只需18N的拉力即可使物体做匀速直线运动．该物体静止在水平地面上，若用15N的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为________；若用30N的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为________；物体与地面间的动摩擦因数为________．
4.有一种圆珠笔，内部有一根小弹簧．如图所示，笔杆竖直放置，在圆珠笔尾部的按钮上放一个200g的砝码，砝码静止时，弹簧压缩量为2mm.现用这支圆珠笔水平推一本平放在桌面上质量为800g的书，当按钮压缩量为2.4mm(未超过弹簧的弹性限度)时，这本书恰好匀速运动．g＝10m/s2，试求：
(1)笔内小弹簧的劲度系数；
(2)书与桌面间的动摩擦因数大小．
5.如图所示，一重为40N的木块原来静止在水平桌面上，某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用，其中F1＝13N，F2＝6N．已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
(1)木块所受的摩擦力的大小和方向；
(2)当只将F1撤去时，木块受到的摩擦力的大小和方向；
(3)若撤去的力不是F1而是F2，求木块受到的摩擦力的大小和方向．泰山国际学校学案
物理（2019人教版）第一册
3.2摩擦力
1.知道摩擦力的概念及产生条件，会判断摩擦力的方向．
2．知道最大静摩擦力的概念，知道静摩擦力的大小范围．
3．知道滑动摩擦力的大小跟什么有关，会求滑动摩擦力．
一、滑动摩擦力
1．定义：一个物体在另一个物体表面滑动的时候，受到另一个物体阻碍它滑动的力．
2．方向：总是沿着接触面，并且跟物体的相对运动的方向相反．
3．大小：滑动摩擦力的大小跟压力成正比，即跟两个物体表面间的垂直作用力成正比．
4．公式：F＝μFN，其中μ为比例常数，叫做动摩擦因数，它的大小与相互接触的两个物体的材料、接触面的情况有(填：“有”或“无”)关，而与受力面积、速度等因素无(填：“有”或“无”)关．
①正压力FN是物体与接触面间的压力，不一定等于物体的重力，FN的大小根据受力情况确定；
②动摩擦因数μ与材料和接触面的粗糙程度有关，而与物体间的压力、接触面的大小无关．
③物体处于平衡状态(匀速运动、静止)时，根据二力平衡条件求解．
1.一物体置于粗糙水平地面上，按如图所示不同的放法，在水平力F的作用下运动，设地面与物体各接触面间的动摩擦因数相等，则木块受到的摩擦力的大小关系是( )
A．Ff甲＞Ff乙＞Ff丙
B．Ff乙＞Ff甲＞Ff丙
C．Ff丙＞Ff乙＞Ff甲
D．Ff甲＝Ff乙＝Ff丙
【答案】D
【解析】物体在三种情况下所受摩擦力均为滑动摩擦力，由F＝μFN＝μmg知，物体在三种情况下所受摩擦力大小相等，选项D正确．
2.
关于摩擦力的产生，下列说法中正确的是( )
A．相互压紧的粗糙物体间一定有摩擦力
B．有相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力
C．相互压紧并运动的物体间一定有摩擦力作用
D．只有相互压紧和发生相对运动(或有相对运动趋势)的物体间才可能有摩擦力的作用
【答案】D
【解析】要产生摩擦力，首先要有弹力，其次要接触面不光滑，还要有相对运动或有相对运动趋势，故只有D正确．
3.
装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出，如图所示，则在匀速拖出的过程中( )
A．材料与平台之间的接触面积逐渐减小，摩擦力逐渐减小
B．材料与平台之间的接触面积逐渐减小，拉力逐渐减小
C．平台对材料的支持力逐渐减小，摩擦力逐渐减小
D．材料与平台之间的动摩擦因数不变，支持力也不变，因而工人拉力也不变
【答案】D
【解析】匀速拉动的过程只能持续到重心离开台面的瞬间，材料的重心在台面上，故材料对台面的压力不变，故材料受到的支持力不变，故C错误；而在拉动过程中动摩擦因数不变，由F＝μFN可知摩擦力是不变的，故A、B错误；因为材料做匀速直线运动，摩擦力不变，所以工人的拉力是不变的，故D正确．
二、静摩擦力
1．定义：两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动时产生的摩擦力叫做静摩擦力．
2．静摩擦力产生的条件
(1)物体相互接触且相互挤压．
(2)接触面粗糙．
(3)两物体间相对静止但有相对运动趋势．
注意 两物体是“相对静止”，并不是静止．
3．静摩擦力的方向
总是沿着接触面，并且跟物体间相对运动趋势的方向相反．
(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．
4．静摩擦力的大小
(1)静摩擦力的大小总随迫使物体发生相对运动的外力的变化而变化，与正压力大小无关(填“有关”或“无关”)．
(2)静摩擦力有一个最大值，即最大静摩擦力Fmax，静摩擦力的范围是0(3)静摩擦力的大小一般根据平衡条件求解．如图3中水平力F＝1N、2N、3N时物块没有运动，静摩擦力大小分别为1N、2N、3N.
1.下列关于弹力的几种说法，其中正确的是( )
A．只要两物体接触就一定产生弹力
B．静止在水平面上的物体所受重力就是它对水平面的压力
C．静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变
D．只要物体发生形变就一定有弹力产生
【答案】C
【解析】两物体接触并发生弹性形变才会产生弹力，A、D错误．静止在水平面上的物体所受重力的施力物体是地球，而压力的施力物体是该物体，受力物体是水平面，两力不同，B错误，C正确．
2.分别画出图甲、乙中小球、丙中杆的受力示意图．(甲中小球用细绳挂在光滑的墙壁上，乙中小球用细绳拴着静止在桌角上，丙中杆一端放在光滑的半球形碗中，另一端靠在墙壁上)
【答案】受力示意图如图所示
3.下列有关物体所受的弹力及形变的说法正确的是( )
有弹力作用在物体上，物体一定发生形变，撤去此力后，形变完全消失
B．有弹力作用在物体上，物体不一定发生形变
C．弹力作用在硬物体上，物体不发生形变；弹力作用在软物体上，物体才发生形变
D．一切物体受到弹力都要发生形变，撤去弹力后，形变不一定完全消失
【答案】D
【解析】力是物体间的相互作用，弹力的施力物体和受力物体都会发生形变，故B项错误；发生形变后的物体，当撤去外力后，有些能完全恢复原状，有些不能完全恢复原状，A项错误，D项正确；不管是硬物体还是软物体，只要有弹力作用，都会发生形变，C项错误．
三、胡克定律
1．内容：在弹性限度内，弹簧弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比．
2．公式：F＝kx.
3．说明
(1)应用条件：弹簧发生形变时必须在弹性限度内．
(2)x是弹簧的形变量，而不是弹簧形变后的长度．
(3)k为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定，与弹力F的大小和伸长量x无关．
(4)F－x图象是一条过原点的倾斜直线(如图所示)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数k.
(5)弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比，即ΔF＝kΔx.
1.竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4N的物体时弹簧长度为12cm；挂一重为6N的物体时弹簧长度为13cm，则弹簧原长为多少？劲度系数为多少？
【答案】弹簧原长为10cm，劲度系数为200N/m.
【解析】弹簧下端悬挂物体时弹簧要伸长，由胡克定律知：弹簧的拉力与弹簧伸长量成正比，即F＝kx，其中k为劲度系数，x为弹簧伸长量，x在数值上等于弹簧伸长后总长度L减去弹簧原长L0，即x＝L－L0.改变悬挂重物的重力，伸长量变化，这样可以列出两个方程，通过方程组可求出弹簧原长和劲度系数．
设弹簧的原长为L0，劲度系数为k，设挂G1＝4N的重物时弹簧的长度为L1，挂G2＝6N的重物时弹簧的长度为L2，则L1＝12cm，L2＝13cm，由胡克定律得：
G1＝k(L1－L0)
G2＝k(L2－L0)
代入数据解得：L0＝10cm，k＝200N/m
2.由实验测得某弹簧所受弹力F和弹簧的长度L的关系图象如图所示，求：
(1)该弹簧的原长为多少？
(2)该弹簧的劲度系数为多少？
【答案】(1)15cm (2)500N/m
【解析】根据胡克定律得F＝k(L－L0)，代入图象中的两点(0.25,50)和(0.05，－50)．
可得50＝k(0.25－L0)
－50＝k(0.05－L0)
解得L0＝0.15m＝15cm，k＝500N/m.
1.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
【答案】BD
【解析】静摩擦力的产生取决于使物体产生相对运动趋势的外力的作用，也就是等于平行于接触面切线方向的外力的大小，与压力大小无关，故B、D正确．
2．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
【答案】B
【解析】只要瓶子静止，根据二力平衡的知识，瓶子在竖直方向上受到的静摩擦力与重力总是等大反向，与握力大小无关．B项正确．
3.用20N的水平力在水平地面上拉重60N的物体时，物体恰能被拉动；物体运动后只需18N的拉力即可使物体做匀速直线运动．该物体静止在水平地面上，若用15N的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为________；若用30N的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为________；物体与地面间的动摩擦因数为________．
【答案】15N 18N 0.3
【解析】水平力为20N时恰能拉动物体，说明最大静摩擦力Fmax＝20N．若用F1＝15N的力拉物体，由于F1Fmax，物体受滑动摩擦力，大小为F滑＝18N．又由F滑＝μFN得μ＝＝＝0.3.
4.有一种圆珠笔，内部有一根小弹簧．如图所示，笔杆竖直放置，在圆珠笔尾部的按钮上放一个200g的砝码，砝码静止时，弹簧压缩量为2mm.现用这支圆珠笔水平推一本平放在桌面上质量为800g的书，当按钮压缩量为2.4mm(未超过弹簧的弹性限度)时，这本书恰好匀速运动．g＝10m/s2，试求：
(1)笔内小弹簧的劲度系数；
(2)书与桌面间的动摩擦因数大小．
【答案】(1)1000N/m (2)0.3
【解析】(1)由于砝码处于静止，则kx＝mg，
所以有k＝＝
N/m＝1
000
N/m.
(2)要使书恰好能匀速运动，则kx′＝μm′g
得μ＝＝＝0.3.
5.如图所示，一重为40N的木块原来静止在水平桌面上，某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用，其中F1＝13N，F2＝6N．已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
(1)木块所受的摩擦力的大小和方向；
(2)当只将F1撤去时，木块受到的摩擦力的大小和方向；
(3)若撤去的力不是F1而是F2，求木块受到的摩擦力的大小和方向．
【答案】(1)7N 水平向左
(2)6N 水平向右
(3)8N 水平向左
【解析】当木块运动时受到的滑动摩擦力为F滑＝μFN＝μG＝0.2×40N＝8N，故木块受到桌面的最大静摩擦力为8N.
(1)加上F1、F2后，F1和F2相当于一个方向向右的力F＝F1－F2＝7N．由于F小于最大静摩擦力，故木块处于静止状态，则木块受到桌面静摩擦力的作用，大小为7N，方向水平向左．
(2)将F1撤去后，由于F2小于最大静摩擦力，故木块仍然保持静止．由二力平衡知识知，木块受到的静摩擦力大小等于F2，即大小为6N，方向水平向右．
(3)撤掉F2后，由于F1大于最大静摩擦力，则木块受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为8N，方向水平向左．
