2．摩擦力[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．理解摩擦力的產(chǎn)生條件，會(huì)區(qū)分靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力。2．知道滑動(dòng)摩擦力的方向及其計(jì)算方法。3．知道靜摩擦力及最大靜摩擦力的概念。4．會(huì)結(jié)合生活中的實(shí)例判斷摩擦力的有無及方向，知道增大或者減小摩擦力的方法。滑動(dòng)摩擦力【鏈接教材】如圖所示是教材中探究摩擦力大小與壓力大小關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)對物體的運(yùn)動(dòng)有什么要求？發(fā)現(xiàn)了什么定性關(guān)系？【知識(shí)梳理】1．定義：兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們__________時(shí)，在接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種__________的力，這種力叫作滑動(dòng)摩擦力。2．產(chǎn)生條件：(1)物體相互接觸且__________。(2)接觸面粗糙。(3)兩物體間有__________。3．方向：總是沿著接觸面，并且跟物體__________的方向相反。4．大?。篎f＝μF壓，即滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力的大小成__________。式中μ為__________，沒有單位，它的數(shù)值跟相互接觸的兩個(gè)物體的__________和接觸面的__________有關(guān)?！舅伎加懻摗勘本r(shí)間2024年11月3日，2024年泛大陸冰壺錦標(biāo)賽在加拿大拉康比收官，中國男隊(duì)以6∶4戰(zhàn)勝日本隊(duì)奪冠。冰壺比賽過程中涉及許多力學(xué)問題。問題1冰壺在冰面上運(yùn)動(dòng)的阻力主要是什么力？問題2比賽中，運(yùn)動(dòng)員為什么有時(shí)要用毛刷在冰壺前方擦地？【知識(shí)歸納】1．滑動(dòng)摩擦力的方向(1)沿著接觸面，且與物體相對運(yùn)動(dòng)的方向相反。(2)“相對運(yùn)動(dòng)”與“運(yùn)動(dòng)”意義不同，因此，摩擦力方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向可能相同，也可能相反。2．滑動(dòng)摩擦力的大小(1)公式法：根據(jù)公式Ff＝μF壓計(jì)算。①正壓力F壓是物體與接觸面間的壓力，不一定等于物體的重力，其大小根據(jù)物體的受力情況確定。②動(dòng)摩擦因數(shù)μ與材料和接觸面的粗糙程度有關(guān)，而與物體間的壓力、接觸面的大小無關(guān)。(2)二力平衡法：物體處于平衡狀態(tài)(勻速運(yùn)動(dòng)或靜止)時(shí)，根據(jù)二力平衡條件求解?！镜淅?】(對滑動(dòng)摩擦力的理解)有關(guān)滑動(dòng)摩擦力，下列說法正確的是()A．滑動(dòng)摩擦力的方向一定與物體運(yùn)動(dòng)方向相反B．有滑動(dòng)摩擦力必有彈力C．物體在支持面上的滑動(dòng)速度越大，滑動(dòng)摩擦力也一定越大D．公式Ff＝μFN中的壓力FN的大小一定等于物體重力的大小【典例2】[鏈接教材P64例題](滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算)有的地方，人們常用狗拉雪橇載人及物品。已知雪橇與雪地間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.02，雪橇(包括所載人及物品)的總質(zhì)量為300kg。若近似認(rèn)為狗以水平拉力拉著雪橇在水平雪地上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求狗拉雪橇的拉力大小。(重力加速度g＝9.8N/kg)[思路點(diǎn)撥]以雪橇為研究對象，其受到的拉力和摩擦力如圖所示。雪橇在水平雪地上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由二力平衡可知，狗拉雪橇的拉力與雪橇受到的滑動(dòng)摩擦力大小相等，由此可求出狗拉雪橇的拉力大小。[聽課記錄][母題變式]如果雪地的情況不變，當(dāng)狗拉著雪橇在水平雪地上加速前進(jìn)時(shí)，雪橇所受的摩擦力是否改變？請簡述理由。[聽課記錄]求解滑動(dòng)摩擦力大小的思路(1)判斷滑動(dòng)摩擦力的有無：根據(jù)接觸面的性質(zhì)和物體間是否產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，確定物體之間是否存在滑動(dòng)摩擦力。(2)求解滑動(dòng)摩擦力大小方法的選?。孩偃绻矬w做非勻速直線運(yùn)動(dòng)，可根據(jù)公式Ff＝μFN求解滑動(dòng)摩擦力的大小；②如果物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可根據(jù)二力平衡法和公式法求解滑動(dòng)摩擦力的大小。[聽課記錄]靜摩擦力【鏈接教材】如圖所示是教材中利用傳感器探究靜摩擦力大小得到的Ft圖像，通過圖像獲取哪些信息(提供1～2條)?【知識(shí)梳理】1．定義：相互接觸的兩個(gè)物體之間只有__________的趨勢，而沒有__________時(shí)，這時(shí)的摩擦力叫作靜摩擦力。2．產(chǎn)生條件：(1)物體相互接觸且__________。(2)接觸面粗糙。(3)兩物體間相對靜止但有__________。3．方向：總是沿著接觸面，跟物體__________的方向相反。4．大小(1)最大靜摩擦力：靜摩擦力的增大有一個(gè)限度，即物體間即將開始__________時(shí)的摩擦力。(2)靜摩擦力大小范圍：物體間實(shí)際產(chǎn)生的靜摩擦力在__________之間。【思考討論】如圖所示，用手握住裝有水的水杯，使其靜止在空中。問題1手對水杯的靜摩擦力大小是多少？問題2如果換一小孩握住同一水杯，為了仍保持水杯靜止在空中，小孩通常會(huì)怎么做？此過程中，水杯所受靜摩擦力大小是否發(fā)生變化？【知識(shí)歸納】1．判斷靜摩擦力有無的兩種方法(1)條件判斷法：接觸面之間有壓力、粗糙且有相對運(yùn)動(dòng)趨勢。(2)假設(shè)法2．靜摩擦力的方向(1)方向：與相對運(yùn)動(dòng)趨勢方向相反，與物體運(yùn)動(dòng)方向無直接關(guān)系。(2)判定靜摩擦力方向的兩種方法①假設(shè)法：假設(shè)接觸面是光滑的，判斷物體將向哪個(gè)方向滑動(dòng)，從而確定相對運(yùn)動(dòng)趨勢的方向，進(jìn)而判斷出靜摩擦力的方向。②狀態(tài)法：當(dāng)物體受力處于平衡狀態(tài)時(shí)，根據(jù)二力平衡，判斷出靜摩擦力的方向。3．靜摩擦力的大小(1)范圍：0＜F≤Fmax。一般情況下，最大靜摩擦力Fmax略大于滑動(dòng)摩擦力，為分析問題方便，可認(rèn)為二者相等。(2)計(jì)算：物體勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí)，根據(jù)二力平衡條件求解。(3)靜摩擦力大小與正壓力無關(guān)，最大靜摩擦力與正壓力成正比?！镜淅?】(對靜摩擦力的理解)關(guān)于靜摩擦力，下列說法正確的是()A．兩個(gè)相對靜止的物體之間一定有靜摩擦力的作用B．靜摩擦力一定是阻力C．受靜摩擦力作用的物體一定是靜止的D．在壓力一定的條件下，靜摩擦力的大小是可以變化的，但有一定限度【典例4】(源自魯科版教材改編)(靜摩擦力有無及方向的判斷)(多選)如圖所示，物體A、B疊放在水平地面上，水平力F作用在A上，使二者一起向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A．A、B之間無摩擦力B．A受到B的摩擦力水平向右C．B受到A的摩擦力水平向左D．地面對B的摩擦力為靜摩擦力，水平向右[思路點(diǎn)撥][聽課記錄][母題變式][典例4]中，若將“二者一起向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)”改為“二者一直靜止不動(dòng)”，其他條件不變，分析A、B受到摩擦力的大小和方向?！镜淅?】(靜摩擦力的計(jì)算)如圖所示，木塊甲、乙中間夾有一壓縮的輕彈簧，彈簧的勁度系數(shù)為300N/m，壓縮量為3cm，用F＝2N的水平拉力作用在木塊乙上，甲、乙均靜止不動(dòng)。下列說法正確的是()A．木塊甲所受摩擦力的大小為7N，方向水平向右B．木塊甲所受摩擦力的大小為9N，方向水平向右C．木塊乙所受摩擦力的大小為11N，方向水平向右D．木塊乙所受摩擦力的大小為2N，方向水平向左[聽課記錄]1．下列說法正確的是()A．兩物體接觸面上的摩擦力方向一定與彈力方向垂直B．有摩擦力必有彈力，有彈力必有摩擦力C．摩擦力的大小與彈力的大小總是成正比D．彈力有時(shí)是動(dòng)力，有時(shí)是阻力，而摩擦力總是阻力2．(多選)如圖甲、乙所示，物體A、B在力F作用下一起以相同的速度沿F方向勻速運(yùn)動(dòng)，接觸面均粗糙，關(guān)于物體A、B所受的摩擦力，下列說法正確的是()A．圖甲中物體A受摩擦力，且方向與F相同B．圖甲中物體A不受摩擦力C．圖乙中物體A受摩擦力，且方向與F相同D．圖乙中物體B受到斜面的摩擦力，且方向和F相反3．把一個(gè)重為G的物體，用一個(gè)水平力F＝kt(k為恒量，t為時(shí)間)壓在豎直的足夠高的粗糙墻壁上，物體與墻壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，如圖所示，從t＝0開始物體所受的摩擦力Ff隨t的變化關(guān)系正確的是()ABCD4．一本書重約5N，有316頁，書本正面朝上。現(xiàn)將一張A4紙夾在第158頁與第159頁間，A4紙能夠覆蓋幾乎整個(gè)書頁，如圖所示。若要將A4紙抽出，至少需用約2N的拉力。不計(jì)書皮及A4紙的質(zhì)量，則A4紙和書之間的動(dòng)摩擦因數(shù)最接近()A．20 B．30C．0.40 D．0.50回歸本節(jié)知識(shí)，完成以下問題：1．影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素有哪些？2．靜止的物體總受靜摩擦力，運(yùn)動(dòng)的物體總受滑動(dòng)摩擦力，這種說法正確嗎？3．摩擦力的方向總與物體運(yùn)動(dòng)方向相反，摩擦力總是阻力，這種說法正確嗎？2．摩擦力[探究重構(gòu)·關(guān)鍵能力達(dá)成]知識(shí)點(diǎn)一挖掘教材·梳理要點(diǎn)鏈接教材提示：物體必須做勻速運(yùn)動(dòng)；摩擦力大小隨壓力的增大而增大。知識(shí)梳理1．相對滑動(dòng)阻礙相對運(yùn)動(dòng)2．相互擠壓相對運(yùn)動(dòng)3．相對運(yùn)動(dòng)4．正比動(dòng)摩擦因數(shù)材料粗糙程度互動(dòng)探究·深化提升思考討論問題1提示：滑動(dòng)摩擦力。問題2提示：因?yàn)椴恋乜梢允贡鏈囟壬?，使冰面融化，從而形成水層，水層?huì)減小滑動(dòng)摩擦力，可以讓冰壺滑得更遠(yuǎn)。典例1B[滑動(dòng)摩擦力總是阻礙物體間的相對運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)摩擦力的方向一定與物體相對運(yùn)動(dòng)的方向相反，但不一定與物體運(yùn)動(dòng)方向相反，故A錯(cuò)誤；滑動(dòng)摩擦力的產(chǎn)生條件是有彈力，接觸面粗糙，有相對運(yùn)動(dòng)，故B正確；滑動(dòng)摩擦力的大小Ff＝μFN，與物體在支持面上的滑動(dòng)速度無關(guān)，其中FN為壓力，F(xiàn)N與接觸面垂直，F(xiàn)N大小不一定等于重力的大小，故C、D錯(cuò)誤。]典例2解析：由題意可知，μ＝0.02，m＝300kg雪橇做水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，則F＝Ff，F(xiàn)N＝mg由滑動(dòng)摩擦力公式Ff＝μFN知F＝μmg＝0.02×300×9.8N＝58.8N故狗拉雪橇的拉力大小為58.8N。答案：58.8N[母題變式]解析：雪橇所受的滑動(dòng)摩擦力Ff＝μFN，因狗以水平拉力拉雪橇，無論勻速運(yùn)動(dòng)，還是加速運(yùn)動(dòng)，雪橇對地面的壓力均為FN＝mg，故滑動(dòng)摩擦力Ff＝μmg＝58.8N，不會(huì)改變。答案：不變，理由見解析知識(shí)點(diǎn)二挖掘教材·梳理要點(diǎn)鏈接教材提示：靜摩擦力的大小隨外力增大而增大；靜摩擦力存在一個(gè)最大值；靜摩擦力的最大值略大于滑動(dòng)摩擦力。知識(shí)梳理1．相對運(yùn)動(dòng)相對運(yùn)動(dòng)2．(1)相互擠壓(3)相對運(yùn)動(dòng)趨勢3．相對運(yùn)動(dòng)趨勢4．(1)相對運(yùn)動(dòng)(2)0與最大靜摩擦力Fmax互動(dòng)探究·深化提升思考討論問題1提示：手對水杯的靜摩擦力大小等于水杯和水的重力大小。問題2提示：小孩會(huì)下意識(shí)地用更大的力握緊水杯；此過程中，水杯所受的靜摩擦力大小不變。典例3D[靜摩擦力產(chǎn)生的條件是：接觸面粗糙，兩個(gè)物體相互接觸、有彈力且有相對運(yùn)動(dòng)趨勢，A錯(cuò)誤；靜摩擦力可以是阻力，也可以是動(dòng)力，例如人在行走時(shí)腳掌和地面的靜摩擦力即為動(dòng)力，B錯(cuò)誤；受靜摩擦力作用的物體是和所接觸的物體間保持相對靜止，與實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，C錯(cuò)誤；在壓力一定的條件下，靜摩擦力的大小是可以變化的，變化范圍是從零到最大靜摩擦力，D正確。]典例4BC[對A，由于A勻速運(yùn)動(dòng)，由二力平衡條件可知，B對A的摩擦力必與F等大反向，故A錯(cuò)誤，B正確；對A、B整體分析，由于A、B一起向左勻速運(yùn)動(dòng)，則地面對B的摩擦力一定為滑動(dòng)摩擦力，且水平向右，對B由二力平衡條件分析可知，A對B的摩擦力水平向左，故C正確，D錯(cuò)誤。][母題變式]解析：A受到B向右的靜摩擦力，大小為F；B受到A向左的靜摩擦力和地面向右的靜摩擦力，大小均為F。答案：見解析典例5B[甲靜止不動(dòng)，木塊甲所受摩擦力與彈簧彈力大小相等，則木塊甲所受摩擦力的大小為f1＝kx＝300×3×102N＝9N，方向水平向右，故A錯(cuò)誤，B正確；乙靜止不動(dòng)，則木塊乙所受摩擦力的大小為f2＝kx＋F＝11N，方向水平向左，故C、D錯(cuò)誤。][應(yīng)用遷移·隨堂評估自測]1．A[彈力的方向垂直于接觸面，而摩擦力的方向沿接觸面，故彈力的方向一定和摩擦力方向垂直，故A正確；要產(chǎn)生摩擦力，需要滿足兩物體相互擠壓，有相對運(yùn)動(dòng)趨勢或發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，還需要接觸面粗糙三個(gè)條件，但有彈力可能沒有相對運(yùn)動(dòng)趨勢或發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，或者接觸面不粗糙，所以可能沒有摩擦力，但有摩擦力的兩物體間一定會(huì)相互擠壓，即有彈力，故B錯(cuò)誤；根據(jù)f＝μF