第2節(jié)摩擦力【知識(shí)梳理】一、滑動(dòng)摩擦力1.定義：兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，在接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，這種力叫作滑動(dòng)摩擦力。2.方向：沿著接觸面，跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反，不一定與運(yùn)動(dòng)方向相反。3.大小(1)公式：Ff＝μFN，其中FN表示接觸面上壓力的大小，μ為動(dòng)摩擦因數(shù)。(2)動(dòng)摩擦因數(shù)μ跟相互接觸的兩個(gè)物體的材料、接觸面的粗糙程度有關(guān)，沒有單位。二、靜摩擦力1.定義：相互接觸的兩個(gè)物體之間只有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，而沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)的摩擦力叫作靜摩擦力。2.方向：沿著接觸面，跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反?！跋鄬?duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)”是指一個(gè)物體相對(duì)于與它接觸的另一個(gè)物體有運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，但還未發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。3.大小隨外力的變化而變化，當(dāng)外力增大到某一值時(shí)，物體就要滑動(dòng)，此時(shí)靜摩擦力達(dá)到最大值Fmax，我們把Fmax叫作最大靜摩擦力。靜摩擦力的取值范圍為0＜F≤Fmax。【方法突破】一、對(duì)滑動(dòng)摩擦力的理解■方法歸納1.滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件：兩物體接觸面粗糙、有彈力、發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。注意：有彈力，不一定有摩擦力；有摩擦力，一定有彈力。2.滑動(dòng)摩擦力方向的判斷：可以假設(shè)接觸面光滑，看物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向，然后再根據(jù)滑動(dòng)摩擦力方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，判斷出滑動(dòng)摩擦力的方向。3.滑動(dòng)摩擦力大小的計(jì)算方法(1)公式法：由Ff＝μFN計(jì)算。注意：FN是正壓力，其大小不一定等于物體的重力。(2)二力平衡法：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。注意：物體靜止時(shí)也可能受到滑動(dòng)摩擦力?！纠?】關(guān)于滑動(dòng)摩擦力的產(chǎn)生的說法中，正確的是（）A．相互接觸且發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體間不一定能產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力B．只有運(yùn)動(dòng)的物體才可能受到滑動(dòng)摩擦力C．受彈力作用的物體一定會(huì)受到滑動(dòng)摩擦力D．受滑動(dòng)摩擦力作用的物體一定會(huì)受到彈力作用【答案】AD【解析】AD．滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件是相互接觸、相互擠壓、接觸面粗糙并有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以只有相互接觸且發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體間不一定產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力，由此可知，有摩擦力一定會(huì)受到彈力作用，故AD正確；B．靜止的物體可能受到滑動(dòng)摩擦力作用，例如：一物體在粗糙的靜止的斜面上下滑的過程中，靜止的斜面受到物體的滑動(dòng)摩擦力作用，故B錯(cuò)誤；C．受彈力作用的物體不一定會(huì)受到滑動(dòng)摩擦力作用，還需要接觸面粗糙和有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤。故選AD?！踞槍?duì)訓(xùn)練1】某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置研究摩擦力的變化情況。水平光滑的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上固定著一個(gè)力傳感器，力傳感器與一質(zhì)量為的物塊用輕繩連接，物塊放置在粗糙的長(zhǎng)木板上。水平向左拉長(zhǎng)木板，傳感器記錄的圖像如圖乙所示，重力加速度大小，下列說法正確的是（）A．當(dāng)長(zhǎng)木板相對(duì)物塊滑動(dòng)后，一定向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．向左拉長(zhǎng)木板的力的大小與時(shí)間的關(guān)系圖線和圖乙中的曲線一定相同C．物塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小約為D．物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)約為0.2【答案】D【解析】A．當(dāng)長(zhǎng)木板相對(duì)物塊滑動(dòng)后，當(dāng)拉力等于木板與物塊間的滑動(dòng)摩擦力時(shí)木板向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)拉力大于木板與物塊間的滑動(dòng)摩擦力時(shí)木板向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；B．由于物塊處于靜止，由平衡條件可知，圖像反應(yīng)的是物塊與木板間摩擦力的變化規(guī)律，而向左拉長(zhǎng)木板的力由外界決定，兩者無必然關(guān)系，B錯(cuò)誤；C．如圖所示，當(dāng)拉力幾乎不變時(shí)與物塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小相等，約為，C錯(cuò)誤；D．由滑動(dòng)摩擦力定義可得，物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為D正確。故選D。二、對(duì)靜摩擦力的理解■方法歸納1.靜摩擦力的產(chǎn)生條件兩物體接觸面粗糙、有彈力、具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。2.靜摩擦力方向的兩種判斷方法假設(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)，即物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向，靜摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反二力平衡法當(dāng)物體受靜摩擦力處于平衡狀態(tài)時(shí)，可根據(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。最大靜摩擦力與正壓力成正比。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。4.對(duì)摩擦力中“三個(gè)方向”“兩個(gè)阻礙”的理解(1)運(yùn)動(dòng)方向：一般指物體相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)方向。(2)相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向：指滑動(dòng)摩擦力的受力物體相對(duì)于施力物體的運(yùn)動(dòng)方向。(3)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向：指靜摩擦力的受力物體相對(duì)于施力物體的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向。(4)阻礙：滑動(dòng)摩擦力阻礙的是相對(duì)運(yùn)動(dòng)，靜摩擦力阻礙的是相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，但它們不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，即它們都可以作動(dòng)力，也可以作阻力?！纠?】關(guān)于靜摩擦力的說法，下列正確的是（）A．靜摩擦的方向總是與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)方向相同B．靜摩擦的方向總是與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)方向相反C．兩個(gè)相對(duì)靜止的物體之間一定有靜摩擦力的作用D．受靜摩擦力作用的物體一定是靜止的【答案】B【解析】AB．靜摩擦力的方向總是與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)方向相反，故A錯(cuò)誤，B正確；C．兩個(gè)相對(duì)靜止的物體之間不一定有靜摩擦力的作用，要滿足靜摩擦力產(chǎn)生的條件才會(huì)有靜摩擦力，故C錯(cuò)誤；D．運(yùn)動(dòng)的物體也可能受靜摩擦力，比如在水平路面上，汽車啟動(dòng)時(shí)，車廂地板上的物體會(huì)受到靜摩擦力的作用，故D錯(cuò)誤。故選B?！踞槍?duì)訓(xùn)練2】如圖所示，一質(zhì)量的物塊放在粗糙水平面上，同時(shí)受到、的水平推力作用處于靜止?fàn)顟B(tài)，物塊與水平面的動(dòng)摩擦系數(shù)為。某時(shí)刻若僅撤去，則木塊（）A．向左做勻速運(yùn)動(dòng)B．仍處于靜止?fàn)顟B(tài)C．受到的摩擦力大小為，方向水平向左D．受到的摩擦力大小為，方向水平向右【答案】B【解析】開始時(shí)物塊受到靜摩擦力為f=F1-F2=5N方向向左，可知物體與地面間的最大靜摩擦力不小于5N；若僅撤去，則因F2=5N不大于最大靜摩擦力，可知物體靜止，受到的摩擦力大小為，方向水平向右。故選B?！緦?duì)點(diǎn)檢測(cè)】隨堂檢測(cè)1．把一重力為G的物體，用一個(gè)水平的推力F=kt（k為恒量，t為時(shí)間）壓在豎直的足夠高的平整墻面上（如圖），從t=0開始，物體所受的摩擦力Ff隨t的變化關(guān)系是下列圖中的哪一個(gè)（）A． B． C． D．【答案】B【解析】推力開始物體豎直滑動(dòng)為正比例函數(shù)，當(dāng)Ff增加到大于G時(shí)，物體開始減速，F(xiàn)f繼續(xù)增大，當(dāng)速度減為零時(shí)，物體靜止，此時(shí)摩擦力為靜摩擦力，大小等于物體的重力且不再變化。故選B。2．關(guān)于摩擦力，下面的說法中正確的是（）A．相互接觸的物體之間一定存在摩擦力B．兩個(gè)物體之間存在摩擦力時(shí)，彼此之間一定有彈力C．只有運(yùn)動(dòng)的物體才受到摩擦力的作用，靜止的物體不受摩擦力作用D．滑動(dòng)摩擦力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向相反【答案】B【解析】A．兩個(gè)互相接觸的物體，當(dāng)它們做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，就是摩擦力。如果兩個(gè)物體接觸面光滑，則沒有摩擦力，故A錯(cuò)誤；B．從摩擦力和彈力產(chǎn)生的條件知，有摩擦力必有彈力，有彈力不一定有摩擦力，故B正確；C．對(duì)于靜止的物體，只要和其他物體接觸時(shí)有運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，其也會(huì)受到摩擦力的作用，故C錯(cuò)誤；D．滑動(dòng)摩擦力的方向與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，可能與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同，故D錯(cuò)誤。故選B。3．如圖所示，用手握住瓶子，使瓶子在豎直方向上靜止，此時(shí)瓶子受到的摩擦力為，則下列說法正確的是（）A．手越粗糙，則摩擦力一定越大B．握力越大，則摩擦力一定越大C．握力越大，則瓶子從手中滑落就越困難D．只要瓶子不動(dòng)，摩擦力大小與握力大小無關(guān)【答案】D【解析】對(duì)瓶子受力分析，可知豎直方向二力平衡，即摩擦力與重力等大反向。故選D。4．《中國(guó)制造2025》是國(guó)家實(shí)施強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略第一個(gè)十年行動(dòng)綱領(lǐng)，智能機(jī)器制造是一個(gè)重要方向，其中智能機(jī)械臂已廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。如圖所示，一機(jī)械臂鐵夾豎直夾起一個(gè)金屬小球，鐵夾與球接觸面保持豎直，則（）A．若小球在空中處于靜止?fàn)顟B(tài)，小球受到的靜摩擦力方向豎直向下B．若小球在空中處于靜止?fàn)顟B(tài)，小球受到的摩擦力與重力大小相等C．若小球在空中處于靜止?fàn)顟B(tài)，增大鐵夾對(duì)小球的壓力，小球受到的摩擦力變大D．若鐵夾夾金屬小球一起水平移動(dòng)，小球受到的是滑動(dòng)摩擦力【答案】B【解析】AB．對(duì)小球受力分析可知，小球受重力、兩側(cè)鐵夾的彈力以及摩擦力作用。根據(jù)平衡條件可知，小球在豎直方向上，受到的摩擦力與重力大小相等，方向相反，A錯(cuò)誤，B正確；C．增大鐵夾對(duì)小球的壓力，小球受到的摩擦力仍等于重力，大小不變，C錯(cuò)誤；D．若水平移動(dòng)鐵兲，由于小球在豎直方向受力始終平衡，且沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，故小球受到的還是靜摩擦力，D錯(cuò)誤。故選B。課后檢測(cè)1．下列關(guān)于摩擦力的說法中，錯(cuò)誤的是（）A．兩物體間有摩擦力，一定有彈力，且摩擦力的方向和它們的彈力方向垂直B．滑動(dòng)摩擦力的方向可以與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同，也可以相反C．在兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體之間可以存在靜摩擦力，且靜摩擦力的方向可以與運(yùn)動(dòng)方向成任意角度D．兩物體間的摩擦力大小和它們間的壓力一定成正比【答案】D【解析】A．兩物體間有摩擦力，一定有彈力，且摩擦力的方向和它們的彈力方向垂直，故A正確；B．滑動(dòng)摩擦力不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，其方向與不一定物體的運(yùn)動(dòng)方向相反，比如物體輕輕放在水平傳送帶上時(shí)，滑動(dòng)摩擦力與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同，推動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)，但滑動(dòng)摩擦力總是阻礙物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其方向與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，故B正確；C．受靜摩擦力作用的物體一定與相接觸的物體保持相對(duì)靜止，但兩物體可能是運(yùn)動(dòng)的，在兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體之間可以存在靜摩擦力;靜摩擦力要求兩個(gè)物體保持相對(duì)靜止，與它們的運(yùn)動(dòng)的方向無關(guān)，則其的方向可以與運(yùn)動(dòng)方向成任意角度，故C正確；D．滑動(dòng)摩擦力大小跟壓力成正比，而靜摩擦力與壓力不一定成正比，故D錯(cuò)誤。故選D。2．如圖所示，在水平面上有質(zhì)量20kg的物體，正在向右運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中還受一水平向左，大小為10N的外力F的作用，則物體所受的摩擦力為（已知?jiǎng)幽Σ烈驍?shù)為0.1，g取10N/kg）（）A．10N向右 B．10N向左 C．20N向右 D．20N向左【答案】D【解析】由于物體向右運(yùn)動(dòng)，因此物體所受摩擦力的方向水平向左，由滑動(dòng)摩擦力公式可得故選D。3．如圖所示，傳送帶將物體由低處勻速送往高處，關(guān)于物體的受力情況下列說法正確的是（）A．兩個(gè)力，豎直向下的重力，豎直向上的支持力B．三個(gè)力，豎直向下的重力，垂直皮帶向上的支持力，沿皮帶向下的靜摩擦力C．三個(gè)力，豎直向上的重力，垂直皮帶向下的支持力，沿皮帶向上的靜摩擦力D．三個(gè)力，豎直向下的重力，垂直于皮帶向上的支持力，沿皮帶向上的靜摩擦力【答案】D【解析】物體由低處勻速運(yùn)動(dòng)到高處，受力平衡，對(duì)物體受力分析可知，物體一定受豎直向下的重力，垂直于皮帶向上的支持力，沿皮帶向上的靜摩擦力的作用，在三個(gè)力的作用下，物體處于平衡狀態(tài)，因此這三個(gè)力平衡，故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選D。4．如圖所示，小軍沿水平方向推一只放置在水平地面上較大的木箱，甲圖中他用了50N的力推，結(jié)果木箱不動(dòng)，此時(shí)木箱受到的摩擦力為F1；乙圖中他將力增大到100N木箱恰好被推動(dòng)，此時(shí)木箱受到的摩擦力為F2；丙圖中小軍把木箱推跑了，此時(shí)木箱受到的摩擦力為F3。若木箱對(duì)地面的壓力為400N，木箱與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，則（）

A．F1＝0N，F(xiàn)2＝100N，F(xiàn)3＝400N B．F1＝50N，F(xiàn)2＝100N，F(xiàn)3＝400NC．F1＝50N，F(xiàn)2＝100N，F(xiàn)3＝80N D．F1＝0N，F(xiàn)2＝100N，F(xiàn)3＝80N【答案】C【解析】甲圖中他用了50N的力推，結(jié)果木箱不動(dòng)，則此時(shí)木箱受到的靜摩擦力F1與推力相等，即F1=50N；乙圖中他將力增大到100N木箱恰好被推動(dòng)，此時(shí)木箱受到的靜摩擦力達(dá)到最大，摩擦力仍等于推力，即F2=100N；丙圖中小軍把木箱推跑了，此時(shí)木箱受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，大小為F3=μmg=80N故選C。5．如圖一女孩在健身器材上爬桿玩耍，女孩（）A．抱住豎直桿不動(dòng)時(shí)，抱得越緊所受摩擦力越大B．抱住豎直桿不動(dòng)時(shí)，抱得越緊二者間的最大靜摩擦力越大C．緩慢下滑過程中受到的摩擦力方向是向下的D．緩慢向上攀爬過程中受到的摩擦力方向是向上的【答案】BD【解析】AB．當(dāng)女孩抱住豎直桿不動(dòng)時(shí)，女孩處于平衡狀態(tài)，女孩受到的的重力與靜摩擦力大小相等，抱得越緊女孩受到的靜摩擦力大小不変，但是二者之間的彈力增大，導(dǎo)致最大靜摩擦力增大，故A錯(cuò)誤，B正確；C．女孩緩慢下滑過程中受到的摩擦力方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，方向豎直向上，故C錯(cuò)；D．女孩緩慢上爬的過程中，手相對(duì)于桿有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，則此過程中女孩受到的靜摩擦力方向向上，故D正確。故選BD。6．如圖所示，物體A、B疊放在水平地面上，若水平作用力F作用于B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的摩擦力水平向左C．B受到A的摩擦力水平向左D．地面對(duì)B的摩擦力為靜摩擦力，水平向右【答案】A【解析】對(duì)于A物體，受重力和B對(duì)它的支持力，假設(shè)A受B給它的靜摩擦力，則A不能保持勻速運(yùn)動(dòng)。根據(jù)力的相互作用可知，B對(duì)A無摩擦力，所以A對(duì)B也無摩擦力。對(duì)A、B組成的整體分析可知，地面對(duì)B有向右的滑動(dòng)摩擦力，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。7．如圖所示，A為長(zhǎng)木板，在水平面上以速度v1向右運(yùn)動(dòng)，物塊B在木板A的上面以速度v2向右運(yùn)動(dòng)，下列判斷正確的是（）A．若v1>v2，則B所受的滑動(dòng)摩擦力水平向左B．若v1>v2，則B所受的滑動(dòng)摩擦力水平向右C．若v1<v2，則B所受的滑動(dòng)摩擦力水平向左D．若v1<v2，則B所受的滑動(dòng)摩擦力水平向右【答案】BC【解析】AB．若v1>v2，物塊B相對(duì)木板A水平向左運(yùn)動(dòng)，則B所受的滑動(dòng)摩擦力水平向右，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．若v1<v2，物塊B相對(duì)木板A水平向右運(yùn)動(dòng)，則B所受的滑動(dòng)摩擦力水平向左，故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。8．如圖所示，在水平力F作用下，質(zhì)量為m的物體沿豎直墻以加速度a加速下滑，若物體與墻壁的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則物體所受的摩擦力的大小為（）A．μmg B．μF+mg C．μF D．mg-ma【答案】CD【解析】ABC．物體對(duì)墻壁的壓力為F，物體向下滑動(dòng)，故物體受到向上的滑動(dòng)摩擦力為μF；故AB錯(cuò)誤，C正確；D．物體勻加速下滑，由牛頓第二定律可得mg-f＝ma解得f＝mg-ma故D正確；故選CD?！咎嵘?xùn)練】1．如圖所示，只有B物體左面是光滑的，其余各接觸面都是粗糙的。如果用水平力F將物體A和B壓緊在豎直墻上不動(dòng)，則物體A受到的摩擦力的情況是（）A．左、右都受向上的摩擦力B．左側(cè)受向上的摩擦力，右側(cè)受向下的摩擦力C．左、右都受向下的摩擦力D．左側(cè)受向下的摩擦力，右側(cè)受向上的摩擦力【答案】D【解析】B物體左面是光滑的，說明B左側(cè)只受水平力F的作用，B右側(cè)受到向上的摩擦力，與其重力平衡，A物體左側(cè)受B右側(cè)施加的向下的摩擦力，A還受到向下的重力，則A物體右側(cè)一定受向上的摩擦力，ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。2．打印機(jī)是現(xiàn)代辦公不可或缺的設(shè)備，正常情況下，進(jìn)紙系統(tǒng)能做到“每次只進(jìn)一張紙”，進(jìn)紙系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖所示．設(shè)圖中剛好有10張相同的紙，每張紙的質(zhì)量均為m，搓紙輪按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)最上面的第1張紙勻速向右運(yùn)動(dòng)，搓紙輪與紙張之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，紙張與紙張之間、紙張與底部摩擦片之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，工作時(shí)搓紙輪給第1張紙壓力大小為F。重力加速度為g，打印機(jī)正常工作時(shí)，下列說法正確的是（）A．第1張紙受到搓紙輪的摩擦力方向向左B．第2張與第3張紙之間的摩擦力大小為C．第10張紙與摩擦片之間的摩擦力為D．要做到“每次只進(jìn)一張紙”，應(yīng)要求【答案】C【解析】A．因?yàn)槭谴昙堓啂?dòng)第一張向右運(yùn)動(dòng)，第1張紙上表面受到搓紙輪施加的摩擦力f，方向向右，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；D．第1張紙下表面受到第2張紙施加的滑動(dòng)摩擦力，方向向左，即有，F(xiàn)為