（2021新人教版）高中物理必修第一册4 摩擦力初升高衔接预习讲义（第三章）.doc

1、第二节 摩擦力 一、滑动摩擦力 1定义：两个物体相互接触并挤压，当它们沿接触面发生相对运动时，每个物体的接触面 上都会受到对方作用的阻碍相对运动的力 2滑动摩擦力产生条件 (1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力) (2)接触面粗糙 (3)两物体间有相对运动 3滑动摩擦力的大小 (1)滑动摩擦力的大小与正压力成正比公式：fN， (2)公式：fN，其中叫做动摩擦因数，它是两个力的比值，没有单位，动摩擦因数的大 小由接触面的材料和接触面的粗糙程度决定，与 N 无关 注意：(1)N 是两个相接触的物体间的压力，它不一定等于重力 (2)滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关，与物体间相对运动速度的大小无关

2、 4滑动摩擦力的方向：总是跟物体的接触面相切，并且跟它们相对运动的方向相反 注意： （1）滑动摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反 （2）滑动摩擦力的效果是阻碍物体间的相对运动，并不是阻碍物体的运动 二、静摩擦力 1定义 当两个彼此接触且相互挤压的物体之间没有发生相对滑动， 但它们之间存在相对运动的趋势 时，在它们的接触面上产生的一种阻碍物体间发生相对运动的力 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方向 总是沿着接触面，并且跟物体相对运动趋势的方向相反 注意(1)与“相对运动趋势

3、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大小 当相对运动趋势增强时，静摩擦力也随着增大，但有一个限度，这个静摩擦力的最大值叫做 最大静摩擦力而两物体间实际发生的静摩擦力 F 在 0 与 Fmax之间，即 0FFmax. (1)静摩擦力具有被动性，即其大小总随物体的运动状态及外界对它的施力情况的变化而变 化。 (2)静摩擦力大小与压力无关，最大静摩擦力的大小与压力成正比 (3)物体处于匀速或静止时，根据二力平衡条件求解如图中水平力 F1 N、2 N、3 N 时物 块没有运动，静摩擦力大小分别为 1 N、2 N、3 N. 三、

4、对摩擦力的理解 1.对“相对”二字的理解 静摩擦力和滑动摩擦力中的“静”和“动”都是相对的， 指的是相互接触的物体之间的相对 静止和相对运动，而不是物体相对地面的静止和运动。 (1)有静摩擦力作用的两物体是“相对”静止的，但相对于其他物体来说并不一定静止，所 以受到静摩擦力作用的物体并不一定静止， 也有可能是运动的， 如人爬树时受到的摩擦力就 是静摩擦力。又譬如人把手中水杯举高，水杯受到的是静摩擦力。 (2)存在滑动摩擦力作用的两物体间有“相对”运动，但并不意味着这两个物体相对于其他 物体都是运动的， 所以受到滑动摩擦力作用的物体不一定运动。 例如擦黑板时静止的黑板受 到的是板擦对它的滑动摩擦

5、力。 2作用效果 (1)摩擦力阻碍的是接触物体之间的相对运动或相对运动趋势，不一定阻碍物体的运动。 (2)摩擦力可以是阻力也可以是动力，如匀速前进的自行车，后轮受到的摩擦力为动力，前 轮受到的摩擦力为阻力。 3对摩擦力方向的理解 摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势的方向相反， 而不一定与物体的运动方向相反。 摩 擦力还可以与物体的运动方向成一定角度。 【典例精析】 例 1.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

6、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 fN 可知摩擦力是不变的，故 A 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 B 错误，D 正确 例 2.在田径世锦赛上，运动员冲刺百米，图为运动员奔跑途中的两个瞬间，用 F1、F2分别 表示运动员在图甲、乙两瞬间所受到的摩擦力，则关于 F1、F2的方向，以下说法正确的是 () AF1向后，F2向

7、后BF1向前，F2向前 CF1向前，F2向后DF1向后，F2向前 答案：C 解析：人在奔跑时，脚与地面相对静止，受到静摩擦力。题图甲中，脚用力后蹬，相对地面 有向后滑的趋势，受到向前的静摩擦力，F1向前；题图乙中脚接触地面时有相对地面向前 滑的趋势，受到的静摩擦力向后，F2向后，故 C 对。 例 3.(多选)如图所示， 一质量为 m 的木块靠在竖直粗糙的墙壁上， 且受到水平力 F 的作用， 下列说法正确的是() A若木块静止，则木块受到的静摩擦力大小等于 mg，方向竖直向上 B若木块静止，当 F 增大时，木块受到的静摩擦力随之增大 C若木块静止，当 F 增大时，最大静摩擦力随之增大 D若开始时

8、木块静止，当撤去 F，木块沿墙壁下滑时，木块不受摩擦力作用 答案：ACD 解析：若木块静止，则木块受到的静摩擦力与 mg 平衡，大小为 mg，方向竖直向上，故 A 正确，B 错误；最大静摩擦力与正压力成正比，故 C 正确；当撤去 F 时，墙与木块间无弹 力，则木块不受摩擦力作用，故 D 正确 【变式训练 1】质量为 2 kg 的物体静止在水平地面上，如图所示，物体与地面间的动摩擦因 数为 0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，给物体一水平推力 F.(取 g10 N/kg) (1)当推力大小为 5 N 时，地面对物体的摩擦力是多大？ (2)当推力大小为 12 N 时，地面对物体的摩擦力是多大

9、？ (3)物体运动过程中突然把推力去掉，此时地面对物体的摩擦力是多大？ 答案：(1)5 N(2)10 N(3)10 N 解析：在地面上，FNmg，则滑动摩擦力(即最大静摩擦力 Fmax)大小为 FmaxFNmg 0.5210 N10 N. (1)当推力 F5 N 时，FFmax， 物体滑动 则地面对物体的滑动摩擦力的大小 F滑FN mg10 N. (3)物体运动过程中突然把推力去掉，地面对物体的摩擦力为滑动摩擦力，其大小 F滑 10 N. 【变式训练 2】2019广州高一检测如图所示，一重为 40 N 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，

10、其中 F113 N，F26 N。 已知木块与地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)7 N水平向左(2)6 N水平向右(3)8 N水平向左 解析：当木块运动时受到的滑动摩擦力为 F滑FNG0.240 N8 N，故木块受 到地面最大静摩擦力为 8 N。 (1)加上 F1、F2后，F1和 F2相当于一个方向向右的 FF1F27 N 的力。由于 F 小于 最大静摩擦力，故木块处于静止状态，则木块受

11、到地面静摩擦力的作用，大小为 7 N，方向 水平向左。 【自我检测】 1下列关于摩擦力的说法正确的是() A有弹力就一定有摩擦力 B运动的物体一定不能受到静摩擦力 C静止的物体可以受到滑动摩擦力 D摩擦力的方向总与物体运动方向相反 答案;C 解析:有摩擦力一定有弹力，有弹力不一定有摩擦力，故 A 错；运动的物体保持相对静止时， 也可以受到静摩擦力，同理，静止的物体也可以受到滑动摩擦力(如擦黑板)，故 B 错，C 对； 摩擦力可以是动力，也可以是阻力，故 D 错。 2. 如图所示，用大小为 100 N 的握力握住一个重为 40 N 的瓶子瓶子竖直，始终处于静止 状态已知手掌与瓶子间的动摩擦因数0

12、.5，则() A瓶子受到的摩擦力大小为 40 N B瓶子受到的摩擦力大小为 50 N C当握力进一步增大时，瓶子受到的摩擦力将成正比增大 D当握力持续减小时，瓶子受到的摩擦力大小将持续减小 答案:A 解析:瓶子重力为 40 N，处于静止状态，则瓶子受到的摩擦力大小等于重力，为 40 N故 A 正确，B 错误；当握力再增大时，瓶子受到的重力不变，也就是摩擦力不变故 C 错误； 当握力逐渐减小时，导致瓶子的最大静摩擦力减小，但只要物体仍处于静止，则摩擦力大小 不变故 D 错误 3自行车在平直公路上匀速前进时，前后轮所受摩擦力的方向() A都向后B都向前 C前轮向后，后轮向前D前轮向前，后轮向后 答

13、案:C 解析:自行车匀速前进时，由于人通过链条给后轮一个力，使后轮顺时针转动，设轮与地面 接触处光滑，则轮应加速顺时针转动，说明轮有相对地面向后转动的趋势，由于静摩擦力的 方向与物体的运动趋势方向相反，故后轮所受静摩擦力 F静的方向向前；前轮转动是由于前 轮受到力的作用，若前轮与地面接触处光滑，则前轮就不会转动，故前轮相对地面有向前运 动的趋势，其所受摩擦力向后。故选 C。 4一物体置于粗糙水平地面上，按图所示不同的放法，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，则物体受到的摩擦力的大小关系是() Af甲f乙f丙Bf乙f甲f丙 Cf丙f乙f甲Df甲f乙f丙 答案:D

14、 解析:滑动摩擦力 fN， 滑动摩擦力与接触面的动摩擦因数和弹力有关，三种情况下相同， N 也相等，故三种情况下的滑动摩擦力相等 5如图所示，质量为 m 的木块放在粗糙的水平地面上，木块与地面间的动摩擦因数为 0.5， 水平推力 F 作用于木块上，但未把木块推动，则在选项图中反映木块受到的静摩擦力 f 随水 平推力 F 变化的关系图线是() 答案:A 解析:推而未动，故摩擦力 fF，所以 A 正确 6 如图所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向上共受三个力即 F1、F2和摩擦力的作用， 木块处于静止状态。其中 F110 N，F22 N。若撤去 F1，则木块在水平方向上受到的摩擦 力为() A2

15、 N，方向向右B8 N，方向向右 C2 N，方向向左D零 答案：A 解析：撤去 F1前，木块所受静摩擦力为 F1F28 N，说明 Fmax8 N，故撤去 F1后木块仍 静止，由二力平衡可知，木块所受摩擦力为 2N，方向向右，选项 A 对。 7(多选)如图所示，有一重力不计的方形容器，被水平力 F 压在竖直的墙面上处于静止状 态，现缓慢地向容器内注水，直到将容器刚好盛满为止，在此过程中容器始终保持静止，则 下列说法中正确的是() A容器受到的摩擦力不变 B容器受到的摩擦力逐渐增大 C水平力 F 可能不变 D水平力 F 必须逐渐增大 答案：BC 解析：容器处于平衡状态，在竖直方向上重力与摩擦力平衡

16、，盛满水前墙面对容器的静摩擦 力一直增大，如果一直没有达到正压力 F 作用下的最大静摩擦力，则水平力 F 可能不变， 选项 B、C 正确 8如图甲所示，小孩用 50 N 的水平力推木箱不动，木箱此时受到的摩擦力大小为 f1；如图 乙所示，小孩用 60 N 的水平力恰能推动木箱，此时木箱与地面间的摩擦力大小为 f2；如图 丙所示，小孩把木箱推动了，此时木箱与地面间摩擦力大小为 f3.若木箱对地面的压力大小 为 100 N，木箱与地面间的动摩擦因数为0.55，则 f1、f2、f3的大小分别为() A0 N、60 N、55 NB50 N、60 N、55 N C50 N、55 N、60 ND50 N、

17、55 N、55 N 答案：B 解析：题图甲中，推木箱不动，静摩擦力与推力平衡，故 f150 N；题图乙中，用 60 N 的 水平力恰能推动木箱，故静摩擦力达到最大值，即 f260 N；题图丙中，小孩把木箱推动了， 受滑动摩擦力，大小为 f3N0.55100 N55 N选项 B 正确 9如图所示，物体在 F100 N、方向水平向左的拉力作用下，沿水平面向右运动已知物 体与水平面间的动摩擦因数0.2，物体质量 m5 kg，可知物体所受摩擦力为(g10 m/s2)() A10 N，水平向左B10 N，水平向右 C20 N，水平向左D20 N，水平向右 答案：A 解析;物体相对地面运动，故物体受到的是

18、滑动摩擦力，则摩擦力的大小为 fNmg 0.2510 N10 N；滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，故摩擦力方向水平向左，故 A 正确 10如图所示，将一张 A4 纸(质量可忽略不计)夹在英汉字典内，书对 A4 纸的压力为 3 N， A4 纸与书之间的动摩擦因数为 0.4，要把 A4 纸从书中拉出，拉力至少应 为() A0.6 NB1.2 N C2.4 ND3 N 答案：C 解析;根据 FFN，F1.2 N，因为纸的上下两面都要受到书对它的滑动摩擦力，所以要把 纸从书中拉出，拉力至少应为 2.4 N，C 正确 11. 如图所示，攀岩运动员双手紧握竖直绳匀速攀上和匀速滑下时，所受的摩擦力分别为

19、 F1和 F2，则下列情况中正确的是() AF1向下，F2向上，且 F1F2 BF1向下，F2向上，且 F1F2 CF1向下，F2向上，且 F1F2 DF1向上，F2向上，且 F1F2 答案：D 解析；运动员无论是匀速上爬，还是匀速下滑，在竖直方向上只受到两个力重力和摩擦 力， 且二力等大、 反向。 即两种情况下运动员受到的摩擦力大小相等， 方向均是竖直向上的， 故 D 选项正确。 12如图所示，一个质量为 M2 kg 的物体放在粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦 因数0.2， 用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一只质量为 m00.1 kg 的小桶相连， 已知： M 受到的最大静摩擦力 Fma

20、x4.5 N，细绳水平，滑轮上的摩擦不计，g 取 10 N/kg，求在以 下情况中，M 受到的摩擦力的大小 (1)只挂 m0处于静止状态时； (2)只挂 m0但在 M 上再放一个 M3 kg 的物体时； (3)只在桶内加入 m10.33 kg 的砂子时； (4)只在桶内加入 m20.5 kg 的砂子时 答案;(1)1 N(2)1 N(3)4.3 N(4)4 N 解析；(1)因为 m0g1 NFmax，M 处于静止状态，受静摩擦力作用，由二力平衡得 F1m0g 1 N. (2)在 M 上再放一个 M3 kg 的物体，M 仍静止，仍受静摩擦力 F2F1m0g1 N. (3)因为(m0m1)g4.3 NFmax， 故物体运动， 受到滑动摩擦力作用， 所以 F4FNMg4 N.