1、1 2.摩擦力摩擦力 学习目标学习目标核心素养核心素养 1.知道摩擦力的定义及分类。知道摩擦力的定义及分类。(重点重点) 2.理解静摩擦力和滑动摩擦力的产生理解静摩擦力和滑动摩擦力的产生 条件。条件。(重点重点) 3.会判断摩擦力的方向及计算摩擦力会判断摩擦力的方向及计算摩擦力 的大小。的大小。(难点难点) 4.了解最大静摩擦力的概念了解最大静摩擦力的概念， 并知道滑并知道滑 动摩擦力和最大静摩擦力之间的大小动摩擦力和最大静摩擦力之间的大小 关系。关系。 1.物理观念：摩擦力的概念。物理观念：摩擦力的概念。 2.科学思维科学思维：用平衡法用平衡法、公式法计算摩公式法计算摩 擦力的大小擦力的大小
2、， 用假设法用假设法、 条件法判断摩条件法判断摩 擦力的有无及方向。擦力的有无及方向。 3.科学探究科学探究： 通过实验验证静摩擦力是通过实验验证静摩擦力是 “被动力被动力”，测定动摩擦因数。，测定动摩擦因数。 4.科学态度与责任科学态度与责任：通过实例分析通过实例分析，理理 解相对运动与相对运动趋势的区别解相对运动与相对运动趋势的区别， 能能 应用摩擦力的规律分析、解决实际问应用摩擦力的规律分析、解决实际问 题。题。 阅读本节教材，回答第阅读本节教材，回答第 60 页页“问题问题”并梳理必要知识点。教材第并梳理必要知识点。教材第 60 页问页问 题题提示提示：(1)弹簧测力计示数等于木块所受
3、摩擦力的大小弹簧测力计示数等于木块所受摩擦力的大小，依据是木块匀速运动依据是木块匀速运动， 水平方向上二力平衡。水平方向上二力平衡。 (2)猜想：摩擦力大小与正压力可能的关系是正压力越大，摩擦力越大。猜想：摩擦力大小与正压力可能的关系是正压力越大，摩擦力越大。 (3)摩擦力大小除与正压力有关外，与接触面的粗糙程度也有关。摩擦力大小除与正压力有关外，与接触面的粗糙程度也有关。 一、滑动摩擦力一、滑动摩擦力 1定义定义：两个相互接触的物体两个相互接触的物体，当它们当它们相对滑动相对滑动时时，在接触面上会产生一在接触面上会产生一 种种阻碍相对运动阻碍相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力。的力，这种力叫
4、作滑动摩擦力。 2方向方向：总是沿着：总是沿着接触面接触面，并且跟物体，并且跟物体相对运动的相对运动的方向相反。方向相反。 3大小大小 (1)滑动摩擦力的大小跟接触面上压力的大小成滑动摩擦力的大小跟接触面上压力的大小成正比正比，还跟接触面的粗糙程，还跟接触面的粗糙程 度、材质等有关。度、材质等有关。 2 (2)公式：公式：FfF压 压。 。 (3)动摩擦因数动摩擦因数：它的值跟两接触面的：它的值跟两接触面的材料材料和和粗糙程度粗糙程度有关。动摩擦因数有关。动摩擦因数 Ff FN， ，Ff在接触面内且与相对运动方向在接触面内且与相对运动方向相反相反，FN与接触面与接触面垂直垂直。 注意注意：有摩
5、擦力必定有弹力，有弹力不一定有摩擦力。有摩擦力必定有弹力，有弹力不一定有摩擦力。 二、静摩擦力二、静摩擦力 1定义定义：相互接触的两个物体之间只有相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势相对运动的趋势，而没有而没有相对运动相对运动 时，这时的摩擦力叫作静摩擦力。时，这时的摩擦力叫作静摩擦力。 2方向方向：总是沿着：总是沿着接触面接触面跟跟物体相对运动趋势物体相对运动趋势的方向相反。 的方向相反。 3最大静摩擦力最大静摩擦力：静摩擦力有一个最大值静摩擦力有一个最大值 Fmax，在数值上等于物体在数值上等于物体即将开即将开 始运动始运动时的拉力。时的拉力。 4静摩擦力的大小静摩擦力的大小：两物体之
6、间实际产生的静摩擦力两物体之间实际产生的静摩擦力 F 在 在 0 与最大静摩擦与最大静摩擦 力力 Fmax之间，即之间，即 0v2，A 受到了受到了 B 所施加的向右的滑动摩擦力所施加的向右的滑动摩擦力 C若若 v1v2，B 受到了受到了 A 所施加的向左的滑动摩擦力所施加的向左的滑动摩擦力 A若若 v1v2， 则则 A、 B 间无相对运动间无相对运动， 无滑动摩擦力无滑动摩擦力， 故故 A 正确正确； 若若 v1v2， 则则 B 相对于相对于 A 向左运动，故向左运动，故 B 受到向右的滑动摩擦力，受到向右的滑动摩擦力，A 相对于相对于 B 向右运动向右运动， A 受到向左的滑动摩擦力，故受
7、到向左的滑动摩擦力，故 B、D 错误；若错误；若 v1v2，则，则 B 相对于相对于 A 向右运动向右运动， B 受到向左的滑动摩擦力，故受到向左的滑动摩擦力，故 C 错误。错误。 2(滑动摩擦力大小的计算滑动摩擦力大小的计算)如图所示如图所示，将一张 将一张 A4 纸纸(质量可忽略不计质量可忽略不计)夹在夹在 一本字典内一本字典内，字典对字典对 A4 纸的压力为纸的压力为 3 N， A4 纸与字典之间的动摩擦因数为纸与字典之间的动摩擦因数为 0.4， 假设滑动摩擦力与最大静摩擦力相等假设滑动摩擦力与最大静摩擦力相等，要把要把 A4 纸从字典中拉出纸从字典中拉出，拉力至少应为拉力至少应为 ()
8、 A0.6 NB1.2 N C2.4 ND3 N CA4 纸双面都受滑动摩擦力，单面所受滑动摩擦力纸双面都受滑动摩擦力，单面所受滑动摩擦力 FFN1.2 N，则，则 拉力至少为拉力至少为 2F2.4 N，故，故 C 正确。正确。 静摩擦力静摩擦力 如图所示，把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，如图所示，把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块， 在弹簧测力计的指针下轻塞一个小纸团在弹簧测力计的指针下轻塞一个小纸团(可以作为指针到达最大位置的标记可以作为指针到达最大位置的标记)，它它 可以随指针移动。拉力可以随指针移动。拉力 F 逐渐增大，木块保持静止，直到拉力达到
9、某一数值时逐渐增大，木块保持静止，直到拉力达到某一数值时 木块开始移动，观察弹簧测力计示数及其变化情况。木块开始移动，观察弹簧测力计示数及其变化情况。 弹簧测力计指针下面的小纸弹簧测力计指针下面的小纸 团可以团可以“记住记住”拉力曾经达拉力曾经达 到的最大值到的最大值 (1)随着外力的增大，静摩擦力大小变化吗？若变化，如何变化？随着外力的增大，静摩擦力大小变化吗？若变化，如何变化？ (2)木块开始移动时弹簧测力计的示数有何特点？木块开始移动时弹簧测力计的示数有何特点？ 7 (3)若在木块上增加砝码，木块开始移动时弹簧测力计的示数如何变化？由若在木块上增加砝码，木块开始移动时弹簧测力计的示数如何
10、变化？由 此得出什么结论？此得出什么结论？ 提示：提示：(1)由二力平衡知，随着外力的增大，静摩擦力大小发生变化，相应由二力平衡知，随着外力的增大，静摩擦力大小发生变化，相应 增大。增大。 (2)木块开始移动时弹簧测力计的示数达到最大，即最大静摩擦力。静摩擦木块开始移动时弹簧测力计的示数达到最大，即最大静摩擦力。静摩擦 力的数值存在一个范围，即力的数值存在一个范围，即 0FFmax。 (3)弹簧测力计的示数增大。最大静摩擦力随正压力的增大而增大。弹簧测力计的示数增大。最大静摩擦力随正压力的增大而增大。 1静摩擦力产生的条件静摩擦力产生的条件 (1)接触面是粗糙的。接触面是粗糙的。 (2)两物体
11、相对静止但存在相对运动趋势。两物体相对静止但存在相对运动趋势。 (3)两物体在接触面上有正压力两物体在接触面上有正压力(弹力弹力)。 2四种方法判断静摩擦力的有无四种方法判断静摩擦力的有无 (1)条件判断法：接触面之间有压力、粗糙且有相对运动趋势。条件判断法：接触面之间有压力、粗糙且有相对运动趋势。 (2)假设法：假设两物体间无静摩擦力，看物体是否相对滑动，判断思路如假设法：假设两物体间无静摩擦力，看物体是否相对滑动，判断思路如 下：下： (3)力的作用效果判断法：如果相互接触的物体间存在摩擦力，则必有相应力的作用效果判断法：如果相互接触的物体间存在摩擦力，则必有相应 的作用效果的作用效果平衡
12、其他作用力或改变受力物体的运动状态，可据此确定有无平衡其他作用力或改变受力物体的运动状态，可据此确定有无 静摩擦力。静摩擦力。 (4)相互作用判断法：利用力的相互作用性，若甲对乙有静摩擦力，则乙对相互作用判断法：利用力的相互作用性，若甲对乙有静摩擦力，则乙对 甲也有静摩擦力，据此可以判断物体是否受静摩擦力。甲也有静摩擦力，据此可以判断物体是否受静摩擦力。 3静摩擦力的方向静摩擦力的方向 (1)在接触面上，与接触面相切，且与物体相对运动趋势的方向相反。在接触面上，与接触面相切，且与物体相对运动趋势的方向相反。 (2)与物体运动的方向可能相同，也可能相反。与物体运动的方向可能相同，也可能相反。 4
13、静摩擦力的大小静摩擦力的大小 (1)探究：如图所示探究：如图所示 (2)结论：静摩擦力会随着外力的改变而改变，由二力平衡可知，静摩擦力结论：静摩擦力会随着外力的改变而改变，由二力平衡可知，静摩擦力 8 大小总等于使物体发生相对运动趋势的外力。大小总等于使物体发生相对运动趋势的外力。 静摩擦力有一个最大的限度，即最大静摩擦力静摩擦力有一个最大的限度，即最大静摩擦力 Fmax，静摩擦力的大小范围，静摩擦力的大小范围 是是 0FFmax。 名师点睛名师点睛 1 最大静摩擦力比滑动摩擦力要稍大一点最大静摩擦力比滑动摩擦力要稍大一点， 但在没有特殊说明但在没有特殊说明 的情况下，可近似认为两者相等。的情
14、况下，可近似认为两者相等。 2 静摩擦力的大小与正压力无关，但一般情静摩擦力的大小与正压力无关，但一般情 形下，最大静摩擦力的大小与正压力成正比。形下，最大静摩擦力的大小与正压力成正比。 【例【例 2】 如图所示如图所示， 物体物体 A、 B 叠放在水平地面上叠放在水平地面上， 水平力水平力 F 作用在作用在 A 上上， 使二者一起向左做匀速直线运动，下列说法正确的是使二者一起向左做匀速直线运动，下列说法正确的是() AA、B 之间无摩擦力之间无摩擦力 BA 受到受到 B 的摩擦力水平向左的摩擦力水平向左 CB 受到受到 A 的摩擦力水平向左的摩擦力水平向左 D地面对地面对 B 的摩擦力为静摩
15、擦力，水平向右的摩擦力为静摩擦力，水平向右 思路点拨思路点拨 C对对 A 物体，由于物体，由于 A 匀速运动，由水平方向二力平衡可知，匀速运动，由水平方向二力平衡可知，B 对对 A 的摩的摩 擦力必与擦力必与 F 等值反向，故选项等值反向，故选项 A、B 错误；对错误；对 B 物体，由力的作用的相互性可物体，由力的作用的相互性可 知知，A 对对 B 的摩擦力一定与的摩擦力一定与 B 对对 A 的摩擦力反向的摩擦力反向，故故 B 受到受到 A 的摩擦力水平向的摩擦力水平向 左左，故选项故选项 C 正确正确；对对 A、B 整体分析整体分析，由于由于 A、B 一起向左匀速运动一起向左匀速运动，则地面
16、则地面 对对 B 的摩擦力为滑动摩擦力，且水平向右，故选项的摩擦力为滑动摩擦力，且水平向右，故选项 D 错误。错误。 上例中，若将二者一起向左做匀速直线运动改为二者一直静止不动，其他上例中，若将二者一起向左做匀速直线运动改为二者一直静止不动，其他 条件不变，分析条件不变，分析 A、B 受到摩擦力的大小和方向。受到摩擦力的大小和方向。 提示提示A 受到受到 B 向右的静摩擦力向右的静摩擦力； B 受到受到 A 向左的静摩擦力和地面向右的向左的静摩擦力和地面向右的 静摩擦力。静摩擦力。 静摩擦力与运动的关系辨析静摩擦力与运动的关系辨析 9 (1)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，关键取决于相对另
17、一物体是否受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，关键取决于相对另一物体是否 有相对运动趋势。有相对运动趋势。 (2)静摩擦力阻碍的是物体间的相对运动趋势，但不一定阻碍物体的运动，静摩擦力阻碍的是物体间的相对运动趋势，但不一定阻碍物体的运动， 即静摩擦力不一定是阻力。方向与物体运动方向可能相同，也可能相反，还可即静摩擦力不一定是阻力。方向与物体运动方向可能相同，也可能相反，还可 能成一定夹角。能成一定夹角。 (3)皮带不打滑说明皮带与轮接触处，皮带相对于轮静止，静摩擦力对主动皮带不打滑说明皮带与轮接触处，皮带相对于轮静止，静摩擦力对主动 轮是阻力，对从动轮是动力。轮是阻力，对从动轮是动力。 跟进训
18、练跟进训练 3(静摩擦力方向的判断静摩擦力方向的判断)在某中学秋季田径运动会上，高一在某中学秋季田径运动会上，高一 2 班小李同学 班小李同学 奋力拼搏奋力拼搏，勇夺男子勇夺男子 100 m 冠军冠军，图为该同学奔跑途中的两个瞬间图为该同学奔跑途中的两个瞬间，用用 Ff1、Ff2 分别表示该同学在图甲分别表示该同学在图甲、乙两瞬间所受到的摩擦力乙两瞬间所受到的摩擦力，则关于则关于 Ff1、Ff2的方向的方向，以以 下说法正确的是下说法正确的是() 甲甲乙乙 AFf1向后，向后，Ff2向后向后BFf1向前，向前，Ff2向前 向前 CFf1向前，向前，Ff2向后向后DFf1向后，向后，Ff2向前向
19、前 C在该同学奔跑途中，后脚用力向后蹬地，人才向前运动，正是由于地在该同学奔跑途中，后脚用力向后蹬地，人才向前运动，正是由于地 面给后脚向前的静摩擦力，才使该同学能向前运动。而当前脚向前跨时，地面面给后脚向前的静摩擦力，才使该同学能向前运动。而当前脚向前跨时，地面 给前脚向后的静摩擦力，该同学才不会向前滑动，所以前脚受到地面向后的静给前脚向后的静摩擦力，该同学才不会向前滑动，所以前脚受到地面向后的静 摩擦力，故摩擦力，故 C 正确。正确。 4(静摩擦力大小的计算静摩擦力大小的计算)(多选多选)如图所示，质量为如图所示，质量为 m 的木块在水平推力 的木块在水平推力 F 的作用下静止在竖直墙壁上
20、，若推力的作用下静止在竖直墙壁上，若推力 F 的大小增加到的大小增加到 2F，则，则() A木块所受墙面的弹力增加到原来的木块所受墙面的弹力增加到原来的 2 倍倍 B木块所受墙面的摩擦力增加到原来的木块所受墙面的摩擦力增加到原来的 2 倍倍 10 C木块所受墙面的摩擦力方向向下木块所受墙面的摩擦力方向向下 D木块所受墙面的摩擦力不变木块所受墙面的摩擦力不变 AD由于木块是静止的由于木块是静止的，所以木块与墙面之间的摩擦力为静摩擦力所以木块与墙面之间的摩擦力为静摩擦力，木块木块 在水平方向上受到推力在水平方向上受到推力 F 和墙对它的弹力和墙对它的弹力 FN，它们是一对平衡力，即，它们是一对平衡
21、力，即 FNF， 则当则当 F 增加到增加到 2F 时时，FN也增加到也增加到 2F，A 正确正确；在竖直方向上在竖直方向上，木块的重力与木块的重力与 墙面对木块的静摩擦力是一对平衡力，即木块受到墙面的静摩擦力大小恒等于墙面对木块的静摩擦力是一对平衡力，即木块受到墙面的静摩擦力大小恒等于 木块的重力大小木块的重力大小，方向与重力的方向相反方向与重力的方向相反，即沿墙面向上即沿墙面向上，B、C 错误错误，D 正确正确。 1下列关于静摩擦力的说法中，正确的是下列关于静摩擦力的说法中，正确的是() A两个相对静止的物体间一定有静摩擦力两个相对静止的物体间一定有静摩擦力 B受静摩擦力作用的物体不一定是
22、静止的受静摩擦力作用的物体不一定是静止的 C静摩擦力对物体的运动总是起阻碍作用静摩擦力对物体的运动总是起阻碍作用 D静摩擦力一定比滑动摩擦力大静摩擦力一定比滑动摩擦力大 B两个相对静止的物体间要满足静摩擦力产生的全部条件才有摩擦力，两个相对静止的物体间要满足静摩擦力产生的全部条件才有摩擦力， 选项选项 A 错误；受静摩擦力作用的物体相对于静摩擦力的施力物体静止，但不一错误；受静摩擦力作用的物体相对于静摩擦力的施力物体静止，但不一 定是静止的，选项定是静止的，选项 B 正确；无论静摩擦力还是滑动摩擦力，都可以与运动的方正确；无论静摩擦力还是滑动摩擦力，都可以与运动的方 向相同，选项向相同，选项
23、C 错误；静摩擦力大小在零和最大静摩擦力之间变化，最大静摩错误；静摩擦力大小在零和最大静摩擦力之间变化，最大静摩 擦力比滑动摩擦力大，选项擦力比滑动摩擦力大，选项 D 错误。错误。 2如图所示如图所示，静止在水平桌面上的木块在水平方向受到推力静止在水平桌面上的木块在水平方向受到推力 F1、 、F2和摩擦和摩擦 11 力力 Ff的作用。已知的作用。已知 F110 N，F22 N，则木块受到的摩擦力大小为，则木块受到的摩擦力大小为() A2 NB10 N C8 ND12 N CFf方向水平向左，由平衡条件可得方向水平向左，由平衡条件可得 F1F2Ff0，解得，解得 FfF1F2 8 N，故，故 C
24、 选项正确。选项正确。 3(多选多选)如图所示，在水平地面上叠放着如图所示，在水平地面上叠放着 A、B、C 三个完全相同的物块三个完全相同的物块， 当用水平力当用水平力 F 作用于作用于 B 时，时，A、B、C 均处于静止状态，则下列判断正确的是均处于静止状态，则下列判断正确的是 () AB 对对 A 的摩擦力大小等于的摩擦力大小等于 F BA 对对 B 的摩擦力大小等于的摩擦力大小等于F 2 CB 对对 C 的摩擦力大小等于的摩擦力大小等于 F D地面对地面对 C 的摩擦力大小等于的摩擦力大小等于 F CD以以 A 为研究对象，根据平衡条件得知，为研究对象，根据平衡条件得知，B 对对 A 没
25、有摩擦力，由力的没有摩擦力，由力的 作用是相互的可知作用是相互的可知，A 对对 B 的摩擦力也为零的摩擦力也为零，故故 A、B 错误错误；以以 A、B 组成的整组成的整 体为研究对象，根据平衡条件得知，体为研究对象，根据平衡条件得知，C 对对 B 的摩擦力大小等于的摩擦力大小等于 F，方向水平向，方向水平向 左，则左，则 B 对对 C 的摩擦力大小等于的摩擦力大小等于 F，方向水平向右，故，方向水平向右，故 C 正确；以正确；以 A、B、C 三个物块组成的整体为研究对象，根据平衡条件得，地面对三个物块组成的整体为研究对象，根据平衡条件得，地面对 C 的摩擦力大小等的摩擦力大小等 于于 F，方向
26、水平向左，故，方向水平向左，故 D 正确。正确。 4如图所示，物体如图所示，物体 A 重重 40 N，物体，物体 B 重 重 20 N，A 与与 B、A 与地面间的动与地面间的动 摩擦因数相同，物体摩擦因数相同，物体 B 用细绳系在竖直墙面上，当水平力用细绳系在竖直墙面上，当水平力 F32 N 时，才能时，才能将将 A 匀速拉出，求：匀速拉出，求： (1)接触面间的动摩擦因数；接触面间的动摩擦因数； (2)物体物体 A 所受物体所受物体 B 的摩擦力的大小和方向；的摩擦力的大小和方向； 12 (3)物体物体 A 所受地面的摩擦力的大小和方向。所受地面的摩擦力的大小和方向。 解析解析以以 A 物
27、体为研究对象，则物体物体为研究对象，则物体 B 对其压力对其压力 FN2GB，地面对 ，地面对 A 的的 支持力支持力 FN1GAGB，所以，所以 A 受受 B 的滑动摩擦力的滑动摩擦力 Ff2FN2GB，A 受地面的受地面的 摩擦力摩擦力 Ff1FN1(GAGB)，由题意得由题意得 FFf1Ff2，将将 F32 N，GA40 N， GB20 N，代入解得，代入解得0.4，Ff2GB8 N，方向水平向左；，方向水平向左；Ff1(GAGB) 24 N，方向水平向左。，方向水平向左。 答案答案(1)0.4(2)8 N水平向左水平向左(3)24 N水平向左水平向左 5情境情境：机器人被誉为机器人被誉
28、为“制造业皇冠顶端的明珠制造业皇冠顶端的明珠”，机器人机器人，特别是智能特别是智能 机器人产品的研发、产业化水平已成为衡量一个国家、地区科技创新和高端制机器人产品的研发、产业化水平已成为衡量一个国家、地区科技创新和高端制 造业综合竞争水平的重要指标。如图，一机械臂竖直夹起一个质量为造业综合竞争水平的重要指标。如图，一机械臂竖直夹起一个质量为 m 的金属的金属 小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与金属小球接触面保持竖直状态，且它小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与金属小球接触面保持竖直状态，且它 们之间的动摩擦因数为们之间的动摩擦因数为，铁夹对金属球的压力为，铁夹对金属球的压力为 F。 问题：问
29、题：(1)金属小球受到的摩擦力大小为多少，方向如何？金属小球受到的摩擦力大小为多少，方向如何？(2)若铁夹对金属若铁夹对金属 球的压力变为球的压力变为 2F，金属小球受到的摩擦力大小如何变化？，金属小球受到的摩擦力大小如何变化？ 解析解析(1)金属小球受到的摩擦力大小与金属小球重力大小相等金属小球受到的摩擦力大小与金属小球重力大小相等， 方向与重方向与重 力方向相反，故金属小球受到的摩擦力大小为力方向相反，故金属小球受到的摩擦力大小为 mg，方向竖直向上。，方向竖直向上。 (2)金属小球受到的摩擦力大小与金属小球重力大小相等，故金属小球受到金属小球受到的摩擦力大小与金属小球重力大小相等，故金属小球受到 的摩擦力不变。的摩擦力不变。 答案答案(1)mg方向竖直向上方向竖直向上(2)不变不变
