摩擦力学案(人教版必修)

金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第1页共6页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com3.3摩擦力学案（人教版必修1）1．摩擦力(1)定义：两个相互接触的物体，当它们发生________________或具有________________时，在接触面上产生阻碍________________或________________的力．(2)分类：①________________；②________________.(3)条件①物体接触且；②接触面；③物体间有或.2．静摩擦力(1)定义：两个只有________________，没有相对运动的物体间的摩擦力．(2)产生条件：①两个物体直接接触且________________；②接触面________；③物体间有________________．(3)大小：是可变的，变化范围为________________，其中Fmax为静摩擦力的最大值，叫________________．(4)方向：与接触面________并且与物体间________运动趋势方向________．3．滑动摩擦力(1)定义：两个相互接触的物体，当发生__________________时，在接触面间产生的阻碍物体________________的力叫滑动摩擦力．(2)产生条件：①两物体直接接触且________________；②接触面________；③发生_______．(3)大小：滑动摩擦力F的大小与物体间________________________FN的大小成正比，即F＝μFN，式中μ为比例系数，叫____________，其大小与接触面的材料和粗糙程度有关，而与受力面积、物体运动的速度等因素无关．(4)方向：与接触面________并且与物体间________________的方向相反.一、静摩擦力[问题情境]图1我们先来做个小实验，体验一下摩擦力．把木块放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，如图1所示．(1)当测力计的示数为1N时，木块没有动．(2)逐渐增大拉力到2N时，木块仍静止．(3)继续增大拉力到4N时，木块开始移动，此时拉力突然变小到3.8N，此后木块匀速运动，拉力不变．请对以上三种现象作出分析．[要点提炼]1．两个相互接触挤压而保持相对静止的物体，当它们之间存在相对运动趋势时，在它们的金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第2页共6页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com接触面上会产生阻碍物体间相对运动的力，这种力叫做________________．2．使物体由静止开始运动的最小的水平拉力(或推力)，是物体所受静摩擦力的最大值，这个最大值叫做________________．3．静摩擦力产生的条件：①物体____________且相互挤压；②接触面粗糙；③两物体间有相对运动趋势．4．静摩擦力的大小与正压力无关，但最大静摩擦力的大小与正压力成____比．5．静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反，即其效果是阻碍物体间的________运动．[问题延伸]图2如图2所示，A、B两物体竖直叠放在水平面上，今用水平力F拉物体A，两物体一起匀速运动，试分析A、B所受静摩擦力的方向．二、滑动摩擦力[问题情境]一辆汽车正在奔驰，司机突然发现前方有危险，于是立即紧急刹车．车终于停下，路面上留下两条清晰的刹车痕迹，你能解释车停止运动的真正原因吗？[要点提炼]1．滑动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上滑动的时候，会受到另一个物体______________的力，这种力叫做滑动摩擦力．2．滑动摩擦力产生的条件①接触面粗糙；②两物体相互接触且存在弹力；③两物体间有________________．3．滑动摩擦力的方向总是沿着__________________________，且与________________的方向相反．4．滑动摩擦力的大小滑动摩擦力跟________成正比，也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比．公式：F＝μFN，μ为动摩擦因数，取决于两物体的________和接触面的________________，与接触面的面积________．[问题延伸]图3如图3所示，物体A、B一起向右运动，速度分别为vA＝2m/s，vB＝1m/s.请分析A、B两物体受到的滑动摩擦力的方向，并回答滑动摩擦一定阻碍物体的运动吗？金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第3页共6页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com图4例1有三个相同的物体叠放在一起，置于粗糙水平面上，物体之间不光滑，如图4所示．现用一水平力F作用在B物体上，物体仍保持静止，下列说法正确的是()A．C受到地面的摩擦力大小为F，方向水平向左B．A受到水平向右的摩擦力作用C．B对C的摩擦力方向为水平向右D．C和地面间无摩擦力的作用变式训练1下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中，正确的是()A．静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反B．静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同C．静摩擦力的方向可能与物体的运动方向垂直D．静止的物体所受的静摩擦力一定为零图5例2如图5所示，一物体在动摩擦因数μ＝0.2的水平面上向左运动，物体质量为10kg，它在运动过程中还受到一个水平向右的大小为20N的拉力作用，则物体受到的摩擦力为()A．0NB．20N，水平向右C．40N，水平向右D．20N，水平向左图6变式训练2如图6所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力的作用，木块处于静止状态．其中F1＝10N，F2＝2N，若撤去力F1，则木块在水平方向受到的摩擦力为()A．8N，方向向右B．6N，方向向右C．2N，方向向右D．0图7例3质量为2kg的物体静止在水平地面上，如图7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．(取g＝10N/kg)(1)当推力大小为5N时，地面对物体的摩擦力是多大？金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第4页共6页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com(2)当推力大小为12N时，地面对物体的摩擦力是多大？拓展探究(1)物体运动后将推力变为20N，地面对物体的摩擦力多大？(2)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多大？【效果评估】1．关于摩擦力，下列说法中正确的是()A．两个接触的相对静止的物体间一定有摩擦力B．受静摩擦作用的物体一定是静止的C．滑动摩擦力方向可能与运动方向相同D．物体间正压力一定时，静摩擦力的大小可以变化，但有一个限度2．下列说法中正确的是()A．两个相互接触的物体之间一定有弹力作用B．一个物体静止在另一个物体的表面上，它们之间一定不存在摩擦力的作用C．两个物体之间如果有弹力的作用，就一定有摩擦力的作用D．两个物体之间如果有摩擦力的作用，就一定有弹力的作用图83．如图8所示，用水平力F将同种材料不同质量的物体压到一竖直墙壁上，下列说法正确的是()A．若物体保持静止，则F越大，物体所受摩擦力越大B．若物体保持静止，则质量越大，物体所受摩擦力越小C．若物体沿墙壁向下滑动，则F越大，物体所受摩擦力越大D．若物体沿墙壁向下滑动，则质量越大，物体所受摩擦力越大4．用一根长20cm，劲度系数为k＝200N/m的弹簧水平拉着放在水平桌面上的质量为1kg的木块，弹簧的长度逐渐伸长到22.4cm时木块开始运动，当弹簧的长度为21.7cm时，木块在桌面上做匀速直线运动．则：(1)木块受到的最大静摩擦力多大？静摩擦力的变化范围怎样？金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第5页共6页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com(2)木块和桌面间的动摩擦因数是多少？(3)木块滑动过程中，当弹簧的长度小于或大于21.7cm时滑动摩擦力如何变化？参考答案课前自主学习1．(1)相对运动相对运动趋势相对运动相对运动趋势(2)①静摩擦力②滑动摩擦力(3)①相互挤压②粗糙③相对运动相对运动趋势2．(1)相对运动趋势(2)①相互挤压②粗糙③相对运动趋势(3)0F静≤Fmax最大静摩擦力(4)相切相对相反3．(1)相对滑动相对运动(2)①相互挤压②粗糙③相对滑动(3)相互挤压的弹力动摩擦因数(4)相切相对滑动核心知识探究一、[问题情境](1)当拉力为1N时，木块有相对桌面运动趋势，但没有动，是因为木块除受1N的拉力外，还受到桌面对它的一个力的作用，这个力与1N的拉力大小相等，方向相反．(2)当拉力增大到2N时，木块仍静止，但它相对桌面运动的趋势更加“强烈”，此时桌面对木块的作用力为2N.(3)当拉力增大到4N时，木块开始移动，说明“4N的力”是使木块开始运动所需的最小力，此时桌面对木块的力也为4N．木块运动起来以后，拉力变为3.8N，这个力是保证木块匀速运动所需要的力．[要点提炼]1．静摩擦力2．最大静摩擦力3．接触4．正5．相对[问题延伸]A受向左的静摩擦力，B受向右的静摩擦力；A受静摩擦力是阻力，B受静摩擦力是动力．二、[问题情境]路面给车一个摩擦力，使车停止运动．[要点提炼]1．阻碍它滑动2．③相对运动3．接触面的切线方向相对运动金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第6页共6页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com4．压力材料粗糙程度无关[问题延伸]如果以A为参考系，则B相对于A向左运动，所以B受到A向右的滑动摩擦力，可见，物体的相对运动方向和实际运动方向有时并不相同．还可以看出A给B的滑动摩擦力与B的实际运动方向相同，促进B的运动而不是阻碍B的运动．解题方法探究例1AC[在选项A中，以A、B、C三者的整体为研究对象，此整体在水平方向上受平衡力的作用，因此C受到地面的摩擦力等于拉力F，方向向左，A项正确，D项错误；在选项B中，以A为研究对象，A不受摩擦力，否则A不能平衡，B项错误；选项C中，B对C的摩擦力与C对B的摩擦力大小相等，方向相反．由此可知，B对C的摩擦力大小等于F，方向水平向右，C项正确．]变式训练1C[静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势的方向相反，而物体相对运动趋势的方向可能与物体运动的方向相同(例如：与传送带相对静止，随传送带一起加速运动的物体)，也可能与物体运动方向相反(例如：与传送带相对静止，随传送带一起减速运动的物体)，还可能与物体运动方向垂直(例如：随车厢一起做加速运动的车厢后壁上相对于车厢静止的物体，如图所示)．静止的物体所受静摩擦力不一定为零(例如：用力推静止在地面上的木箱但未推动)，故A、B、D项错误，C项正确．]例2B[研究摩擦力时：(1)首先要根据实际情况判断、分析究竟是静摩擦力还是滑动摩擦力；(2)如果是滑动摩擦力，就要分析滑动面上压力的大小，用公式计算；(3)如果是静摩擦力，就要分析物体所受到的其他力，根据物体所处的运动状态，通过列力学方程求解．根据滑动摩擦力公式F＝μFN可以得到：摩擦力等于20N，其方向水平向右．选B.]变式训练2C[未撤去F1前，木块静止，说明木块所受的静摩擦力大小F静＝F1－F2＝8N，方向向左．也说明了最大静摩擦力F静max≥8N．当撤去F1后，在F2作用下木块有向左运动的趋势，地面给木块的静摩擦力方向变为向右，因F2＝2N，小于最大静摩擦力，故木块仍保持静止，因而正确选项为C.]例3(1)5N(2)10N解析在地面上，FN＝mg，则滑动摩擦力(最大静摩擦力Fmax)大小为Fmax＝μFN＝μmg＝0.5×2×10N＝10N.(1)当拉力F＝5N时，FFmax，物体静止，则由二力平衡知：F静＝F＝5N.(2)当拉力F＝12N时，FFmax，物体滑动．则F滑＝μFN＝μmg＝10N.拓展探究(1)10N(2)10N效果评估1．CD2.D3．C[物体静止时，物体受静摩擦力，大小等于其重力，与水平力F无关，物体质量越大，所受摩擦力越大，故A、B错．物体向下滑动时，受到滑动摩擦力作用，大小为Ff＝μFN＝μF，故F越大，摩擦力越大，且与物体的质量无关，C对，D错．]4．(1)4.8N0～4.8N(2)0.34(3)大小不变