2018高中物理第三章相互作用3.3静摩擦力学案新人教版必修1.doc

静摩擦力

一、 考点突破
此部分内容在高考物理中的要求如下：
知识点
考纲要求
题型
分值
静摩擦力
会分析静摩擦力的有无、判断方向、计算静摩擦力的大小
选择题、解答题
4～6分

二、重难点提示
重点：静摩擦力有无、方向的判断、静摩擦力大小的计算。
难点：变速运动中静摩擦力的分析。

一个物体在另一个物体的表面上相对于另一个物体静止，但存在着相对运动趋势时，作用于另一个物体阻碍其相对运动的力，叫静摩擦力。
（1）产生条件
①两物体直接接触、相互挤压有弹力产生；
②接触面粗糙；
③两物体保持相对静止但有相对运动趋势。
【要点诠释】
所谓相对运动趋势，就是说假设没有静摩擦力的存在，物体间就会发生相对运动。
（2）静摩擦力的方向
总跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势方向相反。
（3）静摩擦力的大小
静摩擦力的大小具有不确定性和被动适应性，会随着引起相对运动趋势的外力的增大而增大，但增大不能超过静摩擦力的最大值Fmax。
（4）静摩擦力的作用点：在两个物体的接触面上的受力物体上。
（5）静摩擦力的大小在0和最大值之间，即0＜F≤Fmax。
【方法指导】
在达到最大静摩擦力之前，静摩擦力的大小与使物体有相对运动趋势的力有关，与物体的运动状态有关，而与压力FN无关，一般应根据物体的运动状态来确定。目前，可根据初中二力平衡知识求解静摩擦力。

例题1 下列关于摩擦力的说法正确的是 （　　）
A. 摩擦力的方向总与物体的运动方向相反
B. 摩擦力的大小与相应的正压力成正比
C. 运动着的物体不可能受静摩擦力作用，只能受滑动摩擦力作用
D. 静摩擦力的方向与接触物体相对运动趋势的方向相反
思路分析：摩擦力的方向与物体的运动方向无直接关系，可以相同也可以相反，故A错；静摩擦力的方向总是与物体间相对运动趋势的方向相反，故D对；静摩擦力存在于相对静止的物体间，物体可以是静止的，也可以是运动的，故C错；滑动摩擦力大小与正压力成正比，静摩擦力与正压力无关，最大静摩擦力与正压力成正比，故B错。
答案：D

例题2 如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力 （　　）

A. 方向向左，大小不变
B. 方向向左，逐渐减小
C. 方向向右，大小不变
D. 方向向右，逐渐减小
思路分析：对A、B整体受力分析如图所示，滑动摩擦力F使整体产生加速度a，a等于μg不变，对B受力分析知，B所受静摩擦力Ff＝mB·a＝μmBg，大小不变，方向向左，故A对，B、C、D错。

答案：A

例题3 如图所示，两个方向相反的水平力F1和F2分别作用在物体B、C上，力的大小满足F2＝2F1＝2F。物体A、B、C均处于静止状态，各接触面与水平地面平行。物体A、C间的摩擦力大小为，物体B、C间的摩擦力大小为，物体C与地面间的摩擦力大小为，则（　　）

A. ＝F，＝F，＝0
B. ＝0，＝F，＝F
C. ＝F，＝0，＝0
D. ＝0，＝F，＝2F
思路分析：由于各物体均静止，所以它们受到的合外力均为零；物体A不会受C的摩擦力，否则A将加速运动，和题意状态矛盾，所以＝0；B受到的合外力为零，则＝F1＝F；对C受力分析，水平方向上应有：F2＝′＋＝F＋，＝F，即地面对C有向右的摩擦力F，综上所述可知，选项B正确。
答案：B

【方法提炼】
判断静摩擦力方向的方法
（1）由相对运动趋势直接判断
因为静摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反，如果我们研究的问题中，物体相对运动趋势很明显，就可以由相对运动趋势直接判断，这是判断静摩擦力方向的基础方法。
（2）用假设法判断
如果物体相对运动趋势不明显，可用假设法。所谓假设法就是假设相互作用的物体间没有摩擦力，分析物体间有无相对运动。若有相对运动，表明原来物体间有相对运动趋势；若无相对运动，表明原来物体间无相对运动趋势。这种相对运动的方向表明了原相对运动趋势的方向，由此可判断静摩擦力的方向。
（3）根据物体的受力情况判断静摩擦力的方向
根据物体的运动状态，先判定物体在运动方向的合外力情况，再根据物体已分析出的其他作用力来判断物体静摩擦力的方向。
（4）由牛顿第三定律判断
由以上三种方法先确定受力比较简单的物体所受的静摩擦力方向，再根据作用力与反作用力的规律，确定另一物体所受静摩擦力的方向。
［满分训练］
如图所示，物体A、B在力F作用下一起以相同速度沿F方向做匀速运动，关于物体A所受的摩擦力，下列说法正确的是（ ）

A. 甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相同
B. 甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相反
C. 甲、乙两图中A均不受摩擦力
D. 甲图中A不受摩擦力，乙图中A受摩擦力，方向与F相同
思路分析：分析甲图，选用假设法，A、B在拉力F作用下一起匀速运动，若A受摩擦力，则A物体受力不平衡，与已知相矛盾，故A、B间无摩擦力。分析乙图，也选用假设法，设A、B间光滑无摩擦力，A沿斜面方向受力不平衡，不能匀速运动，故有摩擦力。
答案：D
【高频疑点】
1. 对相对运动、相对静止和相对运动趋势的理解
这里的“动”和“静”是指研究对象相对于跟它接触的物体而言的，而不是相对于地面的运动和静止，所以受滑动摩擦力作用的物体可能是对地静止的，反之，受静摩擦力作用的物体可能相对于地面是运动的。
要判断物体的相对运动趋势，一般都是假定接触面是光滑的，然后分析两个物体的相对运动，此时相对运动的方向就是相对运动趋势的方向。
2. 摩擦力的方向（含滑动摩擦力）
“与相对运动（或趋势）方向相反”不能等同于“与运动方向相反”摩擦力方向可能与运动方向相同，可能与运动方向相反，也可能与运动方向成任一夹角θ，即摩擦力的方向与物体对地运动的方向没有确定关系。
3. 摩擦力的作用效果（含滑动摩擦力）
摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，但对物体的运动而言，摩擦力可能起动力作用，也可能起阻力作用，可以对物体做正功，也可以做负功。
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