衔接点15-摩擦力-2024年初升高物理无忧衔接(通用版).docx

衔接点15 摩擦力课程标准初中知道滑动摩擦力、滚动摩擦力和静摩擦力，能够利用二力平衡进行计算。高中1.知道滑动摩擦力概念及产生的条件，会判断滑动摩擦力的方向2.会用公式F=FN计算滑动摩擦力的大小3.知道静摩擦力产生的条件，会判断静摩擦力的大小和方向4.认识静摩擦的规律，知道静摩擦力的变化范围及其最大值初中物理高中物理异同点滑动摩擦力静摩擦力滑动摩擦力静摩擦力初高中物理中对摩擦力的定义、摩擦力的产生条件以及摩擦力的方向等问题的表述基本上是一致的。但是在高中物理中对滑动摩擦力大小的定量计算有了明确的公式，同时对静摩擦力的要求也是非常高，并且对静摩擦力大小计算也和初中不一样，需要通过平衡条件或者运动状态情况求出，并且对最大静摩擦力大小的求解也有相应的公式，一般认为等于滑动摩擦力的大小。一、 摩擦力1.两个互相接触的物体，当它们发生相对运动或相对运动趋势时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做摩擦力。2.一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦力叫做滑动摩擦力；一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力叫做滚动摩擦力；两个相互接触的物体，当它们要发生而尚未发生相对运动时，在它们接触面上产生一种阻碍物体相对运动趋势的力，称为静摩擦力.二、摩擦力的产生条件和方向1产生条件：(1)物体相互接触且挤压（有弹力）；(2)发生相对运动或相对运动的趋势；(3)接触面不光滑 。2作用点：摩擦力发生在接触面上，所以摩擦力的作用点就在接触面上，但为了研究方便，可把摩擦力的作用等效到一个点上，画力的示意图时，可将摩擦力作用点画在物体重心上。3方向：与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。摩擦力的方向有时与物体的运动方向相反，起阻力作用；有时与物体的运动方向相同，起动力作用。三、摩擦力的大小测量和影响因素1使用弹簧测力计可以粗略测量滑动摩擦力的大小。方法：用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动，根据二力平衡原理，可知弹簧测力计示数等于滑动摩擦力大小。2 根据影响滑动摩擦力的因素，通过增大压力或增大接触面粗糙程度，可以增大摩擦，通过减小压力或减小接触面粗糙程度可以减小摩擦。四、 摩擦的利用和防止1.增大摩擦的方法：（1）增大压力；（2）增大接触面粗糙程度；（3）将滚动摩擦变为滑动摩擦。2.减小摩擦的方法：（1）减小压力；（2）减小接触面粗糙程度；（3）变滑动摩擦为滚动摩擦；（4）使接触面互相分离。知识点一 滑动摩擦力1.定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力。2.滑动摩擦力产生的条件：两物体接触面粗糙、有弹力、发生相对运动。注意：有弹力，不一定有摩擦力；有摩擦力，一定有弹力。3 方向：（1）沿着接触面，跟物体相对运动的方向相反。不一定与运动方向相反（2）滑动摩擦力方向的判断： 4.大小：（1）公式：FfFN，其中FN表示接触面上压力的大小，为动摩擦因数。（2）动摩擦因数跟相互接触的两个物体的材料、接触面的粗糙程度有关，没有单位。注意：FN是正压力，其大小不一定等于物体的重力。（3）二力平衡法：物体匀速直线运动或静止时，根据二力平衡条件求解。知识点二 静摩擦力1.定义：相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动，这时的摩擦力叫作静摩擦力。2.静摩擦力的产生条件：两物体接触面粗糙、有弹力、具有相对运动趋势。3.方向：（1）沿着接触面，跟物体相对运动趋势的方向相反。“相对运动趋势”是指一个物体相对于与它接触的另一个物体有运动的苗头，但还未发生相对运动。（2）静摩擦力方向的两种判断方法假设法假设接触面是光滑的，判断物体将向哪个方向滑动，即物体相对运动趋势的方向，静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反二力平衡法当物体受静摩擦力处于平衡状态时，可根据二力平衡，判断出静摩擦力的方向3.静摩擦力的大小(1)范围：0FFmax。最大静摩擦力与正压力成正比。一般情况下，最大静摩擦力Fmax略大于滑动摩擦力，为分析问题方便，可认为二者相等。(2)计算：物体匀速直线运动或静止时，根据二力平衡条件求解。4.对摩擦力中“三个方向”“两个阻碍”的理解(1)运动方向：一般指物体相对于地面的运动方向。(2)相对运动方向：指滑动摩擦力的受力物体相对于施力物体的运动方向。(3)相对运动趋势方向：指静摩擦力的受力物体相对于施力物体的运动趋势方向。(4)阻碍：滑动摩擦力阻碍的是相对运动，静摩擦力阻碍的是相对运动趋势，但它们不一定阻碍物体的运动，即它们都可以作动力，也可以作阻力。1.冰壶比赛中的冰壶，刹车过程中的汽车，都会因受到摩擦力停下来，这个摩擦力是什么摩擦力？提示：滑动摩擦力。2.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，观察弹簧测力计示数及其变化情况。随着外力的增大，静摩擦力大小变化吗？若变化，如何变化？提示：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。【例1】如图所示，在F的作用下，质量为m的物体做匀速运动，已知物体与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则物体与地面间的摩擦力大小有以下表达方式，其中正确的是（）A0BmgCFD 【答案】B【详解】物体与地面间的摩擦力为滑动摩擦力，物体做匀速运动，由二力平衡知f=F由公式f=N，N=mg得f=mg故选B。【例2】如图所示，一张沙发放在水平地面上，一人用水平力F向右推沙发。时沙发没被推动，时沙发恰好被推动，时沙发做匀速直线运动。关于沙发受到的摩擦力，下列说法正确的是（）A当时，沙发没有受到摩擦力作用B当时，沙发受到的摩擦力大小为60N，方向向左C当时，沙发受到的摩擦力大小为80N，方向向左D沙发和地面间的最大静摩擦力大小为60N【答案】D【详解】AB当时，沙发没有推动，即此时沙发处于受力平衡状态，受力分析可知，此时受到的摩擦力为静摩擦力，大小与推力大小相等，为40N，方向向左，故AB错误；CD当时沙发恰好被推动，即此时沙发受到的静摩擦力达到最大值。故沙发和地面间的最大静摩擦力大小为60N，当时，沙发做匀速直线运动，即此时沙发处于受力平衡状态，受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为55N。根据滑动摩擦力的影响因素可知，当时，沙发受到的摩擦力仍为滑动摩擦力，大小仍为55N，方向向左，故C错误，D正确。故选D。1下列有关滑动摩擦力的说法中正确的是（）A相互接触并有相对运动的物体之间必有摩擦力B两物体之间有滑动摩擦力，则其间必有弹力C滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反D滑动摩擦力一定是阻力【答案】B【详解】A若相互接触并有相对运动的物体之间未发生弹性形变，物体间没有摩擦力，故A错误；B弹力是产生摩擦力的前提条件，故两物体之间有滑动摩擦力，则其间必有弹力，故B正确；C滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动方向相反，故C错误；D滑动摩擦力不一定是阻力，可以是动力，例如静止放置在水平传送带上的物块，物块受到滑动摩擦力与物块运动方向相同，故D错误。故选B。2如图所示，物块在水平拉力 F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F 的大小不变，而方向与水平面成53角，物块也恰好做匀速直线运动，则物块与桌面间的动摩擦因数为（）ABCD【答案】B【详解】当拉力水平时，物体匀速运动，则F=mg当拉力倾斜时Fcos53=（mg-Fsin 53）联立解得故选B。3物理老师上课时演示了一个实验，如图，将一细棒从苹果中间穿过，初始时细棒竖直、苹果静止，然后用铁锤猛地敲击棒的上端，对敲击过程中现象的描述，下列说法正确的是（）A苹果受到向下的摩擦力，沿棒向上移动B苹果受到向下的摩擦力，沿棒向下移动C苹果受到向上的摩擦力，沿棒向上移动D苹果受到向上的摩擦力，沿棒向下移动【答案】A【详解】由于在铁锤敲击棒的上端时，棒急速下降，而苹果由于惯性仍在原位置，苹果相对棒向上移动，受到的摩擦力方向向下。故选A。4如图所示，一质量为m=8kg的木块放在水平桌面上，在水平方向受到F1和F2作用而处于静止状态，其中F1=10N，F2=3N。已知木块与地面的动摩擦因数为0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度大小取，则木块在水平方向受到的摩擦力Ff下列说法正确的是（）A若撤去F1保留F2，则Ff=8N，方向向左B若撤去F1保留F2，则Ff=3N，方向向右C若撤去F2保留F1，则Ff=3N，方向向左D若撤去F2保留F1，则Ff=10N，方向向左【答案】B【详解】AB木块在水平方向受到F1和F2作用而处于静止状态，根据平衡条件可知木块受到的静摩擦力为方向向左；若撤去F1保留F2，由于可知木块仍然保持静止，则木块受到的静摩擦力为方向向右，故A错误，B正确；CD若撤去F2保留F1，由于可知木块将向右运动，则木块受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为方向向左，故CD错误。故选B。5如图所示，水平地面上木块A放在长木板B的上面，一水平轻质弹簧测力计右端与A相连，左端固定在竖直墙壁上。现用水平向右的恒力拉B使之在地面上运动，木块A相对地面静止，已知各接触面间均粗糙且粗糙程度不变。下列说法正确的是（）A木块A作用于木板B的滑动摩擦力大小等于B地面受到的滑动摩擦力大小等于C若木板加速运动，弹簧测力计的示数仍等于木块A所受滑动摩擦力大小D只有木板B匀速运动时，弹簧测力计的示数才等于木块A所受滑动摩擦力大小【答案】C【详解】AB由于木板B受到木块A作用于木板B滑动向左的滑动摩擦力和地面作用在木板B上水平向左的滑动摩擦力，故木块A作用于木板B的滑动摩擦力和地面作用在木板B的滑动摩擦力大小均小于，即地面受到的滑动摩擦力大小小于。故AB错误；CD无论木板加速还是匀速运动，A对B的压力不变，接触面的粗程度不变，木块A所受的滑动摩擦力不变，木块A相对地面静止，所受合力为零，弹簧测力计的示数等于木块A所受滑动摩擦力大小，故C正确，D错误。故选C。6如图所示，质量为10kg的物体，在水平地面上向左运动，物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2，与此同时，物体受到一个水平向右的拉力的作用，则物体受的摩擦力为（g取）（）A0B20N，水平向右C40N，水平向右D20N，水平向左【答案】B【详解】根据题意可知，物体在水平地面上向左运动，则物体受到的是滑动摩擦力，大小为方向与相对运动方向相反，水平向右。故选B。7关于静摩擦力，下列说法正确的是（）A两个接触且相对静止的物体间一定有静摩擦力作用B只有静止的物体才会受到静摩擦力作用，运动物体不会C静摩擦力方向总是会与物体的运动方向相反D物体受到的静摩擦力方向可能与其运动方向相同【答案】D【详解】A两个接触且相对静止的光滑物体间没有静摩擦力，故A错误；B静摩擦力产生在相对静止的物体之间，与物体本身的静止、运动无关，故B错误；CD静摩擦力方向总是会与物体的相对运动方向相反，可能会与物体的运动方向相反，也可能相同，故C错误，D正确。故选D。8如图所示，A、B、C三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数相同。三个物体随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是（）A三个物体受到的摩擦力均不为零B三个物体受到的摩擦力均为零CB、C受到的摩擦力方向相同DB、C受到的摩擦力方向相反【答案】C【详解】AA物体做水平方向的匀速直线运动，水平方向不受摩擦力，故A错误；BCDB、C物体有向下滑动的趋势，受到沿斜面向上的静摩擦力，大小均等于重力沿斜面向下的分力，大小为，故BD错误，C正确。故选C。9武警广西总队防城港支队组织特战分队开展多课目反恐演练。某武警战士爬杆训练的场景如图所示，战士先匀速竖直向上爬升，到最高处后抱着杆滑下来，下列说法正确的是（）A爬升时，由于战士相对于杆向上运动，故摩擦力向下B爬升时，抱杆抱得越紧，战士所受摩擦力越大C下滑时，抱杆抱得越紧，战士所受摩擦力越大D整个过程中，手握得越紧，杆与手之间的动摩擦因数就会越大【答案】C【详解】AB战士在匀速竖直向上爬升，处于平衡状态，受到的摩擦力与重力平衡，大小不变，方向向上，故AB错误；C下滑时，战士所受摩擦力为滑动摩擦力，根据可知抱杆抱得越紧，战士所受摩擦力越大，故C正确；D动摩擦因数与压力大小无关，只与接触面的粗糙程度有关，故D错误。故选C。10如图所示，甲、乙两人分别乘坐两种电动扶梯，此时两电梯均匀速向上运转，则（）A甲受到三个力的作用B甲对扶梯有摩擦力的作用C乙受到三个力的作用D乙受到的摩擦力方向沿斜面向下【答案】C【详解】AB题图甲中，人处于匀速直线运动状态，受重力与竖直向上的支持力，二力平衡，不受摩擦力，甲对扶梯也没有摩擦力，故A、B错误；CD题图乙中，人处于匀速直线运动状态，受到重力G、斜面的支持力以及沿斜面向上的静摩擦力f三个力作用，三力平衡，故C正确，D错误。故选C。11如图所示，一质量为的木块靠在粗糙竖直的墙上，且受到水平力的作用，下列说法正确的是（）A若木块静止，当增大时，木块受到的静摩擦力随之增大B若木块静止，当减小时，木块受到的静摩擦力随之减小C若木块与墙壁间的动摩擦因数为，则撤去后，木块受到的滑动摩擦力大小等于D若撤去，木块沿墙壁下滑时，木块不受滑动摩擦力作用【答案】D【详解】AB木块在水平力的作用下静止时，处于平衡状态，木块受推力F、重力mg、向上的静摩擦力Ff和向右的弹力FN，如图所示由共点力平衡条件有可得静摩擦力大小等于重力大小，不会随F的变化而改变，故A、B错误；CD撤去F后，木块沿墙壁向下滑动，由于此时木块和墙壁之间没有相互挤压，木块没有受到滑动摩擦力作用，故C错误，D正确。故选D。12小明同学用力传感器探究物块受的摩擦力，如图甲所示。固定的力传感器通过水平细线与物块相连，能记录细线拉力大小F。物块放在水平长木板上，现沿细线拉直方向用力抽动长木板，得到图像如图乙所示。结合图示相关信息，以下论断不正确的是（）A物块所受摩擦力方向与长木板运动方向相同B物块和木板之间静摩擦力的大小存在一个最大值C由题中信息可以测出物块与木板间的动摩擦因数D细线对物块拉力与物体所受摩擦力大小时刻相等【答案】C【详解】A长木板所受摩擦力方向与其运动方向相反，根据牛顿第三定律可知，物块所受摩擦力方向与长木板运动方向相同。故A正确，不符合题意；B静摩擦力随着拉力的增大，不断变大，滑动摩擦力略小于最大静摩擦力。由图乙可知，物块和木板之间静摩擦力的大小存在一个最大值约为10N。故B正确，不符合题意；C根据滑动摩擦力公式有由于物块的质量未知，故无法测出物块与木板间的动摩擦因数。故C错误，符合题意；D物块在水平方向上只受到细线的拉力和长木板对其的摩擦力，而物块始终处于静止状态。根据平衡条件可知，细线对物块拉力与物体所受摩擦力大小时刻相等，方向相反。故D正确，不符合题意。故选C。