《初高中衔接----物理教材》第三章：相互作用---2摩擦力(原卷版).docx

2. 摩擦力
01【学情衔接】
已经学习知道的知识
衔接问题
将要达成的核心目标
1.滑动摩擦力是相互接触的物体发生相对滑动时，在接触面上产生的阻碍相对运动的力。物体间的压力越大，接触面越粗糙，滑动摩擦力就越大。
2.重力G=mg，两物体之间的压力与支持力都是弹力，大小相等，与接触面垂直，弹簧弹力F=kx；可以用力的示意图分析物体受力。
滑动摩擦力→滑动摩擦力、静摩擦力
摩擦力→摩擦力的分析与计算
重力、弹力摩擦力→简单的物体受力分析
1.理解相对运动、相对运动趋势、动摩擦因数等概念。
2.理解滑动摩擦力的产生条件，会计算滑动摩擦力的大小；理解静摩擦力的产生条件，知道最大静摩擦力，会分析静摩擦力的方向。
3.会实验研究滑动摩擦力的大小。
4.会综合分析简单的物体受力

02【衔接讲解】

一、滑动摩擦力→滑动摩擦力、静摩擦力
在两个相互接触并挤压的物体之间产生的阻碍相对运动或相对运动趋势的力，就是摩擦力，分别叫滑动摩擦力或静摩擦力。
1.滑动摩擦力
（1）方向：与相对运动的方向相反，如下图。
相对运动，指相互接触的两个物体之间互为参考系时，有位置的变化了。

（2）大小：实验表明，滑动摩擦力f的大小跟两个物体表面间的压力（即垂直作用力）N成正比，即f=μN。
①μ是比例常数,叫动摩擦因数，通常μ<1。
μ是反映接触面本身特性的物理量与接触面的材料、粗糙程度有关,与接触面积大小无关,与物体的运动状态无关,与物体的受力情况无关,没有单位。
②N是两个物体接触面间的压力, 即垂直作用力。
注意：N不一定等于物体的重力大小，有时甚至与重力无关，许多情况需根据受力情况加以确定。如图，用力F将物块压在竖直墙上时，无论物块静止或运动，物块与墙面间的正压力N=F。

（3）作用点：就在接触面上。
2. 静摩擦力
（1）方向：与相对运动趋势的方向相反。
相对运动趋势，指相互接触的两个物体之间的位置有变化的意愿、可能，但还未有相对运动的状态。相对运动趋势的方向即将要运动的方向。
如下图，物块未被推动时，静摩擦力的方向均与推力方向（即木块将要运动的趋势方向）相反，人的脚受到的静摩擦力的方向均向右，即与脚可能滑动的向左的方向相反。

（2）大小：
①静摩擦力是被动力，大小随相对运动趋势的增强而增大，一般应用平衡条件或相互作用规律求解。如上图，物块或人仍处静止状态时，静摩擦力等于推力。
②静摩擦力存在一个最大值，叫最大静摩擦力，其大小等于物体刚要运动时所需要的沿相对运动趋势方向的最小外力。如上右图，静摩擦力的最大值就等于木块即将开始运动时的最小推力。
注意，静摩擦力与两个物体接触面间的压力无关，而最大静摩擦力与压力有关，压力越大，一般最大静摩擦力也越大。有时，题目会明示或暗示可简单认为等于滑动摩擦力。
3）作用点：就在接触面上。
3.说明：
（1）摩擦力的方向不一定跟物体的运动方向相反，可能与物体的运动方向相同，为动力；也可能与物体的运动方向相反，为阻力；以后还可以看到有与运动方向夹任意夹角的情况。
（2）摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动。注意，不能说是阻碍运动。

☆【跨上台阶】

二、摩擦力→摩擦力的分析与计算
1.滑动摩擦力有无的判断
如果两物体相互接触、接触面粗糙、接触面之间有压力且两物体有相对运动，就一定有滑动摩擦力。
2.静摩擦力有无的判断方法
(1)条件判断:如果两物体相互接触、接触面粗糙、接触面之间有压力且两物体有相对运动趋势，一定有静摩擦力
(2)假设法:假设接触面光滑,若物体原先的运动状态改变,说明存在摩擦力;若物体的运动状态保持不变,说明不存在摩擦力。
(3)二力平衡法:根据物体的运动状态,应用二力平衡条件判断静摩擦力的有无。
(4)力的相互作用法:当一物体受静摩擦力方向不易判断时,可根据与之相互作用的另一物体所受静摩擦力情况进行判断,然后依据二力等大反向的特点进行判定。
3.判断摩擦力方向应注意的问题
（1）弄清物体相对运动或相对运动趋势的方向是关键。
（2）相对运动(趋势)方向是相对于所接触的物体的运动(趋势)方向,不一定是相对于地面的运动(趋势)方向。
（3）摩擦力的方向与相对运动(趋势)方向相反,不是与运动(趋势)方向相反。
（4）具体判断时,可灵活运用假设法、二力平衡法或反推法等其他方法。
一些常见重要的结论
A、B均相对地面静止
A、B一起向右匀速运动

A不受静摩擦力
A受B施加的向左的静摩擦力
A不受静摩擦力
A受B施加的向左静摩擦力
B受地面施加的向左静摩擦力
B受A、地面施加的向右、向左静摩擦力
B不受A施加的静摩擦力
B受A施加的向右的静摩擦力
4.关于摩擦力的计算
（1）明确摩擦力的类型，不同的摩擦力计算方法不同。
（2）用f=μN计算滑动摩擦力大小，最重要的就是准确分析研究对象受到的支持力或压力N是多少。
三、重力、弹力、摩擦力→简单的物体受力分析
1.重力、弹力、摩擦力的比较

2.受力分析：把研究对象在给定的物理过程中、特定的物理状态下受到的所有外力都分析出来，并画出受力示意图，就是受力分析。
正确的分析物体的受力情况是研究力学问题的关键。
3.受力分析的步骤：
(1)明确研究对象――可以是某个物体、可以是几个物体组成的整体、也可以是一个“结点”。
(2) 用隔离法分析受力――防止多力。
所谓隔离法，就是一般不可以在原图上分析――把研究对象单独列出分析其受力的方法。
(3)按一定顺序分析――防止少力。
顺序一般为：动力（拉力、推力、牵引力等）→重力→弹力→摩擦力。
(4)画受力图示意图。

(5)检查。
①该力是研究对象受到的力吗？――不分析研究对象对周围物体的力！要始终明确研究对象是谁。
②该力有吗？――每分析一个力，都应找到施力物体；不能认为物体在运动方向上一定受到力的作用。
③该力方向对吗？
4.整体法与隔离法
（1）整体法：将多个运动情况相同（如均处于静止状态或均处于匀速直线运动状态等）的物体当作一个整体的方法，可先行分析、确定某个、某些物体的一部分受力情况。
（2）隔离法：将某个物体从情境中隔离出来，单独分析其受力情况的方法。
（3）技巧：整体法和隔离法有时要交叉使用。
①研究外力对物体系统的作用，且各物体运动状态相同时可采用整体法。
②分析系统内各物体（各部分）间相互作用，各物体运动状态不相同时应考虑用隔离法。

03【典例分析】

【类型一】关于滑动摩擦力的认识
【例1】关于滑动摩擦力的说法，以下正确的是(　　)
A．只有运动的物体才受到滑动摩擦力
B．滑动摩擦力总跟物体的重力成正比
C．滑动摩擦力总是阻碍物体的运动
D．滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动
【反思与感悟】滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，滑动摩擦力的方向总是跟物体间的相对运动方向相反，滑动摩擦力的大小只与动摩擦因素合正压力有关。
【类型二】关于静摩擦力方向的判断
【例2】（多选）对如图所示的皮带传动装置，下列说法中正确的是（ ）

A．B轮带动A轮时沿逆时针方向转动
B．C轮带动D轮时沿顺时针方向转动
C．皮带上M点所受的静摩擦力方向向上
D．皮带上N点所受的静摩擦力方向可能向上，也可能向下
【反思与感悟】摩擦力的方向可以与运动方向相同,充当动力;也可以与运动方向相反,充当阻力。
【类型三】摩擦力的计算
【例3】质量为2 kg的物体静止在水平地面上，如图5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＝10 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？
反思与感悟】本题可按如下思路分析：

计算摩擦力时，应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力。注意滑动摩擦力f的大小与物体运动的速度大小无关，与接触面的大小无关，静摩擦力可在0～fmax之间变化，不能用公式f＝μN计算，且静摩擦力与正压力无关。
【类型四】关于受力分析
【例4】画出图中物体A受力示意图，并写出力的名称及施力物体。

【反思与感悟】受力分析时只分析研究对象的受力情况，而不分析研究对象对其他物体的施力情况。要防止“漏力”和“多力”，寻找施力物体是防止“多力”的有效措施，按正确的顺序受力分析是防止“漏力”的重要方法。如果某个力的方向难以确定，可以用假设法分析。

04【自测练习】
【基础训练】

1．如图所示，物体A受到摩擦力的是(　　)

A．物体A沿粗糙竖直墙面向下运动
B．物体A沿光滑的斜面向上运动
C．物体A随物体B一起向右匀速运动
D．物体A在斜面上静止
2.如图所示在水平桌面上放一木块，用从零开始逐渐增大的水平拉力F拉着木块沿桌面运动，则木块所受的摩擦力f随拉力F变化的图像正确的是(　　)

3.(多选)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，今用水平力F作用于B时，A、B、C均处于静止状态，则(　　)

A．地面对C的摩擦力等于F
B．A对B的摩擦力等于
C．B对A的摩擦力等于零
D．B对C的摩擦力等于F，方向向右
4．书桌和书柜分别重500 N和1 500 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数相同，一同学用一轻弹簧测力计沿水平方向拉书桌。
(1)当弹簧测力计的读数为150 N，书桌仍静止，此时书桌受摩擦力多大？
(2)当书桌沿水平方向匀速运动时，弹簧测力计的读数为200 N，书桌与地面间的动摩擦因数多大？
(3)该同学用200 N的力去拉书柜，能拉动吗？为什么？

【提升训练】

5.在机场和港口，常用输送带运送旅客和行李、货物。如图所示，图甲为水平输送带，图乙为倾斜输送带，当一个行李箱随输送带一起做匀速直线运动时，下列判断中正确的是(　　)

A．甲、乙两图中的行李箱都受到两个力作用
B．甲、乙两图中的行李箱都受到三个力作用
C．图甲中的行李箱受到三个力作用，图乙中的行李箱受到四个力作用
D．图甲中的行李箱受到两个力作用，图乙中的行李箱受到三个力作用
6.用弹簧测力计测定木块A、B间的动摩擦因数μ，如图甲、乙所示。
（1）为了用弹簧测力计的读数表示滑动摩擦力，两种情况中木块A是否都一定要做匀速运动？
（2）若木块A在拉力F的作用下做匀速运动，甲图中A、B间摩擦力是否等于拉力F?
（3）若A、B的重力分别为100 N和150 N，甲图中弹簧测力计读数为60 N（当A被拉动时），F = 100 N，求A、B间的动摩擦因数M。