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鲁科版 (2019)必修 第一册第3节 摩擦力背景图ppt课件
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这是一份鲁科版 (2019)必修 第一册第3节 摩擦力背景图ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了第1课时滑动摩擦力，彼此接触和挤压，相对滑动，阻碍相对滑动，相对运动方向相反，fμN，①②④⑤，思维·建模，课堂回眸，相对运动等内容，欢迎下载使用。
一、滑动摩擦力的内涵要素1.接触面性质：接触面_____（选填“粗糙”或“光滑”）。2.接触力的情况：___________________。3.运动情况：发生_________时，在接触面上产生的_____________的力。
二、滑动摩擦力的矢量性1.方向：总是与接触面相切，并与物体______________。2.大小：（1）文字表述：滑动摩擦力f的大小与压力N的大小成_____。（2）数学关系式：______。
三、动摩擦因数下列关于动摩擦因数的说法正确的是_________。①它是两个力的比值，没有单位。②它的大小与两个接触面的材料有关。③它的大小与物体间相对运动速度有关。④它的大小与两个接触面的粗糙程度有关。⑤钢-钢间的动摩擦因数比钢-冰间的动摩擦因数大。
一、认识滑动摩擦力1.滑动摩擦力产生的条件：（1）接触面粗糙。（2）两物体相互接触。（3）两物体相互挤压，即两者之间存在弹力。（4）两物体沿接触面发生相对滑动。
2.滑动摩擦力的方向与运动方向的关系：（1）在接触面上，与接触面相切且与物体相对运动的方向相反。（2）与物体的运动方向可能相同，也可能相反。
【思考·讨论】情境：如图所示，快件刚放到传送带上的一段时间内，快件随传送带向上运动。
讨论：（1）快件与传送带间发生相对运动，向哪滑动？（科学思维）提示：快件相对传送带向下滑动。（2）分析此过程中，快件所受滑动摩擦力的方向？（物理观念）提示：滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，则快件受到的滑动摩擦力沿传送带向上。
【典例示范】（多选）如图所示，一只猫在桌边猛的将桌布从鱼缸下向右拉出，鱼缸在桌面上继续向右滑行了一段距离后停下来。鱼缸在桌面上滑动的过程中，请根据相对运动方向的定义，分析下列关于桌面和鱼缸相对运动方向的说法正确的是（ ）A.鱼缸相对桌面向右运动B.鱼缸相对桌面向左运动C.桌面相对鱼缸向右运动D.桌面相对鱼缸向左运动
【解题探究】（1）判断鱼缸相对桌面的运动方向时，视哪个物体为静止的？提示：视桌子为静止的。（2）判断桌面相对鱼缸的运动方向时，视哪个物体为静止的？提示：视鱼缸为静止的。
【解析】选A、D。视桌子为静止的，鱼缸相对桌面向右运动，则A正确，B错误；视鱼缸为静止的，桌面相对鱼缸向左运动，则D正确，C错误。
【母题追问】1.（多选）请根据滑动摩擦力方向的性质，判断【典例示范】情境中，关于鱼缸底和桌面所受滑动摩擦力方向的说法正确的是（ ）（物理观念）A.桌面对鱼缸底的滑动摩擦力方向向左B.桌面对鱼缸底的滑动摩擦力方向向右C.鱼缸底对桌面的滑动摩擦力方向向左D.鱼缸底对桌面的滑动摩擦力方向向右
【解析】选A、D。鱼缸相对桌面向右运动，桌面对鱼缸底的滑动摩擦力方向向左。桌面相对鱼缸向左运动，鱼缸底对桌面的滑动摩擦力方向向右。
2.（多选）在【典例示范】中下列关于桌布和鱼缸底所受滑动摩擦力方向的说法正确的是（ ）（物理观念）A.桌布对鱼缸底的滑动摩擦力方向向左B.桌布对鱼缸底的滑动摩擦力方向向右C.鱼缸底对桌布的滑动摩擦力方向向左D.鱼缸底对桌布的滑动摩擦力方向向右【解析】选B、C。视桌布为静止的，鱼缸底的滑动摩擦力方向向右，则B正确，A错误；视鱼缸为静止的，桌布的滑动摩擦力方向向左，则C正确，D错误。
【补偿训练】1.关于滑动摩擦力，下列说法中正确的是（ ）A.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反B.滑动摩擦力是成对出现的，一个物体在水平地面上滑动时，地面也要受到滑动摩擦力作用C.滑动摩擦力的大小跟物体相对运动的速度大小有关D.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动
【解析】选B。滑动摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同，A错误；根据力的相互性可知，B正确；滑动摩擦力的大小只跟接触面的性质和压力有关，与物体相对运动速度大小无关，C错误；滑动摩擦力可能作为动力使物体运动，D错误。
2.（多选）如图所示，下列常见事例中受到滑动摩擦力的物体有（ ）A.刹车时，车轮抱死的摩托车B.在竖直绳的拉力作用下沿竖直墙壁运动的重物C.在水平地面上被推动的木箱D.冬天，相互摩擦取暖的双手
【解析】选A、C、D。按照产生滑动摩擦力的条件来分析物体是否受到摩擦力。四个事例中的研究对象都与其他物体接触、相对于接触物体有相对运动、接触面都不是光滑的。但是选项B中的重物与墙壁间没有挤压，因此该重物与墙壁间没有滑动摩擦力。其余选项中的研究对象跟与之接触的物体都有相互挤压，因此都受到滑动摩擦力的作用。综上所述，选项A、C、D正确。
二、科学探究——滑动摩擦力大小与物体间压力大小的关系1.实验目的：研究滑动摩擦力大小与接触面的情况、压力的定量关系。
2.设计思路：（1）实验方法：控制变量法。
①控制接触面粗糙程度不变，研究滑动摩擦力与压力的定量关系。②控制滑动摩擦力与压力不变，研究 与接触面粗糙程度的关系。
（2）测量的物理量。①测量滑动摩擦力的大小：根据物体A水平方向二力平衡，滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
②测量压力的大小：a.实验原理：根据竖直方向上二力平衡，压力N=mg。b.数据的收集方法：利用天平测量物体A的质量，由N=mg获得压力的大小。（3）通过在物体A上加砝码的方法改变压力。（4）通过将木板改为玻璃板改变接触面的粗糙程度。
3.实验结论：（1）当接触面材料相同，压力不同时：滑动摩擦力f的大小跟压力N成正比，即f=μN。（2）当压力相同，接触面材料不同时：滑动摩擦力与压力的比值 不同，说明接触面的动摩擦因数不同。
【思考·讨论】（1）探究改变拉木板的速度时，物体所受的滑动摩擦力的大小是否变化，请给出你的解释？（科学探究）提示：不变化。根据f=μN，滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数和压力有关，与速度无关。（2）探究改变物体与木板间接触面积的大小时，物体所受的滑动摩擦力的大小是否变化，请给出你的解释？（科学探究）提示：不变化。根据f=μN，滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数和压力有关，与接触面积无关。
【典例示范】有位同学要重新布置自己的房间，他用200N的水平拉力匀速拉动质量为50kg的书桌。求书桌与地板间的动摩擦因数是多少？（g取10N/kg）
【解析】匀速拉动时书桌的受力分析如图所示。
用200N的水平拉力匀速拉动书桌，书桌受到地面的滑动摩擦力f=200N。书桌受地面的支持力为N=mg=50×10N=500N。根据f=μN可得μ= =0.4答案：0.4
【母题追问】1.如果该同学要在与【典例示范】同样的情况下匀速移动质量为150kg的书柜，他用200N的力能拉动书柜吗？为什么？（g取10N/kg）（科学思维）【解析】书柜受到地面的支持力N2=m2g=150×10N=1500N匀速移动书柜所需的拉力为F=f2=μN2=0.4×1500N=600N则用200N的力不能拉动书柜。答案：不能，原因见解析
2.请依据【典例示范】所涉及的物理过程，利用图示装置来测定AB间的动摩擦因数。A、B两个物体叠放在一起，A的右面用不计重力的弹簧测力计连在墙上，此时测力计是水平的。请分析：（科学探究）
（1）需要测量的量有__________________。 （2）AB间动摩擦因数的表达式________________。
【解析】（1）需要测量的量有弹簧测力计的示数T，A物体的重力G。（2）对A物体，水平方向受拉力T和摩擦力f。因T=f，N=G，又f=μN，则AB间动摩擦因数μ=答案：（1）见解析 （2）
【补偿训练】1.如图所示为某新型夹砖机，它能用两侧巨大的“手臂”将几吨砖夹起，大大提高了工作效率。已知某夹砖机能夹起质量为m的砖，两侧“手臂”对砖产生的最大压力为Fmax（设此时静摩擦力等于滑动摩擦力），则“手臂”与砖之间的动摩擦因数至少为（ ）
【解析】选B。以砖为研究对象，竖直方向上受到重力和左右两侧两个摩擦力的作用，所以2f=mg，又因为f=μFmax，所以μ= ，选B。
2.（2018·漳州高一检测）用20N的水平力将一个5kg的物体压在竖直墙壁上，物体沿墙壁下滑，已知物体与墙壁间的动摩擦因数为0.3，求物体受到的滑动摩擦力的大小和方向。
【解析】由于用20N的力将物体压在墙壁上，所以物体与墙壁间的正压力为20N，根据f=μN得f=0.3×20N=6N滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反，物体沿墙壁下滑，故滑动摩擦力的方向沿墙壁向上。答案：6N 方向沿墙壁向上
【拓展例题】考查内容：滑动摩擦力的综合应用【典例】如图所示，一重力为20N的物体放在水平地面上，在一大小为F=8N的水平向右拉力作用下，向右匀速运动。
（1）求物体所受的摩擦力的大小和方向。（2）求物体与地面间的动摩擦因数μ。（3）若突然将外力F的方向改为水平向左，大小变为16N，求此时物体所受摩擦力大小和方向。
【解析】（1）根据二力平衡，物体所受摩擦力f=F=8N，方向与拉力方向相反，即水平向左。（2）动摩擦因数μ= =0.4（3）外力突然改为水平向左时，物体仍在向右运动，对水平面的压力没有变，故此时它受到的摩擦力大小、方向都与外力改变前相同。
答案：（1）8N 水平向左（2）0.4（3）8N 水平向左
第2课时 静摩擦力摩擦力的调控
一、静摩擦力的内涵要素1.接触面性质：接触面_____（选填“粗糙”或“光滑”）。2.接触力的情况：___________________。3.运动情况：物体之间没有发生_________，但具有_______________时，接触面上会产生一种________________的力。
二、静摩擦力的矢量性1.方向：总是与接触面相切，并且与________________________。
2.大小：（1）变化特点：开始时，静摩擦力随拉力的增大而_____当拉力增大到某一值时，物体突然开始沿接触面滑动。（2）最大静摩擦力：静摩擦力增大到_________时，所对应的物体与接触面之间的静摩擦力。（3）静摩擦力的大小范围：_________。
三、静摩擦力的影响因素下列有关静摩擦力的描述正确的是_______。①两个物体之间只有相对运动趋势，没有相对运动②静摩擦力的方向与外力无关③静摩擦力大小随外力增大而增大④处于静止状态的物体，所受静摩擦力大小与外力相等
四、摩擦力的调控在生产生活中，我们有时需要尽可能加大摩擦力，有时又希望把摩擦力减到最小。掌握了摩擦力的有关规律，就可根据需要找到调控摩擦力的方法。我们需要增大摩擦力时，可采用加大压力的方法或选用动摩擦因数更大的材料等；我们需要减小摩擦力时，则可采用相反的方法。
四、摩擦力的调控例如，为了打开密封的瓶装罐头盖子，人们发明了可增大摩擦力的开瓶器（左图）；在冰壶比赛中，为了让冰壶能够在赛道上按照期望的方式滑动，运动员就要反复刷冰以减小摩擦力（右图）。
调控摩擦力的巧妙方法还有很多。然而，人们发现，虽可用各种办法减小摩擦力，却不可能完全消除摩擦力。不过，若对于研究的问题来说，摩擦力小到可忽略不计，我们则称相关的物体为光滑物体。
一、认识静摩擦力1.产生的条件：（1）两物体直接接触且挤压。（2）接触面是粗糙的。（3）两物体有相对滑动的趋势。
2.“相对静止”的两个含义：（1）两个物体都静止。（2）两个物体速度相同。①速度相同的匀速直线运动。②初速度和加速度相同的变速运动。
3.判断静摩擦力有无的方法：（1）假设法。
（2）平衡条件法：根据二力平衡的条件判定。
4.静摩擦力的大小：（1）静摩擦力的大小总等于使物体发生相对滑动趋势的外力的大小。两物体间的静摩擦力f在0和最大静摩擦力fmax之间，即0
【思考·讨论】情境：甲图中自动卸货车开始卸货，货物没有下滑。乙图中旅客随倾斜电梯向上运动。
讨论：（1）图甲中自动卸货车车厢启动升起到货物开始下滑的过程中，货物所受静摩擦力的方向是怎样的？（物理观念）提示：静摩擦力的方向沿斜面向上。
（2）请从静摩擦力与物体运动关系的角度解释图乙中旅客所受静摩擦力的作用效果是怎样的？（物理观念）提示：静摩擦力的作用效果是使旅客向上运动，静摩擦力的方向与运动方向相同。
【典例示范】判断图中物体A是否受摩擦力作用（A和B相对静止）？若有，判断物体A受的摩擦力沿什么方向？
【解析】甲图所示情况，物体A处于静止状态，假设物体A受静摩擦力作用，根据二力平衡可知，物体A的平衡状态被破坏，因此假设是错误的，故在甲图情况下物体A不受摩擦力作用。乙图所示情况，物体A也处于平衡状态，由于物体A受向右的力F的作用，由二力平衡可知，物体A一定受向左的静摩擦力作用。丙图所示情况，用力F拉水平地面上的物体B，物体B及其上面的物体A保持相对静止做匀速直线运动，假设物体A受静摩擦力作用，根据二力平衡可知，物体A的平衡条件被破坏，因此假设是错误的，故在丙图情况下物体A不受摩擦力作用。
丁图所示情况，由于物体A做匀速直线运动，说明物体A在水平方向上受力平衡，根据二力平衡可知，物体A在水平方向上一定受到静摩擦力的作用与F相平衡，静摩擦力的方向与运动方向相反，即向左。
答案：甲、丙图中物体A不受摩擦力作用；乙、丁图中物体A受摩擦力作用，摩擦力的方向都向左。
【误区警示】分析静摩擦力的注意事项（1）静摩擦力的方向总是与物体的相对滑动趋势方向相反，与物体的运动方向可能相同。（2）运动或静止的物体都有可能受到静摩擦力作用。（3）静摩擦力的大小与物体所受的外力或运动状态有关，与压力大小无关。
【素养训练】1.（多选）（2019·三明高一检测）如图所示，人用手握住一个油瓶，并确保能使油瓶静止在竖直方向上，以下说法中正确的是（ ）A.手握得越紧，油瓶受的摩擦力就会越大B.手握得越紧，油瓶与手之间的动摩擦因数就会越大C.手握得越紧，油瓶与手之间的最大静摩擦力就会越大D.往油瓶里添油，油瓶受的摩擦力会增大
【解析】选C、D。油瓶一直静止，因此无论手握多紧，静摩擦力都始终和重力相等，重力增加，摩擦力增加，A错误，D正确；动摩擦因数只与物体的材料以及粗糙程度有关，所以B错误；最大静摩擦力与正压力成正比，C正确。
2.重100N的物体，静止在粗糙的水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当物体受到一个大小为10N，方向水平向右的拉力作用后，水平面对物体的摩擦力大小和方向是（ ）A.10N，水平向左 B.10N，水平向右C.20N，水平向左 D.20N，水平向右【解析】选A。物体所受滑动摩擦力大小为：f=μN=0.2×100N=20N；当F=10N<20N
假设法：根据物体的运动状态判断，假设A受到B的静摩擦力作用，则A在水平方向所受的合力不为零，与题意矛盾，故A不受静摩擦力作用。或假设A不受B的静摩擦力作用，则A在水平方向所受的合力为零，与题意相符，故A不受静摩擦力作用。答案：A、B间无摩擦力，地面对B的静摩擦力方向向左。
二、实验与探究——粗测最大静摩擦力1.实验目的：粗测最大静摩擦力。2.实验原理：（1）状态分析：水平桌面上，受拉力作用的物块开始运动前，处于静止状态。（2）二力平衡：根据二力平衡，物块所受静摩擦力大小与弹簧测力计的拉力相等。
3.实验设计：（1）选用弹簧测力计，获得静摩擦力大小的数据。（2）根据弹簧测力计数据的变化情况，分析静摩擦力大小的变化规律。（3）在物块上添加砝码，改变压力，研究静摩擦力的变化规律。（4）观察记录物块刚开始滑动时，弹簧测力计示数的变化情况。（5）比较两种情况下，弹簧测力计所显示的最大静摩擦力大小与压力的关系。
4.实验结论：（1）最大静摩擦力fmax与物体之间正压力N成正比。（2）最大静摩擦力比滑动摩擦力略大。
【思考·讨论】请设计实验方案，使静摩擦力大小的变化情况清晰地显示出来。（科学探究）
提示：可采用如图所示的方案。将木块固定，木板与木块开始相对滑动前弹簧测力计的示数为静摩擦力大小。
【典例示范】如图所示，将两本书逐页交叉在一起后，双手抓住书脊用力向两边拉：
（1）如果不能分开，请分析纸张所受静摩擦力的方向？（2）在没有分开的情况下，手的拉力增大，静摩擦力的大小将如何变化，最大静摩擦力呢？
【解析】（1）如果不能分开，左侧纸张有向左运动的趋势，其所受静摩擦力的方向向右。同理，右侧纸张受向左的静摩擦力。（2）在没有分开的情况下，手的拉力增大，静摩擦力的大小将增大。最大静摩擦力大小与所受的正压力和接触面的粗糙程度有关，则最大静摩擦力不变。答案：见解析
【误区警示】静摩擦力大小变化的两个误区（1）不能认为外力增大时，物体所受的静摩擦力一定增大。如竖直面内，压力增大时，静摩擦力大小不变。（2）不能认为最大静摩擦力是固定值。最大静摩擦力与正压力大小和动摩擦因数有关。
【素养训练】1.（多选）如图所示，放在水平桌面上的木块A处于静止状态，所挂的砝码和托盘的总质量为0.6kg，弹簧测力计读数为2N，滑轮摩擦不计。若轻轻取走盘中的部分砝码，使总质量减少到0.1kg时，将会出现的情况是（g取10N/kg，不计托盘重力）（ ）
A.弹簧测力计的读数将变小B.A仍静止不动C.A对桌面的摩擦力变小D.A所受的摩擦力方向向左
【解析】选B、C。由平衡状态可知木块A所受的最大静摩擦力至少为4N，方向向左，若使总质量减少到0.1kg，此时向右的拉力为1N，摩擦力方向向右，大小为1N，所以B、C对，A、D错。
2.如图所示，重为200N的A木块放在水平桌面上静止不动，桌面与木块之间的动摩擦因数μ=0.1。现将重为15N的B物体通过轻质细绳，跨过定滑轮与A木块连结在一起，则水平桌面与A之间的摩擦力大小为_____N。当B物体的重力变为30N，则水平桌面与A之间的摩擦力大小变为_______N。（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
【解析】物体A水平方向受绳的拉力和摩擦力，A受的最大静摩擦力fmax=f=μN=0.1×200N=20N。当用15N力拉A时，A不动，则A受到静摩擦力为15N。当用30N力拉A时，A物体开始滑动，则A受到滑动摩擦力f=μN=0.1×200N=20N。答案：15 20
【补偿训练】1.如图所示，重物A、B叠放在水平桌面上。质量分别为m1、m2、m3的物体分别通过细线跨过定滑轮水平系在重物A、B上，已知m1>m2+m3，A、B保持静止。现将m3解下放在物体A的上方，发现A、B仍处于静止。关于A、B间的摩擦力f1和B与桌面的摩擦力f2的变化情况，下列说法中正确的是（ ）
A.f1变大，f2不变B.f1变大，f2变大C.f1变小，f2不变D.f1变小，f2变大
【解析】选D。对于重物A，受水平向左的拉力和静摩擦力f1，处于静止状态。m3放到重物A上时，f1一定变小。对于重物B，开始时受到水平向右的拉力大小为m1g，A给的水平向左的静摩擦力大小为f1=（m2+m3）g，由于m1>m2+m3，故桌面肯定要给B一个水平向左的静摩擦力f2，此时有：m1g=f2+f1，当m3放到重物A上时，f1减小，故f2变大，则D正确，A、B、C错误。
2.物体A、B间接触面粗糙，如图所示，物体A在拉力Fa、Fb作用下做匀速运动，下列关于A、B物体所受滑动摩擦力的说法正确的是（ ）
A.图甲中A、B所受滑动摩擦力的方向都跟物体的运动方向相反B.图甲中A、B所受滑动摩擦力都是阻力C.由图乙可知，受滑动摩擦力的物体不一定是运动的D.图甲、乙中拉力Fa、Fb相等
【解析】选C。图甲中物体A所受滑动摩擦力向左，与运动方向相反；物体B所受滑动摩擦力方向向右，作为动力使物体向右运动，二者方向相同，A、B错误。图乙中，B物体虽受滑动摩擦力，但不运动，C正确。由f=μN，而N=mg，但是两物体A、B质量不一定相等，所以Fa、Fb不一定相等，D错误。
【拓展例题】考查内容：静摩擦力、最大静摩擦力和滑动摩擦力【典例】把一个重为G的物体，用一个水平方向的力F=kt（k为恒量，t为时间）压在竖直墙壁上，如图所示，从t=0开始物体所受的摩擦力f随时间t的变化关系是图中的（ ）
【正确解答】选B。由于物体受到的水平推力为F=kt，则墙与物体之间的压力N=kt，开始的一段时间内F比较小，物体受到的摩擦力f小于物体的重力G，物体沿墙壁下滑，物体所受摩擦力为滑动摩擦力，由f=μN=μkt，可知f与t成正比。当滑动摩擦力f大小等于重力G时，物体不能立即停止运动，物体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力，并随着F的增大，摩擦力继续增大，摩擦力将大于重力，物体做减速运动直至静止。物体静止之后，所受摩擦力为静摩擦力，其大小与F无关，总跟使物体向下运动的重力相等。故B正确。
一、滑动摩擦力的内涵要素1.接触面性质：接触面_____（选填“粗糙”或“光滑”）。2.接触力的情况：___________________。3.运动情况：发生_________时，在接触面上产生的_____________的力。
二、滑动摩擦力的矢量性1.方向：总是与接触面相切，并与物体______________。2.大小：（1）文字表述：滑动摩擦力f的大小与压力N的大小成_____。（2）数学关系式：______。
三、动摩擦因数下列关于动摩擦因数的说法正确的是_________。①它是两个力的比值，没有单位。②它的大小与两个接触面的材料有关。③它的大小与物体间相对运动速度有关。④它的大小与两个接触面的粗糙程度有关。⑤钢-钢间的动摩擦因数比钢-冰间的动摩擦因数大。
一、认识滑动摩擦力1.滑动摩擦力产生的条件：（1）接触面粗糙。（2）两物体相互接触。（3）两物体相互挤压，即两者之间存在弹力。（4）两物体沿接触面发生相对滑动。
2.滑动摩擦力的方向与运动方向的关系：（1）在接触面上，与接触面相切且与物体相对运动的方向相反。（2）与物体的运动方向可能相同，也可能相反。
【思考·讨论】情境：如图所示，快件刚放到传送带上的一段时间内，快件随传送带向上运动。
讨论：（1）快件与传送带间发生相对运动，向哪滑动？（科学思维）提示：快件相对传送带向下滑动。（2）分析此过程中，快件所受滑动摩擦力的方向？（物理观念）提示：滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，则快件受到的滑动摩擦力沿传送带向上。
【典例示范】（多选）如图所示，一只猫在桌边猛的将桌布从鱼缸下向右拉出，鱼缸在桌面上继续向右滑行了一段距离后停下来。鱼缸在桌面上滑动的过程中，请根据相对运动方向的定义，分析下列关于桌面和鱼缸相对运动方向的说法正确的是（ ）A.鱼缸相对桌面向右运动B.鱼缸相对桌面向左运动C.桌面相对鱼缸向右运动D.桌面相对鱼缸向左运动
【解题探究】（1）判断鱼缸相对桌面的运动方向时，视哪个物体为静止的？提示：视桌子为静止的。（2）判断桌面相对鱼缸的运动方向时，视哪个物体为静止的？提示：视鱼缸为静止的。
【解析】选A、D。视桌子为静止的，鱼缸相对桌面向右运动，则A正确，B错误；视鱼缸为静止的，桌面相对鱼缸向左运动，则D正确，C错误。
【母题追问】1.（多选）请根据滑动摩擦力方向的性质，判断【典例示范】情境中，关于鱼缸底和桌面所受滑动摩擦力方向的说法正确的是（ ）（物理观念）A.桌面对鱼缸底的滑动摩擦力方向向左B.桌面对鱼缸底的滑动摩擦力方向向右C.鱼缸底对桌面的滑动摩擦力方向向左D.鱼缸底对桌面的滑动摩擦力方向向右
【解析】选A、D。鱼缸相对桌面向右运动，桌面对鱼缸底的滑动摩擦力方向向左。桌面相对鱼缸向左运动，鱼缸底对桌面的滑动摩擦力方向向右。
2.（多选）在【典例示范】中下列关于桌布和鱼缸底所受滑动摩擦力方向的说法正确的是（ ）（物理观念）A.桌布对鱼缸底的滑动摩擦力方向向左B.桌布对鱼缸底的滑动摩擦力方向向右C.鱼缸底对桌布的滑动摩擦力方向向左D.鱼缸底对桌布的滑动摩擦力方向向右【解析】选B、C。视桌布为静止的，鱼缸底的滑动摩擦力方向向右，则B正确，A错误；视鱼缸为静止的，桌布的滑动摩擦力方向向左，则C正确，D错误。
【补偿训练】1.关于滑动摩擦力，下列说法中正确的是（ ）A.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反B.滑动摩擦力是成对出现的，一个物体在水平地面上滑动时，地面也要受到滑动摩擦力作用C.滑动摩擦力的大小跟物体相对运动的速度大小有关D.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动
【解析】选B。滑动摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同，A错误；根据力的相互性可知，B正确；滑动摩擦力的大小只跟接触面的性质和压力有关，与物体相对运动速度大小无关，C错误；滑动摩擦力可能作为动力使物体运动，D错误。
2.（多选）如图所示，下列常见事例中受到滑动摩擦力的物体有（ ）A.刹车时，车轮抱死的摩托车B.在竖直绳的拉力作用下沿竖直墙壁运动的重物C.在水平地面上被推动的木箱D.冬天，相互摩擦取暖的双手
【解析】选A、C、D。按照产生滑动摩擦力的条件来分析物体是否受到摩擦力。四个事例中的研究对象都与其他物体接触、相对于接触物体有相对运动、接触面都不是光滑的。但是选项B中的重物与墙壁间没有挤压，因此该重物与墙壁间没有滑动摩擦力。其余选项中的研究对象跟与之接触的物体都有相互挤压，因此都受到滑动摩擦力的作用。综上所述，选项A、C、D正确。
二、科学探究——滑动摩擦力大小与物体间压力大小的关系1.实验目的：研究滑动摩擦力大小与接触面的情况、压力的定量关系。
2.设计思路：（1）实验方法：控制变量法。
①控制接触面粗糙程度不变，研究滑动摩擦力与压力的定量关系。②控制滑动摩擦力与压力不变，研究 与接触面粗糙程度的关系。
（2）测量的物理量。①测量滑动摩擦力的大小：根据物体A水平方向二力平衡，滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
②测量压力的大小：a.实验原理：根据竖直方向上二力平衡，压力N=mg。b.数据的收集方法：利用天平测量物体A的质量，由N=mg获得压力的大小。（3）通过在物体A上加砝码的方法改变压力。（4）通过将木板改为玻璃板改变接触面的粗糙程度。
3.实验结论：（1）当接触面材料相同，压力不同时：滑动摩擦力f的大小跟压力N成正比，即f=μN。（2）当压力相同，接触面材料不同时：滑动摩擦力与压力的比值 不同，说明接触面的动摩擦因数不同。
【思考·讨论】（1）探究改变拉木板的速度时，物体所受的滑动摩擦力的大小是否变化，请给出你的解释？（科学探究）提示：不变化。根据f=μN，滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数和压力有关，与速度无关。（2）探究改变物体与木板间接触面积的大小时，物体所受的滑动摩擦力的大小是否变化，请给出你的解释？（科学探究）提示：不变化。根据f=μN，滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数和压力有关，与接触面积无关。
【典例示范】有位同学要重新布置自己的房间，他用200N的水平拉力匀速拉动质量为50kg的书桌。求书桌与地板间的动摩擦因数是多少？（g取10N/kg）
【解析】匀速拉动时书桌的受力分析如图所示。
用200N的水平拉力匀速拉动书桌，书桌受到地面的滑动摩擦力f=200N。书桌受地面的支持力为N=mg=50×10N=500N。根据f=μN可得μ= =0.4答案：0.4
【母题追问】1.如果该同学要在与【典例示范】同样的情况下匀速移动质量为150kg的书柜，他用200N的力能拉动书柜吗？为什么？（g取10N/kg）（科学思维）【解析】书柜受到地面的支持力N2=m2g=150×10N=1500N匀速移动书柜所需的拉力为F=f2=μN2=0.4×1500N=600N则用200N的力不能拉动书柜。答案：不能，原因见解析
2.请依据【典例示范】所涉及的物理过程，利用图示装置来测定AB间的动摩擦因数。A、B两个物体叠放在一起，A的右面用不计重力的弹簧测力计连在墙上，此时测力计是水平的。请分析：（科学探究）
（1）需要测量的量有__________________。 （2）AB间动摩擦因数的表达式________________。
【解析】（1）需要测量的量有弹簧测力计的示数T，A物体的重力G。（2）对A物体，水平方向受拉力T和摩擦力f。因T=f，N=G，又f=μN，则AB间动摩擦因数μ=答案：（1）见解析 （2）
【补偿训练】1.如图所示为某新型夹砖机，它能用两侧巨大的“手臂”将几吨砖夹起，大大提高了工作效率。已知某夹砖机能夹起质量为m的砖，两侧“手臂”对砖产生的最大压力为Fmax（设此时静摩擦力等于滑动摩擦力），则“手臂”与砖之间的动摩擦因数至少为（ ）
【解析】选B。以砖为研究对象，竖直方向上受到重力和左右两侧两个摩擦力的作用，所以2f=mg，又因为f=μFmax，所以μ= ，选B。
2.（2018·漳州高一检测）用20N的水平力将一个5kg的物体压在竖直墙壁上，物体沿墙壁下滑，已知物体与墙壁间的动摩擦因数为0.3，求物体受到的滑动摩擦力的大小和方向。
【解析】由于用20N的力将物体压在墙壁上，所以物体与墙壁间的正压力为20N，根据f=μN得f=0.3×20N=6N滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反，物体沿墙壁下滑，故滑动摩擦力的方向沿墙壁向上。答案：6N 方向沿墙壁向上
【拓展例题】考查内容：滑动摩擦力的综合应用【典例】如图所示，一重力为20N的物体放在水平地面上，在一大小为F=8N的水平向右拉力作用下，向右匀速运动。
（1）求物体所受的摩擦力的大小和方向。（2）求物体与地面间的动摩擦因数μ。（3）若突然将外力F的方向改为水平向左，大小变为16N，求此时物体所受摩擦力大小和方向。
【解析】（1）根据二力平衡，物体所受摩擦力f=F=8N，方向与拉力方向相反，即水平向左。（2）动摩擦因数μ= =0.4（3）外力突然改为水平向左时，物体仍在向右运动，对水平面的压力没有变，故此时它受到的摩擦力大小、方向都与外力改变前相同。
答案：（1）8N 水平向左（2）0.4（3）8N 水平向左
第2课时 静摩擦力摩擦力的调控
一、静摩擦力的内涵要素1.接触面性质：接触面_____（选填“粗糙”或“光滑”）。2.接触力的情况：___________________。3.运动情况：物体之间没有发生_________，但具有_______________时，接触面上会产生一种________________的力。
二、静摩擦力的矢量性1.方向：总是与接触面相切，并且与________________________。
2.大小：（1）变化特点：开始时，静摩擦力随拉力的增大而_____当拉力增大到某一值时，物体突然开始沿接触面滑动。（2）最大静摩擦力：静摩擦力增大到_________时，所对应的物体与接触面之间的静摩擦力。（3）静摩擦力的大小范围：_________。
三、静摩擦力的影响因素下列有关静摩擦力的描述正确的是_______。①两个物体之间只有相对运动趋势，没有相对运动②静摩擦力的方向与外力无关③静摩擦力大小随外力增大而增大④处于静止状态的物体，所受静摩擦力大小与外力相等
四、摩擦力的调控在生产生活中，我们有时需要尽可能加大摩擦力，有时又希望把摩擦力减到最小。掌握了摩擦力的有关规律，就可根据需要找到调控摩擦力的方法。我们需要增大摩擦力时，可采用加大压力的方法或选用动摩擦因数更大的材料等；我们需要减小摩擦力时，则可采用相反的方法。
四、摩擦力的调控例如，为了打开密封的瓶装罐头盖子，人们发明了可增大摩擦力的开瓶器（左图）；在冰壶比赛中，为了让冰壶能够在赛道上按照期望的方式滑动，运动员就要反复刷冰以减小摩擦力（右图）。
调控摩擦力的巧妙方法还有很多。然而，人们发现，虽可用各种办法减小摩擦力，却不可能完全消除摩擦力。不过，若对于研究的问题来说，摩擦力小到可忽略不计，我们则称相关的物体为光滑物体。
一、认识静摩擦力1.产生的条件：（1）两物体直接接触且挤压。（2）接触面是粗糙的。（3）两物体有相对滑动的趋势。
2.“相对静止”的两个含义：（1）两个物体都静止。（2）两个物体速度相同。①速度相同的匀速直线运动。②初速度和加速度相同的变速运动。
3.判断静摩擦力有无的方法：（1）假设法。
（2）平衡条件法：根据二力平衡的条件判定。
4.静摩擦力的大小：（1）静摩擦力的大小总等于使物体发生相对滑动趋势的外力的大小。两物体间的静摩擦力f在0和最大静摩擦力fmax之间，即0
【思考·讨论】情境：甲图中自动卸货车开始卸货，货物没有下滑。乙图中旅客随倾斜电梯向上运动。
讨论：（1）图甲中自动卸货车车厢启动升起到货物开始下滑的过程中，货物所受静摩擦力的方向是怎样的？（物理观念）提示：静摩擦力的方向沿斜面向上。
（2）请从静摩擦力与物体运动关系的角度解释图乙中旅客所受静摩擦力的作用效果是怎样的？（物理观念）提示：静摩擦力的作用效果是使旅客向上运动，静摩擦力的方向与运动方向相同。
【典例示范】判断图中物体A是否受摩擦力作用（A和B相对静止）？若有，判断物体A受的摩擦力沿什么方向？
【解析】甲图所示情况，物体A处于静止状态，假设物体A受静摩擦力作用，根据二力平衡可知，物体A的平衡状态被破坏，因此假设是错误的，故在甲图情况下物体A不受摩擦力作用。乙图所示情况，物体A也处于平衡状态，由于物体A受向右的力F的作用，由二力平衡可知，物体A一定受向左的静摩擦力作用。丙图所示情况，用力F拉水平地面上的物体B，物体B及其上面的物体A保持相对静止做匀速直线运动，假设物体A受静摩擦力作用，根据二力平衡可知，物体A的平衡条件被破坏，因此假设是错误的，故在丙图情况下物体A不受摩擦力作用。
丁图所示情况，由于物体A做匀速直线运动，说明物体A在水平方向上受力平衡，根据二力平衡可知，物体A在水平方向上一定受到静摩擦力的作用与F相平衡，静摩擦力的方向与运动方向相反，即向左。
答案：甲、丙图中物体A不受摩擦力作用；乙、丁图中物体A受摩擦力作用，摩擦力的方向都向左。
【误区警示】分析静摩擦力的注意事项（1）静摩擦力的方向总是与物体的相对滑动趋势方向相反，与物体的运动方向可能相同。（2）运动或静止的物体都有可能受到静摩擦力作用。（3）静摩擦力的大小与物体所受的外力或运动状态有关，与压力大小无关。
【素养训练】1.（多选）（2019·三明高一检测）如图所示，人用手握住一个油瓶，并确保能使油瓶静止在竖直方向上，以下说法中正确的是（ ）A.手握得越紧，油瓶受的摩擦力就会越大B.手握得越紧，油瓶与手之间的动摩擦因数就会越大C.手握得越紧，油瓶与手之间的最大静摩擦力就会越大D.往油瓶里添油，油瓶受的摩擦力会增大
【解析】选C、D。油瓶一直静止，因此无论手握多紧，静摩擦力都始终和重力相等，重力增加，摩擦力增加，A错误，D正确；动摩擦因数只与物体的材料以及粗糙程度有关，所以B错误；最大静摩擦力与正压力成正比，C正确。
2.重100N的物体，静止在粗糙的水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当物体受到一个大小为10N，方向水平向右的拉力作用后，水平面对物体的摩擦力大小和方向是（ ）A.10N，水平向左 B.10N，水平向右C.20N，水平向左 D.20N，水平向右【解析】选A。物体所受滑动摩擦力大小为：f=μN=0.2×100N=20N；当F=10N<20N
假设法：根据物体的运动状态判断，假设A受到B的静摩擦力作用，则A在水平方向所受的合力不为零，与题意矛盾，故A不受静摩擦力作用。或假设A不受B的静摩擦力作用，则A在水平方向所受的合力为零，与题意相符，故A不受静摩擦力作用。答案：A、B间无摩擦力，地面对B的静摩擦力方向向左。
二、实验与探究——粗测最大静摩擦力1.实验目的：粗测最大静摩擦力。2.实验原理：（1）状态分析：水平桌面上，受拉力作用的物块开始运动前，处于静止状态。（2）二力平衡：根据二力平衡，物块所受静摩擦力大小与弹簧测力计的拉力相等。
3.实验设计：（1）选用弹簧测力计，获得静摩擦力大小的数据。（2）根据弹簧测力计数据的变化情况，分析静摩擦力大小的变化规律。（3）在物块上添加砝码，改变压力，研究静摩擦力的变化规律。（4）观察记录物块刚开始滑动时，弹簧测力计示数的变化情况。（5）比较两种情况下，弹簧测力计所显示的最大静摩擦力大小与压力的关系。
4.实验结论：（1）最大静摩擦力fmax与物体之间正压力N成正比。（2）最大静摩擦力比滑动摩擦力略大。
【思考·讨论】请设计实验方案，使静摩擦力大小的变化情况清晰地显示出来。（科学探究）
提示：可采用如图所示的方案。将木块固定，木板与木块开始相对滑动前弹簧测力计的示数为静摩擦力大小。
【典例示范】如图所示，将两本书逐页交叉在一起后，双手抓住书脊用力向两边拉：
（1）如果不能分开，请分析纸张所受静摩擦力的方向？（2）在没有分开的情况下，手的拉力增大，静摩擦力的大小将如何变化，最大静摩擦力呢？
【解析】（1）如果不能分开，左侧纸张有向左运动的趋势，其所受静摩擦力的方向向右。同理，右侧纸张受向左的静摩擦力。（2）在没有分开的情况下，手的拉力增大，静摩擦力的大小将增大。最大静摩擦力大小与所受的正压力和接触面的粗糙程度有关，则最大静摩擦力不变。答案：见解析
【误区警示】静摩擦力大小变化的两个误区（1）不能认为外力增大时，物体所受的静摩擦力一定增大。如竖直面内，压力增大时，静摩擦力大小不变。（2）不能认为最大静摩擦力是固定值。最大静摩擦力与正压力大小和动摩擦因数有关。
【素养训练】1.（多选）如图所示，放在水平桌面上的木块A处于静止状态，所挂的砝码和托盘的总质量为0.6kg，弹簧测力计读数为2N，滑轮摩擦不计。若轻轻取走盘中的部分砝码，使总质量减少到0.1kg时，将会出现的情况是（g取10N/kg，不计托盘重力）（ ）
A.弹簧测力计的读数将变小B.A仍静止不动C.A对桌面的摩擦力变小D.A所受的摩擦力方向向左
【解析】选B、C。由平衡状态可知木块A所受的最大静摩擦力至少为4N，方向向左，若使总质量减少到0.1kg，此时向右的拉力为1N，摩擦力方向向右，大小为1N，所以B、C对，A、D错。
2.如图所示，重为200N的A木块放在水平桌面上静止不动，桌面与木块之间的动摩擦因数μ=0.1。现将重为15N的B物体通过轻质细绳，跨过定滑轮与A木块连结在一起，则水平桌面与A之间的摩擦力大小为_____N。当B物体的重力变为30N，则水平桌面与A之间的摩擦力大小变为_______N。（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
【解析】物体A水平方向受绳的拉力和摩擦力，A受的最大静摩擦力fmax=f=μN=0.1×200N=20N。当用15N力拉A时，A不动，则A受到静摩擦力为15N。当用30N力拉A时，A物体开始滑动，则A受到滑动摩擦力f=μN=0.1×200N=20N。答案：15 20
【补偿训练】1.如图所示，重物A、B叠放在水平桌面上。质量分别为m1、m2、m3的物体分别通过细线跨过定滑轮水平系在重物A、B上，已知m1>m2+m3，A、B保持静止。现将m3解下放在物体A的上方，发现A、B仍处于静止。关于A、B间的摩擦力f1和B与桌面的摩擦力f2的变化情况，下列说法中正确的是（ ）
A.f1变大，f2不变B.f1变大，f2变大C.f1变小，f2不变D.f1变小，f2变大
【解析】选D。对于重物A，受水平向左的拉力和静摩擦力f1，处于静止状态。m3放到重物A上时，f1一定变小。对于重物B，开始时受到水平向右的拉力大小为m1g，A给的水平向左的静摩擦力大小为f1=（m2+m3）g，由于m1>m2+m3，故桌面肯定要给B一个水平向左的静摩擦力f2，此时有：m1g=f2+f1，当m3放到重物A上时，f1减小，故f2变大，则D正确，A、B、C错误。
2.物体A、B间接触面粗糙，如图所示，物体A在拉力Fa、Fb作用下做匀速运动，下列关于A、B物体所受滑动摩擦力的说法正确的是（ ）
A.图甲中A、B所受滑动摩擦力的方向都跟物体的运动方向相反B.图甲中A、B所受滑动摩擦力都是阻力C.由图乙可知，受滑动摩擦力的物体不一定是运动的D.图甲、乙中拉力Fa、Fb相等
【解析】选C。图甲中物体A所受滑动摩擦力向左，与运动方向相反；物体B所受滑动摩擦力方向向右，作为动力使物体向右运动，二者方向相同，A、B错误。图乙中，B物体虽受滑动摩擦力，但不运动，C正确。由f=μN，而N=mg，但是两物体A、B质量不一定相等，所以Fa、Fb不一定相等，D错误。
【拓展例题】考查内容：静摩擦力、最大静摩擦力和滑动摩擦力【典例】把一个重为G的物体，用一个水平方向的力F=kt（k为恒量，t为时间）压在竖直墙壁上，如图所示，从t=0开始物体所受的摩擦力f随时间t的变化关系是图中的（ ）
【正确解答】选B。由于物体受到的水平推力为F=kt，则墙与物体之间的压力N=kt，开始的一段时间内F比较小，物体受到的摩擦力f小于物体的重力G，物体沿墙壁下滑，物体所受摩擦力为滑动摩擦力，由f=μN=μkt，可知f与t成正比。当滑动摩擦力f大小等于重力G时，物体不能立即停止运动，物体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力，并随着F的增大，摩擦力继续增大，摩擦力将大于重力，物体做减速运动直至静止。物体静止之后，所受摩擦力为静摩擦力，其大小与F无关，总跟使物体向下运动的重力相等。故B正确。
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