人教版必修一第3章第3课时《摩擦力》学案含答案正式版.docx

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人教版必修一第3章第3课时《摩擦力》学案含答案正式版

第三课时　摩　擦　力

1．知道静摩擦力的概念及产生条件，会判断静摩擦力的方向．

2．知道最大静摩擦力的概念，知道静摩擦力的大小范围．

3．知道滑动摩擦力概念及产生条件，会判断滑动摩擦力的方向．

4．知道滑动摩擦力的大小跟什么有关，会求滑动摩擦力．

一、摩擦力

1．定义

两个相互接触的物体，当它们发生相对运动，或具有相对运动的趋势时，在接触面上产生的阻碍相对运动或相对运动趋势的力．

2．分类

（1）静摩擦力．

（2）滑动摩擦力．

（3）滚动摩擦力．

3．条件

（1）物体间接触且挤压．

（2）接触面粗糙．

（3）物体间有相对运动趋势或相对运动．

►判一判

（1）一个物体在另一个物体表面滑动时，一定产生摩擦力．（错误）

提示：

摩擦力的产生必须具备三个条件，一个物体在另一个物体表面滑动只具备条件之一，此时物体间不一定有摩擦力．

（2）有摩擦力一定有弹力，有弹力不一定有摩擦力．（正确）

提示：

根据弹力和摩擦力的产生条件知，有摩擦力一定有弹力，有弹力不一定有摩擦力．

（3）摩擦力一定作用于两个相互接触的物体之间．（正确）

提示：

两物体相互接触挤压是产生摩擦力的前提．

二、静摩擦力与滑动摩擦力

摩擦力

静摩擦力

滑动摩擦力

定义

两个只有相对运动趋势，没有相对运动的物体间的摩擦力

两个具有相对运动的物体间的摩擦力

大小

范围：

0＜F≤Fm，Fm为最大静摩擦力．由物体的运动状态及外界对它的施力情况决定

F＝μFN，FN为压力，μ为动摩擦因数

方向

与接触面相切，并且跟物体的相对运动趋势方向相反

与接触面相切，并且跟物体的相对运动方向相反

作用

总是阻碍物体间的相对运动趋势

总是阻碍物体间的相对运动

效果

►想一想

　如图所示，汽车上的箱子始终相对车静止，则汽车在加速和减速时，箱子所受摩擦力方向是什么方向？

所受摩擦力是否一直阻碍箱子运动？

提示：

汽车加速时，箱子所受摩擦力方向向前，该力使箱子向前运动；汽车减速时，箱子所受摩擦力向后，该力阻碍箱子向前运动．

关于摩擦力认识的几个误区

误区一　误认为只有静止的物体才受静摩擦力作用，滑动摩擦力一定产生于运动的物体间．

静摩擦力产生于两个相对静止的物体间，它们可能都运动，如汽车加速前进时，相对于车厢静止的箱子受到向前的静摩擦力；再如，狗拉雪橇向前运动时，静止的地面也受到滑动摩擦力．

误区二　误认为摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反．

实际上摩擦力与相对运动方向或相对运动趋势方向相反，与物体的运动方向可能相反，可能相同，还可能与物体的运动方向不在一条直线上．

误区三　误认为物体间的压力越大，摩擦力就越大．

实际上滑动摩擦力、最大静摩擦力与物体间的压力有关，压力越大，则滑动摩擦力和最大静摩擦力就越大，而静摩擦力的大小与物体间的压力无关．

误区四　误认为摩擦力一定是阻力．

实际上摩擦力阻碍的是物体间的相对运动，摩擦力不一定是阻力，还有可能是动力，如传送带就是利用摩擦力作为动力，将粮食由低处送到粮仓中．

【案例展示1】　下列关于摩擦力的说法中，正确的是（　　）

A．滑动摩擦力的大小一定与正压力成正比

B．滑动摩擦力的方向一定与运动方向相反

C．摩擦力可能是动力

D．摩擦力一定是阻力

【规范解答】　实验表明，滑动摩擦力的大小与正压力成正比，A对．滑动摩擦力的方向一定与相对运动方向相反，与物体的运动方向不一定相反，B错．摩擦力可能是动力，也可能是阻力，C对，D错．

【答案】AC

【名师点评】摩擦力是三个基本力中最难理解的一个，掌握它的关键是深刻理解“相对”的含义．在摩擦力的概念、方向及作用效果中都涉及“相对”一词，学习中应借助多个实例，认真领会“相对”在有关摩擦力的不同环境中的意义．另外，学习中还要注意总结两种摩擦力的不同和相同之处．

误区五　认为滑动摩擦力的大小与接触面面积大小有关．

滑动摩擦力计算公式Ff＝μFN反映了滑动摩擦力与接触面的性质及正压力有关，与接触面的面积等因素无关．μ为动摩擦因数，其大小只与接触面的材料及粗糙程度有关；FN为正压力，大小要根据实际情况而定，不一定等于重力，更不能把正压力直接理解为重力．

【案例展示2】　一根质量为m，长度为L的均匀长方木条放在水平桌面上，木条与桌面间的动摩擦因数为μ.现用水平力F推木条，当木条经如图所示位置时，桌面对它的摩擦力为（　　）

A．μmgB.μmg

C.μmgD．上述选项均不对

【规范解答】　压力仍为FN＝mg，所以Ff＝μmg.故A对．

【答案】A

1．下列关于摩擦力的方向的说法，正确的是（CD）

A．摩擦力的方向总是与物体运动的方向相反

B．滑动摩擦力的方向总是与物体运动的方向相反

C．摩擦力的方向可能与物体运动的方向垂直

D．摩擦力的方向一定与接触面平行

解析：

摩擦力的方向一定与相对运动或相对运动趋势的方向相反，而与物体的运动方向可能垂直，如紧贴在车厢后壁上随车厢一起向前加速的物体受到的静摩擦力竖直向上，与运动方向垂直．

2．关于静摩擦力，下列说法正确的是（B）

A．运动的物体不可能受到静摩擦力的作用

B．静摩擦力总是与物体的相对运动趋势的方向相反

C．受静摩擦力的物体一定是静止的

D．两个相对静止的物体之间一定有静摩擦力的作用

解析：

物体是否受静摩擦力要看物体是否有相对运动的趋势，而与物体是否运动无关，其方向总是与物体的相对运动趋势的方向相反．

3．用手握瓶子，瓶子静止在手中，如图所示，瓶始终处于竖直方向，则下列说法正确的是（B）

A．手对瓶子的压力等于瓶子所受的重力

B．手对瓶子的摩擦力大小等于瓶子所受的重力的大小

C．手握得越紧，手对瓶子的摩擦力越大

D．手对瓶子的摩擦力必须大于瓶子所受的重力

4．如图所示，甲、乙两位同学做一种特殊的“拔河”游戏，两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端，保持凳子水平，然后各自向两侧水平收回手掌以达到拖拉凳子的目的．如果甲、乙与凳子下表面各处的粗糙程度相同，且在乙端的凳子上面放四块砖，则下列判断正确的是（B）

A．凳子向甲方移动

B．凳子向乙方移动

C．凳子在原地不会被拉动

D．凳子向体重大的同学一方移动

解析：

本题考查最大静摩擦力的概念与规律，甲、乙与凳子下表面各处的粗糙程度相同，但是乙端的凳子上面放了四块砖，这样乙与凳子的压力就大一些，所以最大静摩擦力就大，这就决定了乙与凳子之间不容易滑动，所以凳子向乙方移动．正确答案是B.

5．如图所示，一小孩用80N的水平力推重力为200N的木箱，木箱不动；当小孩用100N的水平力推木箱，木箱恰好能被推动．当木箱被推动之后，小孩只要用90N的水平推力就可以使木箱沿地面匀速前进，以下是对上述过程作出的计算和判断，其中正确的是（A）

A．木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.45

B．木箱与地面间的最大静摩擦力大小为90N

C．木箱与地面间的摩擦力大小始终为80N

D．木箱与地面间的滑动摩擦力大小为100N

6．如图所示，质量为m的木块放在水平传送带上，随传送带一起向前运动，木块与传送带间的动摩擦因数为μ，则下列说法正确的是（B）

A．当传送带匀速运动时，木块受向前的摩擦力，大小为μmg

B．当传送带匀速运动时，木块不受摩擦力作用

C．当传送带向前加速运动时，木块受向前的摩擦力，大小为μmg

D．无论传送带做何运动，木块受摩擦力均为μmg

7．三个形状相同、材料不同的物体叠放在水平面上，B物体受到水平拉力的作用，但三个物体都处于静止状态，如图所示，下列判断正确的是（BD）

A．各个接触面一定都是粗糙的

B．A与B的接触面可能是光滑的

C．C与水平面的接触面可能是光滑的

D．B与C、C与水平面的接触面一定是粗糙的

8．2008年9月6日，2008残奥会在北京开幕，我国著名残疾跳高运动员侯斌用一种震撼人心的方式点燃了主圣火．如图所示是侯斌匀速攀升时的一幅照片，关于侯斌攀升过程中，下列说法正确的是（AC）

A．侯斌受到绳的静摩擦力，方向向上

B．侯斌受到绳的滑动摩擦力，方向向下

C．攀升时候斌受到的合外力为零

D．以上说法均无道理

解析：

攀升时侯斌相对于绳有向下的运动趋势，故他受到绳的向上的静摩擦力，A正确；根据二力平衡可知，C正确．

9．如图所示，一质量为m的木块靠在竖直粗糙的墙壁上，且受到水平力F的作用，下列说法正确的是（ACD）

A．若木块静止，则木块受到的静摩擦力大小等于mg，方向竖直向上

B．若木块静止，当F增大时，木块受到的静摩擦力随之增大

C．若木块沿墙壁向下运动，则墙壁对木块的摩擦力大小为μF

D．若开始时木块静止．当撤去F，木块沿墙壁下滑时，木块不受滑动摩擦力作用

解析：

若木块静止，则木块受到的静摩擦力与mg平衡，大小为mg，方向竖直向上，故A正确，B错误；木块沿墙向下运动，墙对木块的摩擦力为μFN＝μF，故C正确；当撤去F时，墙与木块间无弹力，则木块也不受摩擦力作用，故D正确．

10．如图所示，皮带运输机将物体匀速地送往高处．下列结论正确的是（AC）

A．物体受到与运动方向相同的摩擦力作用

B．传送的速度越大，物体受到的摩擦力也越大

C．物体所受的摩擦力与匀速传送的速度无关

D．若匀速向下传送物体，物体所受的摩擦力沿皮带向下

解析：

物体与皮带相对静止，两者之间存在静摩擦力，静摩擦力的大小可由平衡条件求得，静摩擦力的方向沿皮带向上，与匀速传送的速度大小及运动方向无关，A、C项正确．

11．用劲度系数k＝490N/m的轻弹簧，沿水平桌面水平拉一木板使它做匀速直线运动，弹簧的长度l1＝12cm.若在木板上加上一个质量m＝5kg的铁块，仍用原弹簧拉住它沿水平桌面做匀速运动，弹簧的长度l2＝14cm，则木板与水平桌面间的动摩擦因数μ为多少？

解析：

k（l1－l0）＝μG，k（l2－l0）＝μ（G＋mg），联立解得μ＝0.2.

答案：

0.2

12．如图所示，轻质弹簧的劲度系数k＝20N/cm，用其拉着一个重为200N的物体在水平面上运动，当弹簧的伸长量为4cm时，物体恰在水平面上做匀速直线运动．求：

（1）物体与水平面间的动摩擦因数．

（2）当弹簧的伸长量为6cm时，物体受到的水平拉力多大？

这时物体受到的摩擦力有多大？

（3）如果物体在运动过程中突然撤去弹簧，而物体在水平面上能继续滑行，这时物体受到的摩擦力多大？

解析：

（1）由kx＝μFN知μ＝＝＝0.4.

（2）由F＝kx′得F＝120N；此时物体受到的摩擦力大小Ff＝μG＝0.4×200N＝80N.

（3）物体所受摩擦力大小仍为80N.

答案：

（1）0.4　

（2）120N　80N　（3）80N