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3.2.2 靜摩擦力
人教版（2019） 高一上
一、摩擦力
兩個(gè)相互接觸、相互擠壓的物體，當(dāng)它們發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)或具有相對運(yùn)動(dòng)的趨勢時(shí)，就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢的力，這種力叫摩擦力.
摩擦力分類
滾動(dòng)摩擦力
靜摩擦力
滑動(dòng)摩擦力
靜摩擦力
互相接觸的物體相對靜止時(shí)，是不是也能產(chǎn)生摩擦力？
思考與討論：
親身體驗(yàn)
靜摩擦力方向
推力
靜摩擦力
1、靜摩擦力：兩個(gè)相互接觸、相互擠壓的物體，兩個(gè)物體之間只有相對運(yùn)動(dòng)趨勢，而沒有相對運(yùn)動(dòng)，這時(shí)就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對運(yùn)動(dòng)趨勢的力，這個(gè)力就叫做靜摩擦力.
二力平衡
靜摩擦力方向
靜摩擦力的方向和作用點(diǎn)
2. 方向總是和接觸面相切，并且
跟物體相對運(yùn)動(dòng)趨勢方向相反.
1. 作用點(diǎn)在接觸面，受力物體上.
靜摩擦力
產(chǎn)生條件
相互接觸，且有彈力產(chǎn)生
接觸面粗糙（不光滑）
兩物體保持相對靜止，但有相對運(yùn)動(dòng)的趨勢
靜摩擦力產(chǎn)生條件
有摩擦力一定有彈力
例1、下列圖中的物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)，有靜摩擦力的是( )
A
D
F
C
F
B
BCD
典型例題
G
G
F
G
N
N
G
f
f
N
f
F
N
推力
靜摩擦力
二力平衡
F增大，靜摩擦力也增大，總有：f靜=F
即：f靜總是與產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)趨勢的外力大小相等。
推力
靜摩擦力
最大靜摩擦力
推力繼續(xù)增大時(shí)，箱子總會(huì)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)推力的大小就是最大靜摩擦力.
靜摩擦力存在最大值
0＜ f ≤ fmax
F=50 N
靜摩擦力f=50 N
最大靜摩擦力
木箱剛剛要?jiǎng)?br/>最大靜摩擦力
不變
變大
Ffmax =μ0FN
( μ0：靜摩擦系數(shù) FN：正壓力 )
G
f
輕輕握和用力握有什么區(qū)別嗎？
f=mg
最大靜摩擦力增大
獎(jiǎng)杯就更不容易掉下來了
研究最大靜摩擦力實(shí)驗(yàn)
例2、木塊放在水平木板上,至少要用4 N的水平拉力,才能使木塊從原地開始運(yùn)動(dòng).在拉力從0逐漸增大到6 N的過程中：
(1)拉力為1 N時(shí)，靜摩擦力是
多大
(2)拉力為2 N時(shí)，求靜摩擦力;
(3)最大靜摩擦力是多大
典型例題
F=1 N
fmax=4 N
f=1 N
F=2 N
f=2 N
fmax=4 N
例2、木塊放在水平木板上,至少要用4 N的水平拉力,才能使木塊從原地開始運(yùn)動(dòng).在拉力從0逐漸增大到6 N的過程中：
(4)說出靜摩擦力的變化情況;
(5)用圖象表示靜摩擦力的變化情況.
典型例題
0從0逐漸增大到4 N
4N
f
t
0
靜摩擦力可以是阻力，也可以是動(dòng)力.
選定研究對象
找出相對運(yùn)動(dòng)趨勢方向
確定靜摩擦力方向
相反
并非一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反
地
運(yùn)動(dòng)的物體
靜摩擦力
【靜摩擦力的大小】
(1)范圍：0＜Ff≤Ffmax。
(2)計(jì)算：物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí)，根據(jù)二力平衡條件求解。
(3)靜摩擦力大小與正壓力無關(guān)。即：f靜總是與產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)趨勢的外力大小相等。
【注 意】
(1)靜摩擦力的方向與相對運(yùn)動(dòng)趨勢的方向相反，與運(yùn)動(dòng)方向可能相同，也可能相反。
(2)靜摩擦力發(fā)生在相對靜止的兩物體之間，受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的，運(yùn)動(dòng)的物體也可能受靜摩擦力作用。
小 結(jié)
A.若木塊靜止，則木塊受到的靜摩擦力大小等于mg，方向豎直向上
B.若木塊靜止，當(dāng)F增大時(shí)，木塊受到的靜摩擦力隨之增大
C.若木塊靜止，當(dāng)F增大時(shí)，最大靜摩擦力隨之增大
D.若開始時(shí)木塊靜止，當(dāng)撤去F，木塊沿墻壁下滑時(shí)，木塊不受摩擦
力作用
解析：若木塊靜止，則木塊受到的靜摩擦力與mg平衡，大小為mg，方向豎直向上，故A正確，B錯(cuò)誤；
最大靜摩擦力隨壓力的增大而增大，故C正確；
當(dāng)撤去F時(shí)，墻壁與木塊間無彈力，則木塊不受摩擦力作用，故D正確.
例.如圖所示，一質(zhì)量為m的木塊靠在粗糙的豎直墻壁上，且受到水平力F的作用，下列說法錯(cuò)誤的是（ ）
傾斜傳送帶上的靜摩擦力
F
理解相對靜止
1. 下列說法中正確的是 （ ）
D. 發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體間也可能出現(xiàn)靜摩擦力
C. 運(yùn)動(dòng)的物體可能受到靜摩擦力的作用
B. 若某接觸面上存在靜摩擦力，則在這接觸面上就
一定有彈力
A. 若某接觸面上存在彈力，則在這接觸面上就一定有
靜摩擦力
BC
當(dāng)堂測試
靜摩擦力
彈力
2、關(guān)于靜摩擦力下列說法中正確的是（ )
A. 靜摩擦力的方向與相對運(yùn)動(dòng)趨勢的方向相反
B. 靜摩擦力的方向總是沿著接觸面
C. 同一接觸面上靜摩擦力與彈力方向垂直
D. 在光滑的接觸面上可以產(chǎn)生靜摩擦力
ABC
當(dāng)堂測試
不會(huì)產(chǎn)生靜摩擦力
摩擦力的大小變化關(guān)系
摩擦力隨拉力變化的圖像
滑動(dòng)摩擦力和最大靜摩擦力差別不大，在高中一般情況下，近似認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。
人走路的受力情況
逗說摩擦力
生活中摩擦力的應(yīng)用與防止
1.下列關(guān)于摩擦力與彈力的說法中正確的是（ ）
A. 有摩擦力不一定有彈力
B. 有摩擦力一定有彈力
C. 有彈力一定有摩擦力
D. 有彈力不一定有摩擦力
BD
當(dāng)堂測試
產(chǎn)生條件
相互接觸，且有彈力產(chǎn)生
接觸面粗糙（不光滑）
兩物體相對運(yùn)動(dòng)
2.如圖所示，一質(zhì)量力為m的木塊靠在豎直粗糙的墻壁上，且受到水平力F的作用.若木塊靜止，則木塊 （“有”或“沒有”）受到滑動(dòng)摩擦力；若木塊沿墻壁向下運(yùn)動(dòng)，則墻壁對木塊的摩擦力大小為 ，方向 ；當(dāng)撤去F，木塊沿墻壁下滑時(shí)， （“有”或“沒有”）受到滑動(dòng)摩擦力.
F
沒有
μF
向上
沒有
當(dāng)堂測試
沒有相對運(yùn)動(dòng)
F
FN
f
f=μFN=μF
FN立刻消失
1．產(chǎn)生條件
靜摩擦力 滑動(dòng)摩擦力
相同點(diǎn) ①兩物體相互接觸且存在彈力 ②接觸面粗糙 不同點(diǎn) 兩物體相對靜止但存在相對運(yùn)動(dòng)趨勢 兩物體有相對運(yùn)動(dòng)
知識(shí)點(diǎn) 對摩擦力及產(chǎn)生條件的理解
2.“相對”的含義
“相對”指的是研究對象相對于與其接觸的物體而言，即指物體之間的相對靜止或相對運(yùn)動(dòng)，都是以施力物體為參考系的，而不一定是物體相對地的運(yùn)動(dòng)。
3．作用效果
(1)摩擦力阻礙的是接觸物體之間的相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢，不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。
(2)摩擦力可以是阻力也可以是動(dòng)力，如勻速前進(jìn)的自行車，后輪受到的摩擦力為動(dòng)力，前輪受到的摩擦力為阻力。
注 意：
(1)靜止的物體可能受到滑動(dòng)摩擦力，運(yùn)動(dòng)的物體可能受到靜摩擦力。
(2)摩擦力的方向可以與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同，也可以與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反。
1．四種方法判斷摩擦力的有無
(1)條件判斷法：根據(jù)摩擦力的產(chǎn)生條件判斷摩擦力的有無。
①物體間接觸且擠壓；
②接觸面粗糙；
③物體間有相對運(yùn)動(dòng)或有相對運(yùn)動(dòng)趨勢。
知識(shí)點(diǎn) 摩擦力的有無及方向判定
解析：1.(1)木箱隨汽車一起由靜止加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，假設(shè)二者的接觸面是光滑的，則汽車加速時(shí)，木箱由于慣性要保持原有靜止?fàn)顟B(tài)。因此它將相對于汽車向后滑動(dòng)，而實(shí)際木箱沒有滑動(dòng)，說明木箱有相對汽車向后滑動(dòng)的趨勢，所以，木箱受到向前的靜摩擦力。
(2)汽車剎車時(shí)，速度減小，假設(shè)木箱與汽車的接觸面是光滑的，則木箱將相對汽車向前滑動(dòng)，而實(shí)際木箱沒有滑動(dòng)，說明木箱有相對汽車向前滑動(dòng)的趨勢，所以木箱受到向后的靜摩擦力。
(3)木箱隨汽車一起勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，二者無相對滑動(dòng)，假設(shè)木箱受水平向右的摩擦力，跟木箱接觸的物體只有汽車，汽車最多能對它施加兩個(gè)力(支持力F1和摩擦力F2)，由二力平衡條件知：F1與G抵消，但沒有力與F2抵消，不能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這與題意矛盾，所以假設(shè)錯(cuò)誤，即木箱不受摩擦力。
(4)汽車剎車，木箱相對于汽車向前滑動(dòng)，易知木箱受到向后的滑動(dòng)摩擦力。
(5)汽車在勻速過程中突然加速，木箱相對于汽車向后滑動(dòng)，易知木箱受到向前的滑動(dòng)摩擦力。
例5.(多選)如圖2所示為皮帶運(yùn)輸機(jī)的示意圖，A為傳送帶上的貨物，則(　　)
A.如果貨物A隨傳送帶一起無相對滑動(dòng)地向上勻速運(yùn)動(dòng)，A受到沿斜面向上的摩擦力
B.如果貨物A隨傳送帶一起無相對滑動(dòng)地向下勻速運(yùn)動(dòng)，A受到沿斜面向下的摩擦力
C.如果貨物A和傳送帶都靜止，A不受摩擦力
D.如果貨物A和傳送帶都靜止，A對傳送帶有沿斜面向下的摩擦力
解析：摩擦力的方向與相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢方向相反，先判斷物體的相對運(yùn)動(dòng)情況。對A來說，有相對于傳送帶向下滑動(dòng)的趨勢，則摩擦力與相對運(yùn)動(dòng)趨勢方向相反，即沿斜面向上，選項(xiàng)A正確；反之，A也給傳送帶摩擦力，A相對于傳送帶有向下的運(yùn)動(dòng)趨勢，傳送帶相對于A有向上的運(yùn)動(dòng)趨勢，則A給傳送帶的摩擦力方向向下，選項(xiàng)D正確。
答案：AD
課堂訓(xùn)練
1.關(guān)于靜摩擦力，下列說法中正確的是（ ）
A.受靜摩擦力作用的物體一定是靜止的
B.靜摩擦力總是阻力
C.靜摩擦力的方向跟物體間相對運(yùn)動(dòng)趨勢的方向相反
D.兩個(gè)物體之間的靜摩擦力總是一個(gè)定值
解析：靜摩擦力產(chǎn)生在兩個(gè)相對靜止的物體之間，但物體可以是運(yùn)動(dòng)的，所以A錯(cuò)誤；
靜摩擦力的作用是阻礙物體間的相對運(yùn)動(dòng)趨勢，方向與物體間相對運(yùn)動(dòng)趨勢的方向相反，但可能與運(yùn)動(dòng)方向相同，即靜摩擦力可能是動(dòng)力，所以B錯(cuò)誤，C正確；
兩物體間靜摩擦力的大小由平行于接觸面的外力決定，因此D錯(cuò)誤.
3.在水平桌面上放一木塊，用從零開始逐漸增大的水平拉力F拉著木塊沿桌面運(yùn)動(dòng)，則木塊所受到的摩擦力Ff隨拉力F變化的圖象正確的是（ ）
解析：當(dāng)拉力F從零開始增大時(shí)，木塊開始時(shí)受到的摩擦力屬于靜摩擦力，靜摩擦力也從零開始增大，當(dāng)靜摩擦力隨F增大到最大靜摩擦力后突變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力，因?yàn)槟緣K在水平桌面，所以滑動(dòng)摩擦力Ff＝μFN＝μmg，木塊重力不變，則滑動(dòng)摩擦力也不變，且滑動(dòng)摩擦力比最大靜摩擦力稍小，所以D選項(xiàng)正確.
解析：當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力為F滑＝μFN＝μG＝0.2×40N＝8N，故木塊受到桌面的最大靜摩擦力為8N。
(1)加上F1、F2后，F(xiàn)1和F2相當(dāng)于一個(gè)方向向右的F＝F1－F2＝7N的力。由于F小于最大靜摩擦力，故木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，則木塊受到桌面靜摩擦力的作用，大小為7N，方向水平向左。
(2)將F1撤去后，由于F2小于最大靜摩擦力，故木塊仍然保持靜止。由二力平衡知識(shí)知，木塊受到的靜摩擦力大小等于F2，即大小為6N，方向水平向右。
(3)撤掉F2后，由于F1大于最大靜摩擦力，則木塊受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，大小為8N，方向水平向左。
答案：(1)7N　水平向左　(2)6N　水平向右 (3)8N　水平向左
還有一種摩擦力叫做滾動(dòng)摩擦力。滾動(dòng)摩擦力是一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力。當(dāng)壓力相同時(shí)，滾動(dòng)摩擦力比滑動(dòng)摩擦力小很多。如右圖所示的是生產(chǎn)中常見的滾動(dòng)軸承。
滾動(dòng)摩擦力
減小摩擦
滑動(dòng)變滾動(dòng)
使接觸面分離
減小壓力
使接觸面光滑
潤滑油
磁懸浮
氣墊船
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php

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