4. 摩擦力优质课教案内容

2.4 摩擦力 学案设计

【学习目标】

1.理解摩擦力概念及产生摩擦力的条件，能区分静摩擦力和滑动摩擦力，会判断两物体之

间有无摩擦力；

2.认识静摩擦力的规律，知道最大静摩擦力，会用二力平衡条件判断静摩擦力的大小和方向；[来源:Z_xx_k.Com]

3.会运用公式f=μFN计算滑动摩擦力的大小，能正确判断滑动摩擦力的方向；

4.知道摩擦力不一定是阻力，知道摩擦力方向不一定跟物体的运动方向相反。

【学习重点】摩擦力大小计算和方向判断

【学习难点】静摩擦力有无的判断，摩擦力的方向分析

一、摩擦力

一个物体在另一个物体上滑动时，或者在另一个物体上有滑动的趋势时我们会感到它们之间有相互阻碍的作用，这就是摩擦，这种情况下产生力我们就称为摩擦力。固体、液体、气体的接触面上都会有摩擦作用。

二、滑动摩擦力

产生：两物体相互挤压，当它们沿接触面相对运动时，每个物体的接触面上都会受到对方作用的阻碍相对运动的力。

说明：（1）.阻碍不等于阻止

（2）.阻碍的是相对运动而不是运动；

产生条件：有弹力、相对运动、表面粗糙。

①两个物体直接接触、相互挤压有弹力产生。

摩擦力与弹力一样属接触作用力，但两个物体直接接触并不挤压就不会出现摩擦力。挤压的效果是有压力产生。压力就是一个物体对另一个物体表面的垂直作用力，也叫正压力，压力属弹力，可依上一节有关弹力的知识判断有无压力产生。

②接触面粗糙。当一个物体沿另一物体表面滑动时，接触面粗糙，各凹凸不平的部分互相啮合，形成阻碍相对运动的力，即为摩擦力。凡题中写明“接触面光滑”、“光滑小球”等，统统不考虑摩擦力(“光滑”是一个理想化模型)。

③接触面上发生相对运动。

特别注意：“相对运动”与“物体运动”不是同一概念，“相对运动”是指受力物体相对于施力物体(以施力物体为参照物)的位置发生了改变；而“物体的运动”一般指物体相对地面的位置发生了改变。

3．方向：总与接触面相切，且与相对运动方向相反。

这里的“相对”是指相互接触发生摩擦的物体，而不是相对别的物体。滑动摩擦力的方向跟物体的相对运动的方向相反，但并非一定与物体的运动方向相反。

【例一】如图，某时刻木块正在以3m/s的速度在以5m/s速度向右传送的传送带上向右运动，试判断：

木块的运动方向。

木块相对于传送带的运动方向。

木块所受滑动摩擦力的方向。

4．大小：与压力成正比

F＝μFN

①

此公式只适用滑动摩擦力，压力FN与重力G是两种不同性质的力，它们在大小上可以相等，也可以不等，也可以毫无关系，用力将物块压在竖直墙上且让物块沿墙面下滑，物块与墙面间的压力就与物块重力无关，不要一提到压力，就联想到放在水平地面上的物体，认为物体对支承面的压力的大小一定等于物体的重力。

②μ是比例常数，称为动摩擦因数，没有单位，只有大小，与相互接触物体的材料及接触面的粗糙程度有关。在通常情况下，μ<1。

③计算公式表明：滑动摩擦力F的大小只由μ和FN共同决定，跟物体的运动情况、接触面的大小等无关。

5．滑动摩擦力的作用点：在两个物体的接触面上的受力物体上。

例2：对于寒冷地区的居民来说，狗拉雪橇是一种十分重要的交通工具。一个由钢制滑板的雪橇，连同其上的物品和人的总重量为9.8×103N。在水平的冰道上，狗在水平方向用多大的力，才能够拉着雪橇匀速前进？

6.方向：总是跟物体的接触面相切，并且跟它们相对运动的方向相反。

注：（1）与相对运动方向相反并非与运动方向相反

（2）阻碍相对运动并非阻碍运动，f可为动力也可以为阻力

（3）静止的物体也可以受到滑动摩擦力

例题3. ①静止的物体可能受到滑动摩擦力；

②滑动摩擦力的方向可能与运动方向相同；

③滑动摩擦力的方向可能与相对运动方向相同；

④滑动摩擦力就是跟重力成正比

例4．下列关于滑动摩擦力的说法中正确的是(

) A．滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反

B．滑动摩擦力总是阻碍物体的运动

C．滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反

D．两物体不接触也可产生滑动摩擦力

例5.如右图所示，在动摩擦因数μ＝0.1的水平面上向右运动的物体，质量为20 kg，在运动过程中，还受到一个水平向左的大小为10 N的拉力作用，则物体受到的滑动摩擦力为(g取10 N/kg)(

) A．10 N，向右

B．10 N，向左

C．20 N，向右

D．20 N，向左

三、静摩擦力

产生：两个相互接触而保持相对静止的物体,当它们之间存在相对运动趋势时,在它们的接触面上会产生阻碍物体间相对运动的力

.产生条件：

①接触面有弹力

②接触面粗糙；

③两物体保持相对静止但有相对运动趋势。

所谓“相对运动趋势”，就是说假设没有静摩擦力的存在，物体间就会发生相对运动。比如物体静止在斜面上就是由于有静摩擦力存在；如果接触面光滑．没有静摩擦力，则由于重力的作用，物体会沿斜面下滑。

跟滑动摩擦力条件的区别是：

大小：两物体间实际发生的静摩擦力F在零和最大静摩擦力Fmax之间

0＜F≤Fmax 实际大小可根据二力平衡条件判断。

方向：总跟接触面相切，与相对运动趋势相反

①所谓“相对运动趋势的方向”，是指假设接触面光滑时，物体将要发生的相对运动的方向。比如物体静止在粗糙斜面上，假没没有摩擦，物体将沿斜面下滑，即物体静止时相对(斜面)运动趋势的方向是沿斜面向下，则物体所受静摩擦力的方向沿斜面向上，与物体相对运动趋势的方向相反。

②判断静摩擦力的方向可用假设法。其操作程序是：

A．选研究对象----受静摩擦力作用的物体；

B．选参照物体----与研究对象直接接触且施加静摩擦力的物体；

C．假设接触面光滑，找出研究对象相对参照物体的运动方向即相对运动趋势的方向

D．确定静摩擦力的方向一一与相对运动趋势的方向相反

③静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反，但并非一定与物体的运动方向相反。

5．静摩擦力的作用点：在两物体的接触面受力物体上。

例6.下述关于静摩擦力的说法正确的是：（

）

A. 静摩擦力的方向总是与物体运动方向相反；

B．静摩擦力的大小与物体的正压力成正比；

C．静摩擦力只能在物体静止时产生；

D．静摩擦力的方向与接触物体相对运动的趋势相反．

例7.质量为3.0 kg的空木箱，放置在水平地面上，沿水平方向施加拉力，当拉力F1＝8.0 N时，木箱静止；当拉力F2＝10.3 N时，木箱做匀速运动，求：

(1)木箱与地面间的动摩擦因数；

(2)静止的木箱在8.0 N的拉力作用下受到的摩擦力的大小；

(3)木箱在12.0 N水平拉力作用下，受到的摩擦力的大小．

例8：如图所示，水平面上有一重为40 N的保持静止的物体，若同时受到F1=13 N和F2=6 N的水平力作用.已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：

（1）物体所受的摩擦力的大小与方向；

（2）若只将F1撤去，物体受到的摩擦力的大小和方向；

（3）若撤去的力不是F1而是F2，则物体受到的摩擦力的大小、方向又如何？

四、滑动摩擦力和静摩擦力的比较

产生原因

滑动摩擦力

表面粗糙有挤压作用的物体间发生相对运动时

f=μFN

静摩擦力

表面粗糙有挤压作用的物体间具有相对运动趋势时

始终与外力沿着接触面的分量相等

符号及单位

摩擦力用f表示

单位：牛顿

简称：牛

符号：N 大小

方向

与相对运动方向相反

与相对运动趋势相反

问题：

1.

摩擦力一定是阻力吗？

2．静摩擦力的大小与正压力成正比吗？

3．最大静摩擦力等于滑动摩擦力吗？

课堂训练: 1．关于滑动摩擦力，下列说法正确的是：（

）

A、物体在支持面上的滑动速度越大，滑动摩擦力也一定越大；

B、滑动摩擦力的方向一定与物体相对支持面的滑动方向相反；

C、接触面的滑动摩擦系数越大，滑动摩擦力也越大；

D、滑动摩擦力的方向与物体运动方向相反。

2．用100N的力在水平方向匀速推动重500N的箱子，那么接触面的滑动摩擦力是多大？μ值为多大？

3．重100N的物体，静止在粗糙水平面上，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，方向水平向右的力作用时，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．

4．如图，木块放在水平桌面上，在水平方向其受到三个力即F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中F1=10N，F2=2N。此时水平桌面对木块的静摩擦力为多少？方向如何？若撤去力F1，木块将怎样运动，桌面对木块的摩擦力将如何变化

？