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第三章　相互作用——力
5
摩擦力(二)
兩個相互接觸的物體，當它們相對滑動時，在接觸面上會產生一種阻礙相對運動的力，這種力叫作滑動摩擦力.
有的同學認為，如果兩個物體相對靜止，就不存在這種阻礙作用了，這種認識對嗎？
2
理解最大靜摩擦力的概念，知道靜摩擦力大小的范圍.
3
會判斷物體是否受摩擦力，能區分滑動摩擦力和靜摩擦力，會判斷摩擦力的方向.
1
知道靜摩擦力的概念及產生條件，會判斷靜摩擦力的方向.
4
會計算靜摩擦力和滑動摩擦力的大小.
重難點
重點
重難點
重點
靜摩擦力的產生及方向
如圖所示的情景中，水杯、沙發和貨物是否受到摩擦力作用？若有摩擦力，請分析這些摩擦力是如何產生的，方向如何？
手握水杯保持靜止
用力推沙發，推而未動
利用傳送帶勻速向上運送貨物
物體間并沒有發生相對運動，但是存在相對運動的趨勢
水杯相對手有豎直向下運動的趨勢，靜摩擦力阻礙水杯的相對運動，方向豎直向上
沙發相對地板有水平向右運動的趨勢，靜摩擦力阻礙沙發的相對運動，方向水平向左
貨物相對傳送帶有斜向下運動的趨勢，靜摩擦力阻礙貨物的相對運動，方向沿傳送帶向上
靜摩擦力
靜摩擦力的方向沿著接觸面，與物體間的相對運動趨勢的方向相反
彈力
靜摩擦力的產生及方向
1.定義：相互接觸的兩個物體之間只有相對運動的趨勢，而沒有相對運動，這時的摩擦力叫作靜摩擦力.
2.條件：
①接觸 ②相互擠壓
④接觸面粗糙
3.方向：沿著接觸面，與物體間的相對運動趨勢的方向相反.
③相對運動趨勢
1.跑步時腳受到的摩擦力是靜摩擦力還是滑動摩擦力？方向如何？
靜摩擦力.方向與腳相對地面運動趨勢的方向相反.
2.如果兩個物體保持相對靜止，是否就沒有摩擦力呢？受靜摩擦力的物體是否一定是靜止的？
兩物體雖保持相對靜止，但在其他力的作用下仍存在相對運動的趨勢，此時物體間存在靜摩擦力.運動的物體也可能受靜摩擦力，如用傳送帶勻速向上運送貨物.
1.關于靜摩擦力，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動趨勢的方向相反
D.相對靜止的兩個物體之間一定沒有摩擦力
√
靜摩擦力產生在兩個相對靜止的物體之間，但物體可以是運動的，所以A錯誤；
靜摩擦力的作用是阻礙物體間的相對運動趨勢，方向與物體間相對運動趨勢的方向相反，但可能與物體運動方向相同，所以B錯誤，C正確；
相對靜止兩個物體之間一定沒有滑動摩擦力，但如果有相對運動的趨勢，兩者間可以有靜摩擦力，所以D錯誤.
2.判斷下列情景中兩物體間是否存在靜摩擦力，如果存在，畫出物體A受到的靜摩擦力方向.
靜摩擦力的大小
用一個較小的力推講桌，隨著推力的增大，靜摩擦力會怎樣變化？是否一直存在這種關系呢？
隨著推力的增大，靜摩擦力也隨之增大，講桌靜止時，兩個力始終大小相等、方向相反.但當推力達到某一數值后，講桌就會運動起來，此時的靜摩擦力變成了滑動摩擦力，不再滿足剛才的規律.
[探究實驗]
1.如圖所示，用彈簧測力計拉靜止的木塊，注意觀察木塊的運動狀態及彈簧測力計指針示數的變化.你發現了什么現象？
拉力F
摩擦力Ff
拉力F
摩擦力Ff
F
Ff
靜摩擦力
滑動摩擦力
最大靜摩擦力
當木塊與木板保持靜止時，隨著拉力的增大，彈簧測力計的示數逐漸增大；當木塊和木板相對滑動時，示數突然減小；木塊勻速運動時，示數幾乎不變.
摩擦力
時間
滑動摩擦力
靜摩擦力
最大靜摩擦力
2.用力傳感器研究靜摩擦力的大小，你能從圖像中獲得哪些信息？
0＜F≤Fmax
可以知道哪段時間為靜摩擦力，哪段時間為滑動摩擦力，且靜摩擦力存在一個最大值，該值略大于滑動摩擦力，靜摩擦力介于0與最大值之間.
運動的物體也可受靜摩擦力
1.范圍：0＜F≤Fmax.
2.計算：物體做勻速直線運動或靜止時，根據二力平衡條件求解．
靜摩擦力的大小
推而不動
手推紙做勻速直線運動
手受到靜摩擦力
靜摩擦力大小和壓力大小有沒有關系？最大靜摩擦力與壓力大小有關系嗎？
靜摩擦力大小與壓力大小沒有關系，最大靜摩擦力與壓力大小有關，同一個接觸面，壓力越大，最大靜摩擦力也越大.
M
甲
M
m
乙
靜止
靜止
3.(課本第67頁第3題)所受重力為100 N的木箱放在水平地板上，至少要用35 N的水平推力，才能使它從原地開始運動.木箱從原地移動以后，用30 N的水平推力，就可以使木箱繼續做勻速直線運動.
由此可知：木箱與地板之間的最大靜摩擦力Fmax＝______；木箱所受的滑動摩擦力Ff＝_____；木箱與地板之間的動摩擦因數μ＝_____；如果用20 N的水平推力推這個靜止的木箱，木箱所受的摩擦力大小為______.
35 N
30 N
0.3
20 N
使木箱恰好開始運動時摩擦力的最大值35 N即為最大靜摩擦力；勻速運動的過程中滑動摩擦力等于水平推力，即為30 N；由Ff＝μmg可得動摩擦因數μ＝0.3；用20 N的水平推力時木箱保持靜止，由二力平衡可知此時的靜摩擦力大小為20 N.
對摩擦力的進一步理解
1.如圖所示，請分析以下A物體是否受到摩擦力的作用.如果有，是哪種摩擦力？方向如何？(接觸面均不光滑)
觀察與思考
物體相對于木板向左運動，受滑動摩擦力的作用，方向水平向右
物體在水平方向上并沒有相對運動趨勢，不受摩擦力作用
物體相對斜面有沿斜面向下的運動趨勢，受靜摩擦力，方向沿斜面向上
物體A在水平方向做勻速直線運動，不受摩擦力作用
水杯相對于手有向下的運動趨勢，受靜摩擦力，方向豎直向上
(1)現緩慢增大手對水杯的壓力，水杯所受摩擦力大小如何變化？
最大靜摩擦力將如何變化？
緩慢增大壓力，水杯所受靜摩擦力始終等于水杯的重力，大小保持不變，但隨著壓力的增大，最大靜摩擦力將逐漸增大；
2.如圖所示，用手握住水杯，杯身豎直且處于靜止狀態.
(2)緩慢向杯中注水(水未溢出)，水杯始終保持靜止，水杯所受摩擦力大小如何變化？最大靜摩擦力將如何變化？
　
緩慢向杯中注水，水杯的重力變大，靜摩擦力也隨之變大，但壓力大小和接觸面情況不變，最大靜摩擦力不變.
1.靜摩擦力：受靜摩擦力的物體不一定靜止，只是兩物體接觸面保持相對靜止.
滑動摩擦力：受滑動摩擦力的物體不一定(運動，而是兩物體發生相對滑動.
對摩擦力的進一步理解
2.摩擦力有無的判斷方法：
(1)條件法：根據靜摩擦力和滑動摩擦力產生的條件判斷.
(2)假設法：假設接觸面光滑，若原來的運動狀態改變，則說明有摩擦力.
(3)狀態法：若物體處于靜止或勻速直線運動狀態，物體受力情況要滿足二力平衡.
物體與墻壁不發生擠壓，無彈力，故無摩擦力
物體隨傳送帶運動
假設物體與傳送帶接觸面光滑，則物體將沿傳送帶向下滑動，故有靜摩擦力
物體保持靜止
物體保持靜止，豎直方向必有摩擦力與重力平衡，受靜摩擦力
3.摩擦力的方向：
(1)滑動摩擦力的方向跟物體相對運動的方向相反，但不一定跟物體運動方向相反.
(2)靜摩擦力的方向與物體的相對運動趨勢方向相反.可利用假設法判斷，即假設接觸面光滑，物體相對與它接觸的物體運動的方向，就是相對運動趨勢方向.
(3)摩擦力的方向與物體運動方向無(填“有”或“無”)關，有可能與物體運動方向成任意角度.(如圖所示)
4.摩擦力大小的計算：
(1)滑動摩擦力：
①表達式Ff＝μF壓.
②平衡狀態——二力平衡
(2)靜摩擦力：
①平衡狀態——二力平衡.
②最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力，粗略計算時可認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.
③靜摩擦力大小與壓力無關(填“有關”或“無關”)，但最大靜摩擦力的大小與壓力成正比.
4.如圖所示，一輛汽車在平直公路上向右行駛，車上有一木箱，試判斷下列情況中木箱所受的摩擦力種類及摩擦力的方向，是阻力還是動力？
答案　靜摩擦力　向右　動力　
(1)汽車由靜止向右加速運動時(木箱和車無相對滑動)；
木箱隨汽車一起由靜止加速運動，假設二者的接觸面是光滑的，則汽車加速時，木箱由于慣性要保持原來相對地面靜止的狀態，因此它將相對于汽車向左滑動，而實際上木箱與汽車無相對滑動，即相對靜止，說明木箱有相對汽車向左滑動的趨勢，所以木箱受到向右的靜摩擦力，此靜摩擦力為動力.
(2)汽車剎車時(木箱和車無相對滑動)；
答案　靜摩擦力　向左　阻力　
汽車剎車時，速度減小，假設木箱與汽車的接觸面是光滑的，則木箱將相對汽車向右滑動，而實際上木箱沒有滑動，說明木箱有相對汽車向右滑動的趨勢，所以木箱受到向左的靜摩擦力，此靜摩擦力為阻力.
(3)汽車勻速運動時(木箱和車無相對滑動)；
答案　無摩擦力　
木箱隨汽車一起勻速運動時，二者無相對運動或相對運動趨勢，因而木箱不受摩擦力.
(4)汽車剎車，木箱在車上滑動時；
答案　滑動摩擦力　向左　阻力　
汽車剎車，木箱相對于汽車向右滑動，可知木箱受到向左的滑動摩擦力，此滑動摩擦力為阻力.
(5)汽車突然向右加速，木箱在車上滑動時.
答案　滑動摩擦力　向右　動力
汽車突然向右加速，木箱相對于汽車向左滑動，可知木箱受到向右的滑動摩擦力，此滑動摩擦力為動力.
5.如圖所示，用水平力F將一木塊壓在豎直墻壁上，已知木塊重力G＝6 N，木塊與墻壁間的動摩擦因數μ＝0.25，問：
(1)當F＝25 N時，木塊沒有動，木塊受到的摩擦力為多大？
答案　6 N　
當F＝25 N時，木塊沒有動，則木塊在豎直方向上受到的重力和靜摩擦力平衡，即Ff1＝G＝6 N.
(2)當F增大為30 N時，木塊仍靜止，木塊受到的摩擦力為多大？
答案　6 N　
當F增大為30 N時，木塊仍靜止，木塊在豎直方向上仍然受重力和靜摩擦力，且平衡，即Ff2＝G＝6 N.
(3)當F＝10 N時，木塊沿墻壁下滑，此時木塊受到的摩擦力為多大？
答案　2.5 N
當F＝10 N時，木塊沿墻面下滑，此時木塊受到的摩擦力為滑動摩擦力，在水平方向上，木塊受水平力F和墻壁的彈力平衡，則FN＝F＝10 N，則Ff3＝μFN＝0.25×10 N＝2.5 N.
(4)當F＝6 N時，木塊受到的摩擦力又為多大？
答案　1.5 N
當F＝6 N時，則此時FN′＝6 N，木塊沿豎直墻壁下滑，則滑動摩擦力Ff4＝μFN′＝0.25×6 N＝1.5 N.
目標一：靜摩擦力的產生和方向
目標二：靜摩擦力的大小
定義
條件
方向
阻礙相對運動趨勢
①接觸②擠壓③相對運動趨勢④接觸面粗糙
沿著接觸面，與相對運動趨勢方向相反
目標三：對摩擦力的進一步理解
最大靜摩擦力
與引起相對運動趨勢的力大小相等，與正壓力無關
略大于滑動摩擦力
0＜F≤Fmax
計算
二力平衡
受靜摩擦力的物體不一定靜止，受滑動摩擦力的物體不一定運動
摩擦力有無的判斷
條件法，狀態法，假設法
摩擦力的方向
與相對運動或相對運動趨勢方向相反，
與物體運動方向無關
摩擦力的大小計算
滑動摩擦力、靜摩擦力、最大靜摩擦力
摩擦力
（二）

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