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第3節　摩擦力
知識點一　摩擦力
1．概念：兩個互相接觸的物體，當它們做相對運動(或要發生相對運動)時，在接觸面上會產生一種阻礙相對運動的力，這種力稱為摩擦力。一般用符號f表示。
2．產生條件：
(1)兩個物體相互接觸；
(2)兩個物體相互擠壓，發生形變，有彈力；
(3)兩個物體做相對運動(或要發生相對運動)；
(4)兩個物體接觸面粗糙。
四個條件缺一不可。
3．作用效果：阻礙物體間的相對運動。
4．方向：與物體相對運動或相對運動趨勢的方向相反。
5．作用點：實際上摩擦力是作用在整個接觸面上的，但為了研究方便，可把摩擦力的作用等效到一個點上，可以把這個等效的點取在接觸面上，也可以取在物體的重心上。
6．種類：
(1)靜摩擦力：兩個互相接觸的物體，當它們要發生而尚未發生相對運動時，在接觸面上產生的摩擦力，叫做靜摩擦力；
(2)滑動摩擦力：一個物體在另一個物體表面上滑動時，在接觸面上產生的摩擦力，叫做滑動摩擦力；
(3)滾動摩擦力：一個物體在另一個物體表面上滾動時，在接觸面上產生的摩擦力，叫做滾動摩擦力。
溫馨提示：不能把摩擦力的方向理解為與物體運動方向相反，也就是說，摩擦力有時阻礙運動，有時有利于運動，但無論哪種情況，必與相對運動(或相對運動的趨勢)方向相反。例如人走路時，有向后運動的趨勢，所以地面給鞋底的摩擦力方向是與人運動的方向相同的。
　對于摩擦力，下列敘述中錯誤的是(　　　)
A．只要兩個物體接觸并相互擠壓，且接觸面不光滑，它們之間一定產生摩擦力
B．運動的物體可能不受摩擦力的作用
C．摩擦力的方向可能與物體運動的方向相同
D．靜止的物體可能受到摩擦力的作用
解析：物體間若沒有發生相對運動或相對運動趨勢，則物體間就不會產生摩擦力，故A錯誤，符合題意；運動的物體可能不受摩擦力的作用，比如木塊B放在木塊A上，A與B一起在地面上做勻速運動，木塊B與木塊A之間沒有相對運動或相對運動趨勢，故木塊B不受摩擦力作用，故B正確，不符合題意；摩擦力的方向與物體間相對運動方向或相對運動趨勢方向相反，摩擦力的方向可能與物體運動的方向相同，如人走路時腳向后蹬地，腳相對于地面有向后的運動趨勢，地對腳施加向前的摩擦力，故C正確，不符合題意；靜止在斜面上的木塊，木塊相對于斜面有向下滑的趨勢，故斜面對木塊有沿斜面向上的靜摩擦力，故D正確，不符合題意。故選A。
答案：A
知識點二　探究影響滑動摩擦力大小的因素
精練版P15
實驗探究：影響滑動摩擦力大小的因素。
提出問題：滑動摩擦力的大小與哪些因素有關？
猜想與假設：當你推地面上的箱子時，箱子越重，推起來越費力；地面越粗糙，推起來也越費力。由此我們猜想：滑動摩擦力的大小可能與接觸面所受的壓力和接觸面的粗糙程度有關。
設計實驗與制訂計劃：
因為影響滑動摩擦力大小的因素較多，所以，在探究過程中要用控制變量法。例如：在探究壓力對滑動摩擦力大小的影響時，要保持接觸面粗糙程度等因素不變；而在探究接觸面粗糙程度對滑動摩擦力大小的影響時，則應控制壓力的大小等因素不變。
實驗器材：彈簧測力計、帶鉤的長方體木塊、表面較光滑的木板、表面較粗糙的木板、桌面、砝碼(或其他小重物)。
實驗過程：
(1)把木塊放在較光滑的木板上，用彈簧測力計沿直線水平勻速拉動木塊，記下彈簧測力計的示數F1，如圖甲所示。
(2)把木塊放在較光滑的木板上，再在木塊上放一個砝碼，用彈簧測力計沿直線水平勻速拉動木塊，記下彈簧測力計的示數F2，如圖乙所示。
(3)把木塊放在一塊較粗糙的木板上，用彈簧測力計沿直線水平勻速拉動木塊，記下彈簧測力計的示數F3，如圖丙所示。
(4)將實驗數據填入下表。
實驗序號
實驗條件
彈簧測力計示數F/N
壓力情況
接觸面情況
甲
一個木塊
較光滑木板
2.4
乙
一個木塊和一個砝碼
較光滑木板
2.8
丙
一個木塊
較粗糙木板
2.6
分析論證：
(1)比較甲、乙兩次實驗，接觸面的粗糙程度相同，而壓力不同，乙實驗中彈簧測力計示數較大，說明在接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大；
(2)比較甲、丙兩次實驗，壓力相同，接觸面的粗糙程度不同，丙實驗中彈簧測力計示數較大，說明壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。
得出結論：滑動摩擦力的大小與相互接觸的兩個物體間壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關。在接觸面的粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大；在壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。
溫馨提示：實驗時應用彈簧測力計水平拉木塊做勻速直線運動，只有這樣，拉力的大小才等于摩擦力的大小。這是因為根據二力平衡知識可知，木塊做勻速直線運動，受到的水平拉力和摩擦力是一對平衡力，所以只要測出拉力的大小也就知道了摩擦力的大小，這里運用了轉換法。
知識拓展：
用彈簧測力計拉著物體運動時，很難做到勻速，并且讀取彈簧測力計示數時也會存在很大的誤差。
此實驗的改進方法
改進：拉動木塊下面的長木板運動，保持A相對于地面不動。如圖所示。
改進后的優點：拉動長木板時，即使長木板沒有勻速運動，只要木塊A靜止，對實驗就沒有影響，實驗更容易操作，而且彈簧測力計相對操作者靜止，可使讀數更準確。
　在“探究滑動摩擦力的大小與什么因素有關”的實驗中。同學們提出了以下猜想：
A．滑動摩擦力的大小與接觸面受到的壓力大小有關
B．滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關
C．滑動摩擦力的大小與接觸面面積的大小有關
某小組根據猜想進行了以下實驗，如圖所示(圖中的木塊、長木板完全相同)。
(1)用彈簧測力計勻速拉動木塊，使它沿水平方向滑動的目的是__________。
(2)利用圖________和圖________可探究猜想A。
(3)利用圖________和圖________可探究猜想B。
(4)利用圖________和圖________可探究猜想C。
解析：(1)水平勻速拉動木塊，木塊做勻速直線運動，由平衡條件可知，滑動摩擦力等于彈簧測力計的示數；(2)由圖甲、丙所示實驗可知，接觸面的粗糙程度相同而物體間的壓力不同，可以應用圖甲、丙所示實驗探究猜想A；(3)由圖甲、丁所示實驗可知，物體間的壓力相同而接觸面的粗糙程度不同，由甲、丁所示實驗可以探究猜想B；(4)由圖甲、乙所示實驗可知，物體間接觸面的粗糙程度和物體間的壓力都相同而接觸面的面積不同，應用圖甲、乙所示實驗可以探究猜想C。
答案：(1)木塊處于平衡狀態，使滑動摩擦力等于彈簧測力計的示數　(2)甲　丙　(3)甲　丁　(4)甲　乙
知識點三　摩擦的利用與防止
精練版P15
1．從影響摩擦力大小的兩個因素，我們自然會想到增大有益摩擦的方法：
(1)增大壓力(如我們用力用橡皮擦去錯誤的字)；
(2)增加接觸面的粗糙程度(如我們的鞋底上有凸凹不平的花紋)；
(3)變滾動摩擦為滑動摩擦(如剎車時)。
2．與此相反，可以想到減小有害摩擦可采取的方法：
(1)減小壓力；
(2)減小接觸面的粗糙程度；
(3)變滑動摩擦為滾動摩擦(如墊滾木等)；
(4)使兩個互相接觸的摩擦面彼此離開(如潤滑劑、利用氣墊、磁懸浮)。
溫馨提示：摩擦與人們的生活、生產密切相關，人們時時刻刻都離不開它。摩擦有時是有益的，不可缺少的；但有時也是有害的，會給人增添麻煩。對于有益的摩擦，我們要想辦法增大它，加以利用；對于有害的摩擦，我們就要想辦法減小它，進行防止。
　下列現象中屬于增大摩擦的是(　　　)
A．軸承中加入潤滑油
B．行李箱安裝滾動輪子
C．運動鞋底刻有花紋
D．磁懸浮列車懸浮行駛
解析：增大摩擦的方法有增大壓力、增大接觸面的粗糙程度或者變滾動摩擦為滑動摩擦等。A、B、D中的現象都是減小摩擦的現象，只有C中運動鞋底刻有花紋是通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦的，選項C符合題意。
答案：C
易錯點　分不清摩擦力的方向
摩擦力方向總是與物體間相對運動(或相對運動趨勢)的方向相反，不一定與物體運動方向相反。比如在傳送帶上靜止隨傳送帶上升的物品，它有向下滑的趨勢，所以它受到的靜摩擦力是沿斜面向上的。
　如圖所示，這是體育課時小強勻速向上做爬桿運動，若小強體重為500N，則他受到的摩擦力大小________(選填“大于”“小于”或“等于”)500N，摩擦力的方向為________(選填“豎直向上”或“豎直向下”)。
解析：小強勻速爬上直立的桿，在爬桿過程中，小強受到重力和摩擦力作用，重力和摩擦力是一對平衡力，大小相等，方向相反，重力大小是500N，豎直向下，所以摩擦力大小也是500N，方向豎直向上。
答案：等于　豎直向上

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