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高中物理2 摩擦力学案
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这是一份高中物理2 摩擦力学案，共14页。学案主要包含了学习目标，思维脉络等内容，欢迎下载使用。
目标体系构建
明确目标·梳理脉络
【学习目标】
1．知道滑动摩擦力、静摩擦力的定义。
2．理解滑动摩擦力、静摩擦力的产生条件。
3．会判断摩擦力的方向及计算摩擦力的大小。
4．理解最大静摩擦力的概念。
【思维脉络】
课前预习反馈
教材梳理·落实新知
知识点 1 滑动摩擦力
1．定义：两个相互接触的物体，当它们__相对滑动__时，在接触面上会产生一种__阻碍相对运动__的力，这种力叫作滑动摩擦力。
2．方向：总是沿着__接触面__，并且跟物体__相对运动__的方向相反。
3．大小
(1)滑动摩擦力的大小跟接触面上压力的大小成__正比__，还跟接触面的粗糙程度、材质等有关。
(2)公式：Ff＝__μFN__。
(3)动摩擦因数μ：它的值跟两接触面的__材料__和__粗糙程度__有关。动摩擦因数μ＝__eq \f(Ff,FN)__，Ff在接触面内且与相对运动方向__相反__，FN与接触面__垂直__。
知识点 2 静摩擦力
1．定义：相互接触的两个物体之间只有__相对运动的趋势__，而没有__相对运动__时，这时的摩擦力叫作静摩擦力。
2．方向：总是沿着__接触面__，跟物体__相对运动趋势__的方向相反。
3．最大静摩擦力：静摩擦力有一个最大值Fmax，在数值上等于物体__即将开始运动__时的拉力。
4．静摩擦力的大小：两物体之间实际产生的静摩擦力F在__0__与最大静摩擦力__Fmax__之间，即__0预习自测
『选一选』 (2019·甘肃省兰州一中高一上学期期中)下列情景中，物体M所受摩擦力Ff的示意图正确的是( B )
解析：物体静止在粗糙水平面上，但没有相对运动或相对运动趋势，则没有摩擦力，故A错误；汽车停在斜坡上，由于有下滑趋势，因此受到沿着斜坡向上的静摩擦力，故B正确；物体虽贴着竖直墙面，但由于自由下落，因此与竖直墙面没有压力，则没有摩擦力，故C错误；瓶子被握在手中处于静止状态，依据平衡条件，则瓶子受到的静摩擦力与重力平衡，方向竖直向上，故D错误。故应选B。
『想一想』 如图甲、乙、丙所示，质量为2 kg的木块在不同水平拉力作用下，均向右做匀速直线运动。
(1)以上三图中的木块除了受到水平拉力外，水平方向还要受到一个什么力？你能根据二力平衡确定这个力的大小吗？
(2)以上三图中木块受的摩擦力方向向哪？滑动摩擦力的方向与相对运动方向有何规律？
(3)比较甲、乙两图，表明滑动摩擦力大小与什么因素有关？比较甲、丙两图，表明滑动摩擦力大小与什么因素有关？
答案：(1)滑动摩擦力，其大小和外力大小相等，即3.6 N、6.6 N、5.6 N。
(2)方向均向左，其方向总与相对运动方向相反。
(3)甲、乙表明，滑动摩擦力的大小与压力大小有关；甲、丙表明，滑动摩擦力的大小与接触面间的材料有关。
课内互动探究
细研深究·破疑解难
探究 滑动摩擦力
┃┃情境导入__■
甲图中物体与地面“一动一静”，乙图中物体与传送带“一慢一快”，丙图中物体与传送带“一左一右”。若各接触面均粗糙，试分析图中物体是否受摩擦力；若存在摩擦力，分析摩擦力的方向。
提示：甲图中物体受到向左的滑动摩擦力；乙、丙图中物体均受到向右的滑动摩擦力。
┃┃要点提炼__■
1．滑动摩擦力的产生条件 两物体eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(①接触面粗糙,②相互挤压,③具有相对运动滑动))缺一不可
2．滑动摩擦力的方向
(1)在接触面上，与接触面相切，且与物体相对运动的方向相反。
(2)与物体的运动方向可能相同，也可能相反。
例如：
3．滑动摩擦力的大小
(1)公式法：根据公式Ff＝μF N计算。
①正压力F N是物体与接触面间的压力，不一定等于物体的重力，F N的大小根据物体的受力情况确定。
②动摩擦因数μ与材料和接触面的粗糙程度有关，而与物体间的压力、接触面的大小无关。
(2)二力平衡法：物体处于平衡状态(匀速运动或静止)时，根据二力平衡条件求解。
特别提醒
(1)滑动摩擦力的方向与“相对运动的方向相反”并不是与“运动方向”相反。
(2)滑动摩擦力的作用总是阻碍物体的相对运动，而不是阻碍物体的运动。
┃┃典例剖析__■
典题1 (2019·海南省海南中学高一上学期期末)如图所示，质量为20 kg的物体，沿粗糙水平地面向右运动，一水平向左的力F＝10 N作用于物体上，物体与水平地面间的动摩擦因数为0.1，则物体所受摩擦力的大小和方向为(取g＝10 N/kg)( D )
A．10 N，向右 B．10 N，向左
C．20 N，向右 D．20 N，向左
思路引导：(1)滑动摩擦力的方向与相对地面滑动的方向相反。
(2)滑动摩擦力的大小Ff＝μF N。
解析：物体沿粗糙水平地面向右运动，物体对地面的压力大小FN＝mg＝200 N，滑动摩擦力大小为f＝μFN＝μmg＝20 N，方向：与物体相对地面的运动方向相反，即向左，故D正确。
思维升华：(1)滑动摩擦力的大小由正压力和动摩擦因数决定，与物体的运动状态、接触面积无关。
(2)滑动摩擦力的方向与“相对运动的方向”相反，并不是与“运动方向”相反。
┃┃对点训练__■
1．(多选)(2019·山西大学附中高一上学期期中)如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸与桌布分离后继续在桌面滑行，最终没有滑出桌面。若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中( AC )
A．桌布对鱼缸摩擦力的方向向右
B．桌面对鱼缸摩擦力的方向向右
C．鱼缸所受的摩擦力大小没有变化
D．若猫增大拉力，鱼缸受到桌布的摩擦力将增大
解析：桌布向右拉出时，鱼缸相对于桌布有向左的运动，故鱼缸受到的摩擦力向右，故A正确；桌面对鱼缸摩擦力的方向向左，故B错误；鱼缸受到的摩擦力为滑动摩擦力，其大小与拉力无关，只与压力和动摩擦因数有关，因此增大拉力时，摩擦力不变，故C正确；D错误。
探究 静摩擦力
┃┃情境导入__■
某同学用力向右推木箱，但没有推动，在此过程中木箱与地面间是否存在摩擦力？若存在，说明摩擦力的方向。
提示：存在；向左
┃┃要点提炼__■
1．静摩擦力产生的条件
两物体eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(①接触面粗糙,②相互挤压,③具有相对运动趋势))缺一不可
2．静摩擦力的方向
(1)在接触面上，与接触面相切，且与物体相对运动趋势的方向相反。
(2)与物体运动的方向可能相同，也可能相反。
例如：
3．静摩擦力的大小
(1)大小的范围：0(2)计算：物体处于平衡状态(匀速运动或静止)时，根据二力平衡条件求解。
(3)最大静摩擦力Fmax略大于滑动摩擦力，一般情况下，为分析问题方便，可认为二者相等。
特别提醒
(1)不能认为受静摩擦力的物体一定静止，运动的物体之间也可能存在静摩擦力。
(2)静摩擦力的效果不是阻碍物体的运动，而是阻碍物体间的相对运动趋势。
(3)静摩擦力是被动力，在一定范围内其大小随外力变化而变化，并不是一个定值。
┃┃典例剖析__■
典题2 (多选)(2019·江西省赣州十四县高一上学期期中联考)用手握住一个油瓶(瓶始终处于竖直方向)静止不动，如图所示。下列说法正确的是( BD )
A．瓶中油越多，手必须握得越紧
B．握手处如果有很多油，手必须握得越紧
C．手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大
D．油瓶受到的静摩擦力方向竖直向上，其大小等于油瓶的重力
思路引导：正确理解静摩擦力的概念，明确静摩擦力的大小和方向。
解析：若油瓶和油的总重力没有超过手对油瓶的最大静摩擦力，手对油瓶的压力可以不变，A错误；握手处油很多，比较滑，应当通过增加手对油瓶的压力，才能增大最大静摩擦力，防止油瓶下落，故B正确；油瓶受到的静摩擦力与重力处于二力平衡状态，故C错误，D正确。
┃┃对点训练__■
2．(2019·山东省济南一中高一上学期期中)如图所示，A、B、C三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数也相同。三个物体随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是( B )
A．A物体受到的摩擦力方向向右
B．三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零
C．B受到的摩擦力沿斜面向下
D．B、C受到的摩擦力方向相反
解析：A物体做水平方向的匀速直线运动，水平方向不受摩擦力，故A错误；B、C物体均有相对传送带向下滑动的趋势，故均受到沿斜面向上的静摩擦力，B正确，C、D错误。
探究 静摩擦力与滑动摩擦力的比较
┃┃情境导入__■
绳结是靠什么性质的力使绳子连在一起或把物体绑在一起？为什么有的绳子不容易“死扣”？
提示：静摩擦力；动摩擦因数太小(或绳子光滑)
┃┃要点提炼__■
两种摩擦力的比较
┃┃典例剖析__■
典题3 如图所示，一重为40 N的木块原来静止在水平桌面上，某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用，其中F1＝13 N，F2＝6 N。已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
(1)木块所受的摩擦力的大小和方向；
(2)当只将F1撒去时，木块受到的摩擦力的大小和方向；
(3)若撤去的力不是F1而是F2，求木块受到的摩擦力的大小和方向。
思路引导：eq \x(\a\al(判定物块处,于静止还是,滑动状态))—eq \b\lc\[\rc\ (\a\vs4\al\c1(\x(静摩擦)—\x(二力平衡),\x(滑动摩擦)—\x(Ff＝μFN)))
解析：当木块运动时受到的滑动摩擦力为F滑＝μF N＝μG＝0.2×40 N＝8 N，故木块受到桌面的最大静摩擦力为8 N。
(1)加上F1、F2后，F1和F2相当于一个方向向右的F＝F1－F2＝7 N的力。由于F小于最大静摩擦力，故木块处于静止状态，则木块受到桌面静摩擦力的作用，大小为7 N，方向水平向左。
(2)将F1撤去后，由于F2小于最大静摩擦力，故木块仍然保持静止。由二力平衡知识知，木块受到的静摩擦力大小等于F2，即大小为6 N，方向水平向右。
(3)撤掉F2后，由于F1大于最大静摩擦力，则木块受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为8 N，方向水平向左。
答案：(1)7 N 水平向左 (2)6 N 水平向右 (3)8 N 水平向左
思维升华：求解摩擦力大小的方法
(1)明确所求摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力。
(2)静摩擦力一般根据二力平衡来求。求解时应注意物体是否处于静止或匀速直线运动状态，若物体处于减速或加速运动状态，则二力平衡不成立。
(3)滑动摩擦力一般根据公式法计算，计算时注意滑动摩擦力的大小与物体的速度大小、物体是否匀速运动无关，只取决于动摩擦因数和正压力的大小。
┃┃对点训练__■
3．(2020·杭州高一期中)如图甲所示，小孩用80 N的水平力推木箱不动，木箱此时受到水平地面的摩擦力大小为F1；如图乙所示，小孩用100 N的水平力恰能推动木箱，此时木箱与水平地面间的摩擦力大小为F2；如图丙所示，小孩把木箱推动了，此时木箱与水平地面间摩擦力大小为F3，若木箱对水平地面的压力大小为200 N，木箱与水平地面间动摩擦因数为0.45，则F1、F2、F3的大小分别为( C )
A．80 N、80 N、90 N B．80 N、80 N、45 N
C．80 N、100 N、90 N D．80 N、100 N、45 N
解析：小孩用80 N的水平力推木箱，木箱不动，由二力平衡得F1＝80 N；用至少100 N的水平力推木箱，木箱才能被推动，则有最大静摩擦力F2＝100 N；由滑动摩擦力的表达式得F3＝μFN＝90 N，故选项C正确。
素养脉络构建
知识构建·整体呈现
课堂达标检测
沙场点兵·名校真题
1．(多选)(2020·大庆高一月考)如图所示，人握住旗杆匀速上爬，则下列说法正确的是( AC )
A．人受到的摩擦力的方向是向上的
B．人受到的摩擦力的方向是向下的
C．若手握旗杆的力增加，人受到摩擦力仍保持不变
D．手握旗杆的力越大，人受到的摩擦力越大
解析：人握住旗杆匀速上爬时，人相对于旗杆有向下滑的趋势，受到旗杆的静摩擦力方向向上，故A正确，B错误。 由于人是匀速运动的，人竖直方向受到重力和摩擦力，由二力平衡条件分析得知，人受到的摩擦力等于人的重力，保持不变，所以人握旗杆用力越大，并不会使人受到摩擦力增大，故C正确，D错误。
2．(多选)(2019·北京航空航天大学附中高一上学期期中)用如图所示装置研究摩擦力的变化规律，把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使拉力由零缓慢增大。下列说法正确的是( ABC )
A．木块开始运动前，摩擦力逐渐增大
B．当拉力达到某一数值时木块开始移动，此时拉力会突然变小
C．该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小
D．木块开始运动前，拉力小于摩擦力
解析：木块开始运动前，拉力与摩擦力平衡，拉力逐渐增大，则摩擦力逐渐增大，A正确，D错误；当摩擦力增大到最大静摩擦力，木块开始移动，静摩擦力变成滑动摩擦力，滑动摩擦力小于最大静摩擦力，所以拉力会突然变小，B正确，C正确。
3．(多选)(2020·成都高一期中)有一种圆珠笔，内部有一根小弹簧。如图所示，当笔杆竖直放置时，在圆珠笔尾部的按钮上放一个100 g的砝码，砝码静止时，弹簧压缩量为2 mm。现用这支圆珠笔水平推一本放在桌面上质量为900 g的书，当按钮压缩量为3.6 mm(未超过弹簧的弹性限度)时，这本书恰好匀速运动。(g取10 m/s2)，下列说法正确的是( AD )
A．笔内小弹簧的劲度系数是500 N/m
B．笔内小弹簧的劲度系数是50 N/m
C．书与桌面间的动摩擦因数大小是0.02
D．书与桌面间的动摩擦因数大小是0.2
解析：由于砝码处于静止，则kΔx＝mg，所以有：k＝eq \f(mg,Δx)＝eq \f(100×10－3×10,2×10－3)N/m＝500 N/m，故A正确，B错误；要使书恰好能匀速运动，则kΔx′＝μmg，代入数据解得：μ＝0.2，故D正确，C错误。
4．(2020·永春华侨高一期中)如图甲所示，一静止在水平面上的物体，质量为2 kg，在水平弹簧作用下，2 s末开始缓慢滑动，此时弹簧伸长了6 cm。弹簧弹力F随时间t的变化情况如图乙所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2。求：
(1)t＝1 s时物体受到的摩擦力大小。
(2)弹簧的劲度系数。
(3)物体与地面间的动摩擦因数。
答案：(1)3N (2)100 N/m (3)0.3
解析：(1)由图像可得1 s时物体受的静摩擦力是3 N；
(2)匀速运动时弹簧拉力是6 N，由f＝kx，得k＝100 N/m；
(3)物体对地面的正压力是20 N，物体滑动时的摩擦力是6 N，由f＝μFN，解得μ＝0.3。
夯基提能作业
规范训练·实效检测
请同学们认真完成 [练案11]
合格考训练
(25分钟·满分60分) )
一、选择题(本题共8小题，每题6分，共48分)
1．关于摩擦力的下列说法中正确的是( D )
A．相互挤压的粗糙物体间一定产生摩擦力
B．只有静止的物体才可能受到静摩擦力，只有运动的物体才有可能受到滑动摩擦力
C．一个物体在另一个物体表面滑动时，一定受到摩擦力作用
D．摩擦力可以是阻力也可以是动力
解析：相互挤压的粗糙物体间不一定产生摩擦力，只有相互挤压的粗糙物体间，存在相对运动或相对运动趋势时才有摩擦力，故A错误；只有相对静止的物体才可能受到静摩擦力，只有相对运动的物体才有可能受到滑动摩擦力，故B错误；一个物体在另一个物体表面滑动时，如果接触面粗糙，而又有弹力时才一定有摩擦力，故C错误；摩擦力可以是阻力也可以是动力，比如物体轻轻放在水平运动的传送带上受到的摩擦力就是动力，故D正确。
2．木块置于粗糙水平地面上，按如图所示不同的放法，在水平力F的作用下运动，设地面与木块各接触面的动摩擦因数相同，则木块受到的摩擦力的大小关系是( D )
A．F甲>F乙>F丙 B．F乙>F甲>F丙
C．F丙>F乙>F甲 D．F甲＝F乙＝F丙
解析：动摩擦因数μ跟接触面的大小无关，因三种情况下μ相等，且对地面的压力大小都等于木块的重力，所以三种情况下木块受到的摩擦力大小相等，应选D。
3．用拖把拖地时，如果发现某个地方的污渍特别顽固，我们常会使劲向下压拖把，这样就有可能把污渍清除。对于使劲向下压拖把的原因，下列选项中解释最合理的是( C )
A．将拖把中的水挤出，将污渍洗掉
B．可以帮助人握紧拖把
C．通过增大正压力从而增大拖把与地面之间的摩擦力
D．没有任何作用
解析：滑动摩擦力与正压力有关，在动摩擦因数不变的前提下，正压力越大，摩擦力越大。拖地时使劲向下压拖把，就是为了增加正压力从而达到增大拖把与地面之间的摩擦力的目的，选项C正确，A、B、D错误，故选C。
4．如图所示为研究木板与木块之间摩擦力大小的实验装置，将一木块和木板叠放于水平桌面上，轻质弹簧测力计一端固定，另一端用细线与木块水平相连。现在用绳索与长木板连接，用手向右水平拉绳索，使长木板在桌面上滑动，下列说法中正确的是( D )
A．木块与木板之间的摩擦力是静摩擦力
B．木板必须在桌面上做匀速直线运动
C．木板必须在桌面上做匀加速直线运动
D．木板运动过程中，弹簧秤示数保持不变
解析：木块与木板之间存在滑动摩擦力，其大小F＝μG木与其运动状态无关，故选D。
5．如图所示，有黑白两条毛巾交替折叠地放在地面上，白毛巾的中部用线与墙壁连接着，黑毛巾的中部用线拉住，设线均呈水平。欲将黑白毛巾分离开来，设每条毛巾的质量均为m，毛巾之间及其跟地面间的动摩擦因数均为μ，则将黑毛巾匀速拉出需用的水平拉力为( C )
A．2μmg B．4μmg
C．5μmg D．eq \f(5,2)μmg
解析：根据受力平衡，黑毛巾有四个面受到摩擦力，平衡时F＝f1＋f2＋f3＋f4＝μ·eq \f(mg,2)＋μ·2eq \f(mg,2)＋μ·3eq \f(mg,2)＋μ·4eq \f(mg,2)＝5μmg，故选C。
6．(多选)如图所示，消防战士正在沿绳进行爬绳练习，若消防战士用双手握住竖直的绳子匀速上攀和匀速下滑，他所受的摩擦力分别是f1和f2，关于f1和f2的大小和方向，下列说法正确的是( AC )
A．f1＝G，方向竖直向上 B．f1>G，方向竖直向上
C．f2＝G，方向竖直向上 D．f2解析：消防战士无论是匀速上攀还是匀速下滑，受到的摩擦力总是与重力相平衡，即与重力大小相等，方向相反，f1、f2的方向都向上，且f1＝f2＝G，A、C正确。
7．(多选)如图所示，有一重力不计的方形容器，被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内注水，直到将容器刚好盛满为止，在此过程中容器始终保持静止，则下列说法中正确的是( BC )
A．容器受到的摩擦力不变
B．容器受到的摩擦力逐渐增大
C．水平力F可能不变
D．水平力F必须逐渐增大
解析：容器处于平衡状态，在竖直方向上重力与摩擦力平衡，盛满水前墙面对容器的静摩擦力一直增大，如果一直没有达到正压力F作用下的最大静摩擦力，则水平力F可能不变，选项B、C正确。
8．(多选)如图所示，照片中的这位男士骑着一辆搞笑的另类自行车，在骑车人用力蹬车前进的过程中，车轮上黑白两色的鞋子与地面接触，它们会受到地面的摩擦力，关于地面对鞋子施加的摩擦力的方向，下面判断正确的是( BC )
A．前轮黑色的鞋子受到的摩擦力方向向前
B．前轮黑色的鞋子受到的摩擦力方向向后
C．后轮白色的鞋子受到的摩擦力方向向前
D．后轮白色的鞋子受到的摩擦力方向向后
解析：自行车前轮为从动轮，后轮为主动轮，假设后轮不受摩擦力，则后轮一直转动，但不会向前运动，实际上后轮是向前运动的，所以它必受方向向前的摩擦力；同时，可判知前轮所受摩擦力向后，故正确答案为B、C。
二、非选择题
9．(12分)“强台风”是一个巨大的能量库，其风速都在17 m/s以上，甚至在60 m/s以上。据测，当风力达到12级时，垂直于风向平面上每平方米风力可达数千牛顿。台风登陆以后，会给沿海居民的生产和生活带来一定的危害。不少在台风登陆地区做新闻报道的记者，需要用绳子系在腰上才能保证不被台风吹走。大风真的能把人吹走吗？为方便研究这一问题，我们只考虑一种简单情况，即看大风能不能把人吹的在地面上滑动。设某次台风登陆时的风力为9级，方向水平风速大小可达到22 m/s，经过流体阻力测算，在经过一个身高为一米七左右人体的面积时所产生的水平风力约为164 N。假设这个人重60 kg，台风来临时人站立在水平地面上，人与地面间的滑动摩擦系数为0.26。试通过计算分析：(g取10 N/kg)
(1)当风速达到22 m/s时，人能不能被吹动？
(2)当风速达到15 m/s时，吹在人身上的水平风力达到76 N，站在地上的人受的摩擦力多大？
(3)当风速达到25 m/s时，吹在人身上的水平风力达到 212 N，站在地面的人受的摩擦力多大？
答案：(1)能被吹动 (2)76 N (3)156 N
解析：(1)人和地面之间的压力为N＝mg＝600 N
人和地面之间的最大静摩擦力为f＝μN＝156 N
因为F>f，所以人能被吹走，
(2)当风力F1＝76 N时，由于F1所以人不能被吹动，人受到地面给他的力是静摩擦力
其大小为f1＝F1＝76 N
(3)当风力F2＝212 N时，由于F2>f
所以人能被吹动，人受到地面给他的摩擦力为滑动摩擦力其大小为f2＝f
摩擦力大小为f2＝f＝μN＝156 N
等级考训练
(15分钟·满分40分) )
一、选择题(本题共3小题，每题6分，共18分)
1．下列各图中物体A和B始终保持相对静止，关于物体A是否受摩擦力作用及物体A受的摩擦力方向，下列说法正确的是( C )
A．甲图中物体A受到向左的摩擦力
B．乙图中物体A不受摩擦力
C．丙图中物体A不受摩擦力
D．丁图中物体A受到向右的摩擦力
解析：甲图所示情况，物体A处于静止状态，假设物体A受静摩擦力作用，根据二力平衡可知，物体A的平衡状态被破坏，因此假设是错误的，故在甲图情况下物体A不受摩擦力作用；乙图所示情况，物体A也处于平衡状态，由于物体A受向右的力F的作用，由二力平衡可知，物体A一定受向左的静摩擦力作用；丙图所示情况，用力F拉水平地面上的物体B，物体B及其上面的物体A保持相对静止做匀速直线运动，假设物体A受静摩擦力作用，根据二力平衡可知，物体A的平衡条件被破坏，因此假设是错误的，故在丙图情况下物体A不受摩擦力作用；丁图所示情况，由于物体A做匀速直线运动，说明物体A在水平方向上受力平衡，根据二力平衡可知，物体A在水平方向上一定受到静摩擦力的作用与F相平衡，静摩擦力的方向与运动方向相反。综上所述选项C正确。
2．用如图所示装置演示“静摩擦力”的大小。当重物连同盘的总重力为2 N时，弹簧测力计显示拉力示数为8 N。现往盘中加砝码，当盘与砝码总重力为12 N时，弹簧测力计示数为( B )
A．12 N B．8 N
C．4 N D．20 N
解析：加砝码前，木块处于静止状态，木块受到的静摩擦力大小为F＝8 N－2 N＝6 N，方向向右，同时说明木块与桌面间的最大静摩擦力至少为6 N。当加砝码后，即绳中拉力改变后，水平方向假设木块不动，其所受摩擦力大小为F′＝12 N－8 N＝4 N，小于最大静摩擦力，故木块仍静止，弹簧测力计示数仍为8 N。
3．(多选)如图所示，在探究摩擦力的实验中，用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块，小木块的运动状态与弹簧测力计的读数如下表所示(每次实验时，木块与桌面的接触面相同)则由下表分析可知，下列哪些选项是正确的( BC )
A．木块受到的最大摩擦力为0.7 N
B．木块受到最大静摩擦力可能为0.6 N
C．在这五次实验中，木块受到的摩擦力大小有三次是相同的
D．在这五次实验中，木块受到摩擦力大小各不相同
解析：第一和第二次实验都没有拉动木块，说明这两次的拉力大小均未超过最大静摩擦力，第三次实验时，木块做加速运动，说明拉力已经大于最大静摩擦力Fm，因此可知，最大静摩擦力范围0.6 N≤Fm<0.7 N，故A错误，B正确；滑动摩擦力与运动情况无关，因此第三、四、五次的摩擦力大小相等，故C正确，D错误。
二、非选择题(本题共2小题，共22分)
4．(10分)如图所示是武警战士用头将四块砖顶在墙上，苦练头功的照片。假设每块砖的质量均为m，砖与墙面、砖与头的动摩擦因数均为μ。要使砖恰好静止不动，则武警战士的头对砖施加的水平力为多大？(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，砖与砖之间不发生滑动，重力加速度为g。)
答案：eq \f(2mg,μ)
解析：以四块砖为研究对象，进行受力分析砖恰好静止不动，则砖所受到的摩擦力刚好达到最大，
即f1＝f2＝μF，又f1＋f2＝4mg
联立上式可得F＝eq \f(2mg,μ)
即武警战士施加的水平力为F＝eq \f(2mg,μ)
5．(12分)如图(a)所示，A物体放在水平面上，动摩擦因数为0.2，物体重10 N，设物体A与水平面间的最大静摩擦力为2.5 N，若对A施加一个由零均匀增大到6 N的水平推力F，请在图(b)中画出A所受的摩擦力FA随水平推力F变化的图线。
答案：如图所示
解析：水平推力F≤2.5 N之前，物体未动，物体受静摩擦力FA＝F。当F>2.5 N后，FA变成滑动摩擦力，其大小为FA＝μF N＝μG＝0.2×10 N＝2 N。
静摩擦力
滑动摩擦力
产生
条件
相同点
①相互接触；②相互挤压；③接触面粗糙
不同点
有相对运动趋势
有相对运动
力
的
三
要
素
大
小
相同点
①可根据二力平衡条件求解；②可根据作用力、反作用力的特点求解(后面学习)
不同点
被动力，与压力无关，大小为0公式Ff＝μF N，与正压力成正比
方
向
相同点
①与运动方向无直接关系，可与运动方向相同，也可与运动方向相反或者成一夹角；②与接触面相切；③与同一接触面上的弹力方向垂直
不同点
与相对运动趋势方向相反
与相对运动方向相反
作
用
点
相同点
在接触面上，做力的图示时，可根据等效原理画到物体的重心上
实验次数
小木块的运动状态
弹簧测力计读数(N)
1
静止
0.4
2
静止
0.6
3
直线加速
0.7
4
匀速直线
0.5
5
直线减速
0.3
目标体系构建
明确目标·梳理脉络
【学习目标】
1．知道滑动摩擦力、静摩擦力的定义。
2．理解滑动摩擦力、静摩擦力的产生条件。
3．会判断摩擦力的方向及计算摩擦力的大小。
4．理解最大静摩擦力的概念。
【思维脉络】
课前预习反馈
教材梳理·落实新知
知识点 1 滑动摩擦力
1．定义：两个相互接触的物体，当它们__相对滑动__时，在接触面上会产生一种__阻碍相对运动__的力，这种力叫作滑动摩擦力。
2．方向：总是沿着__接触面__，并且跟物体__相对运动__的方向相反。
3．大小
(1)滑动摩擦力的大小跟接触面上压力的大小成__正比__，还跟接触面的粗糙程度、材质等有关。
(2)公式：Ff＝__μFN__。
(3)动摩擦因数μ：它的值跟两接触面的__材料__和__粗糙程度__有关。动摩擦因数μ＝__eq \f(Ff,FN)__，Ff在接触面内且与相对运动方向__相反__，FN与接触面__垂直__。
知识点 2 静摩擦力
1．定义：相互接触的两个物体之间只有__相对运动的趋势__，而没有__相对运动__时，这时的摩擦力叫作静摩擦力。
2．方向：总是沿着__接触面__，跟物体__相对运动趋势__的方向相反。
3．最大静摩擦力：静摩擦力有一个最大值Fmax，在数值上等于物体__即将开始运动__时的拉力。
4．静摩擦力的大小：两物体之间实际产生的静摩擦力F在__0__与最大静摩擦力__Fmax__之间，即__0
『选一选』 (2019·甘肃省兰州一中高一上学期期中)下列情景中，物体M所受摩擦力Ff的示意图正确的是( B )
解析：物体静止在粗糙水平面上，但没有相对运动或相对运动趋势，则没有摩擦力，故A错误；汽车停在斜坡上，由于有下滑趋势，因此受到沿着斜坡向上的静摩擦力，故B正确；物体虽贴着竖直墙面，但由于自由下落，因此与竖直墙面没有压力，则没有摩擦力，故C错误；瓶子被握在手中处于静止状态，依据平衡条件，则瓶子受到的静摩擦力与重力平衡，方向竖直向上，故D错误。故应选B。
『想一想』 如图甲、乙、丙所示，质量为2 kg的木块在不同水平拉力作用下，均向右做匀速直线运动。
(1)以上三图中的木块除了受到水平拉力外，水平方向还要受到一个什么力？你能根据二力平衡确定这个力的大小吗？
(2)以上三图中木块受的摩擦力方向向哪？滑动摩擦力的方向与相对运动方向有何规律？
(3)比较甲、乙两图，表明滑动摩擦力大小与什么因素有关？比较甲、丙两图，表明滑动摩擦力大小与什么因素有关？
答案：(1)滑动摩擦力，其大小和外力大小相等，即3.6 N、6.6 N、5.6 N。
(2)方向均向左，其方向总与相对运动方向相反。
(3)甲、乙表明，滑动摩擦力的大小与压力大小有关；甲、丙表明，滑动摩擦力的大小与接触面间的材料有关。
课内互动探究
细研深究·破疑解难
探究 滑动摩擦力
┃┃情境导入__■
甲图中物体与地面“一动一静”，乙图中物体与传送带“一慢一快”，丙图中物体与传送带“一左一右”。若各接触面均粗糙，试分析图中物体是否受摩擦力；若存在摩擦力，分析摩擦力的方向。
提示：甲图中物体受到向左的滑动摩擦力；乙、丙图中物体均受到向右的滑动摩擦力。
┃┃要点提炼__■
1．滑动摩擦力的产生条件 两物体eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(①接触面粗糙,②相互挤压,③具有相对运动滑动))缺一不可
2．滑动摩擦力的方向
(1)在接触面上，与接触面相切，且与物体相对运动的方向相反。
(2)与物体的运动方向可能相同，也可能相反。
例如：
3．滑动摩擦力的大小
(1)公式法：根据公式Ff＝μF N计算。
①正压力F N是物体与接触面间的压力，不一定等于物体的重力，F N的大小根据物体的受力情况确定。
②动摩擦因数μ与材料和接触面的粗糙程度有关，而与物体间的压力、接触面的大小无关。
(2)二力平衡法：物体处于平衡状态(匀速运动或静止)时，根据二力平衡条件求解。
特别提醒
(1)滑动摩擦力的方向与“相对运动的方向相反”并不是与“运动方向”相反。
(2)滑动摩擦力的作用总是阻碍物体的相对运动，而不是阻碍物体的运动。
┃┃典例剖析__■
典题1 (2019·海南省海南中学高一上学期期末)如图所示，质量为20 kg的物体，沿粗糙水平地面向右运动，一水平向左的力F＝10 N作用于物体上，物体与水平地面间的动摩擦因数为0.1，则物体所受摩擦力的大小和方向为(取g＝10 N/kg)( D )
A．10 N，向右 B．10 N，向左
C．20 N，向右 D．20 N，向左
思路引导：(1)滑动摩擦力的方向与相对地面滑动的方向相反。
(2)滑动摩擦力的大小Ff＝μF N。
解析：物体沿粗糙水平地面向右运动，物体对地面的压力大小FN＝mg＝200 N，滑动摩擦力大小为f＝μFN＝μmg＝20 N，方向：与物体相对地面的运动方向相反，即向左，故D正确。
思维升华：(1)滑动摩擦力的大小由正压力和动摩擦因数决定，与物体的运动状态、接触面积无关。
(2)滑动摩擦力的方向与“相对运动的方向”相反，并不是与“运动方向”相反。
┃┃对点训练__■
1．(多选)(2019·山西大学附中高一上学期期中)如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸与桌布分离后继续在桌面滑行，最终没有滑出桌面。若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中( AC )
A．桌布对鱼缸摩擦力的方向向右
B．桌面对鱼缸摩擦力的方向向右
C．鱼缸所受的摩擦力大小没有变化
D．若猫增大拉力，鱼缸受到桌布的摩擦力将增大
解析：桌布向右拉出时，鱼缸相对于桌布有向左的运动，故鱼缸受到的摩擦力向右，故A正确；桌面对鱼缸摩擦力的方向向左，故B错误；鱼缸受到的摩擦力为滑动摩擦力，其大小与拉力无关，只与压力和动摩擦因数有关，因此增大拉力时，摩擦力不变，故C正确；D错误。
探究 静摩擦力
┃┃情境导入__■
某同学用力向右推木箱，但没有推动，在此过程中木箱与地面间是否存在摩擦力？若存在，说明摩擦力的方向。
提示：存在；向左
┃┃要点提炼__■
1．静摩擦力产生的条件
两物体eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(①接触面粗糙,②相互挤压,③具有相对运动趋势))缺一不可
2．静摩擦力的方向
(1)在接触面上，与接触面相切，且与物体相对运动趋势的方向相反。
(2)与物体运动的方向可能相同，也可能相反。
例如：
3．静摩擦力的大小
(1)大小的范围：0
(3)最大静摩擦力Fmax略大于滑动摩擦力，一般情况下，为分析问题方便，可认为二者相等。
特别提醒
(1)不能认为受静摩擦力的物体一定静止，运动的物体之间也可能存在静摩擦力。
(2)静摩擦力的效果不是阻碍物体的运动，而是阻碍物体间的相对运动趋势。
(3)静摩擦力是被动力，在一定范围内其大小随外力变化而变化，并不是一个定值。
┃┃典例剖析__■
典题2 (多选)(2019·江西省赣州十四县高一上学期期中联考)用手握住一个油瓶(瓶始终处于竖直方向)静止不动，如图所示。下列说法正确的是( BD )
A．瓶中油越多，手必须握得越紧
B．握手处如果有很多油，手必须握得越紧
C．手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大
D．油瓶受到的静摩擦力方向竖直向上，其大小等于油瓶的重力
思路引导：正确理解静摩擦力的概念，明确静摩擦力的大小和方向。
解析：若油瓶和油的总重力没有超过手对油瓶的最大静摩擦力，手对油瓶的压力可以不变，A错误；握手处油很多，比较滑，应当通过增加手对油瓶的压力，才能增大最大静摩擦力，防止油瓶下落，故B正确；油瓶受到的静摩擦力与重力处于二力平衡状态，故C错误，D正确。
┃┃对点训练__■
2．(2019·山东省济南一中高一上学期期中)如图所示，A、B、C三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数也相同。三个物体随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是( B )
A．A物体受到的摩擦力方向向右
B．三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零
C．B受到的摩擦力沿斜面向下
D．B、C受到的摩擦力方向相反
解析：A物体做水平方向的匀速直线运动，水平方向不受摩擦力，故A错误；B、C物体均有相对传送带向下滑动的趋势，故均受到沿斜面向上的静摩擦力，B正确，C、D错误。
探究 静摩擦力与滑动摩擦力的比较
┃┃情境导入__■
绳结是靠什么性质的力使绳子连在一起或把物体绑在一起？为什么有的绳子不容易“死扣”？
提示：静摩擦力；动摩擦因数太小(或绳子光滑)
┃┃要点提炼__■
两种摩擦力的比较
┃┃典例剖析__■
典题3 如图所示，一重为40 N的木块原来静止在水平桌面上，某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用，其中F1＝13 N，F2＝6 N。已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
(1)木块所受的摩擦力的大小和方向；
(2)当只将F1撒去时，木块受到的摩擦力的大小和方向；
(3)若撤去的力不是F1而是F2，求木块受到的摩擦力的大小和方向。
思路引导：eq \x(\a\al(判定物块处,于静止还是,滑动状态))—eq \b\lc\[\rc\ (\a\vs4\al\c1(\x(静摩擦)—\x(二力平衡),\x(滑动摩擦)—\x(Ff＝μFN)))
解析：当木块运动时受到的滑动摩擦力为F滑＝μF N＝μG＝0.2×40 N＝8 N，故木块受到桌面的最大静摩擦力为8 N。
(1)加上F1、F2后，F1和F2相当于一个方向向右的F＝F1－F2＝7 N的力。由于F小于最大静摩擦力，故木块处于静止状态，则木块受到桌面静摩擦力的作用，大小为7 N，方向水平向左。
(2)将F1撤去后，由于F2小于最大静摩擦力，故木块仍然保持静止。由二力平衡知识知，木块受到的静摩擦力大小等于F2，即大小为6 N，方向水平向右。
(3)撤掉F2后，由于F1大于最大静摩擦力，则木块受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为8 N，方向水平向左。
答案：(1)7 N 水平向左 (2)6 N 水平向右 (3)8 N 水平向左
思维升华：求解摩擦力大小的方法
(1)明确所求摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力。
(2)静摩擦力一般根据二力平衡来求。求解时应注意物体是否处于静止或匀速直线运动状态，若物体处于减速或加速运动状态，则二力平衡不成立。
(3)滑动摩擦力一般根据公式法计算，计算时注意滑动摩擦力的大小与物体的速度大小、物体是否匀速运动无关，只取决于动摩擦因数和正压力的大小。
┃┃对点训练__■
3．(2020·杭州高一期中)如图甲所示，小孩用80 N的水平力推木箱不动，木箱此时受到水平地面的摩擦力大小为F1；如图乙所示，小孩用100 N的水平力恰能推动木箱，此时木箱与水平地面间的摩擦力大小为F2；如图丙所示，小孩把木箱推动了，此时木箱与水平地面间摩擦力大小为F3，若木箱对水平地面的压力大小为200 N，木箱与水平地面间动摩擦因数为0.45，则F1、F2、F3的大小分别为( C )
A．80 N、80 N、90 N B．80 N、80 N、45 N
C．80 N、100 N、90 N D．80 N、100 N、45 N
解析：小孩用80 N的水平力推木箱，木箱不动，由二力平衡得F1＝80 N；用至少100 N的水平力推木箱，木箱才能被推动，则有最大静摩擦力F2＝100 N；由滑动摩擦力的表达式得F3＝μFN＝90 N，故选项C正确。
素养脉络构建
知识构建·整体呈现
课堂达标检测
沙场点兵·名校真题
1．(多选)(2020·大庆高一月考)如图所示，人握住旗杆匀速上爬，则下列说法正确的是( AC )
A．人受到的摩擦力的方向是向上的
B．人受到的摩擦力的方向是向下的
C．若手握旗杆的力增加，人受到摩擦力仍保持不变
D．手握旗杆的力越大，人受到的摩擦力越大
解析：人握住旗杆匀速上爬时，人相对于旗杆有向下滑的趋势，受到旗杆的静摩擦力方向向上，故A正确，B错误。 由于人是匀速运动的，人竖直方向受到重力和摩擦力，由二力平衡条件分析得知，人受到的摩擦力等于人的重力，保持不变，所以人握旗杆用力越大，并不会使人受到摩擦力增大，故C正确，D错误。
2．(多选)(2019·北京航空航天大学附中高一上学期期中)用如图所示装置研究摩擦力的变化规律，把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使拉力由零缓慢增大。下列说法正确的是( ABC )
A．木块开始运动前，摩擦力逐渐增大
B．当拉力达到某一数值时木块开始移动，此时拉力会突然变小
C．该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小
D．木块开始运动前，拉力小于摩擦力
解析：木块开始运动前，拉力与摩擦力平衡，拉力逐渐增大，则摩擦力逐渐增大，A正确，D错误；当摩擦力增大到最大静摩擦力，木块开始移动，静摩擦力变成滑动摩擦力，滑动摩擦力小于最大静摩擦力，所以拉力会突然变小，B正确，C正确。
3．(多选)(2020·成都高一期中)有一种圆珠笔，内部有一根小弹簧。如图所示，当笔杆竖直放置时，在圆珠笔尾部的按钮上放一个100 g的砝码，砝码静止时，弹簧压缩量为2 mm。现用这支圆珠笔水平推一本放在桌面上质量为900 g的书，当按钮压缩量为3.6 mm(未超过弹簧的弹性限度)时，这本书恰好匀速运动。(g取10 m/s2)，下列说法正确的是( AD )
A．笔内小弹簧的劲度系数是500 N/m
B．笔内小弹簧的劲度系数是50 N/m
C．书与桌面间的动摩擦因数大小是0.02
D．书与桌面间的动摩擦因数大小是0.2
解析：由于砝码处于静止，则kΔx＝mg，所以有：k＝eq \f(mg,Δx)＝eq \f(100×10－3×10,2×10－3)N/m＝500 N/m，故A正确，B错误；要使书恰好能匀速运动，则kΔx′＝μmg，代入数据解得：μ＝0.2，故D正确，C错误。
4．(2020·永春华侨高一期中)如图甲所示，一静止在水平面上的物体，质量为2 kg，在水平弹簧作用下，2 s末开始缓慢滑动，此时弹簧伸长了6 cm。弹簧弹力F随时间t的变化情况如图乙所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2。求：
(1)t＝1 s时物体受到的摩擦力大小。
(2)弹簧的劲度系数。
(3)物体与地面间的动摩擦因数。
答案：(1)3N (2)100 N/m (3)0.3
解析：(1)由图像可得1 s时物体受的静摩擦力是3 N；
(2)匀速运动时弹簧拉力是6 N，由f＝kx，得k＝100 N/m；
(3)物体对地面的正压力是20 N，物体滑动时的摩擦力是6 N，由f＝μFN，解得μ＝0.3。
夯基提能作业
规范训练·实效检测
请同学们认真完成 [练案11]
合格考训练
(25分钟·满分60分) )
一、选择题(本题共8小题，每题6分，共48分)
1．关于摩擦力的下列说法中正确的是( D )
A．相互挤压的粗糙物体间一定产生摩擦力
B．只有静止的物体才可能受到静摩擦力，只有运动的物体才有可能受到滑动摩擦力
C．一个物体在另一个物体表面滑动时，一定受到摩擦力作用
D．摩擦力可以是阻力也可以是动力
解析：相互挤压的粗糙物体间不一定产生摩擦力，只有相互挤压的粗糙物体间，存在相对运动或相对运动趋势时才有摩擦力，故A错误；只有相对静止的物体才可能受到静摩擦力，只有相对运动的物体才有可能受到滑动摩擦力，故B错误；一个物体在另一个物体表面滑动时，如果接触面粗糙，而又有弹力时才一定有摩擦力，故C错误；摩擦力可以是阻力也可以是动力，比如物体轻轻放在水平运动的传送带上受到的摩擦力就是动力，故D正确。
2．木块置于粗糙水平地面上，按如图所示不同的放法，在水平力F的作用下运动，设地面与木块各接触面的动摩擦因数相同，则木块受到的摩擦力的大小关系是( D )
A．F甲>F乙>F丙 B．F乙>F甲>F丙
C．F丙>F乙>F甲 D．F甲＝F乙＝F丙
解析：动摩擦因数μ跟接触面的大小无关，因三种情况下μ相等，且对地面的压力大小都等于木块的重力，所以三种情况下木块受到的摩擦力大小相等，应选D。
3．用拖把拖地时，如果发现某个地方的污渍特别顽固，我们常会使劲向下压拖把，这样就有可能把污渍清除。对于使劲向下压拖把的原因，下列选项中解释最合理的是( C )
A．将拖把中的水挤出，将污渍洗掉
B．可以帮助人握紧拖把
C．通过增大正压力从而增大拖把与地面之间的摩擦力
D．没有任何作用
解析：滑动摩擦力与正压力有关，在动摩擦因数不变的前提下，正压力越大，摩擦力越大。拖地时使劲向下压拖把，就是为了增加正压力从而达到增大拖把与地面之间的摩擦力的目的，选项C正确，A、B、D错误，故选C。
4．如图所示为研究木板与木块之间摩擦力大小的实验装置，将一木块和木板叠放于水平桌面上，轻质弹簧测力计一端固定，另一端用细线与木块水平相连。现在用绳索与长木板连接，用手向右水平拉绳索，使长木板在桌面上滑动，下列说法中正确的是( D )
A．木块与木板之间的摩擦力是静摩擦力
B．木板必须在桌面上做匀速直线运动
C．木板必须在桌面上做匀加速直线运动
D．木板运动过程中，弹簧秤示数保持不变
解析：木块与木板之间存在滑动摩擦力，其大小F＝μG木与其运动状态无关，故选D。
5．如图所示，有黑白两条毛巾交替折叠地放在地面上，白毛巾的中部用线与墙壁连接着，黑毛巾的中部用线拉住，设线均呈水平。欲将黑白毛巾分离开来，设每条毛巾的质量均为m，毛巾之间及其跟地面间的动摩擦因数均为μ，则将黑毛巾匀速拉出需用的水平拉力为( C )
A．2μmg B．4μmg
C．5μmg D．eq \f(5,2)μmg
解析：根据受力平衡，黑毛巾有四个面受到摩擦力，平衡时F＝f1＋f2＋f3＋f4＝μ·eq \f(mg,2)＋μ·2eq \f(mg,2)＋μ·3eq \f(mg,2)＋μ·4eq \f(mg,2)＝5μmg，故选C。
6．(多选)如图所示，消防战士正在沿绳进行爬绳练习，若消防战士用双手握住竖直的绳子匀速上攀和匀速下滑，他所受的摩擦力分别是f1和f2，关于f1和f2的大小和方向，下列说法正确的是( AC )
A．f1＝G，方向竖直向上 B．f1>G，方向竖直向上
C．f2＝G，方向竖直向上 D．f2
7．(多选)如图所示，有一重力不计的方形容器，被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内注水，直到将容器刚好盛满为止，在此过程中容器始终保持静止，则下列说法中正确的是( BC )
A．容器受到的摩擦力不变
B．容器受到的摩擦力逐渐增大
C．水平力F可能不变
D．水平力F必须逐渐增大
解析：容器处于平衡状态，在竖直方向上重力与摩擦力平衡，盛满水前墙面对容器的静摩擦力一直增大，如果一直没有达到正压力F作用下的最大静摩擦力，则水平力F可能不变，选项B、C正确。
8．(多选)如图所示，照片中的这位男士骑着一辆搞笑的另类自行车，在骑车人用力蹬车前进的过程中，车轮上黑白两色的鞋子与地面接触，它们会受到地面的摩擦力，关于地面对鞋子施加的摩擦力的方向，下面判断正确的是( BC )
A．前轮黑色的鞋子受到的摩擦力方向向前
B．前轮黑色的鞋子受到的摩擦力方向向后
C．后轮白色的鞋子受到的摩擦力方向向前
D．后轮白色的鞋子受到的摩擦力方向向后
解析：自行车前轮为从动轮，后轮为主动轮，假设后轮不受摩擦力，则后轮一直转动，但不会向前运动，实际上后轮是向前运动的，所以它必受方向向前的摩擦力；同时，可判知前轮所受摩擦力向后，故正确答案为B、C。
二、非选择题
9．(12分)“强台风”是一个巨大的能量库，其风速都在17 m/s以上，甚至在60 m/s以上。据测，当风力达到12级时，垂直于风向平面上每平方米风力可达数千牛顿。台风登陆以后，会给沿海居民的生产和生活带来一定的危害。不少在台风登陆地区做新闻报道的记者，需要用绳子系在腰上才能保证不被台风吹走。大风真的能把人吹走吗？为方便研究这一问题，我们只考虑一种简单情况，即看大风能不能把人吹的在地面上滑动。设某次台风登陆时的风力为9级，方向水平风速大小可达到22 m/s，经过流体阻力测算，在经过一个身高为一米七左右人体的面积时所产生的水平风力约为164 N。假设这个人重60 kg，台风来临时人站立在水平地面上，人与地面间的滑动摩擦系数为0.26。试通过计算分析：(g取10 N/kg)
(1)当风速达到22 m/s时，人能不能被吹动？
(2)当风速达到15 m/s时，吹在人身上的水平风力达到76 N，站在地上的人受的摩擦力多大？
(3)当风速达到25 m/s时，吹在人身上的水平风力达到 212 N，站在地面的人受的摩擦力多大？
答案：(1)能被吹动 (2)76 N (3)156 N
解析：(1)人和地面之间的压力为N＝mg＝600 N
人和地面之间的最大静摩擦力为f＝μN＝156 N
因为F>f，所以人能被吹走，
(2)当风力F1＝76 N时，由于F1
其大小为f1＝F1＝76 N
(3)当风力F2＝212 N时，由于F2>f
所以人能被吹动，人受到地面给他的摩擦力为滑动摩擦力其大小为f2＝f
摩擦力大小为f2＝f＝μN＝156 N
等级考训练
(15分钟·满分40分) )
一、选择题(本题共3小题，每题6分，共18分)
1．下列各图中物体A和B始终保持相对静止，关于物体A是否受摩擦力作用及物体A受的摩擦力方向，下列说法正确的是( C )
A．甲图中物体A受到向左的摩擦力
B．乙图中物体A不受摩擦力
C．丙图中物体A不受摩擦力
D．丁图中物体A受到向右的摩擦力
解析：甲图所示情况，物体A处于静止状态，假设物体A受静摩擦力作用，根据二力平衡可知，物体A的平衡状态被破坏，因此假设是错误的，故在甲图情况下物体A不受摩擦力作用；乙图所示情况，物体A也处于平衡状态，由于物体A受向右的力F的作用，由二力平衡可知，物体A一定受向左的静摩擦力作用；丙图所示情况，用力F拉水平地面上的物体B，物体B及其上面的物体A保持相对静止做匀速直线运动，假设物体A受静摩擦力作用，根据二力平衡可知，物体A的平衡条件被破坏，因此假设是错误的，故在丙图情况下物体A不受摩擦力作用；丁图所示情况，由于物体A做匀速直线运动，说明物体A在水平方向上受力平衡，根据二力平衡可知，物体A在水平方向上一定受到静摩擦力的作用与F相平衡，静摩擦力的方向与运动方向相反。综上所述选项C正确。
2．用如图所示装置演示“静摩擦力”的大小。当重物连同盘的总重力为2 N时，弹簧测力计显示拉力示数为8 N。现往盘中加砝码，当盘与砝码总重力为12 N时，弹簧测力计示数为( B )
A．12 N B．8 N
C．4 N D．20 N
解析：加砝码前，木块处于静止状态，木块受到的静摩擦力大小为F＝8 N－2 N＝6 N，方向向右，同时说明木块与桌面间的最大静摩擦力至少为6 N。当加砝码后，即绳中拉力改变后，水平方向假设木块不动，其所受摩擦力大小为F′＝12 N－8 N＝4 N，小于最大静摩擦力，故木块仍静止，弹簧测力计示数仍为8 N。
3．(多选)如图所示，在探究摩擦力的实验中，用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块，小木块的运动状态与弹簧测力计的读数如下表所示(每次实验时，木块与桌面的接触面相同)则由下表分析可知，下列哪些选项是正确的( BC )
A．木块受到的最大摩擦力为0.7 N
B．木块受到最大静摩擦力可能为0.6 N
C．在这五次实验中，木块受到的摩擦力大小有三次是相同的
D．在这五次实验中，木块受到摩擦力大小各不相同
解析：第一和第二次实验都没有拉动木块，说明这两次的拉力大小均未超过最大静摩擦力，第三次实验时，木块做加速运动，说明拉力已经大于最大静摩擦力Fm，因此可知，最大静摩擦力范围0.6 N≤Fm<0.7 N，故A错误，B正确；滑动摩擦力与运动情况无关，因此第三、四、五次的摩擦力大小相等，故C正确，D错误。
二、非选择题(本题共2小题，共22分)
4．(10分)如图所示是武警战士用头将四块砖顶在墙上，苦练头功的照片。假设每块砖的质量均为m，砖与墙面、砖与头的动摩擦因数均为μ。要使砖恰好静止不动，则武警战士的头对砖施加的水平力为多大？(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，砖与砖之间不发生滑动，重力加速度为g。)
答案：eq \f(2mg,μ)
解析：以四块砖为研究对象，进行受力分析砖恰好静止不动，则砖所受到的摩擦力刚好达到最大，
即f1＝f2＝μF，又f1＋f2＝4mg
联立上式可得F＝eq \f(2mg,μ)
即武警战士施加的水平力为F＝eq \f(2mg,μ)
5．(12分)如图(a)所示，A物体放在水平面上，动摩擦因数为0.2，物体重10 N，设物体A与水平面间的最大静摩擦力为2.5 N，若对A施加一个由零均匀增大到6 N的水平推力F，请在图(b)中画出A所受的摩擦力FA随水平推力F变化的图线。
答案：如图所示
解析：水平推力F≤2.5 N之前，物体未动，物体受静摩擦力FA＝F。当F>2.5 N后，FA变成滑动摩擦力，其大小为FA＝μF N＝μG＝0.2×10 N＝2 N。
静摩擦力
滑动摩擦力
产生
条件
相同点
①相互接触；②相互挤压；③接触面粗糙
不同点
有相对运动趋势
有相对运动
力
的
三
要
素
大
小
相同点
①可根据二力平衡条件求解；②可根据作用力、反作用力的特点求解(后面学习)
不同点
被动力，与压力无关，大小为0
方
向
相同点
①与运动方向无直接关系，可与运动方向相同，也可与运动方向相反或者成一夹角；②与接触面相切；③与同一接触面上的弹力方向垂直
不同点
与相对运动趋势方向相反
与相对运动方向相反
作
用
点
相同点
在接触面上，做力的图示时，可根据等效原理画到物体的重心上
实验次数
小木块的运动状态
弹簧测力计读数(N)
1
静止
0.4
2
静止
0.6
3
直线加速
0.7
4
匀速直线
0.5
5
直线减速
0.3
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