高中物理鲁科版 (2019)必修 第一册第3节 摩擦力导学案

这是一份高中物理鲁科版 (2019)必修 第一册第3节 摩擦力导学案，共15页。




[学生用书P57]





一、滑动摩擦力


1．滑动摩擦力：当两个物体彼此接触和挤压，并发生相对滑动时，在接触面上产生的一种阻碍相对滑动的力．


2．滑动摩擦力的方向：滑动摩擦力的方向总是与接触面相切，并与物体相对运动的方向相反．


3．滑动摩擦力的大小


(1)滑动摩擦力的大小：滑动摩擦力f的大小与压力N成正比．


(2)公式：f＝μN其中N表示压力，μ叫动摩擦因数，μ的数值与两物体的材料及接触面的情况(粗糙、干湿程度)有关．


二、静摩擦力


1．静摩擦力：当两个彼此接触、挤压的物体之间没有发生相对滑动，但具有相对滑动的趋势时，接触面上会产生一种阻碍相对滑动趋势的力，这种力叫做静摩擦力．


2．静摩擦力的方向：总是与接触面相切并且与相对滑动趋势的方向相反．


3．静摩擦力的大小：由外部因素决定，随外力的变化而变化．


4．最大静摩擦力


(1)定义：物体与接触面之间的静摩擦力的最大值，也即在外力作用下物体将开始沿接触面滑动时的静摩擦力，用fmax表示．


(2)相关因素


①与两物体间的压力成正比．


②与接触面的粗糙程度有关．


三、摩擦力的调控


1．增大摩擦力的方法


(1)增大接触面之间的粗糙程度．


(2)增大物体间的压力．


2．减小摩擦力的方法


(1)减小物体间的压力．


(2)在接触面间加润滑剂．





思维辨析


(1)一个物体在另一个物体表面滑动时，一定产生摩擦力．( )


(2)滑动摩擦力的方向沿接触面，与物体运动方向相反．( )


(3)滑动摩擦力的大小与物体的重力成正比．( )


(4)动摩擦因数的大小与滑动摩擦力大小无关．( )


(5)汽车轮胎的花纹有利于增加轮胎与接触面的摩擦．( )


提示：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√


基础理解


受静摩擦力作用的物体一定静止吗？如图所示，跑步时，脚受到的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力？方向如何？





提示：不一定静止，两物体只是相对静止．跑步时，脚和跑步机接触的时间内，脚并没有和跑步机发生相对运动，因此脚受到的摩擦力为静摩擦力，方向和人的运动方向相同．





对滑动摩擦力的理解与计算[学生用书P58]


问题导引


把木块放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块，如图所示．





当测力计的示数为1 N时，木块没有动；逐渐增大拉力到2 N 时，木块仍静止；继续增大拉力到4 N时，木块开始移动，此时拉力突然减小到3.8 N，此后木块匀速运动，拉力保持3.8 N不变．


(1)当测力计的示数为1 N时，木块受到的静摩擦力多大？逐渐增大拉力到2 N时，木块受到的静摩擦力多大？


(2)随着拉力的增大，静摩擦力有什么变化？继续增大拉力到4 N时，木块开始移动，这说明了什么？


(3)此后木块匀速运动，拉力保持3.8 N不变．这说明什么？


[要点提示] (1)1 N 2 N


(2)静摩擦力的大小随着外力的增大而增大，但有一个最大值．即木块与桌面间的最大静摩擦力为4 N.


(3)说明木块与桌面间的滑动摩擦力为3.8 N，最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大．


【核心深化】


1．滑动摩擦力产生的条件


(1)两物体相互接触挤压．


(2)物体间的接触面不光滑．


(3)两物体间存在相对运动．


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．


3．滑动摩擦力的大小


(1)公式法：根据公式F＝μFN计算．


①正压力FN是物体与接触面间的压力，不一定等于物体的重力，FN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(匀速直线运动或静止)时，根据二力平衡条件求解．


(1)与“相对运动的方向相反”并不是与“运动方向相反”．


(2)滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动，而不是阻碍物体的运动．


关键能力1 对滑动摩擦力的理解


(多选)下列有关滑动摩擦力的说法中，正确的是( )


A．有压力一定有滑动摩擦力


B．有滑动摩擦力一定有压力


C．滑动摩擦力总是与接触面上的压力垂直


D．只有运动物体才受滑动摩擦力


[解析] 产生滑动摩擦力的条件有三个：存在正压力(相互接触且挤压)、接触面粗糙、发生相对滑动，缺一不可．由产生条件可知，A错误，B正确；滑动摩擦力方向与接触面相切，而压力垂直于接触面，所以滑动摩擦力方向跟接触面上的压力垂直，C正确；擦黑板时，黑板是静止的，但相对黑板擦是运动的，也受滑动摩擦力，所以关键是“相对运动”，故D错误．


[答案] BC


关键能力2 滑动摩擦力的计算








如图所示，一个质量为m的物体A，向其施加一个水平方向的力F，使A沿竖直墙壁匀速下滑，若物体A受到的动摩擦因数为μ，那么A物体受到的摩擦力为( )


A．Ff＝μmg 向上 B．Ff＝mg 向下


C．Ff＝F 向下 D．Ff＝μF 向上


[解析] 物体匀速下滑，因此在竖直方向上合外力为零，所以有：mg＝Ff.根据滑动摩擦力公式有：Ff＝μFN，FN＝F，因此Ff＝μF，且A受到的摩擦力方向向上，所以A、B、C错误，D正确．


[答案] D


eq \a\vs4\al()


滑动摩擦力分析与计算的两点注意


(1) F＝μFN只适用于滑动摩擦力的计算，计算摩擦力时一定要分清是求静摩擦力还是求滑动摩擦力．


(2)公式F＝μFN中的FN是物体与接触面之间的正压力，不一定等于物体的重力G.要根据物体的受力来确定．


【达标练习】


1．下列有关滑动摩擦力的说法中，正确的是( )


A．物体所受的滑动摩擦力与物体所受的重力成正比


B．滑动摩擦力总是与物体运动方向相反


C．滑动摩擦力总是阻力


D．在粗糙水平面上，滑动摩擦力随着其所受正压力的增大而增大


解析：选D.滑动摩擦力与正压力成正比，而不是与重力成正比，所以A选项错误；滑动摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反，所以B选项错误；滑动摩擦力既可以作为动力，也可以作为阻力，因此C选项错误；由滑动摩擦力的公式f＝μN可知，正确选项为D.





2．(2019·湖南衡阳期中)如图所示，物体在F＝100 N，方向水平向左的拉力作用下，沿水平面向右运动．已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，物体质量m＝5 kg，可知物体所受摩擦力为(g取10 m/s2)( )


A．10 N，水平向左 B．10 N，水平向右


C．20 N，水平向左 D．20 N，水平向右


解析：选A.物体相对地面运动，故物体受到滑动摩擦力，则摩擦力的大小为f＝μN＝μmg＝0.2×5×10 N＝10 N；滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，故摩擦力方向水平向左，故A正确，B、C、D错误．


静摩擦力的有无及方向判断[学生用书P59]


问题导引


如图所示，两物体处于静止状态，试回答下列问题





(1) 图中物体是否受摩擦力作用？摩擦力的方向如何确定呢？


(2) 怎样判断相对运动趋势方向呢？


[要点提示] (1)图中物体虽然处于静止状态，但都具有相对运动的趋势，故都受静摩擦力作用，其方向沿着接触面，并且跟物体相对运动趋势的方向相反．


(2)用假设法判断，假设接触面光滑时的相对运动方向即为相对运动趋势方向．


【核心深化】


1．静摩擦力有无的判断


(1)根据物体运动状态判断：A、B叠放在一起，用力F拉物体B，而A、B都静止，如图甲所示．假设物体B对A有摩擦力，则A在水平方向上只受到一个力，不可能保持静止状态，所以A、B之间不存在静摩擦力．A、B叠放在一起，用力F拉物体A，而A、B都静止，如图乙所示．假设物体B对A无摩擦力，则A在水平方向上只受到一个力，不可能保持静止状态，所以A、B之间存在静摩擦力．





(2)利用假设法判断





2．静摩擦力的方向


(1)静摩擦力的方向总是跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势的方向相反．


如图甲所示，静止在斜面上的物体m有沿斜面下滑的趋势，所以物体受到沿斜面向上的静摩擦力．





(2)静摩擦力的方向可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反，也可与运动方向不在一条直线上．例如：①手握瓶子在水平方向上运动，此时手对瓶子的静摩擦力的方向竖直向上，与运动方向是垂直的；②如图乙所示，用力F拉水平地面上的物体A，A与物体B保持相对静止且做加速运动时，则B相对A有向后运动的趋势，所以B受到方向与运动方向相同的静摩擦力作用，而B对A的静摩擦力方向向后与A的运动方向相反．


3．静摩擦力大小的计算


(1)范围：0＜F≤Fmax.


(2)静摩擦力的大小与压力大小无关，但最大静摩擦力的大小与压力大小成正比．


(3)物体处于平衡状态(匀速直线运动或静止)时，根据二力平衡条件求解．


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，可认为二者近似相等．


关键能力1 静摩擦力的有无及方向的判断


(多选)如图所示，A物体受到摩擦力的说法正确的是( )





A．(a)图中，A沿粗糙的竖直墙面滑下，受向上的摩擦力作用


B．(b)图中，A沿光滑的斜面向上运动不受摩擦力作用


C．(c)图中，A、B向相反方向运动，A、B间不光滑，A受向右的摩擦力


D．(d)图中，A在斜面上静止不动，受沿斜面向上的摩擦力作用


[解析] 选项A中，物体与墙面无挤压，物体不受摩擦力作用，A错误；选项B中，斜面光滑，所以物体不受摩擦力作用，选项B正确；选项C中，A与B有相互挤压作用且向相反方向运动有相对滑动，故A受向右的摩擦力，选项C正确；选项D中，物体静止在斜面上，物体受静摩擦力作用，方向沿斜面向上，故选项D正确．


[答案] BCD


静摩擦力有无及方向判断的两点注意


(1)静摩擦力的存在是为保持相对静止的需要．做题时要注重判断物体的运动状态．结合受力分析，得到摩擦力是否存在的结论．


(2)当物体匀速运动或静止时，可根据二力平衡的知识分析静摩擦力．要灵活选取研究对象，特别是当两个物体的运动状态相同时，常常将这两个物体看作一个整体来处理． eq \a\vs4\al()


关键能力2 静摩擦力大小的计算


(多选)(2019·唐山高一检测)有三个相同的物体叠放在一起，置于粗糙水平地面上，物体之间不光滑，如图所示．现用一水平力F作用在乙物体上，物体仍保持静止，下列说法正确的是( )





A．丙受到地面的摩擦力大小为F，方向水平向左


B．甲受到水平向右的摩擦力作用


C．乙对丙的摩擦力大小为F，方向水平向右


D．丙对乙的摩擦力大小为F，方向水平向右


[思路点拨] (1)分析乙对甲的摩擦力时可以以甲为研究对象；


(2)分析丙对乙的摩擦力时可以以甲、乙整体为研究对象；


(3)分析地面对丙的摩擦力时可以以甲、乙、丙三个物体整体为研究对象．


[解析] 以甲、乙、丙三者整体为研究对象，整体在水平方向上受平衡力的作用，因此丙受到地面的摩擦力大小等于拉力F，方向水平向左，选项A正确；以甲为研究对象，甲不受摩擦力，选项B错误；乙对丙的摩擦力与丙对乙的摩擦力大小相等、方向相反，由此可知，乙对丙摩擦力的大小等于F，方向水平向右，故选项C正确，D错误．


[答案] AC


eq \a\vs4\al()


计算摩擦力的三点技巧


(1)求解摩擦力时，先分清是什么摩擦力，然后再选择方法求解．


(2)静摩擦力的计算没有公式可用，滑动摩擦力才可用公式f＝μN求解，N是物体与接触面间的正压力，N的大小要根据受力情况来确定，不一定等于mg.


(3)若物体处于平衡状态，无论是滑动摩擦力还是静摩擦力，都可用二力平衡条件求解．


【达标练习】


1．(2019·山东济南一中期中)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( )





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：选B.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两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．


2．如图所示，A、B两物体重力都等于10 N，各接触面间动摩擦因数都等于0.3，F1＝1 N和F2＝2 N的两个水平力分别作用在A和B上，A、B均静止，则A受的摩擦力和地面对B的摩擦力大小分别为( )





A．3 N，6 N B．1 N，2 N


C．1 N，1 N D．0，1 N


解析：选C.因两个物体都处于静止状态，故所受的摩擦力均为静摩擦力；对物体A受力分析可知：F1＝fA＝1 N；设B受到地面的摩擦力为fB，对A、B整体，由平衡条件可知：F2＝F1＋fB，解得fB＝1 N，故选项C正确．





[随堂检测][学生用书P60]


1．(2019·湖南衡阳期中)下列说法中正确的是( )


A．有弹力必定有摩擦力，有摩擦力必定有弹力


B．滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动


C．物体所受摩擦力可以与其运动同向也可以与其运动反向，但不可能与运动方向垂直


D．擦黑板时由于黑板静止，所以黑板受到的是静摩擦力


解析：选B.摩擦力产生条件包括弹力产生条件，故有摩擦力的物体间一定有弹力，但有弹力的物体间不一定有摩擦力，故A错误；滑动摩擦力的方向总是和物体相对运动的方向相反，所以滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，故B正确；物体所受摩擦力可以与其运动同向也可以与其运动反向，也可能与运动方向垂直，故C错误；擦黑板时，静止的黑板受到的摩擦力为滑动摩擦力，故D错误．


2．自行车是很普及的代步工具，不论它的品牌如何，从自行车的结构和使用上来看，它涉及许多物理知识，下列对其认识错误的是( )


A．自行车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车处均刻有花纹，并且都使用动摩擦因数大的材料，增大了摩擦力


B．车轴处经常涂一些润滑油，以减小接触面粗糙程度来减小摩擦力


C．车轴处一般有滚珠，变滚动摩擦为滑动摩擦来减小摩擦力


D．刹车时，用力捏紧车闸，以增大刹车块与车圈之间的压力，从而增大摩擦力


解析：选C.自行车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车处均刻有花纹，并且都使用动摩擦因数大的材料，增大了摩擦力，选项A正确；车轴处经常涂一些润滑油，以减小接触面粗糙程度来减小摩擦力，选项B正确；车轴处一般有滚珠，变滑动摩擦为滚动摩擦来减小摩擦力，选项C错误；刹车时，用力捏紧车闸，以增大刹车块与车圈之间的压力，从而增大摩擦力，选项D正确．故认识错误的是C.


3．(2018·山东学业水平考试)如图所示，用传送带向上传送货物，货物和传送带之间没有相对滑动，则货物受到的摩擦力是( )





A．静摩擦力，方向沿传送带向上


B．静摩擦力，方向沿传送带向下


C．滑动摩擦力，方向沿传送带向下


D．滑动摩擦力，方向沿传送带向上


解析：选A.货物和传送带之间没有相对滑动，可认为货物向上做匀速运动，结合平衡条件知A正确．


4.





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，已知木块与地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)木块受到的摩擦力的大小和方向；


(2)当只将F1撤去时，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．


解析：当木块运动时受到的滑动摩擦力为


F滑＝μFN＝μG＝0.2×40 N＝8 N，


故木块受到地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，则木块受到地面静摩擦力的作用，大小为7 N，方向水平向左．


(2)由于F2小于最大静摩擦力，故木块仍保持静止．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


[课时作业][学生用书P134(单独成册)]


一、单项选择题


1．(2019·山西大学附中期中)关于摩擦力，下列说法正确的是( )


A．运动着的物体不可能受静摩擦力作用，只能受滑动摩擦力作用


B．物体受到弹力作用时，一定受摩擦力的作用


C．握在手中的瓶子握得越紧越不容易滑落下来是因为握得越紧静摩擦力越大


D．无论滑动摩擦力还是静摩擦力，都可以具有动力作用


解析：选D.运动的物体一样可以受到静摩擦力，如加速运动的汽车中相对汽车静止的汽车上的物体，故A错误；物体受到摩擦力作用时，一定受到弹力作用，而有弹力，不一定有摩擦力，故B错误；握在手中的瓶子握得越紧越不容易滑落下来，是因为握得越紧，最大静摩擦力越大，瓶子的静摩擦力不变，故C错误；滑动摩擦力、静摩擦力只要和运动的方向相同，都可以具有动力作用，故D正确．


2．关于滑动摩擦力，下列说法正确的是( )


A．只有运动的物体才受到滑动摩擦力


B．滑动摩擦力总跟物体的重力成正比


C．滑动摩擦力总是阻碍物体的运动


D．滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动


解析：选D.滑动摩擦力产生于两个有相对运动的物体间，但受滑动摩擦力的物体不一定运动，A错误；滑动摩擦力总跟物体的正压力成正比，与重力不一定成正比，B错误；滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，并不一定阻碍物体的运动，C错误，D正确．


3．(2019·贵州遵义月考)关于摩擦力，下列说法正确的是( )


A．相互压紧的粗糙物体间总有摩擦力作用


B．只有互相压紧的，有相对运动或有相对运动趋势的不光滑的物体间才有摩擦力作用


C．摩擦力一定与正压力成正比


D．速度越大的物体，所受的滑动摩擦力越大


解析：选B.相互压紧的粗糙物体之间，不一定有摩擦力，要看它们有无相对运动或相对运动的趋势，故A错误；只有相互挤压的，有发生相对运动或有相对运动趋势的粗糙物体之间才有摩擦力的作用，故B正确；只有滑动摩擦力的大小一定与正压力成正比，而静摩擦力不一定，故C错误；滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和正压力的大小有关，与接触面的大小，运动的速度无关，故D错误．


4.





如图所示，用大小为100 N的握力握住一个重为40 N的瓶子．瓶子竖直，始终处于静止状态．已知手掌与瓶子间的动摩擦因数μ＝0.5，则( )


A．瓶子受到的摩擦力大小为40 N


B．瓶子受到的摩擦力大小为50 N


C．当握力增大时，瓶子受到的摩擦力将增大


D．当握力持续减小时，瓶子受到的摩擦力大小将持续减小


解析：选A.瓶子重力为40 N，处于静止状态，则瓶子受到的摩擦力大小等于其重力，为40 N，故A正确，B错误；当握力增大时，瓶子受到的重力不变，摩擦力不变，故C错误；当握力逐渐减小时，导致瓶子的最大静摩擦力减小，但只要瓶子仍处于静止状态，则摩擦力大小不变，故D错误．


5．关于动摩擦因数，下列说法中正确的是( )


A．动摩擦因数与正压力成正比


B．相同的条件下，接触面积越大，动摩擦因数越大


C．动摩擦因数只与接触面的粗糙程度、相互接触的物体的材料有关


D．动摩擦因数与正压力、接触面积有关，但具体关系不能确定


解析：选C.动摩擦因数由接触面的材料和粗糙程度决定，与其他因素无关，A、B、D错误，C正确．


6．一物体置于粗糙水平地面上，按图所示不同的放法，在水平力F的作用下运动，设地面与物体各接触面的动摩擦因数相等，则木块受到的摩擦力的大小关系是( )





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：选D.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物体的重力，所以f＝μN＝μmg，应选D.


7.





将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在英汉词典内，书对A4纸的压力为3 N，A4纸与书之间的动摩擦因数为0.4，要把A4纸从书中拉出，拉力至少应为( )


A．0.6 N B．1.2 N


C．2.4 N D．3 N


解析：选C.根据f＝μN，得f＝1.2 N，因为纸的上下面都要受到摩擦力的作用，所以要把纸从书中拉出，拉力至少应为2.4 N，C项正确．


二、多项选择题


8．关于摩擦力与弹力，下列说法中正确的是( )


A．两物体间有弹力作用时，物体间一定也有摩擦力


B．两物体间有摩擦力作用时，物体间也一定有弹力


C．两个物体间的弹力和摩擦力的方向总是相互垂直的


D．受到滑动摩擦力的物体一定是运动的，受到静摩擦力的物体一定是静止的


解析：选BC.根据摩擦力的产生条件可以知道，有摩擦力则一定存在弹力，但是有弹力时不一定存在相对运动或相对运动的趋势，A错误，B正确；两个物体间的摩擦力沿着接触面，而弹力垂直于接触面，故C正确；摩擦力存在于相对运动或具有相对运动趋势的物体之间，但是物体相对地面则可能是静止的，D错误．


9．(2019·山师大附中学分认定考试)





用一水平力F将铁块A紧压在竖直墙B上而静止，如图所示，下列说法中正确的是( )


A．铁块A 肯定受墙B给它的竖直向上的摩擦力


B．铁块A肯定对B施加竖直向上的摩擦力


C．增大水平力F，铁块A和墙B之间的摩擦力不变


D．增大水平力F，铁块A和墙B之间的摩擦力变大


解析：选AC.铁块A处于静止状态，故受到的合外力为零，在竖直方向上受到竖直向下的重力，故B对铁块A施加的摩擦力方向肯定竖直向上，根据牛顿第三定律可知铁块A对B施加竖直向下的摩擦力，故A正确，B错误；铁块A处于静止状态，故受到的合外力为零，则有B对铁块A施加的摩擦力等于铁块A的重力，铁块A和墙B之间的摩擦力不变，故C正确，D错误．


三、非选择题


10．如图甲所示，用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉一水平面上的木块，A端的拉力均匀增加，0～t1时间木块静止；木块运动后改变拉力大小，使木块在t2时刻后处于匀速直线运动状态．计算机对数据拟合处理后，得到如图乙所示的拉力随时间变化的图线．则当用F＝5.3 N的水平拉力拉静止的木块时，木块所受摩擦力大小为________ N；若用F＝5.8 N的水平拉力拉木块，木块所受摩擦力大小为________N.





解析：当用F＝5.3 N的水平拉力拉静止的木块时，木块所受静摩擦力大小等于拉力大小，即为5.3 N；若用F＝5.8 N的水平拉力拉木块，木块所受滑动摩擦力大小为5.1 N.


答案：5.3 5.1


11．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，(g取9.8 N/kg)求：


(1)木箱与地面间的动摩擦因数；


(2)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．


解析：(1)当拉力F2＝10.3 N时，木箱匀速运动，木箱水平方向受到拉力F2和滑动摩擦力Ff1，根据二力平衡条件有：Ff1＝F2＝10.3 N


木箱放在水平地面上，则有木箱对地面压力大小等于木箱的重力，即FN＝mg


根据滑动摩擦力公式Ff＝μFN，则木箱与地面间的动摩擦因数为μ＝eq \f(Ff1,FN)


联立得μ≈0.35.


(2)当拉力F1＝8.0 N时，木箱静止，木箱水平方向所受到的静摩擦力Ff2与F1是一对平衡力，则有：Ff2＝F1＝8.0 N.


(3)当拉力F3＝12.0 N时，木箱将在地面上滑动，此时木箱所受到的摩擦力为滑动摩擦力．由第(1)问可以知道，Ff3＝Ff1＝10.3 N.


答案：(1)0.35 (2)8.0 N (3)10.3 N


12．(2019·临沂高一检测)





如图所示，一质量不计的弹簧原长为10 cm，一端固定于质量m＝2 kg的物体上，在另一端施加一水平拉力F.若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当弹簧拉长至12 cm时，物体恰好匀速运动．(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，g取10 m/s2，弹簧始终在弹性限度内)


(1)求弹簧的劲度系数；


(2)若将弹簧拉长至11 cm时，稳定后物体受到的摩擦力大小为多少？


(3)若将弹簧拉长至13 cm时，物体受到的摩擦力大小为多少？


(4)若运动过程中突然撤去拉力，此时物体受到的摩擦力大小为多少？


解析：(1)物体匀速运动时，根据平衡条件有


k(x－x0)＝μmg，


则k＝eq \f(μmg,x－x0)＝eq \f(0.2×2×10,0.12－0.10) N/m＝200 N/m.


(2)弹力F1＝k(x1－x0)＝200×(0.11－0.10) N＝2 N．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，故Ffm＝0.2×2×10 N＝4 N．物体静止，故所受静摩擦力Ff1＝F1＝2 N.


(3)弹力F2＝k(x2－x0)＝200×(0.13－0.10 ) N＝6 N>Ffm，物体将运动，此时所受到的滑动摩擦力为Ff2＝μFN＝μmg＝0.2×2×10 N＝4 N.


(4)撤去拉力时，物体运动过程中受到的是滑动摩擦力，Ff3＝μFN＝μmg＝4 N.


答案：(1)200 N/m (2)2 N (3)4 N (4)4 N





学习目标
核心素养形成脉络
1.知道滑动摩擦力产生的条件，会判断其方向及求解滑动摩擦力的大小．


2．知道静摩擦力产生的条件，会判断其方向及求解静摩擦力的大小．


3．通过对生活现象的观察，了解调控摩擦力的方法.