第三章 相互作用
三 摩擦力
【要点导学】
1．两个物体相互接触,当有相对滑动的趋势,但又保持相对静止状态时,在它们接触面上出现的阻碍相对滑动的静摩擦力.
（1） 产生条件：两物体必须接触且接触面粗糙；有正压力；有相对滑动趋势
（2） 静摩擦力方向：沿接触面且与 相反.
静摩擦力大小：随外力的变化而变化.一般与迫使物体发生相对运动的外力（或沿着接触面的分量）大小相等.
（3） 静摩擦力有一个最大值,它是物体即将开始相对滑动时的静摩擦力,即最大静摩擦力.
2．两个互相接触且有相对滑动的物体,在它们的接触面上会产生阻碍相对运动的摩擦力,称为滑动摩擦力.
（1）产生条件： ； ； .
(2) 滑动摩擦力方向：沿接触面且与 相反.
(3)滑动摩擦力的大小：滑动摩擦力的大小与两物体间的压力成正比,即Ff=μFN,其中μ为动摩擦因数,无单位,它与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关,而与物体间的相对速度的大小、接触面的大小、压力的大小无关.
【范例精析】
例1．关于摩擦力的说法,下列说法中正确的是（ ）
A. 两个接触的相对静止的物体间一定有摩擦力
B. 受静摩擦作用的物体一定是静止的
C. 滑动摩擦力方向一定与运动方向相反
D. 物体间正压力一定时,静摩擦力的大小可以变化,但有一个限度
解析：两个相对静止的物体间不一定有静摩擦力,还要看它们间是否有相对滑动趋势.例如静止在水平地面上的汽车,它们之间就没有静摩擦力.受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,例如与倾斜的匀速运动的输送带相对静止的物体,物体与输送带之间有相对滑动的趋势,所以有静摩擦力存在,但物体并不是静止的.产生静摩擦力时只要与接触面相对静止就行了.上述的输送带如突然加速,物体就可能受到与运动方向一致的滑动摩擦力.所以A、B、C三个选项都是错的.在正压力一定时,静摩擦力的大小可以因外力的变化而变化,但不能超过最大静摩擦力,这就是一个限度.本题目正确的选项是D.
拓展：（1）不管静摩擦还是滑动摩擦力的方向,都要注意与接触面的“相对性”
（2）值得注意的是,正压力变化时静摩擦力不一定变化,但最大静摩擦力肯定变化.
例2要使木块在水平木桌上滑动受到的摩擦力小些,下列措施中有效的是 （ ）
A.将木块和木桌的接触面刨光滑些 B.在木桌表面上垫一张平整的铁皮
C.使木块的滑动速度增大 D.减小木块与桌面的接触面积
解析：影响滑动摩擦力大小的因素有两个,一是正压力的大小,二是动摩擦因数.本题中正压力不变,只要考虑动摩擦因数的大小.动摩擦因数的大小与接触面的光滑程度和接触面的材料有关,A选项正确.根据教材的表格,木与木之间的动摩擦因数是0.3,而木与金属之间的动摩擦因数为0.2,所以B选项正确.动摩擦因数与运动速度无关（汽车刹车时路面摩擦因数改变是因为温度变化）所以C选项错误.动摩擦因数与接触面积无关,D选项错误.本题目正确选项为AB.
拓展：正因为动摩擦因数与接触面积的大小无关,所以一块匀质长木板在水平桌面上滑动时,在它伸出桌面的长度小于总长度的1/2的情况下,木板所受滑动摩擦力不变.
例3 如图3－3－1所示,用50N的水平推力F将重24N的物块压在竖直墙面上,物块沿墙面下滑,物块与墙面间的动摩擦因数μ=0.4,求：墙面对物块的摩擦力大小.
解析：由题意可知,物块与墙面间存在滑动摩擦力,物块与墙面间存在相互作用力,即：墙面对物块的弹力和物块对墙面的压力,它们大小相等.而水平推力与墙面对物块的弹力相平衡,故物块对墙面的压力大小与水平推力大小相等,即：FN=50N,根据Ff=μFN可得：Ff=0.4×50N=20N.
拓展：有同学误认为物块对墙面的压力大小FN与物体的重力大小相等,这完全是没有真正理解正压力的含义,而是死记住初中阶段学习摩擦力时,压力大小等于重力大小这类简单问题.如图3－3－2所示,甲、乙、丙三个物体的质量相等,与地面的动摩擦因数相同,受到三个大小相同的作用力,当它们滑动时,受到的摩擦力大小的情况,下列说法正确的是：（ ）
A．甲、乙、丙三个物体所受摩擦力大小相等
B．甲受到的摩擦力最大
C．乙受到的摩擦力最大
D．丙受到的摩擦力最大
由于 F‘N乙＞ F’N丙＞F‘N甲
故物块所受滑动摩擦力大小关系：Ff乙>Ff丙>Ff甲,选项C正确.
【能力训练】
1当一个物体在另一个物体的表面上________另一个物体______时,要受到另一个物体阻碍它__________的力,这种力叫做滑动摩擦力,研究滑动摩擦力时我们选择的参考系是相互滑动的两物体中我们认为________的那个物体,滑动摩擦力的方向总是与___________方向相反. 相对于,滑动,相对滑动,静止,相对滑动
2.滑动摩擦力的大小可以用公式Ff=μFN,其中FN叫做_______,它属于_______,方向与接触面______； 叫做_____________,它与接触面的_______及_________有关. 压力,弹力,垂直；动摩擦因数,材料,粗糙程度
3.产生静摩擦力的条件是_______、________、___________.静摩擦力的方向总是与_________________________相反,静摩擦力的大小可以在____________范围内变化. 有弹力、并且有相对滑动的趋势,相对滑动趋势的方向,零到最大静摩擦力
4．如图3－3－3所示,用力F将质量为1kg的物体压在竖直墙上,F=50N．方向垂直于墙,若物体匀速下滑,物体受到的摩擦力是______N,动摩擦因数是______,若物体静止不动,它受到的静摩擦力是______N,方向______．若撤去力 ,当铁块沿着墙壁自由下落时,铁块受到的滑动摩擦力 (g＝10N/kg) 10 , 0.2 ,10 竖直向上 ,0
5.关于摩擦力,下列说法正确的是(A)
A.物体受到摩擦力作用时,一定受到弹力作用
B.只有运动的物体才能受到滑动摩擦力作用
C.具有相对运动的两物体间一定存在滑动摩擦力作用
D.摩擦力的方向与物体运动方向相反
6下列关于摩擦力的说法正确的是(D)
A.摩擦力的方向总与物体的运动方向相反
B摩擦力的大小与相应的正压力成正比
C. 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
D.静摩擦力的方向与接触物体相对运动的趋势方向相反
7关于动摩擦因数μ,下列说法正确的是(D)
A.两物体间没有摩擦力产生说明两物体间的动摩擦因数μ=0
B.增大两物体的接触面积,则两物体间的动摩擦因数增大
C.增大两物体间的正压力,则两物体间的动摩擦因数增大
D.两物体的材料一定,两物体间的动摩擦因数决定于两接触面的粗糙程度
8．物体与支持面间有滑动摩擦力时,下列说法中正确的是（D）
A．物体与支持面间的压力越大,滑动摩擦力就越大；
B．物体与支持面间的压力不变,动摩擦因数一定,速度越大,滑动摩擦力就越大；
C．物体与支持面间的压力不变,动摩擦因数一定,接触面越大,滑动摩擦力就越大；
D．物体与支持面的压力一定,材料越粗糙,滑动摩擦力就越大．
9如图3－3－4所示,木块质量为m,跟水平桌面的动摩擦因数为μ,受水平向右的力F的作用匀速运动,从物体到边缘开始,到物体下落为止,在此过程中物体保持匀速运动,下列说法正确的是(C)
A．推力F因物体悬空部分越来越大而变小
B．推力F在物体下落前会变为原来的1/2
C．推力F始终是μmg
D．因接触面变小,动摩擦因数μ会变大
10．如图3－3－5所示,在μ＝0.1的水平面上向右运动的物体,质量为20kg,在运动过程中,还受到一个水平向左的大小为10N的拉力作用,则物体受到的滑动摩擦力为（g＝10N/kg） （D）
A．10N,向右 B．10N,向左 C．20N,向右 D．20N,向左
11、马拉着自重600N的雪橇在水平冰面上做匀速直线运动,马需用水平拉力18N．如在雪橇上载货500kg,马要用多大的水平力可使雪橇仍做匀速直线运动?雪橇和冰面间的动摩擦因数为多少?168 0.03
12 水平地面上放一个重为200N的铁块,铁块与地面间的最大静摩擦力大小为63N,铁块与地面间动摩擦因数为0.3,一个人用水平方向的力推静止的铁块,试求下列各种情况下铁块所受的摩擦力的大小：
⑴物体静止时,用F=50N的向右推力；50N
⑵物体静止时,用F=80N的向右推力；63N
⑶物体以10m/s的初速度向左,用F=62N的推力向右60N