高中物理：《摩擦力》学案（沪科版必修1）

3.3 摩擦力【学习目标】通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律，能用动摩擦因数计算摩擦力。【名师点拨】1.知识概要（1）滑动摩擦力 大小：f＝μN 注意：N 与 mg 不一定相等；μ 由相互接触的物体共同决定。方向：与物体间相对运动方向相反。（2）静摩擦力大小：0≤f≤fm大小与压力无关但其最大值与压力 有关。静摩擦力可以在一定范围内调整大小以保持物体间的相对静止，所以其大小由物体保持相对静止的需要而定。方向：与物体相对运动趋势方向相反。2．探究方略探究滑动摩擦力大小规律的实验主要体现科学探究要素： （1）“制定计划与设计实验”中的“考虑实验的变量及控制方法”因变量是摩擦力，自变量是接触面的情况和正压力大小。试验中采用控制变量法处理。（2）“分析与论证”中的“对实验数据进行处理”。实验中对接触面的情况，引入一个常数 μ，使本来无法量化的因素可以量化。另外，该探究还包含选择器材、对结果进行解释和描述等要素。 3.我的思考（1）有同学认为摩擦力一定是阻力，对吗？为什么？你能举例说明吗?（2）静摩擦力发生在相对静止的物体间，那么运动的物体就一定不会受到静摩擦力，静止的物体不会受到滑动摩擦力，你认为对吗？（3）物体向南运动，物体所受摩擦力一定向北吗？【典例精析】例 1．有位同学要重新布置自己的房间，他用 200 N 的水平拉力匀速拉动质量为 50 kg 的书桌，书桌与地面的动摩擦因数是多少？如果要在同样的情况下移动质量为 150 kg 的书柜，他用200 N 的力能拉动书柜吗？为什么？(设书柜、书桌与地面的摩擦因数相同)解析：本题的研究对象是书桌和书柜。书桌在地面上做匀速运动，在水平方向受到两个力：水平拉力和地面对它的滑动摩擦力。这两个力是一对平衡力，它们大小相等、方向相反。由滑动摩擦力的公式，即可求出书桌与地面间的动摩擦因数。对于第二问，其分析思路和应用的公式同第一问。该题中 μ 相同但书柜与书桌质量不同，移动时所需拉力也不同。移动书桌（受力如图）时有N1＝m1g＝500 N由 f＝μN 得μ＝f1/N1=0.4同样情况下移动书柜时N2＝m2g＝1500 N所需拉力F＝μN2＝0.4×1500 N＝600 N所以 200 N 的力不能移动书柜例 2．如图用力 F 将物体 m 紧压在竖直的墙壁上静止，当逐渐增大压力 F 时，讨论摩擦力的变化情况。解析：由于物体被紧压在墙壁上所以物体始终处于平衡状态，（受力如图）物体在水平和竖直方向分别平 衡，所以 f＝mg、F＝N即当 F 增加时摩擦力不变，而墙壁的支持力随之增大。说明静摩擦力与压力无关。m1g1F1N11f1FmgfN