第八章运动与力第三节摩擦力
摩擦形成的条件及分类
滑动摩擦
静摩擦力
摩擦微课
摩擦
定义两个相互接触的对象。 当它们进行__相对滑动__时，会在接触面上形成__阻碍相对运动__的力。 这些力称为滑动摩擦。 符号是__f__。
方向与物体相对运动（相对运动趋势）的方向__相反__。 例如，人在行走时，脚相对于地面倾向于向后移动，因此地面对人的摩擦力是向前的。
实验二：研究影响滑动摩擦力大小的诱因
实验装置如图 8-3-14 所示。
查询法__控制变量法__，__转换法__。
探索过程 (1) 检测原理：__双力平衡条件__。
(2)检测方法：将铁块放在水平长木板上，用弹簧力计水平拉动铁块，使铁块作__匀速直线运动__运动，读出此时拉力__等于__的大小滑动摩擦力； 在铁块上加一个重物，测量此时的滑动摩擦力； 然后在长木板上铺一条浴巾，保持铁块上的重量不变，测量这种情况下的滑动摩擦力 摩擦力。
据推测，滑动摩擦的大小与__接触面的压力__和__接触面的粗糙度__有关。 当接触面的粗糙度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大； 当压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
三大摩擦的帮助与避免
第一类摩擦
例1 下列关于摩擦力的说法错误的是（）
A．物体相互接触必然有摩擦力
B．两个物体保持相对静止时也会发生摩擦
C、摩擦力的方向不一定与物体运动的方向相反
D．只有接触才能形成摩擦
[答案] A
【表盘】 （1）摩擦力形成条件：①两物体相互接触； ②两个物体相互挤压； ③两个物体相对运动或趋于相对运动； ④两物体接触面粗糙。
(2)摩擦力的疗效是限制物体的相对运动或相对运动的趋势。 对于物体来说，摩擦力可能是一种驱动力，也可能是一种阻力，所以摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反，而一定是与物体的相对运动方向相反。 例如，人走路时，脚相对于地面有向后运动的趋势，因此地面对人的摩擦力是向前的，与脚运动的方向相同。
影响摩擦大小的类型 2 激励
例2 小亮的朋友做了“探究滑动摩擦的大小与哪些激励相关”的实验。
(1) 实验中，用弹簧测力计水平驱动铁块，使其在长木板上移动。 此时摩擦力的大小等于弹簧测力计的读数，这是根据弹簧测力计的知识得出的。
(2) 搞清楚实验原理后，小伙伴们提出了以下猜测：
A。 滑动摩擦的大小可能与压力的大小有关；
B． 滑动摩擦的大小可能与接触面的粗糙度有关；
C。 滑动摩擦的大小可能与接触面积的大小有关。
小亮用一块平面的长木板、一块三边带钩的铁块和弹簧测力计进行实验，并将实验数据记录在下表中：
频率
压力
接触面
铁块放置
测功机指示
1个
一块铁
木材表面
平躺
2个
一块铁
木材表面
侧身
3个
一块铁
木材表面
站立
小亮朋友的实验可以验证猜想（填上字母数字）。
(3) 同组朋友小李用图8-3-15所示的实验装置测试铁块与长木板的摩擦力，发现弹簧测力计不稳定，不易读。 原因是
.
图 8-3-15
【答案】（1）匀速直线上两个力的平衡（2）C
(3)铁块难以保持匀速直线运动
【分析】 （1）根据两力平衡原理，只有当铁块匀速直线运动时，拉力才等于摩擦力。 (2)对比小亮的1、2、3次实验记录可以看出，3次的压力相同，接触面的粗糙度相同，放置时接触面积大小不同平的、横的、竖的，所以小亮探索的是滑动摩擦力的大小与接触面积的关系。 (3)由于驱动铁块时，很难使铁块保持匀速直线运动而达到平衡状态，造成弹簧测力计示值不稳定，不易读数。
【知识提醒】滑动摩擦的大小只与接触面的粗糙度和压力有关，与接触面积的大小和物体运动的快慢无关。
类型 3 摩擦力的大小和方向
例3【山东高考】弹簧测力计右端固定，下端接铁块。 铁块放在车上，上表面水平，弹簧测力计保持水平。 现在卡车被驱动向左水平移动。 稳定后，弹簧测力计的显示如图8-3-16所示。 则铁块上摩擦力的方向和大小分别为 ( )
图 8-3-16
A。 水平向右，3.4N
B． 左水平，3.4N
C。 水平左侧，2.6N
D． 水平向右，2.6N
【答案】C
Type 4减少和减少摩擦
例4 在图8-3-17所示的四个例子中，为了减少摩擦力是（）
图 8-3-17
【答案】B
【规律总结】生活中要减少有益的摩擦，减少有害的摩擦。 减小摩擦力的方法有：减小压力、粗糙化接触面、变滚动为滑动等； 减小摩擦力的方法有：减小压力、使接触面光滑、变滑动为滚动、使接触面相互分离等。
知识点？ 了解摩擦
1.下列关于摩擦的说法错误的是（ ）
A、摩擦力是限制物体相对运动的力
B．摩擦力是两个相互接触的物体之间产生的力
C．摩擦只有在两个物体相互接触时才会发生
D．摩擦力是两个相互接触的物体已经或即将发生相对运动时形成的
[分析] C摩擦力形成的条件：一是两个物体相互接触，有压力； 二是接触面粗糙； 第三，两个物体之间有相对运动或有相对运动的趋势。 只有C说法错误，符合题意。
2、为了探究滑动摩擦力，朋友文超用牙膏做了实验。 当牙膏以恒定速度拖动时，刷毛弯曲，如图8-3-18所示。 本实验正确的分析是（）
图 8-3-18
A、刷毛越弯曲，牙膏受力越小
B、从刷毛的弯曲方向可以判断牙膏受摩擦的方向是向右的
C、牙膏的摩擦力作用在刷毛上
D、手的拉力和牙膏的摩擦不平衡
[分析] C 由于摩擦力的大小和方向难以直接检测，可采用换算法通过刷毛的弯曲程度和方向间接判断。 摩擦力越大，用力的疗效越显着，刷毛的变形（即刷毛的弯曲程度）也越显着，所以A错。 在摩擦力的作用下，较软的刷毛向左弯曲，说明摩擦力的方向是向左的，所以B错。 研究牙膏的摩擦力。 牙膏一定是受力物体，它作用在与接触面接触的部分，所以摩擦力作用在刷毛上，故C正确。 牙膏作匀速直线运动，牙膏受到一对平衡的力：拉力和摩擦力，故D错。
知识点？ 探索影响摩擦大小的激励因素
3、图8-3-19给出了三个实验来探究“哪些原因与摩擦力的大小有关”。 实验时，让铁块在水平木板（或麻布）上作匀速直线运动。 下列说法正确的是（ ）
图 8-3-19
A．比较（a）和（b）中的实验情况，可以看出摩擦力的大小与作用在物体表面的压力无关
B．比较（b）和（c）中的实验情况，可以看出摩擦力的大小与作用在物体表面的压力有关
C．比较（a）和（c）中的实验情况，可以看出摩擦力的大小与接触面的粗糙度有关
D．比较（b）和（c）中的实验情况，可以看出摩擦力的大小只与接触面的粗糙度有关
【分析】对比C中的（a）和（b）两图，接触面均为木板，接触面粗糙度相同。 木块在水平木板上的压力大，摩擦力大，说明摩擦力的大小与压力的大小有关，所以选项A的说法是错误的。 比较（b）和（c）两张图，接触面和压力不同，摩擦力也不同。 有两个变量，不符合控制变量法的思想。 难以确定摩擦力与压力、接触面粗糙度之间的关系，故选项B、D错误。 比较两张图（a）和（c），铁块对接触面的压力是一样的。 图（a）中，铁块与水平木板接触，接触面比较光滑，摩擦力较小。 图(c)中，铁块与麻面接触，接触面粗糙度大，摩擦力大，说明摩擦力的大小与接触面粗糙度有关，所以选项C的说法是正确的。
4、【湖北高考】为了探究“滑动摩擦力（f）的大小与什么诱因有关”，他将家里的可调速慢跑机的传送带调平，发现两个一模一样的长方体铁块块（每个重量G，上表面ABCD面积为2S0，较光滑；下表面A′B′C′D′较粗糙；侧面CDD′C′面积为S0，与“下表面”一样粗糙）。 用测力计拉动一个铁块（上面可以加一个铁块），将铁块放在传送带上，读取拉力T。
图 8-3-20
为确定滑动摩擦力f与压力F、接触面粗糙度、相对运动速度、接触面积大小的关系，小强做了实验记录如下：
步
压力F
接触面及面积
粗糙度
皮带速度
测功机T
1个
G
A'B'C'D', 2S0
更粗糙
v0
4N
2个
G
A'B'C'D', 2S0
更粗糙
2v0
4N
3个
G
ABCD, 2S0
更顺畅
v0
2N
4个
G
CDD'C', S0
更粗糙
v0
4N
5个
2G
ABCD, 2S0
更顺畅
v0
4N
(1) 从分析步骤可以知道f的大小和接触面积。
(2) 为了探索f与某个诱因之间的关系并保持其他诱因不变，调用这些方法。
(3)小强“百度”后得知f=kF(公式中的符号f和F与上述含义一致)，结合以上实验，你认为公式中的“k”与（激励）。
【答案】（1）1、4无关（2）控制变量法
(3)接触面的粗糙度
【解析】本题考察与滑动摩擦力大小及成因有关的相关知识。
(1) 从表中的第1步和第4步可知，物体之间的压力、接触面的粗糙度、带速都相同，但接触面的面积为不同，物体所受的滑动摩擦力相同。 力f与接触面积的大小无关。
(2) 为了探究摩擦力f与某一诱因的关系，同时保持其他诱因不变，这些方法称为控制变量法。
(3)物体间的滑动摩擦力与物体间的压力和接触面的粗糙度有关。 F是物体之间的压力。 由f=kF可知，k与接触面的粗糙度有关。
知识点？ 减少和减少摩擦的方法
5. 许多体育比赛都与摩擦有关。 在下面的例子中，不属于减少摩擦的是（）
A．篮球联赛守门员戴防滑手套
B．在足球联赛中，使用的足球有多种图案
C。 在冰球联赛期间，球员们在冰球前“擦冰”
D. 田径比赛中，运动员在手上涂抹粉笔，以防抱死
[分析]影响C摩擦力的因素有：压力的大小和接触面的粗糙度。 减少摩擦的方法包括：降低压力，降低接触面的粗糙度； 减少摩擦的方法有：降低压力，降低接触面的粗糙度，变滑动摩擦为滚动摩擦，将两个接触面分开。 守门员戴防滑手套，篮球有很多花纹，球员手上涂上镁粉，这些都是通过降低接触面的粗糙度来减少摩擦； 降低接触面的粗糙度以减少摩擦。
6、你注意到这些观察结果了吗，不管是锯木头的凿子还是锯钢的凿子，它们的锯齿都不在一个平面上，如图8-3-21，这是由于（ ）
图 8-3-21
A、锯片使用时间过长，锯齿歪了
B．这使刀片更耐冲击
C、这将使锯齿更锋利
D、可加宽切缝，减少材料在锯机上的摩擦力
【答案】D
7、【扬州高考】把铁块放在水平的桌子上，用弹簧测力计带动它沿水平方向移动。 以下哪项操作可以减小铁块的滑动摩擦力？ ()
A、减小铁块的拉力
B、改变铁块的运动方向
C．给铁块加重物
D、降低铁块的速度
【答案】C
1.选择题
1、化学知识无处不在渗透到我们的生活中，以下警告与摩擦有关（）
A。 公共场所“禁止吸烟”的标志
B． 刚冲洗过的地板旁边写着“小心滑”
C。 车辆尾部贴有“保持车距”字样
D． 公共交通工具的车门上有一个牌子，上面写着“车辆停止前请勿上下车”
【答案】乙
2、小刚用水平推力推动还在水平地面上的讲台，但没有前进（如图8-3-22）。 那么下列说法正确的是（）
图 8-3-22
A、桌子不受摩擦
B、推力等于书桌的重力
C、推力大于地面对桌面的摩擦力
D．推力等于地面对台面的摩擦力
【分析】D 物体静止，可以借助两种力的平衡来分析。 水平方向的推力和摩擦力是一对大小相等的平衡力。
3、同事做了图8-3-23所示的实验，每次用弹簧测力计拉动同一个铁块作水平匀速直线运动。 可以证明“摩擦力的大小与受力面积大小无关”的实验是（）
图 8-3-23
A。 A 和 B BB 和 C
C。 B和D DA和D
[分析] A 探究摩擦力大小与受力面积大小的关系，必须采用控制变量法控制压力大小和接触面粗糙度，改变铁块与接触面接触面积的大小。 这导致正确的推论。
4. 据新闻报道，香港发现首个遗传性无指纹家族。 由于家族遗传的影响，连续五代人的右手脚上都没有指纹。 对于这个家庭的人，下列说法正确的是（ ）
A．写字时拿着球拍比正常人轻松多了
B、手教钞票时，比常人省力
C.当握住一个物体时，需要比平时更大的力才能松开它
D、提水桶时，比正常人提起来用力大
【答案】C
5、在图8-3-24所示的几个例子中，有利于减少摩擦的是（）
图 8-3-24
【解析】B在搬运重物时，将滚动的木头放在垫子上，意思是滚动而不是滑动，以减少摩擦，不符合A的题意。 鞋跟和轮胎上的凹凸花纹是为了降低接触面的粗糙度以减少压力不变时的摩擦，B符合题意。 磁悬浮列车通过磁力将接触面分开，从而减少摩擦。 C 不符合题意。 轴承加滚珠是用滚动代替滑动来减少摩擦，D不符合题意。
2.填空
6、如图8-3-25所示，如果物体A重30N，用F=50N的力垂直压在墙上并保持不动，则物体A所受的摩擦力为； 物体B重30N，受到F′=20N的水平推力静止不动，物体B所受的摩擦力为 。
图 8-3-25
【答案】3020
【分析】对物体A进行受力分析（如图8-3-26A所示），垂直方向所受的摩擦力和重力是一对平衡力，即fA=GA=30N； 物体B受力分析（如图B所示），水平方向的摩擦力和推力是一对平衡力，即fB=F'=20N。
图 8-3-26
7、用弹簧测力计拉动铁块在水平台面上匀速直线运动。 当铁块以0.1m/s的速度运动时，测力计的读数为2N，此时铁块受到的摩擦力为，此时铁块受到的摩擦力为； 若测力计以3N的力带动铁块移动，则为铁块上的摩擦力（选择“变化”或“不变”）。
【答】2等于2不变
【解析】因为铁块做匀速直线运动，水平方向的力是平衡的，所以摩擦力等于拉力； 滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙度有关摩擦力的符号是什么，与外力（即拉力）无关。 所以虽然拉力改变了，但摩擦力并没有改变（除非铁块是静止的）。
8、如图8-3-27A所示，小明沿着竖杆匀速下降。
图 8-3-27
(1)图B中A点代表小明，请画出他在竖直方向的力。
(2) 然后小明沿着这条绳子匀速下降，他沿绳子受到的摩擦力为f绳，沿杆下降时遇到的摩擦力为f杆，f绳(可选">"" =" 或 "<" ) f 杆。
(3) 若小明以匀速顺着杆子往下爬，他所受的摩擦力方向为 。
【答】 （1）如图8-3-28所示
图 8-3-28
(2) 二 (3) 直下
【分析】 （1）小明沿绳索或杆子匀速下降时，遇到的是垂直向上的重力G和垂直向下的摩擦力f，两者大小相等。
(2)从题意可以看出，小明还在匀速下降，处于平衡状态。 因此，摩擦力和重力是一对大小相等的平衡力，所以f rope = f rod。
(3)小明沿着杆子匀速爬下。 这时，它的重力和摩擦力是一对平衡的力。 此时小明的相对运动趋势是垂直向上的，所以摩擦力的方向是垂直向下的。
三、实验研究问题
9、在探究“滑动摩擦力的大小与什么诱因有关”的过程中，有朋友做出了以下推测：
猜测A：滑动摩擦的大小可能与接触面的粗糙度有关；
推测B：滑动摩擦力的大小可能与接触面的压力有关；
推测C：滑动摩擦力的大小可能与形成摩擦力的两个物体接触面积的大小有关。
为了检验上述猜想是否正确，同事选取了一块底面和四面粗糙度相同的长方体铁块，设计了如下实验方案：
第一步：将长方体铁块平放在水平长木板上，水平拉动铁块并用弹簧测力计沿直线滑动，读取此时弹簧测力计的读数（如图8- 3-29A）；
第二步：在长方体铁块上放一个重物，用弹簧测力计水平拉动铁块，使重物和铁块沿直线匀速运动（如图B），比较“步骤2”和“步骤2”中弹簧力计读数的大小1”；
第三步：在横长木板上铺一层麻布，将铁块平放在麻布上（不加重物），用弹簧测力计水平拉动铁块，沿直线匀速滑动（如如图C)所示，将“步骤3”中弹簧测力计读数的大小与“步骤1”中的读数进行比较。
图 8-3-29
(1)用弹簧测力计水平拉动铁块，沿直线匀速滑动时，滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的读数。 请分析原因。
(2)“第2步”的设计目的是为了验证以上猜想(只填序号)。
(3)“步骤2”中摩擦力的符号是什么，如果铁块上方的重物重量为0.5N，当水平拉动铁块并用弹簧测力计沿直线滑动时，重物与铁块之间的摩擦力块是（）
A。 小于 0.5N
B． 小于零但大于 0.5N
C。 等于0.5N
D、等于零
(4) 为了检验“假设C”是否正确，可以在上述实验的基础上再减少一步，写下你设计的实验步骤。
【答案】（1）由于弹簧测力计拉动铁块做匀速直线运动，所以弹簧测力计对铁块的拉力和对铁块的摩擦力是一对平衡力具有相等的幅度。 但弹簧测力计对铁块的拉力与铁块对弹簧测力计的拉力是一对大小相等的相互斥力，所以滑动摩擦力等于铁块的拉力弹簧测力计上的挡块（即弹簧测力计的仪表读数）。
(2)乙
(3)D
(4)将长方体铁块的边(或竖)放在水平放置的长木板上。 用弹簧测力计水平拉动铁块并匀速沿直线滑动，比较“第4步”和“第1步”中弹簧测力计的读数。
[分析] (2) 与“Step 1”相比，“Step 2”的接触面粗糙度相同，但两步接触面的压力不同，因此“Step 2”的设计目的是检验猜想 B 。
(3)用弹簧测力计水平拉动铁块，沿直线匀速滑动时，重物也处于匀速直线运动状态，重物在水平方向上处于平衡状态，因为重物不受水平方向拉力的影响，所以重物与铁块之间的摩擦力为零，所以选D。
(4) 为了测试滑动摩擦力的大小可能与形成摩擦力的两个物体接触面积的大小有关，可以将长方体铁块的侧面(或垂直)放在一个水平放置的长木板。 用弹簧测力计水平拉动铁块并匀速沿直线滑动，比较“第4步”和“第1步”中弹簧测力计的读数。
1、假设所有物体之间的摩擦力突然消失，下列哪种现象不会发生（ ）
A. 我们走路会很困难，脚会被锁在地上
B.We'll have ,as the slip out of our hands
C．传送带送货速度更快
D．沿铁轨的晚风可以使火车移动
【答案】C
2、在“研究影响摩擦大小的原因”实验中，使用的设备有：立方体铁块、读数准确的弹簧测力计、粗糙度均匀的长木板、棉布、毛巾等。
(1) 用图8-3-30A所示的实验装置检测铁块与长木板间的摩擦力时，发现弹簧测力计的读数很难保持稳定，不易读。 请分析是什么原因？
图 8-3-30
(2) 为了解决(1)中的问题，同事改进了实验装置，如图B所示。请说明如何用该装置测量铁块与长木板之间的摩擦力。
(3)为什么用图B所示的实验装置进行实验可以解决(1)中的问题？
【答案】 （1）铁块很难保持匀速直线运动。
(2)长木板行进时，铁块处于静止状态。 根据两力平衡的情况，弹簧测力计的读数等于摩擦力的大小。
(3)不管长木板是否匀速直线运动，铁块都是静止的，读起来很容易。