第八章運動與力第三節摩擦力
摩擦形成的條件及分類
滑動摩擦
靜摩擦力
摩擦微課
摩擦
定義兩個相互接觸的對象。 當它們進行__相對滑動__時，會在接觸面上形成__阻礙相對運動__的力。 這些力稱為滑動摩擦。 符號是__f__。
方向與物體相對運動（相對運動趨勢）的方向__相反__。 例如，人在行走時，腳相對于地面傾向于向后移動，因此地面對人的摩擦力是向前的。
實驗二：研究影響滑動摩擦力大小的誘因
實驗裝置如圖 8-3-14 所示。
查詢法__控制變量法__，__轉換法__。
探索過程 (1) 檢測原理：__雙力平衡條件__。
(2)檢測方法：將鐵塊放在水平長木板上，用彈簧力計水平拉動鐵塊，使鐵塊作__勻速直線運動__運動，讀出此時拉力__等于__的大小滑動摩擦力； 在鐵塊上加一個重物，測量此時的滑動摩擦力； 然后在長木板上鋪一條浴巾，保持鐵塊上的重量不變，測量這種情況下的滑動摩擦力 摩擦力。
據推測，滑動摩擦的大小與__接觸面的壓力__和__接觸面的粗糙度__有關。 當接觸面的粗糙度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大； 當壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。
三大摩擦的幫助與避免
第一類摩擦
例1 下列關于摩擦力的說法錯誤的是（）
A．物體相互接觸必然有摩擦力
B．兩個物體保持相對靜止時也會發生摩擦
C、摩擦力的方向不一定與物體運動的方向相反
D．只有接觸才能形成摩擦
[答案] A
【表盤】 （1）摩擦力形成條件：①兩物體相互接觸； ②兩個物體相互擠壓； ③兩個物體相對運動或趨于相對運動； ④兩物體接觸面粗糙。
(2)摩擦力的療效是限制物體的相對運動或相對運動的趨勢。 對于物體來說，摩擦力可能是一種驅動力，也可能是一種阻力，所以摩擦力的方向不一定與物體的運動方向相反，而一定是與物體的相對運動方向相反。 例如，人走路時，腳相對于地面有向后運動的趨勢，因此地面對人的摩擦力是向前的，與腳運動的方向相同。
影響摩擦大小的類型 2 激勵
例2 小亮的朋友做了“探究滑動摩擦的大小與哪些激勵相關”的實驗。
(1) 實驗中，用彈簧測力計水平驅動鐵塊，使其在長木板上移動。 此時摩擦力的大小等于彈簧測力計的讀數，這是根據彈簧測力計的知識得出的。
(2) 搞清楚實驗原理后，小伙伴們提出了以下猜測：
A。 滑動摩擦的大小可能與壓力的大小有關；
B． 滑動摩擦的大小可能與接觸面的粗糙度有關；
C。 滑動摩擦的大小可能與接觸面積的大小有關。
小亮用一塊平面的長木板、一塊三邊帶鉤的鐵塊和彈簧測力計進行實驗，并將實驗數據記錄在下表中：
頻率
壓力
接觸面
鐵塊放置
測功機指示
1個
一塊鐵
木材表面
平躺
2個
一塊鐵
木材表面
側身
3個
一塊鐵
木材表面
站立
小亮朋友的實驗可以驗證猜想（填上字母數字）。
(3) 同組朋友小李用圖8-3-15所示的實驗裝置測試鐵塊與長木板的摩擦力，發現彈簧測力計不穩定，不易讀。 原因是
.
圖 8-3-15
【答案】（1）勻速直線上兩個力的平衡（2）C
(3)鐵塊難以保持勻速直線運動
【分析】 （1）根據兩力平衡原理，只有當鐵塊勻速直線運動時，拉力才等于摩擦力。 (2)對比小亮的1、2、3次實驗記錄可以看出，3次的壓力相同，接觸面的粗糙度相同，放置時接觸面積大小不同平的、橫的、豎的，所以小亮探索的是滑動摩擦力的大小與接觸面積的關系。 (3)由于驅動鐵塊時，很難使鐵塊保持勻速直線運動而達到平衡狀態，造成彈簧測力計示值不穩定，不易讀數。
【知識提醒】滑動摩擦的大小只與接觸面的粗糙度和壓力有關，與接觸面積的大小和物體運動的快慢無關。
類型 3 摩擦力的大小和方向
例3【山東高考】彈簧測力計右端固定，下端接鐵塊。 鐵塊放在車上，上表面水平，彈簧測力計保持水平。 現在卡車被驅動向左水平移動。 穩定后，彈簧測力計的顯示如圖8-3-16所示。 則鐵塊上摩擦力的方向和大小分別為 ( )
圖 8-3-16
A。 水平向右，3.4N
B． 左水平，3.4N
C。 水平左側，2.6N
D． 水平向右，2.6N
【答案】C
Type 4減少和減少摩擦
例4 在圖8-3-17所示的四個例子中，為了減少摩擦力是（）
圖 8-3-17
【答案】B
【規律總結】生活中要減少有益的摩擦，減少有害的摩擦。 減小摩擦力的方法有：減小壓力、粗糙化接觸面、變滾動為滑動等； 減小摩擦力的方法有：減小壓力、使接觸面光滑、變滑動為滾動、使接觸面相互分離等。
知識點？ 了解摩擦
1.下列關于摩擦的說法錯誤的是（ ）
A、摩擦力是限制物體相對運動的力
B．摩擦力是兩個相互接觸的物體之間產生的力
C．摩擦只有在兩個物體相互接觸時才會發生
D．摩擦力是兩個相互接觸的物體已經或即將發生相對運動時形成的
[分析] C摩擦力形成的條件：一是兩個物體相互接觸，有壓力； 二是接觸面粗糙； 第三，兩個物體之間有相對運動或有相對運動的趨勢。 只有C說法錯誤，符合題意。
2、為了探究滑動摩擦力，朋友文超用牙膏做了實驗。 當牙膏以恒定速度拖動時，刷毛彎曲，如圖8-3-18所示。 本實驗正確的分析是（）
圖 8-3-18
A、刷毛越彎曲，牙膏受力越小
B、從刷毛的彎曲方向可以判斷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難以直接檢測，可采用換算法通過刷毛的彎曲程度和方向間接判斷。 摩擦力越大，用力的療效越顯著，刷毛的變形（即刷毛的彎曲程度）也越顯著，所以A錯。 在摩擦力的作用下，較軟的刷毛向左彎曲，說明摩擦力的方向是向左的，所以B錯。 研究牙膏的摩擦力。 牙膏一定是受力物體，它作用在與接觸面接觸的部分，所以摩擦力作用在刷毛上，故C正確。 牙膏作勻速直線運動，牙膏受到一對平衡的力：拉力和摩擦力，故D錯。
知識點？ 探索影響摩擦大小的激勵因素
3、圖8-3-19給出了三個實驗來探究“哪些原因與摩擦力的大小有關”。 實驗時，讓鐵塊在水平木板（或麻布）上作勻速直線運動。 下列說法正確的是（ ）
圖 8-3-19
A．比較（a）和（b）中的實驗情況，可以看出摩擦力的大小與作用在物體表面的壓力無關
B．比較（b）和（c）中的實驗情況，可以看出摩擦力的大小與作用在物體表面的壓力有關
C．比較（a）和（c）中的實驗情況，可以看出摩擦力的大小與接觸面的粗糙度有關
D．比較（b）和（c）中的實驗情況，可以看出摩擦力的大小只與接觸面的粗糙度有關
【分析】對比C中的（a）和（b）兩圖，接觸面均為木板，接觸面粗糙度相同。 木塊在水平木板上的壓力大，摩擦力大，說明摩擦力的大小與壓力的大小有關，所以選項A的說法是錯誤的。 比較（b）和（c）兩張圖，接觸面和壓力不同，摩擦力也不同。 有兩個變量，不符合控制變量法的思想。 難以確定摩擦力與壓力、接觸面粗糙度之間的關系，故選項B、D錯誤。 比較兩張圖（a）和（c），鐵塊對接觸面的壓力是一樣的。 圖（a）中，鐵塊與水平木板接觸，接觸面比較光滑，摩擦力較小。 圖(c)中，鐵塊與麻面接觸，接觸面粗糙度大，摩擦力大，說明摩擦力的大小與接觸面粗糙度有關，所以選項C的說法是正確的。
4、【湖北高考】為了探究“滑動摩擦力（f）的大小與什么誘因有關”，他將家里的可調速慢跑機的傳送帶調平，發現兩個一模一樣的長方體鐵塊塊（每個重量G，上表面ABCD面積為2S0，較光滑；下表面A′B′C′D′較粗糙；側面CDD′C′面積為S0，與“下表面”一樣粗糙）。 用測力計拉動一個鐵塊（上面可以加一個鐵塊），將鐵塊放在傳送帶上，讀取拉力T。
圖 8-3-20
為確定滑動摩擦力f與壓力F、接觸面粗糙度、相對運動速度、接觸面積大小的關系，小強做了實驗記錄如下：
步
壓力F
接觸面及面積
粗糙度
皮帶速度
測功機T
1個
G
A'B'C'D', 2S0
更粗糙
v0
4N
2個
G
A'B'C'D', 2S0
更粗糙
2v0
4N
3個
G
ABCD, 2S0
更順暢
v0
2N
4個
G
CDD'C', S0
更粗糙
v0
4N
5個
2G
ABCD, 2S0
更順暢
v0
4N
(1) 從分析步驟可以知道f的大小和接觸面積。
(2) 為了探索f與某個誘因之間的關系并保持其他誘因不變，調用這些方法。
(3)小強“百度”后得知f=kF(公式中的符號f和F與上述含義一致)，結合以上實驗，你認為公式中的“k”與（激勵）。
【答案】（1）1、4無關（2）控制變量法
(3)接觸面的粗糙度
【解析】本題考察與滑動摩擦力大小及成因有關的相關知識。
(1) 從表中的第1步和第4步可知，物體之間的壓力、接觸面的粗糙度、帶速都相同，但接觸面的面積為不同，物體所受的滑動摩擦力相同。 力f與接觸面積的大小無關。
(2) 為了探究摩擦力f與某一誘因的關系，同時保持其他誘因不變，這些方法稱為控制變量法。
(3)物體間的滑動摩擦力與物體間的壓力和接觸面的粗糙度有關。 F是物體之間的壓力。 由f=kF可知，k與接觸面的粗糙度有關。
知識點？ 減少和減少摩擦的方法
5. 許多體育比賽都與摩擦有關。 在下面的例子中，不屬于減少摩擦的是（）
A．籃球聯賽守門員戴防滑手套
B．在足球聯賽中，使用的足球有多種圖案
C。 在冰球聯賽期間，球員們在冰球前“擦冰”
D. 田徑比賽中，運動員在手上涂抹粉筆，以防抱死
[分析]影響C摩擦力的因素有：壓力的大小和接觸面的粗糙度。 減少摩擦的方法包括：降低壓力，降低接觸面的粗糙度； 減少摩擦的方法有：降低壓力，降低接觸面的粗糙度，變滑動摩擦為滾動摩擦，將兩個接觸面分開。 守門員戴防滑手套，籃球有很多花紋，球員手上涂上鎂粉，這些都是通過降低接觸面的粗糙度來減少摩擦； 降低接觸面的粗糙度以減少摩擦。
6、你注意到這些觀察結果了嗎，不管是鋸木頭的鑿子還是鋸鋼的鑿子，它們的鋸齒都不在一個平面上，如圖8-3-21，這是由于（ ）
圖 8-3-21
A、鋸片使用時間過長，鋸齒歪了
B．這使刀片更耐沖擊
C、這將使鋸齒更鋒利
D、可加寬切縫，減少材料在鋸機上的摩擦力
【答案】D
7、【揚州高考】把鐵塊放在水平的桌子上，用彈簧測力計帶動它沿水平方向移動。 以下哪項操作可以減小鐵塊的滑動摩擦力？ ()
A、減小鐵塊的拉力
B、改變鐵塊的運動方向
C．給鐵塊加重物
D、降低鐵塊的速度
【答案】C
1.選擇題
1、化學知識無處不在滲透到我們的生活中，以下警告與摩擦有關（）
A。 公共場所“禁止吸煙”的標志
B． 剛沖洗過的地板旁邊寫著“小心滑”
C。 車輛尾部貼有“保持車距”字樣
D． 公共交通工具的車門上有一個牌子，上面寫著“車輛停止前請勿上下車”
【答案】乙
2、小剛用水平推力推動還在水平地面上的講臺，但沒有前進（如圖8-3-22）。 那么下列說法正確的是（）
圖 8-3-22
A、桌子不受摩擦
B、推力等于書桌的重力
C、推力大于地面對桌面的摩擦力
D．推力等于地面對臺面的摩擦力
【分析】D 物體靜止，可以借助兩種力的平衡來分析。 水平方向的推力和摩擦力是一對大小相等的平衡力。
3、同事做了圖8-3-23所示的實驗，每次用彈簧測力計拉動同一個鐵塊作水平勻速直線運動。 可以證明“摩擦力的大小與受力面積大小無關”的實驗是（）
圖 8-3-23
A。 A 和 B BB 和 C
C。 B和D DA和D
[分析] A 探究摩擦力大小與受力面積大小的關系，必須采用控制變量法控制壓力大小和接觸面粗糙度，改變鐵塊與接觸面接觸面積的大小。 這導致正確的推論。
4. 據新聞報道，香港發現首個遺傳性無指紋家族。 由于家族遺傳的影響，連續五代人的右手腳上都沒有指紋。 對于這個家庭的人，下列說法正確的是（ ）
A．寫字時拿著球拍比正常人輕松多了
B、手教鈔票時，比常人省力
C.當握住一個物體時，需要比平時更大的力才能松開它
D、提水桶時，比正常人提起來用力大
【答案】C
5、在圖8-3-24所示的幾個例子中，有利于減少摩擦的是（）
圖 8-3-24
【解析】B在搬運重物時，將滾動的木頭放在墊子上，意思是滾動而不是滑動，以減少摩擦，不符合A的題意。 鞋跟和輪胎上的凹凸花紋是為了降低接觸面的粗糙度以減少壓力不變時的摩擦，B符合題意。 磁懸浮列車通過磁力將接觸面分開，從而減少摩擦。 C 不符合題意。 軸承加滾珠是用滾動代替滑動來減少摩擦，D不符合題意。
2.填空
6、如圖8-3-25所示，如果物體A重30N，用F=50N的力垂直壓在墻上并保持不動，則物體A所受的摩擦力為； 物體B重30N，受到F′=20N的水平推力靜止不動，物體B所受的摩擦力為 。
圖 8-3-25
【答案】3020
【分析】對物體A進行受力分析（如圖8-3-26A所示），垂直方向所受的摩擦力和重力是一對平衡力，即fA=GA=30N； 物體B受力分析（如圖B所示），水平方向的摩擦力和推力是一對平衡力，即fB=F'=20N。
圖 8-3-26
7、用彈簧測力計拉動鐵塊在水平臺面上勻速直線運動。 當鐵塊以0.1m/s的速度運動時，測力計的讀數為2N，此時鐵塊受到的摩擦力為，此時鐵塊受到的摩擦力為； 若測力計以3N的力帶動鐵塊移動，則為鐵塊上的摩擦力（選擇“變化”或“不變”）。
【答】2等于2不變
【解析】因為鐵塊做勻速直線運動，水平方向的力是平衡的，所以摩擦力等于拉力； 滑動摩擦力的大小只與壓力和接觸面的粗糙度有關摩擦力的符號是什么，與外力（即拉力）無關。 所以雖然拉力改變了，但摩擦力并沒有改變（除非鐵塊是靜止的）。
8、如圖8-3-27A所示，小明沿著豎桿勻速下降。
圖 8-3-27
(1)圖B中A點代表小明，請畫出他在豎直方向的力。
(2) 然后小明沿著這條繩子勻速下降，他沿繩子受到的摩擦力為f繩，沿桿下降時遇到的摩擦力為f桿，f繩(可選">"" =" 或 "<" ) f 桿。
(3) 若小明以勻速順著桿子往下爬，他所受的摩擦力方向為 。
【答】 （1）如圖8-3-28所示
圖 8-3-28
(2) 二 (3) 直下
【分析】 （1）小明沿繩索或桿子勻速下降時，遇到的是垂直向上的重力G和垂直向下的摩擦力f，兩者大小相等。
(2)從題意可以看出，小明還在勻速下降，處于平衡狀態。 因此，摩擦力和重力是一對大小相等的平衡力，所以f rope = f rod。
(3)小明沿著桿子勻速爬下。 這時，它的重力和摩擦力是一對平衡的力。 此時小明的相對運動趨勢是垂直向上的，所以摩擦力的方向是垂直向下的。
三、實驗研究問題
9、在探究“滑動摩擦力的大小與什么誘因有關”的過程中，有朋友做出了以下推測：
猜測A：滑動摩擦的大小可能與接觸面的粗糙度有關；
推測B：滑動摩擦力的大小可能與接觸面的壓力有關；
推測C：滑動摩擦力的大小可能與形成摩擦力的兩個物體接觸面積的大小有關。
為了檢驗上述猜想是否正確，同事選取了一塊底面和四面粗糙度相同的長方體鐵塊，設計了如下實驗方案：
第一步：將長方體鐵塊平放在水平長木板上，水平拉動鐵塊并用彈簧測力計沿直線滑動，讀取此時彈簧測力計的讀數（如圖8- 3-29A）；
第二步：在長方體鐵塊上放一個重物，用彈簧測力計水平拉動鐵塊，使重物和鐵塊沿直線勻速運動（如圖B），比較“步驟2”和“步驟2”中彈簧力計讀數的大小1”；
第三步：在橫長木板上鋪一層麻布，將鐵塊平放在麻布上（不加重物），用彈簧測力計水平拉動鐵塊，沿直線勻速滑動（如如圖C)所示，將“步驟3”中彈簧測力計讀數的大小與“步驟1”中的讀數進行比較。
圖 8-3-29
(1)用彈簧測力計水平拉動鐵塊，沿直線勻速滑動時，滑動摩擦力的大小等于彈簧測力計的讀數。 請分析原因。
(2)“第2步”的設計目的是為了驗證以上猜想(只填序號)。
(3)“步驟2”中摩擦力的符號是什么，如果鐵塊上方的重物重量為0.5N，當水平拉動鐵塊并用彈簧測力計沿直線滑動時，重物與鐵塊之間的摩擦力塊是（）
A。 小于 0.5N
B． 小于零但大于 0.5N
C。 等于0.5N
D、等于零
(4) 為了檢驗“假設C”是否正確，可以在上述實驗的基礎上再減少一步，寫下你設計的實驗步驟。
【答案】（1）由于彈簧測力計拉動鐵塊做勻速直線運動，所以彈簧測力計對鐵塊的拉力和對鐵塊的摩擦力是一對平衡力具有相等的幅度。 但彈簧測力計對鐵塊的拉力與鐵塊對彈簧測力計的拉力是一對大小相等的相互斥力，所以滑動摩擦力等于鐵塊的拉力彈簧測力計上的擋塊（即彈簧測力計的儀表讀數）。
(2)乙
(3)D
(4)將長方體鐵塊的邊(或豎)放在水平放置的長木板上。 用彈簧測力計水平拉動鐵塊并勻速沿直線滑動，比較“第4步”和“第1步”中彈簧測力計的讀數。
[分析] (2) 與“Step 1”相比，“Step 2”的接觸面粗糙度相同，但兩步接觸面的壓力不同，因此“Step 2”的設計目的是檢驗猜想 B 。
(3)用彈簧測力計水平拉動鐵塊，沿直線勻速滑動時，重物也處于勻速直線運動狀態，重物在水平方向上處于平衡狀態，因為重物不受水平方向拉力的影響，所以重物與鐵塊之間的摩擦力為零，所以選D。
(4) 為了測試滑動摩擦力的大小可能與形成摩擦力的兩個物體接觸面積的大小有關，可以將長方體鐵塊的側面(或垂直)放在一個水平放置的長木板。 用彈簧測力計水平拉動鐵塊并勻速沿直線滑動，比較“第4步”和“第1步”中彈簧測力計的讀數。
1、假設所有物體之間的摩擦力突然消失，下列哪種現象不會發生（ ）
A. 我們走路會很困難，腳會被鎖在地上
B.We'll have ,as the slip out of our hands
C．傳送帶送貨速度更快
D．沿鐵軌的晚風可以使火車移動
【答案】C
2、在“研究影響摩擦大小的原因”實驗中，使用的設備有：立方體鐵塊、讀數準確的彈簧測力計、粗糙度均勻的長木板、棉布、毛巾等。
(1) 用圖8-3-30A所示的實驗裝置檢測鐵塊與長木板間的摩擦力時，發現彈簧測力計的讀數很難保持穩定，不易讀。 請分析是什么原因？
圖 8-3-30
(2) 為了解決(1)中的問題，同事改進了實驗裝置，如圖B所示。請說明如何用該裝置測量鐵塊與長木板之間的摩擦力。
(3)為什么用圖B所示的實驗裝置進行實驗可以解決(1)中的問題？
【答案】 （1）鐵塊很難保持勻速直線運動。
(2)長木板行進時，鐵塊處于靜止狀態。 根據兩力平衡的情況，彈簧測力計的讀數等于摩擦力的大小。
(3)不管長木板是否勻速直線運動，鐵塊都是靜止的，讀起來很容易。