第12讲 摩擦力 讲义 -2025年高中物理初升高暑假衔接

第12讲 摩擦力 知识点目录 【知识点1】滑动摩擦力 2 【知识点2】静摩擦力 5 基础知识 一、滑动摩擦力 1．定义：一个物体在另一个物体表面滑动的时候，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力. 2．产生条件 (1)接触面粗糙．(2)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力).(3)两物体间有相对运动． 3．方向：总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反. 4．大小：Ff＝μFN，μ为动摩擦因数 5．弹力与摩擦力的关系 若两物体间有摩擦力，则两物体间一定有弹力，若两物体间有弹力，但两物体间不一定有摩擦力． 二、静摩擦力 1．定义：两个相互接触的物体，当它们具有相对运动的趋势时，在接触面上会产生阻碍相对运动趋势的力． 2．产生条件 (1) 接触面粗糙． (2) 两物体直接接触且相互挤压(即有弹力). (3)两物体间有相对运动的趋势． 3．方向：总是沿着接触面，并且跟物体相对运动趋势的方向相反. 4．大小：0<F≤Fmax. 5．弹力与摩擦力的关系 若两物体间有摩擦力，则两物体间一定有弹力，若两物体间有弹力，但两物体间不一定有摩擦力． 6．静摩擦力有无及方向的判断方法 （1）平衡条件法:当相互接触的两物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，可根据二力平衡条件判断静摩擦力的存在与否及其方向． （2）假设法:利用假设法进行判断时，可按以下思路进行分析： 三、动摩擦因数的测定 设计了两种实验方案。 方案A:木板水平固定，通过弹簧测力计水平拉动木块，如图a所示。 方案B:木块水平固定，通过细线水平拉动木板，如图b所示。 通过弹簧测力计F=f，可知，可求得动摩擦因数，可比较两种方案的优缺点。 知识点1 知识点 【知识点1】滑动摩擦力 滑动摩擦力大小的计算方法 1．公式法：根据公式Ff＝μF压计算。 正压力F压是物体与接触面间的压力，不一定等于物体的重力，F压的大小根据物体的受力情况确定。 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 典型例题 例1： 【例1】（2024秋•西城区期末）用如图所示的装置进行“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验。力传感器固定在铁架台上，物块放置在粗糙的水平长木板上，用沿水平方向的细线将物块系在传感器的挂钩上。水平向左拉动木板，在木板向左运动的过程中，物块相对于地面保持静止，传感器的示数为，由此可推断出　　 A．物块受到的滑动摩擦力大小为，方向水平向右 B．物块受到的滑动摩擦力大小为，方向水平向左 C．木板受到地面的滑动摩擦力大小为，方向水平向右 D．木板受到地面的滑动摩擦力大小为，方向水平向左 【例2】（2025•辽宁开学）工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下。如图所示，三个完全相同的货箱正沿着表面均匀的固定长直木板下滑，货箱各表面材质和粗糙程度均相同。若1、2、3号货箱与直木板间摩擦力的大小分别为、和，则　　 A． B． C． D．无法确定 【例3】（2025•镇江校级模拟）如图所示，用的拉力拉着质量为的物体向左做匀速直线运动。则物体受到的摩擦力为　　 A．，水平向右 B．，水平向左 C．，水平向右 D．，水平向左 【例4】（2025•新乐市校级开学）如图所示，质量为的物体，以某一速度冲上倾角为的斜面，一沿斜面向下的力作用在物体上，物体与斜面间的动摩擦因数为0.5，则物体沿斜面向上运动的过程中，受摩擦力的大小和方向为，，重力加速度取　　 A．大小为，方向沿斜面向上 B．大小为，方向沿斜面向下 C．大小为，方向沿斜面向下 D．大小为，方向沿斜面向下 【例5】（2024秋•雨花区期末）如图所示，质量为的物体与静止皮带间的动摩擦因数，可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。从开始物体以初速度沿水平静止皮带向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力的作用，取向右为正方向，重力加速度，该它受到的摩擦力随时间变化的图像是　　 A． B． C． D． 知识点2 知识点 【知识点2】静摩擦力 1．静摩擦力的产生条件 (1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力)． (2)接触面粗糙． (3)两物体间有相对运动的趋势． 2．静摩擦力的方向 (1)在接触面上，与接触面相切，且与物体相对运动趋势的方向相反． (2)当物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时，与使物体产生相对运动趋势的外力方向相反． 说明：静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反，与运动方向可能相同，也可能相反，所以静摩擦力既可以是动力，也可以是阻力． 3．静摩擦力的大小 (1)范围：0＜F≤Fmax. (2)计算：物体做匀速直线运动或静止时，根据二力平衡条件求解． (3)静摩擦力大小与正压力无关。 典型例题 【例6】（2023秋•金牛区校级期中）下列关于弹力、摩擦力的说法中不正确的是　　 A．木块放在桌面上所受到的向上的弹力是由于桌面发生微小形变而产生的 B．轻杆中的弹力方向不一定沿着轻杆 C．相互接触的物体之间，压力增大，摩擦力也增大 D．物体所受的滑动摩擦力既可以充当动力也可以充当阻力 【例7】（多选）（2024秋•饶平县期末）如图所示为传送带运输机的示意图，为传送带上的货物，则　　 A．如果货物随传送带一起无相对滑动地向上匀速运动，受到沿传送带向上的摩擦力 B．如果货物随传送带一起无相对滑动地向下匀速运动，受到沿传送带向下的摩擦力 C．如果货物和传送带都静止，不受摩擦力 D．如果货物和传送带都静止，受到沿传送带向上的摩擦力 【例8】（2024秋•市中区校级期中）水平地面上堆放着原木，如图所示，关于原木在支撑点、处受力的方向，下列说法正确的是　　 A．处受到的静摩擦力沿方向 B．处受到的静摩擦力沿水平方向 C．处受到的支持力竖直向上 D．处受到的支持力竖直向上 【例9】（2024秋•鄞州区校级期中）鄞州中学第42届校运会于2024年9月28日盛大开幕，鄞中学子以厚积薄发的青春活力、激情澎湃的拼搏精神在体育竞技中尽展每一个鄞中人的“无限可能”，如图是学生们在田径场上加速奔跑的精彩瞬间，下列说法正确的是　　 A．球鞋相对于地面有向前运动的趋势 B．地面与学生之间的摩擦力是滑动摩擦力 C．加速奔跑时，地面给学生的摩擦力方向与学生运动的方向相同 D．学生越重，地面与学生间的摩擦力就一定越大 【例10】（2024秋•湟中区校级期中）如图所示，某同学骑普通自行车沿斜坡向上加速行驶，某时刻链条突然断裂，自行车开始向上减速直至速度为零，不计空气阻力、轮子转轴处的摩擦力。下列说法正确的是　　 A．链条断裂前，自行车前轮受到地面的摩擦力方向沿斜坡向上 B．链条断裂前，自行车后轮受到地面的摩擦力方向沿斜坡向下 C．链条断裂后，自行车前轮受到地面的摩擦力方向沿斜坡向上 D．链条断裂后，自行车后轮受到地面的摩擦力方向沿斜坡向下 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第12讲 摩擦力 知识点目录 【知识点1】滑动摩擦力 2 【知识点2】静摩擦力 6 基础知识 一、滑动摩擦力 1．定义：一个物体在另一个物体表面滑动的时候，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力. 2．产生条件 (1)接触面粗糙．(2)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力).(3)两物体间有相对运动． 3．方向：总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反. 4．大小：Ff＝μFN，μ为动摩擦因数 5．弹力与摩擦力的关系 若两物体间有摩擦力，则两物体间一定有弹力，若两物体间有弹力，但两物体间不一定有摩擦力． 二、静摩擦力 1．定义：两个相互接触的物体，当它们具有相对运动的趋势时，在接触面上会产生阻碍相对运动趋势的力． 2．产生条件 (1) 接触面粗糙． (2) 两物体直接接触且相互挤压(即有弹力). (3)两物体间有相对运动的趋势． 3．方向：总是沿着接触面，并且跟物体相对运动趋势的方向相反. 4．大小：0<F≤Fmax. 5．弹力与摩擦力的关系 若两物体间有摩擦力，则两物体间一定有弹力，若两物体间有弹力，但两物体间不一定有摩擦力． 6．静摩擦力有无及方向的判断方法 （1）平衡条件法:当相互接触的两物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，可根据二力平衡条件判断静摩擦力的存在与否及其方向． （2）假设法:利用假设法进行判断时，可按以下思路进行分析： 三、动摩擦因数的测定 设计了两种实验方案。 方案A:木板水平固定，通过弹簧测力计水平拉动木块，如图a所示。 方案B:木块水平固定，通过细线水平拉动木板，如图b所示。 通过弹簧测力计F=f，可知，可求得动摩擦因数，可比较两种方案的优缺点。 知识点1 知识点 【知识点1】滑动摩擦力 滑动摩擦力大小的计算方法 1．公式法：根据公式Ff＝μF压计算。 正压力F压是物体与接触面间的压力，不一定等于物体的重力，F压的大小根据物体的受力情况确定。 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 典型例题 例1： 【例1】（2024秋•西城区期末）用如图所示的装置进行“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验。力传感器固定在铁架台上，物块放置在粗糙的水平长木板上，用沿水平方向的细线将物块系在传感器的挂钩上。水平向左拉动木板，在木板向左运动的过程中，物块相对于地面保持静止，传感器的示数为，由此可推断出　　 A．物块受到的滑动摩擦力大小为，方向水平向右 B．物块受到的滑动摩擦力大小为，方向水平向左 C．木板受到地面的滑动摩擦力大小为，方向水平向右 D．木板受到地面的滑动摩擦力大小为，方向水平向左 【答案】 【分析】对物体进行受力分析，由此得出摩擦力的大小，结合物体与木板的相对运动方向得出摩擦力的方向。 【解答】解：物块相对于地面保持静止，物块处于平衡状态，则滑动摩擦力的大小等于测力计的示数，即，因为物块相对于木板向右运动，所以受到的滑动摩擦力方向向左，故错误，正确； 木板受到地面的滑动摩擦力大小无法计算，因为动摩擦因数未知，压力大小未知，故错误。 故选：。 【例2】（2025•辽宁开学）工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下。如图所示，三个完全相同的货箱正沿着表面均匀的固定长直木板下滑，货箱各表面材质和粗糙程度均相同。若1、2、3号货箱与直木板间摩擦力的大小分别为、和，则　　 A． B． C． D．无法确定 【答案】 【分析】根据滑动摩擦力的影响因素分析。 【解答】解：三个完全相同的货箱沿着表面均匀的固定长直木板下滑，与直木板间的摩擦力均为滑动摩擦力，滑动摩擦力与动摩擦因数和正压力有关，与接触面积无关，又因为货箱各表面材质和粗糙程度均相同，所以1、2、3号货箱与直木板间摩擦力的大小均相等，故正确，错误。 故选：。 【例3】（2025•镇江校级模拟）如图所示，用的拉力拉着质量为的物体向左做匀速直线运动。则物体受到的摩擦力为　　 A．，水平向右 B．，水平向左 C．，水平向右 D．，水平向左 【答案】 【分析】根据物体运动状态来确定其受摩擦力大小和方向。 【解答】解：由题可知，物体在水平方向做匀速直线运动，即受力平衡，故有：，方向与拉力的方向相反，即水平向右，故错误，正确。 故选：。 【例4】（2025•新乐市校级开学）如图所示，质量为的物体，以某一速度冲上倾角为的斜面，一沿斜面向下的力作用在物体上，物体与斜面间的动摩擦因数为0.5，则物体沿斜面向上运动的过程中，受摩擦力的大小和方向为，，重力加速度取　　 A．大小为，方向沿斜面向上 B．大小为，方向沿斜面向下 C．大小为，方向沿斜面向下 D．大小为，方向沿斜面向下 【答案】 【分析】滑动摩擦力的大小为动摩擦因数乘以正压力，方向与相对运动方向相反。 【解答】解：因为滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，所以物体沿斜面向上运动的过程中，受摩擦力的沿斜面向下，大小为 故正确，错误。 故选：。 【例5】（2024秋•雨花区期末）如图所示，质量为的物体与静止皮带间的动摩擦因数，可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。从开始物体以初速度沿水平静止皮带向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力的作用，取向右为正方向，重力加速度，该它受到的摩擦力随时间变化的图像是　　 A． B． C． D． 【答案】 【分析】先根据牛顿第二定律得到物体的加速度，进而得到物体的减速时间，然后比较拉力和最大静摩擦力的关系，根据平衡条件分析物体所受摩擦力的大小和方向。 【解答】解：物体与传送带之间的滑动摩擦力大小为，开始时物体受到的摩擦力方向水平向左，物体的加速度大小为，物体的减速时间为，因为，所以物体的速度为零后，物体仍然保持静止，此时物体所受摩擦力为静摩擦，则以后物体所受摩擦力大小为，方向水平向右，故正确，错误。 故选：。 知识点2 知识点 【知识点2】静摩擦力 1．静摩擦力的产生条件 (1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力)． (2)接触面粗糙． (3)两物体间有相对运动的趋势． 2．静摩擦力的方向 (1)在接触面上，与接触面相切，且与物体相对运动趋势的方向相反． (2)当物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时，与使物体产生相对运动趋势的外力方向相反． 说明：静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反，与运动方向可能相同，也可能相反，所以静摩擦力既可以是动力，也可以是阻力． 3．静摩擦力的大小 (1)范围：0＜F≤Fmax. (2)计算：物体做匀速直线运动或静止时，根据二力平衡条件求解． (3)静摩擦力大小与正压力无关。 典型例题 【例6】（2023秋•金牛区校级期中）下列关于弹力、摩擦力的说法中不正确的是　　 A．木块放在桌面上所受到的向上的弹力是由于桌面发生微小形变而产生的 B．轻杆中的弹力方向不一定沿着轻杆 C．相互接触的物体之间，压力增大，摩擦力也增大 D．物体所受的滑动摩擦力既可以充当动力也可以充当阻力 【答案】 【分析】形变的物体为施力物体；轻杆中的弹力不一定沿杆方向；滑动摩擦力的大小与正压力有关，静摩擦力与外力有关；摩擦力可以为动力也可以为阻力。 【解答】解：．形变的物体为施力物体，所以木块放在桌面上所受到的向上的弹力，是由于桌面发生微小形变而产生的，故正确； ．有转动轴的轻杆中的弹力方向沿着轻杆，固定轻杆的弹力方向不一定沿着杆，故正确； ．静摩擦力的大小等于物体除静摩擦力外其它力的合力大小，如果除静摩擦力外其它力的合力不变，则静摩擦力的大小不变，滑动摩擦力的大小与正压力有关，故错误； ．动力、阻力是依据力的作用效果来分的，滑动摩擦力或静摩擦力既可以充当动力也可以充当阻力，故正确。 本题选不正确的，故选：。 【例7】（多选）（2024秋•饶平县期末）如图所示为传送带运输机的示意图，为传送带上的货物，则　　 A．如果货物随传送带一起无相对滑动地向上匀速运动，受到沿传送带向上的摩擦力 B．如果货物随传送带一起无相对滑动地向下匀速运动，受到沿传送带向下的摩擦力 C．如果货物和传送带都静止，不受摩擦力 D．如果货物和传送带都静止，受到沿传送带向上的摩擦力 【答案】 【分析】静摩擦力产生在相对静止，但是有相对运动趋势的物体之间，其方向和相对运动趋势相反，因此判断静摩擦力的大小和方向可从其相对运动趋势上入手，或者根据物体运动状态列方程求解。 【解答】解：、对来说，与传送带无相对滑动地向上或向下匀速运动，有相对于传送带向下滑动的趋势，则所受摩擦力与相对运动趋势方向相反，即沿传送带向上，故正确，错误； 、如果货物和传送带都静止，货物处于受力平衡状态，对受力分析可知，受到沿传送带向上的静摩擦力，故错误，正确。 故选：。 【例8】（2024秋•市中区校级期中）水平地面上堆放着原木，如图所示，关于原木在支撑点、处受力的方向，下列说法正确的是　　 A．处受到的静摩擦力沿方向 B．处受到的静摩擦力沿水平方向 C．处受到的支持力竖直向上 D．处受到的支持力竖直向上 【答案】 【分析】支持力的方向是垂直于接触面指向被支持的物体，静摩擦力的方向是与相对运动趋势的方向相反，由此可判知各选项的正误． 【解答】解：、原木相对于地有向左运动的趋势，则在处受到的摩擦力沿地面向右，故错误； 、因原木有沿原木向下的运动趋势，所以处受到的摩擦力沿方向，故错误； 、处受到的支持力的方向与原木垂直向上，不是竖直向上，故错误； 、处受到的支持力的方向与水平地面垂直向上，即竖直向上，故正确； 故选：。 【例9】（2024秋•鄞州区校级期中）鄞州中学第42届校运会于2024年9月28日盛大开幕，鄞中学子以厚积薄发的青春活力、激情澎湃的拼搏精神在体育竞技中尽展每一个鄞中人的“无限可能”，如图是学生们在田径场上加速奔跑的精彩瞬间，下列说法正确的是　　 A．球鞋相对于地面有向前运动的趋势 B．地面与学生之间的摩擦力是滑动摩擦力 C．加速奔跑时，地面给学生的摩擦力方向与学生运动的方向相同 D．学生越重，地面与学生间的摩擦力就一定越大 【答案】 【分析】静摩擦力产生条件为：接触面粗糙、相互挤压、有相对运动趋势；静摩擦力大小大于零小于等于最大静摩擦力；根据学生运动状态结合摩擦力产生条件解答。 【解答】解：、地面对鞋提供的静摩擦力的方向向前，所以球鞋相对于地面有向后运动的趋势，故错误； 、学生起跑时脚与地面之间有相对运动趋势，与跑道之间的摩擦力是静摩擦力，故错误； 、学生加速奔跑时，受到的合力的方向向前，与学生运动的方向相同，其中向前的分力是地面给学生的摩擦力，故正确； 、学生受到的静摩擦力小于等于该同学与地面的最大静摩擦力，即 ，体重越大的学生只能说明其与地面之间的最大静摩擦力较大，不能说明其静摩擦力较大，同理题中较轻的学生只是最大静摩擦力较小，却可能受到更大的静摩擦力，故错误。 故选：。 【例10】（2024秋•湟中区校级期中）如图所示，某同学骑普通自行车沿斜坡向上加速行驶，某时刻链条突然断裂，自行车开始向上减速直至速度为零，不计空气阻力、轮子转轴处的摩擦力。下列说法正确的是　　 A．链条断裂前，自行车前轮受到地面的摩擦力方向沿斜坡向上 B．链条断裂前，自行车后轮受到地面的摩擦力方向沿斜坡向下 C．链条断裂后，自行车前轮受到地面的摩擦力方向沿斜坡向上 D．链条断裂后，自行车后轮受到地面的摩擦力方向沿斜坡向下 【答案】 【分析】根据摩擦力方向与相对运动方向相反来判定即可。 【解答】解：．链条断裂前，自行车在加速前行，自行车后轮为驱动轮，后轮受到的摩擦力方向沿斜坡向上，提供加速度，前轮受到的摩擦力方向沿斜坡向下，故错误； ．链条断裂后，自行车前、后轮都不再是驱动轮，自行车减速运动，自行车前、后轮受到地面的摩擦力均沿斜坡向下，故错误，正确。 故选：。 学科网（北京）股份有限公司 $$