2026届高考物理一轮复习课件 摩擦力

摩擦力 1 1.滑动摩擦力 (1) 定义和条件：两个相互______的粗糙物体之间有______，当它们发生 __________时，就会在接触面上产生阻碍__________的力. 接触 弹力 相对滑动 相对运动 (2) 大小和方向 ①大小：_____，式中 为动摩擦因数，其大小与两个物体的______ 和接触面的__________有关. ②方向：总是跟接触面平行，并与相对运动的方向相反. 材料 粗糙程度 2 2.静摩擦力 (1) 定义和条件：两个相互______的粗糙物体之间有______，当它们具有 __________趋势时，就会在接触面上产生阻碍______________的力. 接触 弹力 相对运动 相对运动趋势 (2) 大小和方向 ①大小：___，其中 为最大静摩擦力. ②方向：总是跟接触面______，与相对运动______的方向相反. 平行 趋势 3 3.四个易错点 (1)摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反，但 不一定与物体的运动方向相反. (2)摩擦力总是阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势)，但不一定阻碍物 体的运动.即摩擦力可以作为阻力使物体减速，也可以作为动力使物体加速. (3)受静摩擦力作用的物体不一定静止，但一定与静摩擦力的施力物体保 持相对静止. (4)静摩擦力的大小与正压力无关，仅与外力有关. 4 【辨别明理】 1.摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势.( ) × 2.受静摩擦力作用的物体一定处于静止状态.( ) × 3.受滑动摩擦力作用的物体可能处于静止状态.( ) √ 4.接触处有摩擦力作用时一定有弹力作用.( ) √ 5.接触处的摩擦力一定与弹力方向垂直.( ) √ 6.两物体接触处的弹力增大时，静摩擦力大小可能不变.( ) √ 7.根据可知，动摩擦因数 跟滑动摩擦力成正比，跟压力 成反 比.( ) × 5 考点一 滑动摩擦力的分析与计算 例1 [2024·广西卷] 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 A. B. C. D. 的长直木板下滑，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( ) √ [解析] 根据滑动摩擦力的公式 ,可知滑动摩擦力的大小与接触面积 无关，只与接触面的粗糙程度和压力大小有关，由题可知三个货箱各表面 材质和粗糙程度均相同，压力大小也相同，故摩擦力相同，即 ，故选D. 6 例2 [2024·山东济南模拟] 图甲是一种榫卯连接构件.相互连接的两部分 、如图乙所示.图甲中构件 固定在光滑水平地面上，榫、卯接触面间 的动摩擦因数均为 ，沿的轴线用大小为的力才能将从 中拉出. 若各接触面间的弹力大小均为 ，滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等， 则 的大小为( ) A. B. C. D. √ [解析] 有6个接触面间存在摩擦，所以，解得 ，故A正确. 7 [技法点拨] 应用 时要注意以下几点: (1) 为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关; 为两 接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力. (2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的面积均无关;其方向一 定与物体间相对运动方向相反,与物体运动(对地)的方向不一定相反. 8 考点二 静摩擦力的分析与计算 例3 [2024·内蒙古包头模拟] 质量相等的物体甲与木板乙通过光 滑定滑轮(定滑轮质量不计)用轻绳竖直连接.对甲施加水平方向的 力，将甲、乙压在逆时针转动的固定竖直传送带上，如图所示. 甲、乙恰好均处于静止状态(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，则 甲、乙间的动摩擦因数与乙、传送带间的动摩擦因数 的比为 (所有轻绳始终处于竖直方向)( ) A. B. C. D. √ 9 [解析] 设绳子中的拉力为 ，传送带逆时针转动可知传送带对乙 的摩擦力竖直向上，对甲、乙整体受力分析有 ， 可知 ，对甲单独受力分析，竖直方向受力平衡，受到竖 直向上绳子的拉力，自身竖直向下的重力 ，可知乙对甲的摩 擦力方向竖直向上，故有，联立解得 ， 设水平方向的力为 ，甲、乙恰好均处于静止状态可知 ，，故可知 ，故C正确. 10 例4 (多选)[2024·江西宜春模拟] 如图所示，重 力的物体在沿斜面向上的力 的作用下静止于倾角 的斜面上，当 发 A.当变为时，摩擦力为 ，方向沿斜面向上 B.当变为 时，摩擦力为0 C.当变为时，摩擦力为 ，方向沿斜面向下 D.当从逐渐变为 的过程中，摩擦力先减小后增大 生下列变化时，关于摩擦力的变化情况判断正确的是( ) √ √ 11 [解析] 当变为 时， ，方向沿斜面向上， 故A错误.当变为 时，，故B正确；当变 为 时，如果物体相对斜面静止，则 ， 方向沿斜面向下；如果物体已经发生滑动，摩擦力变为滑动摩擦 力，由于动摩擦因数未知，故摩擦力未知，方 向沿斜面向下，故C错误.当从 逐渐变为 的过程中，摩擦力先沿斜面向上逐渐减小， 当 之后，摩擦力方向沿斜面向下逐渐 增大，故D正确. 12 [技法点拨] 在分析两个或两个以上物体间的相互作用时,一般采用整体法与隔离法进 行分析. 13 考点三 摩擦力的突变问题 分析摩擦力突变问题的三点注意 (1)题目中出现“最大”“最小”和“刚好”等关键词时，一般隐藏着临界问题.有 时，有些临界问题中并不含上述常见的“临界术语”，但审题时发现某个物 理量在变化过程中会发生突变，则该物理量突变时物体所处的状态即为临 界状态. 14 (2)静摩擦力方向取决于物体间的相对运动的趋势，而且静摩擦力存在最 大值.存在静摩擦力的系统中，相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦 力达到最大值. (3)研究传送带问题时，物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的 大小、方向和运动性质变化的分界点. 15 它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25.夹在、 之间的轻弹簧被压 缩了，弹簧的劲度系数为 .系统置于水平地面上静止不动.现 用的水平拉力作用在木块 上，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力. 力 作用后木块所受摩擦力情况是( ) 例5 [2024·河南郑州模拟] 木块、分别重和 ， A.木块所受摩擦力大小是，木块所受摩擦力大小是 B.木块所受摩擦力大小是，木块所受摩擦力大小是 C.木块所受摩擦力大小是，木块所受摩擦力大小是 D.木块所受摩擦力大小是，木块所受摩擦力大小是 √ 16 [解析] 由，可得木块、 的最大静摩擦力分别为和， 力 作用前，轻弹簧被压缩了，弹簧的弹力，、均静止； 力 作用后，系统仍静止，对，静摩擦力，对 ， 静摩擦力 ，选项B正确. 17 例6 [2024·河南郑州模拟] 在水平面上，一个质量为 的滑块受到 一个水平拉力作用，随时间变化的关系为，已知 前 滑块处于静止状态， 后滑块开始滑动，滑块与水平面之间的动摩 擦因数，取 ，由此可知( ) A. 时，滑块所受的摩擦力为零 B.滑块在水平面上运动时受到的滑动摩擦力为 C.滑块与水平面之间的最大静摩擦力为 D.时，滑块受到的摩擦力为 √ 18 [解析] 时，滑块静止，所受的静摩擦力大小等于拉力,即 ，故A错误；滑块在水平面上运动时受到的滑动 摩擦力为，故B正确； 时滑块与水平面之 间的静摩擦力最大，即，故C错误； 时，滑块 静止，所受的静摩擦力大小等于拉力，即 ，故D 错误. 19 例7 [2024·湖南株洲模拟] 如图所示，质量为 的物 体在水平面上向右运动，同时受到一个斜向左下与水 平方向夹角为 的 的恒力作用，物体和水 平面间的动摩擦因数为 ，取水平向右为正方向， A. B. C. D. 取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力， ，则该物体所 受的摩擦力随时间 变化的关系图像为( ) √ 20 [解析] 物体在运动的过程中受到的滑动摩擦力的大小 为 ，所以在物体 向右运动的过程中，受到的滑动摩擦力的大小为 ， 方向向左；当物体减速到零时，由于物体受到的水平 拉力大小为 ，小于物体与地面间 的最大静摩擦力，大小为 ，所以物体不会再运动， 此时物体受到的摩擦力为静摩擦力，大小为 ，方向 向右，故选C. 21 例8 (多选)如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为 ,以速度 逆时针 匀速转动.在传送带的上端轻轻放置一个质量为 的小木块,小木块与传送 带间的动摩擦因数 ,则能客观地反映小木块的受力和运动情况的 是(取初速度 的方向为正方向)( ) A. B. C. D. √ √ 22 [解析] 当小木块速度小于传送带速度时,小木块相对于传 送带向上滑动,小木块受到的滑动摩擦力沿传送带向下,加 速度 ；当小木块速度达到传送带速 度时,由于 ,即 ,所以小木 块速度能够继续增加,此时小木块所受滑动摩擦力的大小 不变,而方向突变为沿传送带向上, , 加速度变小,则 图像的斜率变小,B、D正确. 23 素养提升 摩擦角问题 物体之间的滑动摩擦力与弹力总是垂直且成正比， 如图所示.将支持力与滑动摩擦力 的合力叫作全 反力，则全反力与支持力 之间的夹角的正切值 ，可知夹角 是一个定值，这个角 叫摩擦角.摩擦角只取决于动摩擦因数，即全反力的大小可变，但方向不变. 24 考向一 物体在水平面上的四力平衡问题 在拉力由水平变成竖直过程中，若物体始终处于平衡状态，则拉力 先 减小后增大. 结论：当拉力与全反力垂直时， 最小. 25 例9 如图所示，一物块置于水平地面上.当用与水平方向成 角的力 拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成 角的力 推物 块时，物块仍做匀速直线运动.若和 的大小相等，则物块与地面之间的 动摩擦因数为( ) A. B. C. D. √ 26 [解析] 两次力作用下物块都向右做匀速直线运动，两次全反力大小不同 但方向相同，受力情况如图甲、乙所示，现将两次全反力、重力 及 拉力矢量平移可得到如图丙所示的矢量图.因 ，故 ，又因 ，则 ，由题意知、 大 小相等，则、关于垂线段对称，有 ，所以摩擦角 ， 动摩擦因数 ，又，故 ，选项B正确. 27 考向二 物体在斜面上的平衡问题 物体在斜面上恰好静止或匀速下滑，全反力方 向竖直向上. 斜面倾角为 ,物体恰好静止或沿斜面匀速下滑 (最大静摩擦拉力等于滑动摩擦力)，有 ,故 . 结论：斜面的倾角 恰好为摩擦角 ，它与质量无关，哪怕是增加垂直 于斜面向上或向下的力 . 28 例10 如图所示，将质量为的滑块放在倾角为 的固定斜面上.滑块与斜 面之间的动摩擦因数为 .若滑块与斜面之间的最大静摩擦力与滑动摩擦 力大小相等，重力加速度为 ，则( ) A.将滑块由静止释放，如果 ，滑块将下滑 B.给滑块沿斜面向下的初速度，如果 ，滑 块将减速下滑 C.用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，如果 ，拉力大小应为 D.用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，如果 ，拉力大小应为 √ 29 [解析] 将滑块由静止释放，如果 ，则 ，滑块将静止不动，选项A错 误；给滑块沿斜面向下的初速度，如果 ， 则 ，滑块将加速下滑，选项B错 误；若拉力沿斜面向上，对滑块受力分析如图甲所示， 滑块沿斜面向上匀速滑动，且 ，则摩擦角 ，平移全反力、重力及拉力 ，可构成 首尾相接的闭合矢量三角形，如图乙所示，故 ，选项C正确； 30 若拉力沿斜面向下，且 ，则摩擦角 ，此时全反力与 重力 在同一竖直线上，如图丙所示，由于滑块沿斜面向下匀速滑动， 故拉力应该为0，选项D错误. 变式 (多选)如图所示，一质量 的小物块置于斜 面上，斜面的倾角 ，物块与斜面之间的动摩擦因 数，在与斜面成某一夹角的拉力 作用下，物块沿 A.物块受到的支持力与摩擦力的合力大小与拉力 无关 B.物块受到的支持力与摩擦力的合力方向与拉力 无关 C.当夹角 时拉力最小，为 D.当夹角 时拉力最小，为 斜面向上做匀速直线运动，当拉力与斜面的夹角为 时，拉力最小,为 ，已知重力加速度取 .下列说法正确的是( ) √ √ 32 [解析] 将摩擦力和支持力合成为全反力，如图甲所示，可计算出摩擦角 大小 ，代入数据得 ，其方向与拉力 无 关，全反力的大小 ，因与拉力 有关， 全反力的大小与 有关，选项A错误，B正确；对物体受力分析，根据矢 量运算法则，当拉力与全反力 垂直时，拉力 取最小，如图乙所示， 则最小值，此时拉力 与斜面的夹角为 ，选项D正确. 33 $$