2026届高考物理一轮复习专题讲义 摩擦力

一轮复习· 摩擦力 一、 滑动摩擦力和静摩擦力的对比 名称 项目 静摩擦力 滑动摩擦力 定义 相互接触的两个物体之间只有相 对运动的趋势，而没有相对运动 的摩擦力，叫作静摩擦力 两个相互接触的物体，当它们相对 滑动时，在接触面上会产生一种阻 碍相对运动的力，这种力叫作滑动 摩擦力 产生条件 ①接触面粗糙； ②接触处有压力； ③两物体间有相对运动趋势 ①接触面粗糙； ②接触处有压力； ③两物体间有相对滑动 大小、方向 大小：0<F≤Fmax 方向：沿着接触面，与受力物体相对运动趋势的方向相反 大小：Ff＝μF压 方向：沿着接触面，与受力物体相 对运动的方向相反。 μ为动摩擦因数，其值与两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关。 作用效果 总是阻碍物体间的相对运动趋势 总是阻碍物体间的相对运动 二、摩擦力的分析与计算 1. 静摩擦力的有无和方向的判断方法 （1）假设光滑法 例题：请画出下图中物块A受到的摩擦力方向。 A A 【人向右推，没推动】 【物块静止】 【物体A、B在力F作用下一起以相同的速度沿F方向匀速运动】 （2）状态法：先判断物体的状态(即加速度的方向)，再利用牛顿第二定律(F＝ma)确定合力，然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向. （3）牛顿第三定律法：先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向. 【A、B两个物块均保持静止】 【A、B、C三个物块均保持静止】 【A、B、C三个物块一起向右匀速】 2.静摩擦力大小的计算方法 （1）物体处于（静止或匀速）平衡状态：利用平衡条件求解。 （2）物体处于加速状态：应用牛顿第二定律F＝ma求解。 （3）最大静摩擦力：与接触面间的压力成正比，其值略大于滑动摩擦力，通常可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，即。 【例1】(多选)如图所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数相同。三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示。下列说法正确的是（ BD ） A．A物体受到的摩擦力不为零,方向向右 B．三个物体中只有A物体受到的摩擦力为零 C．B、C两物体受到的摩擦力大小相等,方向相反 D．B、C两物体受到的摩擦力大小相等,方向相同 【例2】如图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面加速上升，在这个过程中，以下说法正确的是( D ) A．台阶对人的摩擦力对人做负功 B．台阶对人的总作用力方向沿竖直向上 C．在此过程中人处于失重状态 D．人对台阶的压力大小等于台阶对人的支持力的大小 【例3】如图所示，A、B两物块叠放在一起，沿水平方向一起向右做匀速直线运动，物块B所受的拉力F＝25 N，则物块A受到B的摩擦力为(　 A 　) A．0 N B．大于0 N，小于25 N，向右 C．25 N，向右 D．25 N，向左 【例4】如图所示，A、B两物体重力都等于10N，各接触面间的动摩擦因数都等于0.4，F1 1N和F25N的两个水平力分别作用在A和B上，A、B 均静止，则A受的摩擦力和地面对B的摩擦力大小分别为（ A ） A．1N，4N B．1N，5N C．4N，1N D．0N，5N 【例5】如图所示，质量均为m的a、b两木块叠放在水平面上，a受到斜向上与水平面成θ角的力F作用，b受到斜向下与水平面成θ角的力F作用，两力在同一竖直平面内，此时两木块保持静止，则( AC ) A．b对a的支持力一定小于mg B．水平面对b的支持力可能大于2mg C．a、b之间一定存在静摩擦力 D．b与水平面之间可能存在静摩擦力 3.滑动摩擦力大小的计算方法 （1）公式法：F＝μFN；注意FN是两物体间的正压力，不一定等于物体的重力。 （2）状态法：利用平衡条件或牛顿第二定律列方程求解。 【A物块向右运动】 【A物块匀速下滑】 【A物块匀加速下滑】 【A物块下滑】 ____________________________________________________________________________________________ 【注意】计算摩擦力大小的“四点”注意 (1)首先分析物体的状态，分清是静摩擦力还是滑动摩擦力。 (2)滑动摩擦力的大小可以用公式Ff＝μFN计算，而静摩擦力没有公式可用，只能利用平衡条件或牛顿第二定律列方程计算，这是因为静摩擦力是被动力，其大小随状态的变化而变化，介于0～Ffmax之间。 (3)“Ff＝μFN”中FN并不总是等于物体的重力大小。 (4)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小、接触面积的大小无关。 【典例1】如图甲所示，通过一拉力传感器能测量力大小的装置水平向右拉一水平面上质量为5.0kg的木块，端的拉力均匀增加，时间内木块静止，木块运动后改变拉力，使木块在后做匀速直线运动。计算机对数据拟合处理后，得到如图乙所示拉力随时间变化的图线，下列说法正确的是取( C   ) A.当时，木块与水平面间的摩擦力 B.若继续增大拉力至，则木块与水平面间的摩擦力 C.木块与水平面间的动摩擦因数为 D.木块与水平面间的动摩擦因数为 例2．【教材情境——链接·人教版必修第一册P65图3.2－3】 如图所示，一位女士用80 N的水平力推沙发推不动，沙发此时受到的摩擦力大小为F1；如果该女士用100 N的水平力恰能推动沙发，此时沙发与地面间的摩擦力大小为F2；如果该女士把沙发推动了，此时沙发与地面间摩擦力大小为F3.若沙发对地面的压力大小为200 N，沙发与地面间的动摩擦因数为μ＝0.45，则F1、F2、F3的大小分别为(　A　) A．80 N、100 N、90 N B．80 N、100 N、45 N C．80 N、80 N、90 N D．0、80 N、45 N 例3　(2024·广西卷)工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下．如图，三个完全相同的货箱正沿着表面均匀的长直木板下滑，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Ff1、Ff2和Ff3，则(　D　) A．Ff1<Ff2<Ff3 B．Ff1＝Ff2<Ff3 C．Ff1＝Ff3<Ff2 D．Ff1＝Ff2＝Ff3 例4　如图所示，木块A、B分别重50 N和60 N，它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.20，夹在A、B之间的弹簧被压缩了1 cm，弹簧的劲度系数为400 N/m，系统置于水平地面上静止不动(可认为木块与水平地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)．现用F＝2 N的水平拉力作用在木块B上，此时木块A、B所受摩擦力分别记为FfA和FfB，弹簧弹力大小为F1，则(　C　) A．FfA＝10 N B．FfA的方向水平向左 C．FfB＝6 N D．F1＝6 N 例5　(多选)如图所示，质量为m的物块和质量为m0的木板叠放在水平地面上，现给物块一个初速度，使它在木板上向右滑行．木板与地面间动摩擦因数为μ1，物块与木板间动摩擦因数为μ2，已知木板始终处于静止状态，那么下列说法正确的是(　ABD　) A．物块对木板的摩擦力方向水平向右 B．物块受到的摩擦力大小为μ2mg C．地面对木板的摩擦力大小可能是μ1(m0＋m)g D.地面对木板的摩擦力是水平向左的静摩擦力 考点二　摩擦力的突变问题 1.“静—静”突变 物体在静摩擦力和其他力的共同作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，如果物体仍然保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变。 2.“静—动”突变 物体在静摩擦力和其他力作用下处于相对静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持相对静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力。 3.“动—静”突变 在滑动摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体突然停止滑行时，物体将不再受滑动摩擦力作用，滑动摩擦力“突变”为静摩擦力。 4.“动—动”突变 物体在滑动摩擦力作用下运动直到达到共同速度后，如果在静摩擦力作用下不能保持相对静止，则物体将继续受滑动摩擦力作用，但其方向发生改变。 题型一 静一静突变 如图所示，质量为10 kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为5 N时，物体A与小车均处于静止状态．若小车以1 m/s2的加速度向右运动，则(　C　) A.物体A相对小车向右运动 B.物体A受到的摩擦力减小 C.物体A受到的摩擦力大小不变 D.物体A受到的弹簧的拉力增大 题型二 静一动突变 某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的图象如图乙所示。下列说法正确的是(   C ) A.实验中必须让木板保持匀速运动 B.图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线 C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为： D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数 题型三 动一静突变 如图所示，斜面体固定在地面上，倾角为θ＝37°(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．质量为1 kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8)，则该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图像是选项图中的(取初速度v0的方向为正方向，g＝10 m/s2)(　B　) 题型四 动一动突变 如图所示，足够长的传送带与水平面间的夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tan θ，选沿传送带向下为正方向，则下列选项中能客观地反映小木块的受力和运动情况的是(　BD　) 用临界法分析摩擦力突变问题 (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。 (2)静摩擦力是被动力，其存在及大小、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，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同的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质的突变点。 1.把一重为G的物体用一个水平的推力F＝kt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上，如图所示。从t＝0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是(　B　) 2.如图所示，粗糙长木板的一端固定在铰链上，木块放在木板上，开始木板处于水平位置。当木板向下转动，θ角逐渐增大的过程中，木板与木块间的摩擦力Ff的大小随θ角变化的图像最有可能是(　B　) 3.(多选)如图甲所示，放在固定斜面上的物体，受到一个沿斜面向上的力F作用，始终处于静止状态，F的大小随时间变化的规律如图乙所示。则在0～t0时间内物体所受的摩擦力Ff随时间t的变化规律可能为下图中的(取沿斜面向上为摩擦力Ff的正方向)(　BCD　) 4.如图所示，一箱子放在水平地面上，现对箱子施加一斜向上的拉力F，保持拉力的方向不变，在拉力F的大小由零逐渐增大的过程中(箱子未离开地面)，关于摩擦力f的大小随拉力F的变化关系，下列四幅图可能正确的是(　B　) 第 12 页 共 12 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $