第三章 学案20 摩擦力的综合分析-【智学校本学案】2025-2026学年高中物理必修第一册（人教版）

学案20摩擦力的综合分析 探究1 【典例1】D[运动的物体也可能受静摩擦力，比如在水平路 面上，汽车启动时，车厢地板上的物体会受到静摩擦力作用， A错误；静止的物体也可以受到滑动摩擦力，如物体在地面 上滑动时，地面虽静止，仍受到滑动摩擦力，B错误；如果发生 相对运动的两物体间的接触面光滑，也没有摩擦力，C错误； 摩擦力的方向可能与运动方向相同，如放在传送带上的物 体，其在摩擦力的作用下运动，则受到的摩擦力与运动方向 相同，D正确。] 【典例2】[解析](1)木块与地面间的最大静摩擦力为F =umg 木块受到的F1与F2的合力大小为F=√F十F 解得F=10N<F:=12N 木块处于静止状态，受到的静摩擦力大小为F!=10N。 (2)若将F2顺时针转过90°，则与F1同向，两个力的合力大 小为F'=F1十F2=14N>F 木块在地面上滑动，则F”=mg=12N。 [答案](1)10N(2)12N 探究2 【典例3】B[2.5~3.5s内物块受到的FT一直在变化，根 据平衡条件，可知摩擦力也在变化，正压力和接触面不变，说 明这段时间物块受到的是静摩擦力，A错误；长木板相对物 块和操作台向左运动，所以长木板受到的摩擦力总是水平向 右，B正确；根据题图乙可知绳的拉力稳定时为8N,故滑动 F 摩擦力大小为8N,则有Ft=μFN=mg,解得μ= mg 0.2,C错误；长木板与操作台间有摩擦力，且不能保证长木板 匀速运动，故拉长木板的力和题图乙中轻绳的拉力不同，D 错误。] 【典例4】AB[在水平方向上对物体分析可知，物体受到的 墙的弹力一直与压力大小相等，方向相反，故变化规律与F 的规律相同，故A正确；最大静摩擦力Fmx=F,故最大静 摩擦力也随着压力的减小而减小，故变化规律与F相同，故 B正确；物体始终保持静止，则物体处于平衡状态，摩擦力大 小一直等于重力，故C、D错误。] 课堂达标 1.BD[因为木块原来处于静止状态，所以所受摩擦力为静摩 擦力，根据力的平衡有F2一F1一f=0,此时静摩擦力f= 5N,方向向右，则最大静摩擦力fm≥5N,现撤去F1,木块受 到向左的力F2=10N,如果最大静摩擦力大于或等于10N, 则木块不会被推动，仍保持静止，所受合力为0；如果最大静 摩擦力小于10N,木块被推动，则所受合力为F2一fm,其范 围为0<F合≤5N,方向向左。故选BD。] 2.D[由题图乙可知，t=1s时摩擦力为0，根据二力平衡可 知，拉力为0，故A不符合题意；由题图乙可知，最大静摩擦力 为4N,8s时物块正在运动，故拉力可能等于5N,故B不符 合题意；由题图乙知，滑动摩擦力为3N,根据f=μF、,得以 =f=上=0.08，故C不符合题意，D符合题意门 Fx mg 3.ABD[木箱即将滑动时，根据题意可知F=fmax十mg· sin37°，可得木箱与斜面之间的最大静摩擦力fmx=70N,故 A正确；木箱开始滑动之后，根据题意可知F'=f十mg· sin37°，可得木箱所受的滑动摩擦力f=60N,故B正确；木 箱与斜面之间的动摩擦因数：一mgc0S37=0.75,故C错 误；如果用100N的推力推这个静止的木箱，木箱没有滑动， 所受摩擦力为静摩擦力，有∫'十mgsin37°=F",解得∫= 40N,故D正确。] 4.[解析](1)当F=25N时，木块静止，则木块在竖直方向上 受到的重力和静摩擦力平衡，即 F=G=6No (2)当F增大为30N时，木块仍静止，木块在竖直方向上受 到的重力和静摩擦力仍然平衡，即F,=G=6N。 (3)当F=6N时，此时木块与墙壁间的最大静摩擦力Fmax= uFN=F=0.25×6N=1.5N 此时最大静摩擦力小于重力，木块与墙壁之间的摩擦力为滑 动摩擦力，故有 F=F=1.5N。 [答案](1)6N(2)6N(3)1.5N 学案21共点力平衡条件的应用 探究1 【典例1】B[方法一：解析法 N 对球进行受力分析，如图甲所示，小球受 重力G、墙面对球的压力N1、木板对小 球的支持力N2'而处于平衡状态。则有 G G′G tan o=N,则N=an'将木友 从图示位置开始缓慢地转到水平位置的 过程中，0逐渐增大，tan0逐渐增大，故 G N,始终减小。从图中可以看出，N,'一s0,将木板从图示 位置开始缓慢地转到水平位置，0逐渐增大，si0逐渐增大， 故N2'始终减小。球对木板的压力 N' N2与木板对小球的支持力N2'是一 对作用力与反作用力，大小相等，故 N2始终减小。故选B。 、 方法二：图解法 小球受重力G、墙面对球的压力V,、 乙 木板对小球的支持力N2'而处于平衡 状态，此三力必构成一封闭三角形，如图乙所示，将木板从题 图所示位置开始缓慢地转到水平位置的过程中，α逐渐减小， 据图可知N1始终减小，N2'始终减小，由于N2与N2′是一 对作用力与反作用力，大小相等，所以N2始终减小，故 选B。] 231人教版物理必修第一册 听 学案20摩擦力的综合分析 记 学可住多 1.进一步理解摩擦力，掌握滑动摩擦力和静摩擦力的区别。 2.知道摩擦力可以发生突变，并能解决摩擦力的突变问题。 关键能力·情境探究达成 探究1摩擦力的理解与分析 (3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关， 1.静摩擦力与滑动摩擦力对比 与接触面面积的大小也无关。 名称 静摩擦力 滑动摩擦力 (4)摩擦力的方向与物体间的相对运动或相对 运动趋势方向相反，但与物体的实际运动方向 两个具有相对运动趋势 两个具有相对运 可能相同、可能相反，也可能不共线。 的物体间在接触面上产 动的物体间在接 定义 角度1对两类摩擦力的理解 生的阻碍相对运动趋势 触面上产生的阻 【典例1】关于摩擦力，下列说法正确的是 的力 碍相对运动的力 (1)接触面粗糙 A.物体受到静摩擦力作用时，一定处于静止状态 (1)接触面粗糙 (2)接触处有 B.只有运动的物体才有可能受滑动摩擦力作用 产生 (2)接触处有压力 压力 C.具有相对运动的两物体间一定存在摩擦力作用 条件 (3)两物体间有相对运 (3)两物体间有 D.摩擦力的方向可能与物体运动方向相同 动趋势 相对运动 角度2摩擦力的计算 (1)静摩擦力为被动力， 【典例2】(24一25·山东聊城期中)如图所示， 与正压力无关，满足0 在水平桌面上放一质量m=4kg的木块，木块 <F≤Fm 与地面间的动摩擦因数μ=0.3，沿桌面方向对 大小 (2)最大静摩擦力Fm F=uFx 木块同时施加相互垂直的两个拉力F1、F2,已 的大小与正压力大 知F1=6N,F2=8N,设最大静摩擦力等于滑 小有关 动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2,求： 与受力物体相对运动趋 与受力物体相对 (1)木块受到的摩擦 木块 方向 势的方向相反 运动的方向相反 力的大小； (2)若将F2顺时针转 作用 总是阻碍物体间的相对 总是阻碍物体间 过90°与F1同向，此 桌面 效果 运动趋势 的相对运动 时木块受到的摩擦力 2.分析计算摩擦力时的四点注意 的大小。 (1)首先分清摩擦力的性质，因为一般只有滑动 摩擦力才能利用公式F=F、计算，静摩擦力 通常只能根据物体的运动状态求解。 (2)公式F=FN中，FN为两接触面间的压 力，与物体的重力没有必然关系，不一定等于物 体的重力。 1180 摩擦力的综合分析学案20 探究2摩擦力的突变问题 【典例3】小张同学利用如图甲所示的装置研究 听 无论摩擦力怎样变化，摩擦力突变问题的本质就 物块受到的摩擦力情况。质量为4kg的物块 课 是静摩擦力和滑动摩擦力大小或方向的变化分析 放置在粗糙的长木板上，通过轻绳与固定在水 问题，以下是摩擦力突变的常见情况： 记 平实验操作台上的力传感器连接。现用水平向 分类 说明 案例图示 左的力F将长木板从物块下面拉出，传感器记 录的Ft图像如图乙所示。已知重力加速度 物体在摩擦力和其他 在水平力F作用下 力作用下处于平衡状 物体静止于斜面，F g=10m/s2。下列说法正确的是 态，当作用在物体上 突然增大时物体仍 静止，则所受静摩 物块 力传感器 的其他力发生突变 静一静 时，如果物体仍能保 擦力大小或方向将 “突变” 长木板 持静止状态，则物体 “突变” 实验操作台 受到的静摩擦力的大 甲 小或方向将会发生 “突变” Fr/N 10 8 放在粗糙水平面上 6 物体在摩擦力和其他 的物体，水平作用 4 力作用下处于静止状 力F从零逐渐增 2 态，当其他力变化时， 大，物体开始滑动 2.53.03.54.04.55.05.56.06.5t/s 静一动 如果物体不能保持静 时，物体受到地面 乙 “突变” 止状态，则物体受到 的摩擦力由静摩擦 A.2.5~3.5s内物块受到的是滑动摩擦力 的静摩擦力将“突变” 力“突变”为滑动摩 B.长木板受到的摩擦力总是水平向右 为滑动摩擦力 擦力 C.物块与长木板间的动摩擦因数约为0.25 D.向左拉长木板的F-t图线和图乙的图线 滑块以速度v。冲上 相同 物体在摩擦力和其他 斜面做减速运动， 【典例4】（多选）如图甲所示，重力为G的物体， 力作用下做减速运 当到达某位置静止 在水平向右的压力F作用下静止在竖直墙上， 动一静 动，突然停止滑行时， 时，滑动摩擦力“突 F随时间t均匀减小，如图乙所示。物体与墙 “突变” 物体将不受摩擦力作 变”为静摩擦力 用，或受到的滑动摩 之间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑： 擦力“突变”为静摩 动摩擦力，物体始终静止。设墙对物体的弹力 擦力 为N、物体与墙间的最大静摩擦力为Fmax、物 体受到的摩擦力为F:,下列图像能正确表示各 水平传送带的速度 力随时间变化的是 ( ) v1大于滑块的速度 v2,滑块受到的滑 某物体相对于另一物 动摩擦力方向向 右，当传送带突然 动一动 体滑动的过程中，若 突然相对运动方向变 被卡住停止传动 “突变” 了，则滑动摩擦力方 时，滑块受到的滑 向发生“突变” 动摩擦力方向“突 变”为向左 →2 →1 人教版物理必修第一册 听 方法总结 3.(多选)(24一25·河北邯郸 物体受到的外力发生变化时，物体受到的摩擦力 期中)如图所示，倾角0= 笔 就有可能发生突变。解决这类问题的关键是正确 37°的足够长的斜面固定在 对物体进行受力分析和运动状态分析，从而找到 水平面上，现用一沿斜面向 0 物体摩擦力突变的“临界点”。 上的推力F作用在一重力为100N的木箱上， 至少要用130N的推力，才能使它开始运动。 课堂达标 木箱移动以后，用120N的推力就可以使木箱 继续做匀速直线运动（重力加速度g=10m/s2, ·（多选)(24一25·山东淄博期1玩 F2 中)如图所示，一木块放在水平 sin37°=0.6，cos37°=0.8)，则下列说法正确 的有 () 桌面上，在水平方向上共受F1、F2和摩擦力三 A.木箱与斜面之间的最大静摩擦力为70N 个力的作用，木块处于静止状态。其中F,= B.木箱所受的滑动摩擦力为60N 5N、F2=10N。若撤去力F1,则木块在水平 C.木箱与斜面之间的动摩擦因数为0.875 方向受到的合力可能为（认为最大静摩擦力等 D.如果用100N的推力推这个静止的木箱，木 于滑动摩擦力) ( 箱所受的摩擦力大小为40N A.7N,方向向左 B.3N,方向向左 4.(24一25·甘肃天水月考)如图所示， C.7N,方向向右 D.0 用水平力F将木块压在竖直墙壁上， 2.(24一25·北京海淀期中)如图甲所示，水平木 已知木块重力G=6N,木块与墙壁 板上有质量m=3.75kg的物块，受到随时间t 间的动摩擦因数μ=0.25，最大静摩 变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应 擦力等于滑动摩擦力。求： 时刻物块所受摩擦力F:的大小如图乙所示，取 (1)当F=25N时，木块静止，木块受到的摩擦 重力加速度g=10m/s2,下列判断不正确的是 力的大小； ( (2)当F增大为30N时，木块仍静止，木块受 ↑F/N 到的摩擦力的大小； (3)当F=6N时，木块受到的摩擦力的大小。 m ana 0246810t/s 甲 乙 A.t=1s时外力F等于零 B.t=8s时外力F可能等于5N C.物块与木板间的动摩擦因数为0.08 D.物块与木板间的动摩擦因数为0.11 课后反思… 1182