3.2 摩擦力 讲义 -2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

摩擦力讲义 1、 滑动摩擦力 1、 定义：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。 相对运动和运动的区别：滑动摩擦力是阻碍相对运动，而不是物体的运动。 物体运动一般是以地面为参考系来说；而相对运动则是以两个接触的物体以对方为参考系来说的。 · 两物体都运动，但可能并没有产生相对运动。 如下图所示，物块A和B以相同的速度v水平向右运动，但A和B相对于对方来说却是静止的，那就没有发生相对运动。 · 一个物体静止，但有可能与其他物体发生了相对运动。 例如下图所示，物块A以速度v水平向右运动，地面是静止的，但相对于物块A来说，地面是向左运动的，那这时候物块和地面之间就发生了相对运动。 2、 产生条件： (1) 两物体相互接触挤压(即有弹力)。 (2) 物体间的接触面不光滑。 (3) 两物体间存在相对运动。 以上条件缺一不可，因为必须有弹力才会产生摩擦力，所以物体受到摩擦力必定受到弹力；但受到弹力未必会有摩擦力。 3、 滑动摩擦力方向 在接触面上，与接触面相切，且与物体相对运动的方向相反。 注意：方向与相对运动方向相反，不是与运动方向相反。 · 静止的物体也会受到滑动摩擦力，滑动摩擦力的方向与它相对于另一个物体运动的方向相反 例如下图所示，物块A水平向右运动，这时滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反。 1) 对于地面来说，物块A是向右运动的，则物块A受到的滑动摩擦力是阻碍A的向右运动，则摩擦力沿着接触面水平向左（这里因为要区分地面和物块受到的滑动摩擦力，所以把A受到的摩擦力画在了A的重心），为Ff1； 2) 而相对于物块A来说，地面是向左运动的，所以地面受到了水平向右的滑动摩擦力，为Ff2。 任何力都是成对产生的，所以这里地面也受到滑动摩擦力。 · 两个都是运动的物体受到对方的滑动摩擦力方向与他们相对于对方运动的方向相反，不一定与运动方向相反 例如下图所示，汽车B在水平路面上以相对于地面的速度v1向右运动，车上的货物A以相对于地面的速度v2向右运动。 1) 若v1<v2，则相对于B来说，A向右运动，那这时A受到的滑动摩擦力FfA 水平向左；而相对于A来说，B受到的滑动摩擦力FfB水平向右。如下图所示 2) 若v1>v2，则相对于B来说，A向左运动，那这时A受到的滑动摩擦力FfA 水平向右；而相对于A来说，B受到的滑动摩擦力FfB水平向左。如下图所示 滑动摩擦力阻碍的是相对运动，不是阻碍物体本身的运动。滑动摩擦力可以和物体本身运动方向相同，即滑动摩擦力不一定是阻力，也可以是动力。 4、 滑动摩擦力大小 计算滑动摩擦力的大小有两种方式：一种是用滑动摩擦力的公式计算，一种是用力的平衡来计算滑动摩擦力。 1) 公式计算 滑动摩擦力用Ff表示，滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比。 公式： Ff＝μFN 其中FN表示接触面上压力的大小，μ为动摩擦因数。动摩擦因数μ跟相互接触的两个物体的材料、接触面的粗糙程度有关，没有单位。 2) 力的平衡来计算 对于静止、匀速直线运动的物体来说，可以用力的平衡来计算滑动摩擦力。 例 如下图所示，物块A在拉力F作用下向右做匀速直线运动，则根据力的平衡可知，此时滑动摩擦力的大小等于力F，即Ff=F。 5、 练习 (1) (多选)下列关于滑动摩擦力的说法中正确的是(　　) A.滑动摩擦力大小总跟接触面上的压力大小成正比 B.滑动摩擦力大小跟两物体间相对运动的速度大小成正比 C.两物体间有摩擦力就一定有弹力，且两者方向互相垂直 D.只有运动的物体才受到滑动摩擦力作用 (2) 关于由滑动摩擦力公式推出的μ＝，下列说法正确的是(　　) A.动摩擦因数μ与滑动摩擦力Ff成正比，Ff越大，μ越大 B.动摩擦因数μ与正压力FN成反比，FN越大，μ越小 C.相同的条件下，接触面积越大，动摩擦因数越大 D.动摩擦因数μ的大小与两物体接触面的粗糙程度及材料有关 （3）所受重力为500 N的雪橇，在平坦的雪地上用10 N的水平拉力恰好可以拉着空雪橇做匀速直线运动。如果雪橇再载500 N的货物，那么，雪橇在该雪地上滑行时受到的摩擦力大小是(　　) A.10 N B.20 N C.510 N D.500 N 2、 静摩擦力 1、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，这时的摩擦力叫作静摩擦力 这里两个物体并没有发生相对运动，只是有了相对运动的趋势。那相对运动的趋势如何来判断？ · 如果没有静摩擦力，两个物体是否会发生相对运动；如果会，那么就有相对运动的趋势。 如下图所示，用水平向右的力F去推放在水平地面的木箱，木箱没有推动。那这时候有没有静摩擦力呢？ 那假设没有静摩擦力，木箱应该在F的作用下水平向右运动；那既然没有运动，则证明有静摩擦力。而物体虽然没有向右运动，但是有相对运动的趋势。 2、 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。 3、静摩擦力方向 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。 (1) 对于两个都是静止的物体，静摩擦力方向的判断。 A. 例对于上图用水平向右的推力施加在静止在地面上的木箱，木箱没有推动，这时候的静摩擦力方向为： · 对于地面来说，木箱有向右运动的趋势，所以木箱受到地面水平向左的静摩擦力Ff1； · 而对于木箱来说，地面有向左运动的趋势，所以地面受到木箱水平向右的静摩擦力Ff2。 Ff2 Ff1 B. 那对于静止在斜面体上的物块A来说，如果没有摩擦力，它会沿斜面下滑。 · 所以相对于斜面B来说，A有沿斜面向下运动的趋势，则A受到B的静摩擦力为沿斜面向上； · 而相对于A来说，B有沿斜面向上的运动趋势，则B受到A的静摩擦力为沿斜面向下。 (2) 对于两个都是运动状态的物体，静摩擦力的方向判断。 例，物块A与小车B以相同的速度向右运动，不同的运动状态，A和B之间的静摩擦力会不同。 · 若A和B同时向右做匀速直线运动，则根据力的平衡条件可知，物块A和B之间不存在静摩擦力。 · 若A和B同时向右做减速直线运动，则根据牛顿第二定律可知，物块A受到B的静摩擦力FfA方向为水平向左；B受到A的静摩擦力FfB水平向右（后面在牛顿第二定律课堂会详细解释）。这里暂不分析B与地面间的摩擦力。 · 若A和B同时向右做加速直线运动，A和B受到的静摩擦力和减速时相反。也意味着静摩擦力不一定是阻力，也可以是动力。 4、计算静摩擦力的大小 (1) 对于两个都是静止或者同为匀速直线运动（需先判断有无静摩擦力）的物体来说，静摩擦力的大小用力的平衡来计算。 A. 那对于静止在地面上的木箱来说，在推力F的作用下，木箱保持静止，则根据力的平衡可知，木箱受到的静摩擦力Ff1=F。 B. 那对于静止在竖直墙面的物块A来说，根据力的平衡可知，静摩擦力Ff=G (2) 对于不是匀速运动的物体来说，静摩擦力的计算需要用牛顿运动定律来计算（后面章节会学到此部分内容）。 5、最大静摩擦力 静摩擦力的最大值为Fmax称为最大静摩擦力，超过最大静摩擦力，物体将开始运动，所以静摩擦力的取值范围为： 0<Ff≤Fmax用水平方向的拉力拉静止在水平面的物体A，当拉力超过最大静摩擦力后，物体开始滑动，这时摩擦力变为滑动摩擦力 一般情况下，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力 6、 练习 (1) 如图所示，物体A在水平推力F的作用下靠紧竖直墙保持静止不动，下列说法正确的是(　　) A.物体A受到的静摩擦力与其所受重力大小相等 B.物体A受到的静摩擦力的大小与接触面的粗糙程度成正比 C.若减小F，则物体A一定会下滑 D.在物体A上增加一物体B，要使得两物体均静止就必须增大推力F (2) 关于静摩擦力的说法正确的是(　　) A.两个相对静止的物体间一定有静摩擦力的作用 B.受静摩擦力作用的物体一定是静止的 C.当两物体间的压力一定时，静摩擦力的大小可以变化，但有一个限度 D.静摩擦力一定是阻力 (3) 将玻璃瓶握在手中，玻璃瓶始终保持静止状态，关于此现象下列说法正确的是(　　) A.手对玻璃瓶的力是由于玻璃瓶的形变而产生的 B.给手上涂一些防滑粉可增大玻璃瓶所受的摩擦力 C.当手所施加的力增大时，玻璃瓶所受摩擦力也不断增大 D.若玻璃瓶没有滑动，则玻璃瓶受到的摩擦力等于重力 (4) 如图所示，静止在水平桌面上的木块在水平方向受到推力F1、F2和摩擦力Ff的作用。已知F1＝10 N，F2＝2 N，则木块受到的摩擦力大小为(　　) A.2 N B.10 N C.8 N D.12 N (5) 如图所示为皮带运输机的示意图，A为传送带上的货物，则(　　) A.如果货物A随传送带一起向上匀速运动，A受到沿斜面向上的摩擦力 B.如果货物A随传送带一起向下匀速运动，A受到沿斜面向下的摩擦力 C.如果货物A和传送带都静止，A不受摩擦力 D.如果货物A和传送带都静止，A对传送带有沿斜面向下的摩擦力 (6) 质量为2 kg的物体静止在水平地面上，如图所示，物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，给物体一水平推力F。(取g＝10 m/s2) (1)最大静摩擦力是多少？ (2)当推力大小为5 N时，地面对物体的摩擦力是多大？ (3)当推力大小为12 N时，地面对物体的摩擦力是多大？ 学科网（北京）股份有限公司 $