专题 摩擦力综合分析 课件-2026-2027学年高一上学期物理教科版必修第一册

专题：摩擦力综合分析 第 三 章 1.进一步理解摩擦力的概念，会用条件法、假设法、状态法判断摩擦力的有无(重点)。 2.会计算摩擦力的大小。 3.掌握摩擦力突变问题的分析方法，能分析滑动摩擦力、静摩擦力的突变问题(重难点)。 学习目标 内容索引 一、对摩擦力的理解 二、摩擦力的计算 三、摩擦力的突变 < 一 > 对摩擦力的理解 如图所示，各物体接触面均不光滑，请分析以下A物体是否受到摩擦力的作用。如果有，是哪种摩擦力？方向如何？ 答案　A图：物体相对于木板向左运动，受滑动摩擦力的作用，方向水平向右 B图：物体在水平方向上没有相对运动趋势，不受摩擦力作用 C图：物体相对斜面有沿斜面向下的运动趋势，受静摩擦力，方向沿斜面向上 D图：物体相对于传送带有沿传送带向下的运动趋势，受静摩擦力，方向沿传送带向上 1.对摩擦力的理解 摩擦力是指发生在两个相互接触的物体之间的阻碍两个物体间的相对运动或相对运动趋势的力。 (1)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，运动的物体可能受到静摩擦力的作用。例如：物体随倾斜传送带匀速向上运动时。 (2)受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的，静止的物体可能受到滑动摩擦力的作用。例如：黑板受到板擦的摩擦力。 提炼与总结 2.摩擦力的方向 (1)静摩擦力的方向与物体的相对运动趋势方向相反。可利用假设法判断，即假设接触面光滑，物体相对于它接触的物体运动的方向，就是相对运动趋势方向。例如：静止在斜面上的物体受到的静摩擦力的方向沿斜面向上。(如图甲) 静摩擦力的方向与物体的运动方向可以成任 意角度，如图乙所示。 (2)滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相 反，与物体的运动方向无关。 3.无论是静摩擦力还是滑动摩擦力，都可以是动力，也可以是阻力，如果物体受到的摩擦力的方向与该物体运动的方向相同，则摩擦力为动力，如果物体受到的摩擦力的方向与该物体运动的方向相反，则摩擦力为阻力。 　如图所示，一辆汽车在平直公路上向右行驶，车上有一木箱，试判断下列情况中木箱所受的摩擦力种类及摩擦力的方向，是阻力还是动力？ (1)汽车由静止向右加速运动时(木箱和车无相对滑动)； 例1 答案　静摩擦力　向右　动力 木箱随汽车一起由静止加速运动，假设二者的接触面是光滑的，则汽车加速时，木箱由于要保持原来相对地面静止的状态，因此它将相对于汽车向左滑动，而实际上木箱与汽车无相对滑动，即相对静止，说明木箱有相对汽车向左滑动的趋势，所以木箱受到向右的静摩擦力，此静摩擦力为动力。 (2)汽车刹车时(木箱和车无相对滑动)； 答案　静摩擦力　向左　阻力 汽车刹车时，速度减小，假设木箱与汽车的接触面是光滑的，则木箱将相对汽车向右滑动，而实际上木箱没有滑动，说明木箱有相对汽车向右滑动的趋势，所以木箱受到向左的静摩擦力，此静摩擦力为阻力。 (3)汽车匀速运动时(木箱和车无相对滑动)； 答案　无摩擦力 木箱随汽车一起匀速运动时，二者无相对运动或相对运动趋势，因而木箱不受摩擦力。 (4)汽车刹车，木箱在车上滑动时； 答案　滑动摩擦力　向左　阻力 汽车刹车，木箱相对于汽车向右滑动，可知木箱受到向左的滑动摩擦力，此滑动摩擦力为阻力。 (5)汽车突然向右加速，木箱在车上滑动时。 答案　滑动摩擦力　向右　动力 汽车突然向右加速，木箱相对于汽车向左滑动，可知木箱受到向右的滑动摩擦力，此滑动摩擦力为动力。 　(2024·内江市高一联考)水平传送带的装置如图所示，O1为主动轮，O2为从动轮。当主动轮顺时针匀速转动时，物体被轻轻地放在A端皮带上。开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置C后滑动停止，之后就随皮带一起匀速运动，直至传送到目的地B端。在传送的过程中，若皮带和轮不打滑，则物体受到的摩擦力和皮带上P、Q两处(在O1O2连线上)所受摩擦力情况正确的是 ①在AC段物体受水平向左的滑动摩擦力，P处受 向上的滑动摩擦力　②在AC段物体受水平向右的滑动摩擦力，P处受向上的静摩擦力　③在CB段物体不受静摩擦力，Q处受向上的静摩擦力 ④在CB段物体受水平向右的静摩擦力，P、Q两处始终受向下的静摩擦力 A.①③ B.①④ 　　C.②③ 　　　D.②④ 例2 √ 在AC段物体向右加速运动，物体相对皮带水平向左运动，滑动摩擦力水平向右，P处于皮带上，且O2为从动轮，则P处受向上的静摩擦力，①错误，②正确； 在CB段物体与皮带一起做匀速直线运动，物体不受静摩擦力，Q处于皮带上，且O1为主动轮，则Q处受向上的静摩擦力，③正确，④错误；C正确。 返回 摩擦力有无的判断方法 (1)条件法：根据摩擦力产生的条件判断。 (2)假设法：假设接触面光滑，若物体原来的运动状态改变，说明存在摩擦力；否则不存在摩擦力。 (3)状态法：由物体所处的状态分析，若物体静止或做匀速直线运动，根据二力平衡的知识可判断是否存在摩擦力。 总结提升 < 二 > 摩擦力的计算 　(2024·乐山市高一期中)如图甲所示，一个人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上质量为10 kg的木箱，木箱所受的摩擦力f与水平推力F的关系如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2。求： 例3 (1)木箱受到的最大静摩擦力fmax多大； 答案　21 N 由题图乙发现当摩擦力达到21 N后突然减小到20 N之后保持不变，故木箱与地面间的最大静摩擦力为fmax＝21 N (2)当水平推力F1＝15 N和F2＝25 N时，判断木箱受到是静摩擦力还是滑动摩擦力，及木箱受到的摩擦力f1和f2各多大； 答案　静摩擦力　滑动摩擦力　15 N　20 N 由题图乙可知当F1＝15 N时木箱保持静止，此时为静摩擦力，根据平衡条件可知 f1＝F1＝15 N 当F2＝25 N时，木箱已经运动，此时为滑动摩擦力，由题图乙可知滑动摩擦力大小为20 N， 故f2＝20 N (3)木箱被推动以后，将水平推力减小为5 N，直到静止前地面对木箱的摩擦力f3的大小； 答案　20 N 木箱被推动以后，将水平推力减小为5 N，物体做减速运动，直到静止前地面对木箱的摩擦力为滑动摩擦力，所以f3＝20 N (4)木箱与地面间的动摩擦因数μ。 答案　0.2 由题图乙可知木箱的滑动摩擦力为20 N， 所以有μ＝＝0.2。 返回 在计算摩擦力的大小时，我们应当首先判断摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力。 总结提升 < 三 > 摩擦力的突变 例3中给出了木箱所受摩擦力f与水平推力F的关系图，试分析摩擦力发生突变的临界状态是什么？ 答案　当摩擦力达到最大静摩擦力时 　如图所示，一滑块静止在粗糙的水平木板上，现将木板的一端缓慢抬高，直至木板与水平面成90°角。在0<θ<90°的过程中，关于滑块所受的摩擦力，下列说法正确的是 A.滑块先受静摩擦力，然后受滑动摩擦力 B.滑块先不受摩擦力，然后受滑动摩擦力 C.滑块始终受到静摩擦力 D.滑块始终受到滑动摩擦力 例4 √ 木板与水平方向夹角较小时，滑块相对木板静止，滑块受到静摩擦力，木板与水平方向夹角达到某一角度时，滑块相对木板下滑，滑块受到滑动摩擦力，故A正确。 　(2024·南充市高一期末)如图所示，物体A的质量为1 kg，置于水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，从t＝0开始，物体以一定的初速度v0向右滑行的同时，受到一个水平向左、大小恒为F0＝1 N的作用力，关于物体受到的摩擦力f随时间变化的图像，下列正确 的是(取向右为正方向，重力加速度g取10 N/kg) 例5 √ 物体A向右滑动时，受到地面向左的滑动摩擦力，由f1＝μmg，得f1＝2 N；物体静止后，因受到向左的作用力F0＝1 N<f1，故物体A不再运动，由二力平衡可知，物体A受到向右的静摩擦力，f2＝F0＝1 N，故C正确。 返回 摩擦力突变的类型 (1)静摩擦力大小或方向发生突变。 (2)静摩擦力突变为滑动摩擦力。 (3)滑动摩擦力突变为静摩擦力。 可概括为“静—静”突变，“静—动”突变，“动—静”突变。 其中在动静转化时，相对滑动与相对静止的临界条件为静摩擦力恰好达到最大值。 总结提升 本课结束 第 三 章 $