微专题9 摩擦力的综合分析 导学案-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理导学案聚焦摩擦力的综合分析，核心内容包括摩擦力的有无及方向判断、大小计算和突变问题。通过传送带运动、斜面物体等典例导入，衔接静摩擦力与滑动摩擦力的基础概念，搭建从基础认知到综合应用的学习支架。 资料以生活实例（如沙发推动、打印机进纸）设计典例，注重科学思维中的模型建构与科学推理，通过假设法判断方向、临界条件分析突变问题，培养学生的相互作用观念，随堂演练分层设计，助力学生提升解决实际问题的能力。

微专题9 摩擦力的综合分析 学案 学习目标： 1.进一步学习摩擦力的有无及方向的判断. 2.会计算摩擦力的大小． 重、难点理解： 一、对摩擦力的理解及方向的判断 1．对摩擦力的理解 (1)静摩擦力：受静摩擦力的物体不一定静止，只是两物体接触面保持相对静止． (2)滑动摩擦力：受滑动摩擦力的物体不一定运动，而是两物体发生相对滑动． 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； 静摩擦力的方向有可能与物体运动方向成任意角度． (2)滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，与物体运动方向无关． 3．摩擦力作用效果是阻碍物体的相对运动，但摩擦力却不一定是阻力，有时会是动力． 典例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也相同。三个物体随传送带一起做匀速运动，运动方向如图中箭头所示，则下列说法正确的是(　　) A.A物体受到的摩擦力方向向右 B.三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零 C.B、C受到的摩擦力方向相同 D.B、C受到的摩擦力方向相反 [答案]　BC[解析]　A物体做匀速运动，合外力为零，故不受摩擦力，B物体和C物体受到的摩擦力方向沿传送带向上，所以B、C正确，A、D错误。 典例２：如图甲、乙所示，物体P、Q在力F作用下一起以相同速度沿力F方向匀速运动，图乙中斜面体固定不动，关于物体P所受的摩擦力，下列说法正确的是(　　) A．图甲、乙中物体P均受摩擦力，且方向均与力F相同 B．图甲、乙中物体P均受摩擦力，且方向均与力F相反 C．图甲、乙中物体P均不受摩擦力 D．图甲中物体P不受摩擦力，图乙中物体P受摩擦力，且方向与力F方向相同 [答案]　D[解析] 在题图甲中，P做匀速直线运动，在水平方向所受合力为零，所以P不受摩擦力；在题图乙中，假设P不受摩擦力，P将相对Q沿斜面向下运动，因此P受与力F方向相同的摩擦力。D正确。 二、摩擦力大小的计算 典例３：(多选)重力为500 N的沙发放在水平地面上，某同学沿水平方向推沙发，当水平推力大小为90 N时沙发恰好开始运动。沙发运动后，用85 N 的水平力即可使沙发保持匀速直线运动。以下说法正确的是(　　) A．沙发与地面之间的动摩擦因数为0.18 B．沙发与地面之间的最大静摩擦力为90 N C．若用100 N的水平力推静止的沙发，沙发所受的摩擦力大小为100 N D．若用60 N的水平力推已经运动的沙发，沙发所受的摩擦力大小为85 N [答案]　BD[解析] 用85 N的水平力可使沙发保持匀速直线运动，则沙发的滑动摩擦力Ff＝85 N，由Ff＝μFN＝μG可知，沙发与地面之间的动摩擦因数μ＝＝0.17，A错误；由于当水平推力大小为90 N时沙发恰好开始运动，可知最大静摩擦力为90 N，B正确；100 N的水平推力大于最大静摩擦力，沙发所受摩擦力为滑动摩擦力，即85 N，C错误；由于沙发处于运动状态，所以即使减小水平力的大小，其所受摩擦力仍为滑动摩擦力，则沙发所受的摩擦力大小为 85 N，D正确。 典例４：如图所示，打印机进纸槽里叠放有一叠白纸，进纸时滚轮以竖直向下的力F压在第一张白纸上，并沿逆时针方向匀速转动，滚轮与第一张纸不打滑，但第一张纸与第二张纸间发生相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。滚轮与白纸之间的动摩擦因数为μ1，白纸之间、白纸与进纸槽底座之间的动摩擦因数均为μ2，每张白纸的质量为m，不考虑静电力的影响，重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　) A．滚轮对第一张白纸的摩擦力大小为μ1F B．第二、三张白纸间的摩擦力大小为μ2(F＋2mg) C．第三、四张白纸间的摩擦力大小为μ2(F＋mg) D．越靠近底座，白纸间的摩擦力越大 [答案]　C[解析] μ1F为滚轮与第一张白纸间的滑动摩擦力，滚轮与第一张白纸间的摩擦力为静摩擦力，小于或等于最大静摩擦力，故A错误；第一、二张白纸间的摩擦力为滑动摩擦力，大小为f12＝μ2(F＋mg)，第二张白纸处于静止状态，第二、三张白纸间的摩擦力为静摩擦力，大小等于第一、二张白纸间的摩擦力，即f23＝μ2(F＋mg)，故B错误；第三张白纸处于静止状态，第三、四张白纸间的摩擦力为静摩擦力，大小等于第二、三张白纸间的摩擦力，即f34＝μ2(F＋mg)，故C正确；除第一张白纸外，所有白纸均处于静止状态，白纸间的摩擦力均为μ2(F＋mg)，大小相等，故D错误。 三、摩擦力的突变问题 摩擦力突变的类型 1．静摩擦力大小或方向发生突变． 2．静摩擦力突然变为滑动摩擦力． 3．滑动摩擦力突然变为静摩擦力． 可概括为“静—静”突变，“静—动”突变，“动—静”突变，其中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． 典例５：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．滑块始终受静摩擦力 D．滑块始终受到滑动摩擦力 答案　A 典例６：(多选)如图所示，有一倾角θ＝30°的斜面体置于粗糙水平面上，质量为M，一质量为m的物体静止在斜面体上，现用水平力F推物体，F的大小为mg，物体和斜面体始终保持静止，则下列说法正确的是(　　) A．物体有沿斜面向上运动的趋势 B．物体有沿斜面向下运动的趋势 C．物体所受的摩擦力方向沿斜面向下 D．若逐渐减小推力F至0，此过程中物体所受摩擦力的方向不变 [答案]　AC[解析] 先作出物体除摩擦力以外的力的受力示意图，建立如图所示的直角坐标系，G与推力F在x轴上的合力F合＝F cos θ－mg sin θ＝mg，方向沿斜面向上，所以物体有上滑的趋势，摩擦力的方向应沿斜面向下，A、C正确，B错误；减小推力F，G与F在x轴上的合力先减小为0，此过程中合力方向沿斜面向上，继续减小F，合力方向将变为沿斜面向下，摩擦力的方向将发生突变，由之前的沿斜面向下变成沿斜面向上，D错误。 典例7：物块A、B叠放在水平桌面上，装有沙子的铁桶C通过细线绕过光滑的滑轮连接B，使A、B在水平面上一起向右做匀加速运动，设A、B间的摩擦力为f1，B与桌面间的摩擦力为f2。若取出C桶内的一些沙子放在物块A上方的凹槽中，A、B恰好能一起向右做匀速运动，则摩擦力f1和f2的变化情况是(　　) A.f1变为0，f2变大　　 B．f1变为0，f2变小 C.f1不变，f2不变 D．f1不变，f2变小 [答案]　A[解析] 刚开始，A、B在水平桌面上一起向右做匀加速运动，则A受到一个向右的摩擦力f1，B与桌面间的摩擦力为f2，当取出C桶内的一些沙子放在物块A上方的凹槽中时，A、B恰好能一起向右做匀速运动，则A水平方向没有受力，f1变为0，B与桌面间仍然为滑动摩擦，但支持力增大，则f2变大，故A正确。 随堂演练： 1．(多选)下列说法中正确的是(　　) A．有弹力不一定有摩擦力，有摩擦力必定有弹力 B．摩擦力的方向一定沿接触面的切线方向 C．摩擦力的大小一定与物体所受的重力大小成正比 D．摩擦力的方向总是与运动方向相反，起阻碍物体运动的作用 2．(多选)用如图所示的方法可以测定木块A与长木板B之间的滑动摩擦力的大小．把木块A放在长木板B上，长木板B放在光滑水平地面上，长木板B在大小为F的水平拉力作用下在水平面上以速度v匀速运动，稳定时，水平弹簧测力计的示数为FT，下列说法正确的是(　　) A．木块A受到的滑动摩擦力的大小等于FT B．长木板B受到的滑动摩擦力的大小等于F C．若长木板以2v的速度匀速运动，则木块A受到的摩擦力的大小等于2FT D．若用大小为2F的水平力拉长木板B，则木块A受到的摩擦力的大小等于2F 3．如图甲所示，用水平力F将质量为0.4 kg的物块压在竖直墙壁上静止不动，物块与墙面间的动摩擦因数为0.4.若力F随时间t变化的规律如图乙所示，取g＝10 m/s2，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列图像中，能正确反映物块所受墙的摩擦力大小Ff随时间t变化规律的是(　　) 4．如图所示，物体A的重力为40 N，物体B的重力为20 N，A与B、A与地面间的动摩擦因数相同，物体B用水平细绳系在竖直墙面上，当水平力F＝32 N时，才能将A匀速拉出，求： (1)接触面间的动摩擦因数； (2)物体A所受物体B的摩擦力的大小和方向； (3)物体A所受地面的摩擦力的大小和方向． 参考答案： 1.答案　AB解析　产生摩擦力的条件是存在弹力、接触面粗糙，并且有相对运动或相对运动趋势，有摩擦力一定有弹力，但是有弹力不一定有摩擦力，因为两者之间可能没有相对运动或相对运动趋势，A正确；摩擦力的方向一定沿接触面的切线方向，B正确；静摩擦力与重力无关，滑动摩擦力与两物体接触面间的正压力有关，C错误；摩擦力方向总是与相对运动方向或者相对运动趋势方向相反，与物体运动方向无关，D错误． 2.答案　AB解析　木块A在水平方向上受弹簧测力计的拉力和木板对其向左的滑动摩擦力作用而处于静止状态，根据二力平衡知识得，木块A受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的拉力FT，选项A正确；长木板B在水平方向上受拉力和A对其向右的滑动摩擦力作用而处于匀速运动状态，根据二力平衡知识，木板B受到的滑动摩擦力大小等于F，选项B正确；滑动摩擦力Ff＝μFN，无论长木板受到的拉力有多大，也无论匀速运动的速度有多大，A、B之间的滑动摩擦力都不变，选项C、D错误． 3.答案　B 4.答案　(1)0.4　(2)8 N　水平向左　(3)24 N　水平向左 解析　以物体A为研究对象，则物体B对其压力FN2＝GB，地面对A的支持力FN1＝GA＋GB，所以A受B的滑动摩擦力Ff2＝μFN2＝μGB，A受地面的摩擦力Ff1＝μFN1＝μ(GA＋GB)，由题意得F＝Ff1＋Ff2，将F＝32 N，GA＝40 N，GB＝20 N代入解得μ＝0.4，Ff2＝μGB＝8 N，方向水平向左；Ff1＝μ(GA＋GB)＝24 N，方向水平向左． 学科网（北京）股份有限公司 $