2027届高三物理一轮复习讲义：相互作用力之摩擦力及摩擦力的斜面模型

该高中物理高考复习讲义围绕摩擦力专题，涵盖产生条件、大小计算、方向判断及斜面模型应用等核心考点，按基础概念到模型应用的逻辑层次展开，通过考点梳理、方法指导、模型建构、真题训练等环节，帮助学生建立摩擦力问题的分析框架和解题思路。 讲义突出科学思维与模型建构，设计“有摩必有弹”等口诀强化记忆，通过假设法、运动状态法等培养静摩擦力方向判断能力，设置基础例题与综合演练分层训练，助力学生高效突破难点，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

第1节 摩擦力 一、摩擦力:相互接触且发生形变的粗糙物体间，有相对运动或相对运动趋势时，在接触面上所受的阻碍相对运动或相对运动趋势的力。 1．产生条件：①相互接触且粗糙；②有相对运动或运动趋势；③有挤压。 2．大小：滑动摩擦力，静摩擦力：. （1）FN是接触面间的正压力，FN并不总是等于物体的重力。 （2）最大静摩擦力Fmax只在刚好要发生相对滑动这一特定状态下才表现出来，比滑动摩擦力稍大些，通常认为二者相等，即Fmax＝μFN。 （3）一般静摩擦力的计算 ①物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)，利用力的平衡条件来计算其大小。 ②物体有加速度时，根据牛顿第二定律进行分析。例如，水平匀速转动的圆盘上物块靠静摩擦力提供向心力产生向心加速度，若除静摩擦力外，物体还受其他力，则F合＝ma，先求合力再求静摩擦力。 口诀：有摩必有弹，有弹未必摩，滑摩μFN，静摩没有μ 【注】：三条件缺一不可 二、摩擦力的方向判断:沿两物体的接触面，与相对运动或相对运动趋势方向相反。 【解题秘诀】：摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反，可与速度方向成任意角。 静摩擦力有无及方向的三种判断方法 1．假设法 2．运动状态法：此法关键是先确定物体的运动状态(如平衡或求出加速度)，再利用平衡条件或牛顿第二定律(F＝ma)确定静摩擦力的方向。 3．牛顿第三定律法：“力是物体间的相互作用”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据牛顿第三定律确定另一物体受到的静摩擦力的方向。 例1、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(　　) A.Ff1<Ff2<Ff3 B.Ff1=Ff2<Ff3 C.Ff1=Ff3<Ff2 D.Ff1=Ff2=Ff3 例2、 (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 例3、书法课上,某同学临摹“力”字时,笔尖的轨迹如图中带箭头的实线所示。笔尖由a点经b点再回到a点,则(　 　) A.该过程位移为0 B.该过程路程为0 C.两次过a点时速度方向相同 D.两次过a点时摩擦力方向相同 例4、如图所示，把一重为G的物体，用一水平方向的推力F＝kt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整墙上，从t＝0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是下图中的(　　) 例5、(多选)如图为工人用砖夹搬运砖块的示意图。若工人搬运四块形状相同且重力均为G的砖,当砖处于竖直静止状态时,下列说法正确的是(　　) A.3对2的摩擦力为零 B.2对1的摩擦力大小为G,方向竖直向上 C.工人对砖夹的力增大,砖夹对砖的水平压力增大,四块砖对砖夹的摩擦力不变 D.工人对砖夹的力增大,砖夹对砖的水平压力增大,3对4的摩擦力增大 例6、木块A、B分别重80 N和100 N,它们与水平地面间的动摩擦因数均为μ=0.25,夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了3 cm，弹簧的劲度系数k=500 N/m，系统置于水平地面上静止不动。现用水平拉力F=5 N作用在木块B上，如图所示，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求拉力F作用后，木块A、B所受摩擦力的大小。 第2节 摩擦力的斜面模型 1.物体m在沿斜面向上的力F作用下处于静止状态，判断m所受摩擦力的情况： (1) ，； (2) ，沿斜面向下，； (3) ，沿斜面向上，。 例：质量为m=10kg的物体在水平力F=300N的作用下静止在固定斜面上，现将逐渐减小到0的过程中，m仍然静止，则m所受到的摩擦力如何变化？ 解：由于，即一开始摩擦力沿斜面向下，则，减小，减小，当减小到时，摩擦力，再继续减小，则，摩擦力反向增大。所以，先减小后反向增大。 2.物体m由静释放在斜面上，判断m的运动情况： (1) ，，m将以 加速度加速下滑； 时， (2) ，，m将静止在斜面上； (3) ，若给m一沿斜面向下的初速度，m将匀速下滑。 例1、如图所示，质量为1kg的物体A静止放在倾角为37°的斜面上，A与斜面间的动摩擦因数为0.8，用一细绳将小桶B通过定滑轮与物体A相连，在不断向小桶B中加沙子的过程中，A、B始终处于静止状态，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,,，则下列说法正确的是( ) A. 物体A受到的支持力不断增大  B. 斜面对物体A的作用力不断增大  C. 物体A受到的摩擦力可能先减小后增大  D. 当小桶B和沙子的总质量达到1kg时，摩擦力大小为6.4N 例2、(多选)如图所示，A是一质量为M的盒子，B的质量为，用细绳相连，跨过光滑的定滑轮，A置于倾角为α＝30°的斜面上，B悬于斜面之外，处于静止状态．现在向A中缓慢地加入沙子，整个系统始终保持静止，则在加入沙子的过程中(　　) A．绳子拉力大小不变，恒等于Mg B．A对斜面的压力逐渐增大 C．A所受的摩擦力逐渐增大 D．A所受的摩擦力先减小后增大 例3、如图所示，轻弹簧的一端与物块P相连，另一端固定在木板上．先将木板水平放置，并使弹簧处于拉伸状态．缓慢抬起木板的右端，使倾角逐渐增大，直至物块P刚要沿木板向下滑动，在这个过程中，物块P所受静摩擦力的大小变化情况是(　　) A．先减小后增大 B．先增大后减小 C．一直增大 D．保持不变 例4、(多选)如图，物体P静止于固定的斜面上，P的上表面水平．现把物体Q轻轻地叠放在P上，则(　　) A．P向下滑动 B．P静止不动 C．P所受的合外力增大 D．P与斜面间的静摩擦力增大 例5、在秋收的打谷场上，脱粒后的谷粒用传送带送到平地上堆积起来形成圆锥体，随着堆积谷粒越来越多，圆锥体体积越来越大，简化如图所示．用力学知识分析得出圆锥体底角的变化情况应该是(　　) A．不断增大　　　　　 B．保持不变 C．不断减小 D．先增大后减小 实战演练 1.如图所示，国产人形机器人“天工”能平稳通过斜坡。若它可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于（　　） A. B. C. D. 2．如图所示，一物块放在倾斜的木板上，当木板的倾角θ分别为30°和45°时物块所受的摩擦力的大小相等，则物块与木板间的动摩擦因数为(　　) A.　　　B.　　　C.　　　D. 3．叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示，质量均为m，相互接触。球与地面间的动摩擦因数均为μ，则(　　) A．上方球与下方三个球间均没有弹力 B．下方三个球与水平地面间均没有摩擦力 C．水平地面对下方三个球的支持力均为mg D．水平地面对下方三个球的摩擦力均为μmg 4．如图所示，在水平桌面上叠放着质量相等的A、B两块木板，在木板A上放着质量为m的物块C，木板与物块均处于静止状态。A、B、C之间以及B与地面间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，现用水平恒力F向右拉木板A，下列说法正确的是(　　) A．A、C间的摩擦力大小一定等于μmg B．A、B、C有可能一起向右做匀速直线运动 C．A、B间的摩擦力大小不可能等于F D．不管F多大，木板B一定会保持静止 5．(多选)如图所示，一质量为m的物块在倾角θ＝60°的粗糙斜面上，用一个与斜面底边平行的力F＝(g为重力加速度)作用在物块上，该物块保持静止，则下列说法正确的是(　　) A.该物块受到的摩擦力大小为mg B.该物块受到的摩擦力大小为mg C.若撤掉该外力F，此物块可能发生滑动 D.若撤掉该外力F，此物块仍静止不动 6．如图，一质量为m的木块，用劲度系数为k的轻质弹簧连接着。弹簧的另一端固定在斜面顶端。木块放在斜面上能处于静止状态。已知斜面倾角θ＝37°，木块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5。弹簧在弹性限度内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。则(　　) A．弹簧可能处于压缩状态 B．弹簧的最大形变量为 C．木块受到的摩擦力可能为零 D．木块受到的摩擦力方向一定沿斜面向上 7．如图所示，斜面固定在水平地面上，倾角为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0.7)，则该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图像是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取初速度v0的方向为正方向，g取10 m/s2)(　　) 8．如图所示,质量为10 kg的物体A系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,g取10 m/s2,则(　　) 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 9．如图所示，一楔形斜面体置于水平地面上，斜面的倾角为30°，物块A置于斜面上，用轻弹簧、细绳跨过定滑轮与物块B相连，弹簧轴线与斜面平行，A、B均处于静止状态，已知物块A、B的重力分别为10 N和5 N，不计滑轮与细绳间的摩擦，则(　　) A．弹簧对A的拉力大小为10 N B．斜面对A的支持力为5 N C．斜面对A的摩擦力为0 D．地面对斜面体的摩擦力大小为5 N 10．(多选)如图甲所示，A、B两个物体叠放在水平面上，B的上下表面均水平，A物体与一拉力传感器相连接，连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平。从t＝0时刻起，用一水平向右的力F＝kt(k为常数)作用在B物体上，力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示，已知k、t1、t2，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。据此可求(　　) A．A、B之间的最大静摩擦力 B．水平面与B之间的滑动摩擦力 C．A、B之间的动摩擦因数μAB D．B与水平面间的动摩擦因数μ 答 案 第1节 摩擦力 例1、D 例2、BC 例3、BD 例4、B 例5、AC 例6、15 N　20 N 第2节 摩擦力的斜面模型 例1、C 例2、ABD 例3、A 例4、BD 例5、B 实战演练 1.B 2.B 3.C 4.D 5.BD 6.C 7.C 8.C 9.C 10.AB 1 学科网（北京）股份有限公司 $