3.2 摩擦力 学案 -2026-2027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，系统梳理滑动摩擦力和静摩擦力的定义、产生条件、大小计算及方向判断。通过复习力的概念导入，以定义、条件、公式、方向判断为支架，衔接平衡条件等前序知识，逐步深入疑难点解析。 资料亮点在于分层疑难点突破与梯度典例设计，通过概念辨析题、多情境计算题及平衡分析题，培养学生科学推理与模型建构能力，助力形成运动与相互作用的物理观念，提升解决实际问题的学科素养。

第2节 摩擦力 学案 学习目标： 1.知道滑动摩擦力的概念及产生条件，知道滑动摩擦力的大小跟什么有关，会求滑动摩擦力. 2.知道静摩擦力的概念及产生条件，知道最大静摩擦力的概念，知道静摩擦力的大小范围． 知识梳理： 一、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． 2．产生条件： ①接触面粗糙；　　　②接触处有压力；　　③两物体间有相对滑动 3．大小、方向： (1)滑动摩擦力的大小跟接触面上压力的大小成正比，还跟接触面的粗糙程度、材质等有关． (2)公式：Ff＝μF压． (3)方向：沿着接触面，与受力物体相对运动的方向相反 二、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，而没有相对运动时的摩擦力，叫作静摩擦力． 2．产生条件： 　①接触面粗糙；　②接触处有压力；　　③两物体间有相对运动趋势 3．大小、方向： 　　最大静摩擦力：静摩擦力有一个最大值Fmax，在数值上等于物体即将开始运动时的拉力． 　　静摩擦力的大小：两物体之间实际产生的静摩擦力F在0与最大静摩擦力Fmax之间，即0<F≤Fmax. 　　方向：总是沿着接触面，跟物体相对运动趋势的方向相反． 疑、难点理解： 一、滑动摩擦力 1．滑动摩擦力的方向 (1)在接触面上，与接触面相切，且与物体相对运动的方向相反． (2)与物体的运动方向可能相同，也可能相反． 2．滑动摩擦力的大小 (1)公式法：根据公式Ff＝μFN计算． ①正压力FN是物体与接触面间的压力，不一定等于物体的重力，FN的大小根据物体的受力情况确定． ②动摩擦因数μ与材料和接触面的粗糙程度有关，而与物体间的压力、接触面的大小无关． (2)二力平衡法：物体处于平衡状态(匀速运动或静止)时，根据二力平衡条件求解． 典例1：关于滑动摩擦力，下列说法正确的是(　　) A．滑动摩擦力与物体的重力成正比 B．受滑动摩擦力作用的物体一定是运动的 C．滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反 D．滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动 答案　D解析　滑动摩擦力与物体间的正压力成正比，选项A错误；受滑动摩擦力作用的物体可能是运动的，也可能是静止的，如木块在桌面上滑动，静止的桌面也受到滑动摩擦力，选项B错误；滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反，阻碍物体间的相对运动，但是与物体运动的方向可能相反也可能相同，选项C错误，D正确． 典例2：质量为3 kg的木块放在水平地板上，用F＝6 N且水平向右的拉力拉该木块时，木块恰能做匀速直线运动．(g取10 N/kg)求： (1)木块与地板间的动摩擦因数； (2)若在木块运动过程中撤去拉力，在木块继续向前滑行的过程中，木块受到的摩擦力是多大？ (3)若F的大小变为10 N，则木块受到的摩擦力是多大？ (4)若在木块运动过程中将F的方向改为水平向左，则在木块向右运动过程中，受到的摩擦力是多大？方向如何？ (5)若F的大小不变而将方向改为竖直向上作用于该木块上，则此时应加一个多大的水平拉力，才能使该木块保持匀速直线运动状态． 答案　(1)0.2　(2)6 N　(3)6 N　(4)6 N　方向水平向左　(5)4.8 N 解析　(1)木块做匀速直线运动，则滑动摩擦力Ff1＝F＝6 N， 而Ff1＝μFN＝μmg， 故μ＝＝＝0.2. (2)Ff2＝μFN＝Ff1＝6 N. (3)Ff3＝μFN＝Ff1＝6 N. (4)Ff4＝μFN＝Ff1＝6 N，方向水平向左． (5)此时木块和地板间的压力FN′＝mg－F＝24 N，Ff5＝μFN′＝4.8 N．则此时要保持木块匀速运动，需满足拉力F′＝Ff5＝4.8 N. 二、静摩擦力 1．静摩擦力的方向 (1)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． (2)当物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时，与使物体产生运动趋势的外力方向相反． 2．静摩擦力的大小 (1)范围：0＜F≤Fmax. (2)计算：物体做匀速直线运动或静止时，根据二力平衡条件求解． (3)静摩擦力大小与正压力无关． 3．说明 (1)静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反，与运动方向可能相同，也可能相反． (2)静摩擦力发生在相对静止的两物体之间，受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，运动的物体也可能受静摩擦力作用． 典例3：(多选)如图所示，用水平力F把一铁块紧压在竖直墙壁上保持静止，当F增大时(　　) A．墙对铁块的弹力增大 B．墙对铁块的摩擦力增大 C．墙对铁块的摩擦力不变 D．墙对铁块的摩擦力减小 答案　AC解析　铁块相对墙壁静止，铁块与墙壁之间存在弹力，墙壁对铁块的弹力与水平力F是一对平衡力，墙对铁块的弹力随水平力F的增大而增大，选项A正确；铁块相对墙壁静止，但有下滑趋势，所以铁块受向上的静摩擦力作用，且静摩擦力与重力平衡，所以摩擦力大小不变，选项C正确，B、D错误． 典例4：如图所示，质量为20 kg的物体静止在水平地面上，已知物体与水平地面间的最大静摩擦力为120 N，动摩擦因数是0.5，物体的一端与一根劲度系数为4×103 N/m的水平轻质弹簧相连(设弹簧的形变始终在弹性限度内，取g＝10 m/s2)，问： (1)将弹簧拉长2 cm时，地面对物体的摩擦力Ff1多大？ (2)将弹簧拉长4 cm时，地面对物体的摩擦力Ff2多大？ (3)物体在水平地面上匀速直线运动时，弹簧形变量x多大？ 答案　(1)80 N　(2)100 N　(3)0.025 m 解析　(1)根据胡克定律F＝kx，当x1＝2 cm＝0.02 m时， F1＝4×103×0.02 N＝80 N 由于拉力F1小于最大静摩擦力，物体具有向右的运动趋势，此时地面对物体的静摩擦力大小为Ff1＝80 N. (2)当x2＝4 cm＝0.04 m时， F2＝4×103×0.04 N＝160 N，大于最大静摩擦力，物体已经运动，这时摩擦力为滑动摩擦力，大小为Ff2＝μFN＝μmg＝0.5×20×10 N＝100 N. (3) 当物体在水平地面上匀速运动时，物体受滑动摩擦力，滑动摩擦力和弹簧拉力为一对平衡力，即弹簧拉力F＝μmg＝100 N， 由F＝kx，解得x＝ m＝0.025 m. 课堂达标： 1.一长方体砖块置于粗糙水平地面上，按如图所示不同的放法，在水平力F的作用下运动，已知砖块各个表面的粗糙情况相同，则砖块受到的摩擦力的大小关系是(　　) A．Ff甲＞Ff乙＞Ff丙　　 B．Ff丙＞Ff乙＞Ff甲 C．Ff甲＝Ff乙＝Ff丙 D．无法判定 2.(多选)如图所示，人握住旗杆匀速上爬，则下列说法正确的是(　　) A．人受到的摩擦力的方向是向下的 B．人受到的摩擦力的方向是向上的 C．手握旗杆的力越大，人受到的摩擦力越大 D．若人匀速滑下，则人受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小等于匀速上爬的摩擦力 3．如图所示，在μ＝0.1的水平面上有一个向右运动的物体，质量为20 kg，在运动过程中，还受到一个方向水平向左的大小为10 N的拉力的作用，则物体受到的滑动摩擦力为(g取10 N/kg)(　　) A．10 N，向右 B．10 N，向左 C．20 N，向右 D．20 N，向左 4．某物体所受重力为200 N，放置在水平地面上，地面对它的最大静摩擦力为80 N，它与地面间的动摩擦因数为0.39. (1)用60 N的水平推力推物体，求此时地面对物体的摩擦力的大小； (2)物体运动起来后，若使其保持匀速直线运动，求在水平方向施加的推力的大小； (3)物体在水平推力作用下做匀速直线运动的过程中，若撤去水平推力，直到停止前，求地面对物体的摩擦力的大小． 参考答案： 1.[解析]　由于砖块各个表面的粗糙情况相同，故砖块各个表面与水平面间的动摩擦因数相同，甲、乙、丙三种放法中砖块所受滑动摩擦力的大小相同，即Ff＝μF压＝μmg，选项C正确。[答案]　C 2.答案　BD解析　人匀速上爬，受力平衡，则人所受摩擦力与重力大小相等、方向相反．手握旗杆的力增加，但人所受摩擦力不变，选项B正确，选项A、C错误；当匀速滑下时，人受到的摩擦力为滑动摩擦力，且仍与重力平衡，选项D正确． 3.答案　D解析　Ff＝μFN＝μmg＝20 N，方向与相对运动方向相反，故选项D正确． 4.答案　(1)60 N　(2)78 N　(3)78 N 解析　(1)地面对物体的最大静摩擦力为Fmax＝80 N．用F1＝60 N的水平推力推物体，推力小于地面对物体的最大静摩擦力，物体仍保持静止，根据平衡条件得地面对物体的摩擦力大小是Ff＝F1＝60 N. (2)物体运动起来后，若使其保持匀速直线运动，则水平推力与滑动摩擦力平衡，则有水平推力F2＝Ff′＝μFN＝μG＝78 N. (3)若撤去水平推力，直到停止前，地面对物体的摩擦力仍为滑动摩擦力，大小为78 N. 学科网（北京）股份有限公司 $