第三章 专题强化6 摩擦力综合分析（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一物理必修第一册学习笔记（教科版）

专题强化6　摩擦力综合分析

[学习目标]　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)。

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。

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。

例1　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)；

(2)汽车刹车时(木箱和车无相对滑动)；

(3)汽车匀速运动时(木箱和车无相对滑动)；

(4)汽车刹车，木箱在车上滑动时；

(5)汽车突然向右加速，木箱在车上滑动时。

答案　(1)静摩擦力　向右　动力　(2)静摩擦力　向左　阻力　(3)无摩擦力　(4)滑动摩擦力　向左　阻力　(5)滑动摩擦力　向右　动力

解析　(1)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，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)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。

例2　(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

答案　C

解析　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。

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。

 

二、摩擦力的计算

例3　(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：