第三章 第三节 摩擦力（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（粤教版）

本讲义聚焦高中物理“摩擦力”核心知识点，系统梳理滑动摩擦力（产生条件、方向与相对运动相反、大小f=μFN）和静摩擦力（产生条件、方向与相对运动趋势相反、大小0<f静≤fmax）的概念及规律，构建从相对运动到相对运动趋势的认知支架。 通过毛刷滑动、弹簧测力计拉木块等实验活动引导科学探究，结合例题辨析（如静止物体受滑动摩擦力、静摩擦力方向判断）培养科学思维，助力学生形成相互作用观念。课中辅助教师实验教学，课后通过课时对点练与例题解析，帮助学生巩固知识、查漏补缺。

第三节　摩擦力 [学习目标]　1.通过对摩擦现象的分析，理解滑动摩擦力和静摩擦力的产生条件(重点)。2.会根据相对运动或相对运动趋势判断摩擦力的方向(重难点)。3.理解影响摩擦力大小的因素，会计算其大小(重点)。 一、滑动摩擦力 1.用力将长毛刷在桌面上向前滑动，观察毛刷的弯曲方向。如图所示，毛刷为什么向后弯曲？ 答案　因为毛刷所受力的方向与刷子运动方向相反。 2.把手按在桌面上，用力向前滑动，手有什么感觉？增大手与桌面的压力，感觉有什么不同？这说明什么？ 答案　手受到向后的阻力。感觉手受到向后的阻力增大，说明阻力大小随着压力的增大而增大。 1.定义：两个相互接触并有挤压的物体之间发生相对运动时，产生的摩擦叫作滑动摩擦。在滑动摩擦中，在接触面上产生的阻碍物体相对运动的作用力，叫作滑动摩擦力。 2.产生条件 (1)两物体相互接触挤压(即有弹力)。 (2)两物体间的接触面粗糙。 (3)两物体间存在相对运动。 3.方向：与物体相对运动的方向相反，与它们的接触面相切。 4.大小 (1)滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比。 (2)公式：f=μFN。 (3)动摩擦因数μ：它的值与接触面的材料和粗糙程度有关，与接触面的大小无关。 1.静止的物体可能受滑动摩擦力吗？举例说明？ 答案　可能，例如用黑板擦擦黑板，黑板所受摩擦力为滑动摩擦力。 2.如图所示，汽车B载着货物A在水平路面上相对于地面一起向右匀速运动。 (1)紧急刹车时，vB<vA，货物A受到汽车B所施加的　　　　(选填“向左”或“向右”)的滑动摩擦力，突然　　　　速时，vB>vA，货物A受到汽车B所施加的　　　　(选填“向左”或“向右”)的滑动摩擦力。  (2)滑动摩擦力的方向　　　　(选填“一定”或“不一定”)与物体运动的方向相反。  答案　(1)向左　加　向右　(2)不一定 (1)滑动摩擦力总是阻碍物体的运动，总是阻力。(　×　) (2)两物体间有滑动摩擦力，一定有弹力。(　√　) (3)物体所受滑动摩擦力与物体的重力成正比。(　×　) 例1　质量为3 kg的木块放在水平地板上，用大小为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。翻转木块，以更大速度匀速拉动木块所需外力大小仍为6 N。(g取10 m/s2) (1)滑动摩擦力大小与接触面的面积大小　　　　，与速度大小　　　　(均选填“有关”或“无关”)。  (2)求木块与地板间的动摩擦因数。 (3)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？ (4)若F的大小变为10 N，则木块受到的摩擦力是多大？滑动摩擦力的大小与外力F的大小有关吗？ (5)若在木块向右运动过程中将F的方向改为水平向左，则木块受到的摩擦力是多大？方向如何？滑动摩擦力的方向与外力F的方向有关吗？ 答案　(1)无关　无关　(2)0.2　(3)6 N　(4)6 N 无关　(5)6 N　水平向左　无关 解析　(1)滑动摩擦力大小与接触面的面积和速度大小均无关。 (2)木块做匀速直线运动，则滑动摩擦力f1=F=6 N， 而f1=μFN=μmg， 故μ===0.2。 (3)f2=μFN=μmg=6 N。 (4)f3=μFN=μmg=6 N， 滑动摩擦力大小与外力F的大小无关。 (5)f4=μFN=μmg=6 N，方向水平向左。 滑动摩擦力的方向与外力F的方向无关。 滑动摩擦力大小的计算方法 1.公式法：根据公式f=μFN计算。 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。 2.二力平衡法：物体处于平衡状态(匀速直线运动或静止)时，根据二力平衡条件计算。 二、静摩擦力 把木块放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块，如图所示。 当弹簧测力计的示数为1 N时，木块没有动；逐渐增大拉力到2 N 时，木块仍静止；继续增大拉力到4 N时，木块开始运动，此时拉力突然变小到3.8 N，此后木块匀速运动，拉力保持3.8 N不变。 (1)木块受到的拉力为1 N时，为什么木块没有运动？ (2)随着拉力的增大，静摩擦力有什么变化？当变为滑动摩擦力时，摩擦力为什么又变小了？ 答案　(1)桌面对木块有向左的静摩擦力，大小与拉力相等。 (2)静摩擦力的大小随着拉力的增大而增大，但有一个最大值，这个最大值比滑动摩擦力稍微大一些。 1.定义：当两个相互接触的物体之间具有相对运动趋势时，物体间产生的摩擦叫作静摩擦，这时产生的摩擦力叫作静摩擦力。 2.静摩擦力的产生条件 (1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力)。 (2)两物体间的接触面粗糙。 (3)两物体间有相对运动的趋势。 3.方向：总是沿着接触面，跟物体相对运动趋势的方向相反。 4.最大静摩擦力：静摩擦力有一个最大值fmax，在数值上等于物体刚刚开始运动时所需的最小拉力，一般情况下，最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大。 5.静摩擦力大小的范围：0<f静≤fmax。 1.如图所示，用手握住水杯，杯身竖直且处于静止状态。现缓慢增大手对水杯的压力，水杯所受摩擦力大小如何变化？最大静摩擦力将如何变化？ 答案　缓慢增大压力，水杯所受静摩擦力始终等于水杯的重力，大小保持不变，但随着压力的增大，最大静摩擦力将逐渐增大。 2.只有静止的物体才受静摩擦力吗？运动的物体受不受静摩擦力，请举例说明。 答案　不是。运动的物体也可以受静摩擦力，如传送带向高处运送货物。 (1)静摩擦力的方向总是与运动方向相反。(　×　) (2)静摩擦力的大小与正压力有关。(　×　) (3)静摩擦力可以是动力。(　√　) 例2　(2024·中山市高一段考)如图所示，水平力F将物体P压在竖直墙上，物体P处于静止状态，则下列说法正确的是(　　) A.若增大F，则P所受摩擦力增大 B.若减小F，物体P仍处于静止状态，则P所受摩擦力减小 C.若在P上放一物体，物体P仍处于静止状态，则P所受摩擦力增大 D.若在P上放一物体，物体P仍处于静止状态，则P所受摩擦力不变 答案　C 解析　物体P在竖直方向上受重力和静摩擦力，二力平衡，增大或减小F，物体P仍处于静止状态，静摩擦力始终等于重力，保持不变；若在P上放一物体，物体P仍处于静止状态，由于静摩擦力等于总重力，所以P所受摩擦力变大，故选C。 1.物体做匀速直线运动或静止时，往往根据二力平衡条件求静摩擦力的大小。 2.静摩擦力大小与正压力无关，正压力只影响最大静摩擦力。 例3　将质量为1.0 kg的木块放置于水平地面上，用力沿水平方向拉木块，拉力从零开始逐渐增大，木块先静止后运动，用力传感器采集木块受到的拉力和摩擦力的大小，并用计算机绘制出摩擦力f的大小随拉力F的大小变化的图像，如图所示。已知重力加速度为g。 (1)求木块与地面间的动摩擦因数。 (2)当用4 N的拉力拉木块时，木块与地面之间的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力？大小等于多少？ (3)当用7 N的拉力拉木块时，木块与地面之间的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力？大小等于多少？ 答案　(1)0.3　(2)静摩擦力　4 N　(3)滑动摩擦力　3 N 解析　(1)由图像可知，木块受到的滑动摩擦力大小为3 N，根据f=μFN 可得μ===0.3。 (2)用4 N的拉力拉木块时，由于木块受到的最大静摩擦力为5 N，所以此时木块受到的是静摩擦力，大小等于拉力大小，即为4 N。 (3)用7 N的力拉木块时，该力大于最大静摩擦力，故木块受到的是滑动摩擦力，大小为3 N。 课时对点练 [分值：70分] 　[1~6题，每题4分] 考点一　滑动摩擦力 1.(多选)(2024·东莞市高一期中)关于滑动摩擦力，下列说法正确的是(　　) A.滑动摩擦力的方向总是跟物体相对运动的方向相反 B.滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比 C.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动 D.有滑动摩擦力的地方不一定有弹力 答案　AB 解析　滑动摩擦力的方向总是跟物体相对运动的方向相反，选项A正确；根据f=μFN可知，滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比，选项B正确；滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动，选项C错误；弹力是产生摩擦力的条件之一，有滑动摩擦力的地方一定有弹力，选项D错误。 2.关于μ=，下列说法中正确的是(　　) A.动摩擦因数μ与滑动摩擦力f成正比，f越大，μ越大 B.动摩擦因数μ与正压力FN成反比，FN越大，μ越小 C.相同的条件下，接触面积越大，动摩擦因数越大 D.动摩擦因数μ的大小与两物体接触面的粗糙程度及材料有关 答案　D 解析　动摩擦因数与两物体接触面的粗糙程度及材料有关，与正压力、接触面积及滑动摩擦力无关，选项A、B、C错误，D正确。 3.(2024·广东省华南师大附中高一期中)如图所示，质量为20 kg的物体在水平面上向右运动，物体和水平面之间的动摩擦因数为0.2，在运动过程中，还受到一个水平向左的大小为10 N的拉力作用，重力加速度g=10 m/s2，则物体受到的摩擦力为(　　) A.40 N，水平向左 B.40 N，水平向右 C.10 N，水平向左 D.10 N，水平向右 答案　A 解析　物体在水平面上向右运动，则受到水平向左的滑动摩擦力，有f=μmg=40 N，故选A。 4.(2024·中山市高一统考)如图，一端固定的水平弹簧测力计拉住一块重力为G的物块，现用水平拉力F将放置在物块下的长木板拉出，物块保持静止，弹簧测力计的读数为T，则关于物块与木板间的动摩擦因数μ的表达式正确的是(　　) A.μ= B.μ= C.μ= D.μ= 答案　A 解析　对物块进行受力分析，水平方向T=f，竖直方向FN=G，摩擦力f=μFN，解得μ=，故选A。 考点二　静摩擦力 5.(多选)(2024·揭阳市高一期中)如图所示，人用手握住一个油瓶，并确保能使瓶子静止在竖直方向上，以下说法正确的是(　　) A.手握得越紧，油瓶受到的摩擦力就会越大 B.手握得越紧，油瓶与手之间的动摩擦因数就会越大 C.手握得越紧，油瓶与手之间的最大静摩擦力就会越大 D.往油瓶里添油，油瓶受到的摩擦力会增大 答案　CD 解析　油瓶保持静止，受力平衡，对油瓶受力分析，竖直方向上受重力和静摩擦力，二力平衡，因而静摩擦力等于重力，手握得越紧，油瓶与手之间的最大静摩擦力就会越大，但是静摩擦力不变，故A错误，C正确；动摩擦因数与两物体接触面的材料和粗糙程度有关，与压力、接触面积无关，故B错误；往油瓶里添油，重力变大，所以油瓶受到的摩擦力会增大，故D正确。 6.(2025·清远市高一期中)某马戏团在三根竖直爬杆上进行着猴子攀爬表演，三只小猴的质量相同，小猴甲静止在杆上，小猴乙匀速向上爬动，小猴丙匀速向下爬动。关于三只小猴，下列说法正确的是(　　) A.小猴甲为了不掉下来，用力抓握杆，这样小猴的摩擦力变大了 B.小猴乙在攀爬的过程中，所受的摩擦力向下 C.小猴丙在攀爬的过程中，所受的摩擦力向上 D.三只小猴中乙所受摩擦力最大 答案　C 解析　小猴甲处于静止状态，受力平衡，向上的摩擦力等于其重力，大小不变；小猴甲用力抓握杆，这样只是增大了小猴甲与杆之间的最大静摩擦力，故A错误；小猴乙在匀速向上攀爬的过程中受力平衡，受到的向上的摩擦力和向下的重力平衡，故B错误；小猴丙在匀速向下攀爬的过程中受力平衡，受到的向上的摩擦力和向下的重力平衡，故C正确；三只小猴均处于平衡状态，所受的摩擦力大小相等，均等于其重力大小，故D错误。 7.(12分)(2024·汕头市高一期中)如图所示，已知mA=1 kg， mB=4 kg，原长为L0=5 cm的水平轻质弹簧与A拴连，弹簧此时的长度为L=8 cm，其劲度系数k=100 N/m，A与B之间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g取10 m/s2。 (1)(5分)求此时弹簧对A的弹力大小； (2)(7分)现对B施加一水平向右的力，使B保持向右滑动，一段时间后A保持静止(并未从B上滑落)，求此时A与B之间摩擦力f的大小和此时弹簧的长度。 答案　(1)3 N　(2)5 N　10 cm 解析　(1) 此时弹簧处于拉伸状态 F=k(L-L0)，解得F=3 N， 方向向左； (2)A与B之间的滑动摩擦力大小 f=μmAg，解得f=5 N 由于一段时间后A静止，有f=k(L1-L0)，解得 L1=10 cm。 　[8、9题，每题6分] 8.(2024·广州市高一期中)如图，质量为2 kg的物体水平向右运动，物体与地面间的动摩擦因数μ=0.5，方向水平向左、大小恒为5 N的力F作用在物体上，已知物体在t1时刻速度减为0，g取10 m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物体受到的摩擦力大小f随时间t的变化图像为(　　) 答案　C 解析　物体与地面间的最大静摩擦力为fmax=μmg=10 N，t1前物体向右运动，受到向左的滑动摩擦力，大小为f1=μmg=10 N，t1时刻物体速度减为0，因为最大静摩擦力比拉力大，所以此后物体静止不动，受到静摩擦力，大小为f2=F=5 N，故选C。 9.(多选)(2024·广州市高一期中)某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用水平细线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，力传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法正确的是(　　) A.实验中可以让木板做变速运动 B.物块所受的摩擦力就是拉力 C.物块所受的最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7 D.只有图乙中数据能得出物块与木板间的动摩擦因数 答案　AC 解析　为了能研究摩擦力随时间的变化曲线，故物块一直要处于静止状态，则向左的摩擦力一直与向右的细线的拉力平衡，题图乙是细线的拉力随时间变化曲线，故题图乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线，由题图乙可知细线向右的拉力先增大后减小，最后趋于不变，故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用，故不需要让木板保持匀速运动，实验中可以让木板做变速运动，故A正确；物块所受摩擦力大小等于细线拉力的大小，拉力不是摩擦力，故B错误；由题图乙可知，最大静摩擦力约为10 N，滑动摩擦力约为7 N，故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7，故C正确；根据f=μFN=μmg可知，由于不知道物块的重力，故无法求出物块与木板间的动摩擦因数，故D错误。 10.(14分)(2024·东莞市高一联考)如图所示，一质量为m=0.2 kg的物块静止在水平桌面上，其右端连接一原长为L0=12 cm的轻弹簧，已知物块与水平桌面间的最大静摩擦力fmax=0.7 N。现在给轻弹簧一个水平向右、逐渐增大的拉力F，当弹簧的长度变为L1=15.5 cm时，物块恰好开始运动；当物块做匀速直线运动时，弹簧的长度保持L2=15 cm不变。若g取10 m/s2。求： (1)(4分)弹簧的劲度系数； (2)(5分)物块与地面间的滑动摩擦力大小； (3)(5分)物块与地面间的动摩擦因数。 答案　(1)20 N/m　(2)0.6 N　(3)0.3 解析　(1)当L1=15.5 cm时，弹簧的伸长量为x1=L1-L0=3.5 cm=0.035 m 物块恰好开始运动有kx1=fmax 解得弹簧的劲度系数为k=20 N/m。 (2)当L2=15 cm时，弹簧的伸长量为x2=L2-L0=3 cm=0.03 m 物块做匀速直线运动，物块与地面间的滑动摩擦力大小为f=kx2=20×0.03 N=0.6 N。 (3)物块与地面间的滑动摩擦力大小为f=μFN 正压力大小为FN=mg 物块与地面间的动摩擦因数为μ==0.3。 　[8分] 11.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方向水平向左 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　滚轮相对第一张纸有向右的相对运动趋势，则滚轮对第一张白纸的摩擦力方向水平向右，A错误；第一张纸对第二张纸的压力大小为F+mg，第一、二张白纸间的滑动摩擦力大小为f12=μ2(F+mg)，第二张纸处于静止状态，则第二、三张白纸间的摩擦力大小为f23=f12=μ2(F+mg)，B错误； 第三张纸处于静止状态，第三、四张白纸间的摩擦力大小为f34=f23=μ2(F+mg)，C正确；每一张纸之间以及纸与底座的静摩擦力大小均等于μ2(F+mg)，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $