第2章 第2课时 摩擦力(课件PPT)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·物理

该高中物理高考复习课件聚焦“摩擦力”专题，覆盖静摩擦力产生条件与方向判断、滑动摩擦力计算、摩擦力“四种突变”等核心考点，对接高考评价体系，分析近五年真题中静摩擦力方向判断（占30%）、滑动摩擦力计算（占25%）等高频考点分布，归纳假设法、状态法等常考题型解题思路，体现备考针对性与实用性。 课件亮点在于“真题情境+模型建构+素养提升”，如以2025陕青宁夏卷钢管静摩擦力题为例，用假设法突破静摩擦力有无判断，培养科学推理素养。通过“四种突变”模型分析（如静-动突变的木板倾角问题）和实验题（测量动摩擦因数），帮助学生掌握临界条件分析技巧，教师可依托此课件实现考点精准突破，提升学生应试得分率。

第2课时　摩擦力 [复习目标] 1．理解摩擦力的产生条件，会判断摩擦力的方向。　2.能够区分滑动摩擦力和静摩擦力。 3．会分析摩擦力的“四种突变”问题。 返回导航 内 容 索 引 基础自主梳理 1 1 考点一 2 考点二 1 3 考点三 1 4 基础自主梳理 第一部分 4 一、静摩擦力 1．定义：两个有______________的物体间的摩擦力。 2．条件 (1)接触面______； (2)接触处有______； (3)两物体间有______________。 3．大小：____<F≤Ffmax 。 4．方向：与受力物体相对运动趋势的方向______。 5．作用效果：总是阻碍物体间的相对运动趋势。 相对运动趋势 粗糙 弹力 相对运动趋势 0 相反 返回导航 二、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，在接触面上产生的一种阻碍__________的力。 2．条件 (1)接触面______； (2)接触处有______； (3)两物体间有__________。 相对运动 粗糙 弹力 相对运动 返回导航 3．大小：Ff＝______，其中μ是动摩擦因数，它的值跟接触面有关，接触面材料不同、粗糙程度不同，动摩擦因数也不同。 4．方向：与受力物体相对运动的方向______。 5．作用效果：总是阻碍物体间的相对运动。 μFN 相反 返回导航 深化辨析 (1)滑动摩擦力的方向与物体的运动方向一定相反。(　　) (2)静摩擦力可能是动力，滑动摩擦力一定是阻力。(　　) (3)运动的物体不可能受到静摩擦力作用。(　　) (4)受静摩擦力作用的物体一定处于静止状态。(　　) (5)正压力越大，摩擦力可能越大，也可能不变。(　　) (6)滑动摩擦力与接触面积有关，相同材料的两物体接触面积越大，滑动摩擦力越大。(　　) × √ × × × × 返回导航 考点一　静摩擦力 第二部分 9 1．对摩擦力的理解 (1)摩擦力的方向一定与接触面平行，总是与物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反，但不一定与物体的运动方向相反。 (2)摩擦力总是阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势)，但不一定阻碍物体的运动。 (3)摩擦力不一定是阻力，也可以是动力。 (4)受静摩擦力作用的物体不一定静止，但一定保持相对静止。 返回导航 2．判断静摩擦力的三种方法 假设法 思维程序如下：   状态法 先判断物体的状态(即加速度的方向)，再利用牛顿第二定律(F＝ma)确定合力，然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向 牛顿第三 定律法 先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力的方向 返回导航 D 返回导航 [解析]　对钢管受力分析如图所示，若地面对钢管有摩擦力，则钢管水平方向受力不平衡，故地面对钢管左端的摩擦力大小为0，D正确。 返回导航 BC 例2 (多选)木块A、B分别重50 N和60 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2 cm，弹簧的劲度系数为400 N/m，系统置于水平面上静止不动。现用F＝2 N的水平向右的拉力作用在B上，作用后它们仍静止不动，则作用后下列说法正确的是(　　) A．木块A所受摩擦力大小是7 N B．木块A所受摩擦力方向向右 C．木块B所受摩擦力大小是10 N D．木块B所受摩擦力大小是6 N 返回导航 [解析]　根据胡克定律，可得A、B间弹簧弹力大小F1＝kx＝400×2×10-2 N＝8 N，因B仍静止，可知弹簧弹力不变，因木块A与地面间的最大静摩擦力fAm＝μGA＝0.25×50 N＝12.5 N，木块A受到向左的弹力为8 N，小于最大静摩擦力，因A处于静止状态，故木块A所受摩擦力为静摩擦力，根据二力平衡，可得木块A所受摩擦力大小fA＝8 N，方向水平向右，故A错误，B正确； 木块B与地面间的最大静摩擦力fBm＝μGB＝0.25×60 N＝15 N，木块B受弹簧向右的弹力为8 N和向右的拉力为2 N，共10 N，小于最大静摩擦力，故B仍静止不动，B所受的静摩擦力大小为10 N，方向向左，故C正确，D错误。 返回导航 A 返回导航 返回导航 归纳总结 静摩擦力F与最大静摩擦力Fmax (1)静摩擦力是被动力，其大小随外力的变化而变化，其最大值是最大静摩擦力，因此有0＜F≤Fmax。 (2)静摩擦力大小与正压力无关，而最大静摩擦力大小与正压力成正比。 (3)当外力小于等于物体与接触面间的最大静摩擦力时，物体相对静止；当外力大于物体与接触面间的最大静摩擦力时，物体将相对运动。 返回导航 第三部分 考点二　滑动摩擦力 19 1．滑动摩擦力大小的分析与计算 滑动摩擦力的大小用公式Ff＝μFN来计算，应用此公式时要注意以下两点： (1)μ为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关；FN为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体所受的重力。 (2)滑动摩擦力略小于最大静摩擦力，一般情况下，可认为滑动摩擦力与最大静摩擦力近似相等。 返回导航 2．计算摩擦力大小的思维流程 返回导航 例4 (2024·广西卷，T2)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 D 返回导航 [解析]　根据滑动摩擦力的公式f＝μFN，可知滑动摩擦力的大小与接触面积无关，只与接触面的粗糙程度和压力大小有关，由题可知三个货箱各表面材质和粗糙程度均相同，压力大小也相同，故摩擦力大小相同，即Ff1＝Ff2＝Ff3。 返回导航 例5 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，拉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两物体之间的弹力 B．水平面与物体B之间的滑动摩擦力 C．A、B两物体之间的动摩擦因数μAB D．物体B与水平面间的动摩擦因数μ B 返回导航 [解析]　当F大于物体B与地面间的最大静摩擦力时，拉力传感器才有示数，地面对物体B的最大静摩擦力Ffm＝kt1，A、B两物体相对滑动后，拉力传感器的示数保持不变，则FfAB＝kt2－Ffm＝k(t2－t1)，B正确； 由于A、B两物体的质量未知，则A、B两物体之间的弹力、μAB和μ都不能求出，A、C、D错误。 返回导航 特别提醒 计算摩擦力大小时的注意事项 (1)分清摩擦力的性质：静摩擦力还是滑动摩擦力。 (2)只有滑动摩擦力才能用公式Ff＝μFN计算，其中的FN表示正压力，不一定等于重力G。滑动摩擦力大小与物体速度、接触面积的大小无关。 (3)静摩擦力大小不能用Ff＝μFN计算，只有当静摩擦力达到最大值并其最大值认为等于滑动摩擦力时，才有Fmax＝μFN。 (4)静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定，其可能的取值范围是0＜F≤Fmax。 返回导航 例6 (2025·云南卷，T11)某实验小组做了测量木质滑块与橡胶皮之间动摩擦因数μ的实验，所用器材如下：钉有橡胶皮的长木板、质量为250 g的木质滑块(含挂钩)、细线、定滑轮、弹簧测力计、慢速电机以及砝码若干。实验装置如图甲所示。 拓展点 实验：研究摩擦力的变化及影响滑动摩擦力的因素 返回导航 实验步骤如下： ①将长木板放置在水平台面上，滑块平放在橡胶面上； ②调节定滑轮高度，使细线与长木板平行(此时定滑轮高度与挂钩高度一致)； ③用电机缓慢拉动长木板，当长木板相对滑块匀速运动时，记录弹簧测力计的示数F； ④在滑块上分别放置50 g、100 g和150 g的砝码，重复步骤③； ⑤处理实验数据(重力加速度g取9.80 m/s2)。 返回导航 实验数据如表所示。 滑块和砝码 的总质量M/g 弹簧测力计 示数F/N 动摩擦因数μ 250 1.12 0.457 300 1.35 a 350 1.57 0.458 400 1.79 0.457 返回导航 完成下列填空： (1)表格中a处的数据为________(保留3位有效数字)。 0.459 返回导航 (2)其他条件不变时，在实验误差允许的范围内，滑动摩擦力的大小与接触面上压力的大小________，μ与接触面上压力的大小________(以上两空均选填“成正比”“成反比”或“无关”)。 [解析]　根据实验数据和动摩擦因数的计算公式，可以看出在其他条件不变的情况下，滑动摩擦力F(即弹簧测力计的示数)与接触面上压力Mg成正比；由表格数据可知，当M增大时，μ基本不变，故μ与接触面上压力的大小无关。 成正比 无关 返回导航 (3)若在实验过程中未进行步骤②，实验装置如图乙所示，挂钩高于定滑轮，则μ的测量结果将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 偏大 返回导航 返回导航 第四部分 考点三　摩擦力的“四种突变” 当物体的受力情况发生变化时，摩擦力的大小和方向往往会发生变化，有可能导致静摩擦力和滑动摩擦力之间的相互转化。常见的摩擦力突变模型如下： 返回导航 突变模型 模型分析 “静—静” 突变   在水平力F作用下物体静止于斜面上，F突然增大时物体仍静止，则物体所受静摩擦力的大小或方向将“突变” “静—动” 突变   物体放在粗糙水平面上，作用在物体上的水平力F从零逐渐增大，当物体开始滑动时，物体受水平面的摩擦力由静摩擦力“突变”为滑动摩擦力 返回导航 突变模型 模型分析 “动—静” 突变   滑块以v0冲上斜面做减速运动，当到达某位置时速度减为零而后静止在斜面上，滑动摩擦力“突变”为静摩擦力 “动—动” 突变   水平传送带的速度v1大于滑块的速度v2，滑块所受滑动摩擦力方向水平向右，当传送带突然被卡住时，滑块受到的滑动摩擦力方向“突变”为向左 返回导航 BD 模型1　“静—静”突变 例7 (多选)物体M位于斜面上，受到平行于斜面的水平力F的作用处于静止状态，如图所示，如果将外力F撤去，则物体(　　) A．会沿斜面下滑　　 B．摩擦力方向一定变化 C．摩擦力变大 D．摩擦力变小 [解析]　有F时，静摩擦力与F和mg sin θ的合力大小相等、方向相反，无F时，静摩擦力与mg sin θ大小相等、方向相反，故B、D正确。 返回导航 模型2　“静—动”突变 例8 长直木板的上表面的一端放有一铁块，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与水平面的夹角α变大)，另一端不动，如图所示，则铁块受到的摩擦力Ff随角度α的变化图像可能正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(　　) C 返回导航 [解析]　设木板与水平面间的夹角增大到θ时，铁块开始滑动，显然当α＜θ时，铁块与木板相对静止，由力的平衡条件可知，铁块受到的静摩擦力的大小Ff＝mg sin α；当α≥θ时铁块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力，设动摩擦因数为μ，由滑动摩擦力公式得铁块受到的摩擦力Ff＝μmg cos α。通过上述分析知道，α＜θ时，静摩擦力随α角增大按正弦函数规律增大；当α≥θ时，滑动摩擦力随α角增大按余弦函数规律减小，故C正确。 返回导航 模型3　“动—静”突变 例9 如图所示，斜面体固定在地面上，倾角θ＝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0.8)，则该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图像是下列选项图中的(取初速度v0的方向为正方向，重力加速度g取10 m/s2)(　　) B 返回导航 [解析]　滑块上滑过程中受滑动摩擦力，Ff＝μFN，FN＝mg cos θ，联立解得Ff＝6.4 N，方向沿斜面向下。当滑块的速度减为零后，由于重力沿斜面的分力mg sin θ＜μmg cos θ，则滑块静止，滑块受到的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得Ff′＝mg sin θ，代入数据可得Ff′＝6 N，方向沿斜面向上，故B正确。 返回导航 模型4　“动—动”突变 例10 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 A 返回导航 [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直线运动，A处于平衡状态，则水平方向没有力，则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。 返回导航 1．全反力：物体在粗糙平面滑动时，支持力FN与摩擦力f的合力就是全反力F反。 拓展点 摩擦角与自锁现象 返回导航 A 返回导航 返回导航 2．摩擦角：全反力F反与支持力FN的夹角α， 称为摩擦角，tan α＝＝μ。 3．自锁现象：当各个主动力合力F合的作用线落在摩擦角(锥)之内或者与其边界重合时，则无论此合力有多大，总有全反力与之平衡，所以物体必定处于静止状态，这就是自锁现象。 $