第2章 第2讲 摩擦力(Word教参)-【新高考方案】2027年高考物理一轮总复习（江苏专版）

该高中物理讲义聚焦摩擦力专题，覆盖静摩擦力与滑动摩擦力的比较、方向判断、大小计算及四类突变问题，按概念梳理-易错辨析-分点突破的逻辑架构，通过考点梳理、方法指导、真题训练等环节，帮助学生系统构建摩擦力知识体系，突破高考难点。 资料以科学思维和物理观念为核心，创新采用“逐点清”教学法，如静摩擦力判断整合假设法、状态法，突变问题结合传送带实例分析临界状态，配合分层练习与即时反馈，高效提升学生解题能力，为教师提供精准复习节奏把控方案。

第2讲　摩擦力(基础落实课) 课前基础先行 1.两种摩擦力的比较 　　名称 项目　　 静摩擦力 滑动摩擦力 定义 两相互接触的物体之间只有相对运动的趋势,而没有相对运动,两物体间的摩擦力 两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面上产生阻碍相对运动的力 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 ①接触面粗糙 ②接触处有压力 ③两物体间有相对运动 大小 0<F≤Fmax Ff=μF压,μ的大小由接触面的材料和粗糙程度共同决定 方向 与受力物体相对运动趋势的方向相反 与受力物体相对运动的方向相反 作用效果 总是阻碍物体间的相对运动趋势 总是阻碍物体间的相对运动 2.关于摩擦力的四个易错点 (1)摩擦力的方向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。即摩擦力可以作为阻力使物体减速,也可以作为动力使物体加速。 (3)受静摩擦力作用的物体不一定相对地面静止,但一定与静摩擦力的施力物体保持相对静止。 (4)静摩擦力的大小与正压力无关,仅与外力有关,最大静摩擦力的大小与正压力有关且成正比。 微点判断 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.正压力越大,摩擦力可能越大,也可能不变。 (√) 5.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。 (×) 经典回练 1.(人教必修1 P67T3·改编)所受重力为100 N的木箱放在水平地板上,至少要用35 N的水平推力,才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后,用30 N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速直线运动,则 (　 ) A.木箱与地板之间的最大静摩擦力为30 N B.木箱所受的滑动摩擦力为35 N C.木箱与地板之间的动摩擦因数为0.35 D.若用20 N的水平推力推这个静止的木箱,木箱所受的摩擦力大小为20 N 解析:选D　至少要用35 N的水平推力,才能使木箱从原地开始运动,可知木箱与地板间的最大静摩擦力为35 N,故A错误;木箱从原地移动以后,用30 N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速直线运动,由平衡条件可知,木箱所受的滑动摩擦力为30 N,故B错误;由滑动摩擦力公式Ff=μFN可得,木箱与地板间的动摩擦因数为μ===0.3,故C错误;如果用20 N的水平推力推静止的木箱,推力小于最大静摩擦力,木箱静止,则木箱所受的摩擦力大小为20 N,故D正确。 2.(人教必修1 P81T3·改编)如图所示,水平地面上有重力均为40 N的A、B两木块,它们之间夹有被压缩了2.0 cm的轻质弹簧,已知弹簧的劲度系数k=400 N/m,两木块与水平地面间的动摩擦因数均为0.25,系统处于静止状态。现用F=10 N的水平力推木块B,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则力F作用后 (　 ) A.木块A所受摩擦力大小为10 N B.木块B所受摩擦力大小为2.0 N C.木块B所受摩擦力为0 D.弹簧的压缩量变为2.5 cm 解析:选B　对木块A受力分析可知,在水平方向上受到水平向左的弹力及水平向右的摩擦力,根据胡克定律可知F弹=kΔx=400×2.0×10-2 N=8 N,木块A的最大静摩擦力为fmA=μGA=0.25×40 N=10 N,由于F弹<fmA,则木块A保持静止,所以木块A所受静摩擦力大小为8 N,故A错误;对木块B受力分析可知,在水平方向上受到水平向右的弹力及水平向左的推力,设摩擦力方向水平向右,根据平衡条件可知F=F弹+fB,解得fB=2.0 N,方向向右,故B正确,C错误;由于木块A、B的摩擦力都没达到最大静摩擦力,所以都保持静止,则弹簧的压缩量保持不变,故D错误。 课堂　逐点清(一)　静摩擦力的有无及方向判断 |题|点|全|练| 1.如图所示,水平地面上的L形木板上放着一小木块,木板与小木块间有一个处于拉伸状态的弹簧,整个装置处于静止状态。下列说法正确的是 (　 ) A.木板对小木块无摩擦力作用 B.木板对小木块的摩擦力方向向右 C.地面对木板的摩擦力方向向左 D.地面对木板无摩擦力作用 解析:选D　对小木块受力分析,小木块受到重力、支持力、水平向右的弹簧的拉力和木板的摩擦力,根据平衡条件知,木板对小木块的摩擦力方向向左,故A、B错误;对整体受力分析,在竖直方向上受到的重力和支持力平衡,若地面对木板有摩擦力,则整体合力不为零,则整个装置不可能处于静止状态,故地面对木板无摩擦力作用,故C错误,D正确。 2.如图所示,水平桌面上平铺一张宣纸,宣纸的左侧压有一镇纸,写字过程中宣纸保持静止不动,下列说法正确的是 (　 ) A.镇纸受到的支持力和它对宣纸的压力是一对平衡力 B.自左向右行笔写一横过程中,镇纸不受摩擦力作用 C.自左向右行笔写一横过程中,桌面给宣纸的摩擦力向右 D.竖直提起毛笔悬空时,增大握笔的力度可以增大手和笔之间的摩擦力 解析:选B　镇纸受到的支持力和它对宣纸的压力是一对相互作用力,故A错误;自左向右行笔写一横的过程中,镇纸无运动的趋势,镇纸受力平衡,水平方向不受摩擦力作用,故B正确;自左向右行笔写一横的过程中,笔对宣纸的摩擦力向右,宣纸静止,则桌面给宣纸的摩擦力向左,故C错误;竖直提起毛笔悬空时,手对笔的静摩擦力与重力等大反向,故增大握笔的力度,手和笔间的摩擦力不变,手和笔之间的最大静摩擦力增大,故D错误。 3.“工欲善其事,必先利其器”,中国古代已经掌握了高超的兵器研磨技巧。如图所示是打磨宝剑的场景。在打磨过程中,磨石始终静止在水平桌面上,当宝剑在外力作用下水平向右运动时,下列说法正确的是 (　 ) A.宝剑与磨石之间存在静摩擦力 B.磨石与桌面之间不存在摩擦力 C.宝剑对磨石的摩擦力方向水平向右 D.桌面对磨石的摩擦力方向水平向右 解析:选C　宝剑在外力作用下水平向右运动时,宝剑与磨石之间存在滑动摩擦力,磨石与桌面之间存在静摩擦力,故A、B错误;滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,宝剑相对于磨石向右运动,宝剑受到的摩擦力水平向左,则宝剑对磨石的摩擦力方向水平向右,故C正确;由于宝剑对磨石的摩擦力方向水平向右,以磨石为对象,根据受力平衡可知桌面对磨石的摩擦力方向水平向左,故D错误。 |精|要|点|拨| 静摩擦力的有无及方向的三种判断方法 1.假设法: 2.状态法:根据平衡条件、牛顿第二定律,判断静摩擦力的有无及方向。 3.转换法: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方向。 课堂　逐点清(二)　摩擦力大小的计算 细作1　静摩擦力大小的计算 1.[应用平衡条件计算]如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上滑行,长木板与水平地面间的动摩擦因数为μ1,木块与木板间的动摩擦因数为μ2,已知长木板处于静止状态,重力加速度为g,那么此时长木板受到地面摩擦力的大小为 (　 ) A.μ2mg B.μ1Mg C.μ1(M+m)g D.μ2mg+μ1Mg 解析:选A　长木板与木块之间发生了相对滑动,产生了滑动摩擦力,设其为f1,则f1=μ2mg,对长木板受力分析,可知在水平方向长木板受到木块对其向右的滑动摩擦力f1,还受到地面对其向左的静摩擦力f2,由共点力平衡条件知f2=f1=μ2mg,故选A。 2.[应用牛顿第二定律计算]如图所示,质量为10 kg的物体A拴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处于静止状态。若小车以1 m/s2的加速度向右加速运动,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受到的弹簧拉力增大 解析:选C　由题意得物体A与小车的上表面间的最大静摩擦力Fmax≥5 N。小车向右加速运动,对物体A受力分析,可得F合=ma=10 N,可知此时小车对物体A的摩擦力大小为5 N,方向向右,且为静摩擦力,所以物体A相对于小车仍然静止,即物体A受到的摩擦力大小不变,受到的弹簧的拉力大小不变,故C正确,A、B、D错误。 一点一过　静摩擦力大小的计算方法 1.物体处于静止状态时,利用力的平衡条件求解静摩擦力的大小。 2.物体有加速度时,若只受摩擦力,则Ff=ma,如匀速转动的圆盘上与圆盘相对静止的物块靠静摩擦力提供向心力产生向心加速度。若除摩擦力外物体还受其他力,则F合=ma,需先求合力再求摩擦力。 细作2　滑动摩擦力大小的计算 3.(2024·广西高考)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相同的长直木板下滑,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 解析:选D　根据滑动摩擦力的公式Ff=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,对直木板的压力大小也相同,故摩擦力大小相同,即Ff1=Ff2=Ff3。故选D。 一点一过　滑动摩擦力大小的计算方法 公式法 若μ已知,则Ff=μF压,F压是两物体间的正压力 状态法 若μ未知,可结合物体的运动状态和其他受力情况,利用平衡条件或牛顿第二定律列方程求解 细作3　摩擦力大小的探究 4.(2025·常州高三模拟)用如图所示装置研究摩擦力的变化规律,把木块放在水平长木板上,在弹簧测力计的指针左侧放一个小纸团,它可以被指针推动。用弹簧测力计拉木块,使拉力由零缓慢增大。下列说法中不正确的是 (　 ) A.木块开始运动前,拉力由零缓慢增大,木块所受的静摩擦力也缓慢增大 B.当木块开始运动时,拉力会突然变小,说明最大静摩擦力大于滑动摩擦力 C.指针左侧的小纸团作用是标记最大静摩擦力大小 D.若拉动过程操作不慎,弹簧测力计斜向上与长木板面有一小的夹角,会导致最大静摩擦力测量值偏小 解析:选D　木块开始运动前,拉力由零缓慢增大,根据二力平衡可知,木块所受的静摩擦力也缓慢增大,故A正确,不满足题意要求;当木块开始运动时,拉力会突然变小,说明最大静摩擦力大于滑动摩擦力,故B正确,不满足题意要求;木块开始运动前,拉力由零缓慢增大,木块所受的静摩擦力也缓慢增大,指针左侧的小纸团也随着指针缓慢移动,当静摩擦力达到最大时,小纸团位置保持不变,所以指针左侧的小纸团作用是标记最大静摩擦力大小,故C正确,不满足题意要求;若拉动过程操作不慎,弹簧测力计斜向上与长木板面有一小的夹角,则拉力有竖直向上的分力,使得木块与长木板间的压力减小,木块与长木板间的最大静摩擦力减小,刚好拉动时,拉力的水平分力等于变化后的最大静摩擦力,而指针示数为拉力的大小,比拉力的水平分力大,实验时认为刚好拉动时的指针示数为最大静摩擦力测量值,所以最大静摩擦力测量值不一定偏小,故D错误,满足题意要求。 一点一过　摩擦力大小变化分析 1.静摩擦力是一种被动力,一般会随外力的变化而变化。 2.水平面上的物体在水平拉力作用下,刚好开始滑动时,拉力等于最大静摩擦力,一般情况下滑动摩擦力要小于最大静摩擦力。 课堂　逐点清(三)　摩擦力的四类突变 类型1　“静—静”突变 　　物体受到静摩擦力和其他力的共同作用,当其他力的合力发生变化时,如果仍保持相对静止,则静摩擦力的大小和(或)方向可能发生突变。 　 　　[例1]　如图甲所示,两物体A、B叠放在光滑的水平面上,对物体A施加一水平变力F,F⁃t关系图像如图乙所示,两物体在力F作用下由静止开始运动,且始终相对静止,规定水平向右为正方向,则 (　 ) A.两物体一直向右做直线运动 B.两物体沿直线做往复运动 C.在2~3 s时间内两物体间的摩擦力逐渐减小 D.B物体所受摩擦力的方向始终与力F的方向相反 [解析]　在0~2 s内两物体向右做加速运动,加速度先增大后减小;2~4 s内加速度反向,两物体做减速运动,因为两段时间内受力是对称的,所以4 s末速度变为零,在0~4 s内两物体一直向右运动,然后重复以前的运动,A正确,B错误;在2~3 s内,F逐渐增大,两物体加速度逐渐增大,隔离对B分析,B所受的合力逐渐增大,即B所受的摩擦力逐渐增大,C错误;对整体分析,两物体的加速度与F的方向相同,B物体所受的合力为摩擦力,故摩擦力的方向与加速度方向相同,即与F的方向相同,D错误。 [答案]　A 类型2　“静—动”突变 　　物体在静摩擦力和其他力作用下处于静止状态,当其他力变化时,如果物体不能保持相对静止状态,则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力,突变点常常为静摩擦力达到最大值时。 　 [例2]　为研究木板与物块之间的摩擦力,某同学在粗糙的长木板上放置一物块,物块通过细线连接固定在试验台上的力传感器,如图(a)。水平向左拉木板,传感器记录的F⁃t图像如图(b)。下列说法中不正确的是 (　 ) A.物块受到的摩擦力方向始终水平向左 B.1.0~1.3 s时间内,木板与物块间的摩擦力大小与物块对木板的正压力成正比 C.1.0~1.3 s时间内,物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力 D.2.4~3.0 s时间内,木板可能做变速直线运动 [解析]　木板始终向左运动或者有向左运动的趋势,可得物块对木板的摩擦力始终向右,所以物块受到木板对其的摩擦力方向始终水平向左,A正确;根据图像可得在1.0~1.3 s时间内物块受到摩擦力在变化,所以可得此时为静摩擦力,此时的静摩擦力大小与物块对木板的正压力无关,B错误,C正确;2.4~3.0 s时间内传感器示数不再变化,说明此时摩擦力已经变为滑动摩擦力,此时木板只要运动就行,可能做变速直线运动,D正确。 [答案]　B 类型3　“动—静”突变 　　物体受到滑动摩擦力和其他力的共同作用,当相对滑动突然停止时,滑动摩擦力可能突变为静摩擦力。 　 　　[例3]　如图所示,质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,从t=0时刻开始以初速度v0沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力F=1 N的作用,取向右为正方向,该物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图像是下列图中的(g取10 m/s2) (　 ) [解析]　开始物体受到水平向左的滑动摩擦力Ff=μmg=0.2×1×10 N=2 N,物体速度减为0后,F<Ff,所以物体受到水平向右的静摩擦力Ff'=F=1 N,故选A。 [答案]　A 类型4　“动—动”突变 　　物体受到滑动摩擦力和其他力的共同作用,当两物体间的正压力发生变化时,滑动摩擦力的大小随之而变;或者两物体达到共同速度时相对滑动方向发生变化,滑动摩擦力的方向也会随之而变。 　 　　[例4]　如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,以速度v0沿逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tan θ,则下列选项中能客观地反映小木块受到的摩擦力和运动情况的是 (　 ) [解析]　当小木块速度小于传送带速度时,小木块相对于传送带向上滑动,小木块受到的滑动摩擦力沿传送带向下,加速度a=gsin θ+μgcos θ;当小木块速度达到传送带速度时,由于μ<tan θ,即μmgcos θ<mgsin θ,所以速度继续增加,此时滑动摩擦力的大小不变,而方向突变为沿传送带向上,a=gsin θ-μgcos θ,加速度变小,则v⁃t图像的斜率变小,D正确。 [答案]　D |思|维|建|模| 　　摩擦力的突变问题,无论怎样变化,考查的都是对静摩擦力和滑动摩擦力大小或方向变化的分析,解题时应注意以下三点: (1)题目中出现“最大”“最小”和“刚好”等关键词时,一般隐藏着临界问题。 (2)静摩擦力是被动力,其存在及大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势,而且静摩擦力存在最大值。存在静摩擦力的连接系统,相对滑动与相对静止的临界状态时静摩擦力达到最大值。 (3)研究传送带问题时,物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质的分界点。 17 / 71 $