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

该高中物理高考复习讲义聚焦摩擦力核心考点，系统整合静摩擦力与滑动摩擦力的定义、条件、大小及方向等基础内容，通过易错点辨析和微点判断夯实概念，再按静摩擦力有无及方向判断、大小计算、四类突变问题分层突破，形成“概念梳理-方法指导-真题训练”的完整复习链条。 讲义突出科学思维与模型建构，如静摩擦力判断采用假设法、状态法等策略，摩擦力突变问题分类解析“静-静”“静-动”等类型，结合2024广西高考、2025陕晋宁青高考等真题及分层练习，帮助学生快速掌握解题方法，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供高效教学支持。

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 两个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,在接触面上产生的阻碍相对运动趋势的力 两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面上产生的阻碍相对运动的力 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,仅与引起相对运动趋势的外力有关,最大静摩擦力的大小与正压力有关。 微点判断 1.(人教必修1P80T1·选摘)判断下列说法的正误: ①两物体间如果有相互作用的弹力,就一定存在摩擦力。 (×) ②根据μ= 可知, 动摩擦因数μ跟滑动摩擦力Ff成正比,跟支持力FN成反比。 (×) 2.(鲁科必修1P91T4·改编)用手握住杯子使其竖直静止于空中,判断下列说法的正误: ①杯子受到的摩擦力方向竖直向上。 (√) ②杯子受到的摩擦力大小与重力大小相等。 (√) ③手握得越紧,杯子受到的摩擦力越大。 (×) ④手握得越紧,杯子和手之间的最大静摩擦力越大。 (√) 3.(粤教必修1P93T3·改编)判断下列说法的正误: ①作用在物体上的滑动摩擦力既能使物体减速,也能使物体加速。 (√) ②作用在物体上的静摩擦力既能使物体加速,也能使物体减速。 (√) 课堂逐点清(一)　静摩擦力的有无及方向判断 |题|点|全|练| 1.(2025·山西临汾期末检测)下列情境中,A物块一定受到摩擦力的是 (　　) A.甲图:A物块静止在粗糙的水平桌面上 B.乙图:A物块与水平匀速转动的圆盘保持相对静止 C.丙图:A物块叠放在木板上,对木板施加水平外力,使两者沿水平地面一起做匀速直线运动 D.丁图:A物块静止在斜面上,通过跨过定滑轮的细线与另一物块连接 解析:选B　题图甲中,A物块静止在粗糙水平桌面上,与水平桌面无相对运动趋势,不受摩擦力,故A错误;题图乙中,A物块随圆盘匀速转动,由指向圆心的静摩擦力提供向心力,一定受摩擦力,故B正确;题图丙中,A物块与木板一起做匀速直线运动,A物块与木板无相对运动趋势,不受摩擦力,故C错误;题图丁中,若细线拉力与A物块重力沿斜面向下的分力等大,A物块与斜面无相对运动趋势,不受摩擦力,故D错误。 2.(2025·重庆期中检测)小梅同学练习书法,在一次单手研墨过程中,砚台始终静止在水平桌面上,如图所示。当墨条的速度方向水平向右时 (　　) A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向右 B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向右 C.桌面对砚台的摩擦力和砚台对墨条的摩擦力大小相等 D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力 解析:选C　当墨条的速度方向水平向右时,墨条相对于砚台向右运动,故砚台对墨条的摩擦力方向水平向左,故A错误;根据牛顿第三定律,墨条对砚台的摩擦力方向水平向右,由于砚台处于静止状态,故桌面对砚台的摩擦力方向水平向左,故B错误;由于砚台处于静止状态,水平方向桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力,大小相等,又墨条对砚台的摩擦力和砚台对墨条的摩擦力是一对相互作用力,大小也相等,可知桌面对砚台的摩擦力和砚台对墨条的摩擦力大小相等,故C正确;桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力加上墨条对其的压力,故桌面对砚台的支持力大于墨条对砚台的压力,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,磨石对宝剑的摩擦力水平向左,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,以磨石为研究对象,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　滑动摩擦力大小的计算 1.(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 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2　静摩擦力大小的计算 2.[应用平衡条件计算](2025·陕晋宁青高考)如图所示,质量为m的均匀钢管,一端支在粗糙水平地面上,另一端被竖直绳悬挂,处于静止状态,钢管与水平地面之间的动摩擦因数为μ、夹角为θ,重力加速度大小为g。则地面对钢管左端的摩擦力大小为 (　　) A.μmgcos θ B.μmg C.μmg D.0 解析:选D　由题意对钢管受力分析,如图所示,若钢管受到地面的摩擦力,则钢管水平方向受力不平衡,钢管不可能处于静止状态,故地面对钢管左端的摩擦力大小为0,A、B、C错误,D正确。 3.[应用牛顿第二定律计算](2025·陕西榆林期末检测)如图所示,光滑的水平面上有一辆小车B,物块A放在小车B上。A、B质量分别为mA=m、mB=3m,A、B之间的动摩擦因数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,现对B施加一水平力F,则 (　　) A.当F=1.5μmg时,B的加速度为0.25μg B.当F=2μmg时,A、B间的摩擦力为0.5μmg C.当F>2μmg时,A相对B滑动 D.若将水平力F施加在A上,B的最大加速度为μg 解析:选B　当A、B刚要发生相对滑动时,A、B之间的静摩擦力达到最大,且为fm=μmg,以A为研究对象,根据牛顿第二定律可得fm=μmg=mam,解得A的最大加速度为am=μg,以A、B为整体,根据牛顿第二定律可得Fm=4mam=4μmg,可知当F≤4μmg时,A、B相对静止,一起加速运动,当F>4μmg时,A、B发生相对滑动,故C错误;当F=1.5μmg时,A、B相对静止一起加速运动,以A、B为整体,根据牛顿第二定律可得1.5μmg=4ma1,解得a1=0.375μg,故B的加速度为0.375μg,故A错误;当F=2μmg时,A、B相对静止一起加速运动,以A、B为整体,根据牛顿第二定律可得2μmg=4ma2,解得a2=0.5μg,对A分析,根据牛顿第二定律可得f2=ma2=0.5μmg,故B正确;若将水平力F施加在A上,当A、B间刚要发生相对滑动时,B的加速度达到最大,对B分析,根据牛顿第二定律可得fm=μmg=3mam',解得am'=,故D错误。 一点一过　静摩擦力大小的计算方法 1.物体处于平衡状态时,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3　摩擦力大小的探究 4.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方向可能发生突变。 　　[例1]　(多选)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的方向相同 [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,之后重复之前的运动,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,对B隔离分析,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,两物体的加速度方向与F的方向相同,B物体所受的合力与摩擦力等大同向,故摩擦力的方向与加速度方向相同,即与F的方向相同,D正确。 [答案]　AD 类型2　“静—动”突变 　　物体在静摩擦力和其他力作用下处于相对静止状态,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]　(2025·河南郑州一模)如图所示,重型自卸车能利用液压装置使车厢缓慢倾斜,车厢内的货物包会自动滑下。已知货物包重力为G,与车厢底板间的静摩擦因数为0.75(静摩擦因数是最大静摩擦力与正压力的比值),动摩擦因数为0.70。下列四个图像中的曲线都是正弦或余弦曲线,其中的实曲线能正确描述货物包所受摩擦力Ff随车厢倾角θ变化关系的是 (　　) [解析]　当车厢倾角从水平开始增加时,第一阶段货物包与车厢间的摩擦力为静摩擦力,大小为Ff=Gsin θ,静摩擦力的最大值为=μmGcos θ=0.75Gcos θ,当Ff=Ffm时货物包开始滑动,此位置在函数Ff=Gsin θ与Ffm=0.75Gcos θ图像的交点位置;之后货物包向下滑动,摩擦力为滑动摩擦力,大小为Ff=μGcos θ=0.7Gcos θ,随θ增加,滑动摩擦力减小。故选B。 [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]　(2025·云南昭通期中)(多选)竖直放置的金属杆,某人从顶端手握杆由静止下滑,手握杆的力随时间由0均匀增加,手和杆之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下滑到离地50 cm处刚好停下,取竖直向上为正方向,下列关于手所受到的摩擦力f以及人所受到的合力F合的图像可能正确的是 (　　) [解析]　人在下滑过程中竖直方向受到重力和向上的摩擦力作用,重力大于摩擦力时向下加速运动,当重力等于摩擦力时速度达到最大,之后滑动摩擦力随正压力增大继续增大,人向下做减速运动,当速度减为0时,摩擦力突变为静摩擦力,大小等于重力,故A可能正确,B错误;人所受合力先向下,随摩擦力增大而减小,减为0后反向增加,当速度为0时合力突变为0,故C可能正确,D错误。 [答案]　AC 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]　(2025·湖北黄冈高三调研)(多选)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a1=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,a2=gsin θ-μgcos θ,加速度变小,则v⁃t图像的斜率变小,B、D正确。 [答案]　BD |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。 11 / 74 $