第2章 第2讲 摩擦力-【优化探究】2027年高考物理一轮复习高考总复习配套课件（教科版）

该高中物理高考复习课件聚焦“相互作用”中摩擦力专题，覆盖滑动摩擦力、静摩擦力、摩擦力突变三大高考核心考点，依据高考评价体系明确“摩擦力方向判断”“大小计算”“突变问题分析”的考查要求，通过梳理近五年真题归纳出滑动摩擦力公式应用、静摩擦力有无判断等高频题型，构建系统复习框架。 课件亮点在于“真题引领+模型建构+技巧突破”，精选广西卷、陕晋青宁卷等高考真题，如通过“动—静”突变模型典例解析，培养学生科学思维中的模型建构与科学推理能力，总结静摩擦力“三法”判断、滑动摩擦力公式应用等应试技巧，帮助学生高效突破考点，教师可据此精准指导复习，提升备考效率。

第2讲　摩擦力 第二章　相互作用 1 [学习目标]　1.会进行摩擦力有无及方向的判断。2.会分析计算摩擦力的大小。3.能解决摩擦力的突变问题。 2 考点一　滑动摩擦力 考点二　静摩擦力 考点三　摩擦力的突变问题 随堂检测　自我诊断 内容索引 3 考点一　滑动摩擦力 一 4 1.定义：两个物体相互接触并挤压，当它们沿接触面发生相对滑动时， 每个物体的接触面上都会受到对方施加的阻碍__________的力。 2.产生条件 (1)接触面__________； (2)接触处有__________； (3)两物体间有__________。 3.方向：与受力物体__________的方向相反。 相对运动 粗糙 压力 相对运动 相对运动 盘点 核心知识 4.滑动摩擦力的分析与计算 滑动摩擦力的大小用公式f＝μN来计算，应用此公式时要注意以下几点： (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；N为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力。 (2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关。 [思考讨论]　请判断相互接触的物体间是否存在摩擦力，若存在，请画出物体A所受摩擦力的示意图(各接触面均粗糙，且相互挤压)。 提示：(1) (2)A不受摩擦力 (3) [典例1]　(2024·广西卷)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f1、f2和f3，则(　　) A.f1＜f2＜f3　　　 B.f1＝f2＜f3 C.f1＝f3＜f2 D.f1＝f2＝f3 D 提升 关键能力 [解析]　根据滑动摩擦力的公式f＝μN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，故摩擦力相同，即f1＝f2＝f3，故选D。 [典例2]　如图甲所示，滑块在与水平方向夹角为37°斜向上的拉力F作用下，沿水平桌面做匀速直线运动。将该桌面倾斜成与水平方向夹角为37°，保持拉力的方向不变，大小变为2F，如图乙所示，滑块恰好沿倾斜桌面向上做匀速直线运动。已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，若滑 块与桌面间的动摩擦因数小于1，则滑块与桌面间的动摩擦因数是(　　) A. B. C. D. A [解析]　根据题意，设滑块质量为m，当滑块沿水平桌面做匀速直线运动时，根据平衡条件可得，在水平方向上有Fcos 37°＝μN1，竖直方向上有Fsin 37°＋N1＝mg；当滑块沿倾斜桌面向上做匀速直线运动时，垂直斜面方向上有N2＝mgcos 37°，沿斜面方向上有2F＝mgsin 37°＋μN2，又因为μ＜1，联立解得μ＝，μ＝舍去)，故选A。 考点二　静摩擦力 二 12 1.定义：两个相互接触且挤压的物体，当它们具有相对运动的趋势时， 在接触面上会产生阻碍________________的力。 2.产生条件 (1)接触面__________； (2)接触处有__________； (3)两物体间有_________________。 3.方向：与受力物体______________的方向相反。 相对运动趋势 粗糙 压力 相对运动趋势 相对运动趋势 盘点 核心知识 4.掌握静摩擦力有无及方向的判断“三法” (1)假设法：利用假设法判断的思维程序如下。 (2)状态法：先判明物体的运动状态，再利用牛顿第二定律(F＝ma)或平衡条件确定静摩擦力的大小及方向。 (3)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方向。 5.静摩擦力的分析与计算 (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)物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时，利用力的平衡条件来判断静摩擦力的大小。 (3)物体有加速度时，若只受静摩擦力，则f＝ma。若除受静摩擦力外，物体还受其他力，则F合＝ma，先求合力再求静摩擦力。 [思考讨论]　某实验小组利用图甲所示的装置研究物块与木板之间的摩擦力。水平实验台上固定一个力传感器，传感器用细线拉住物块，物块放置在粗糙程度均匀的长木板上，物块重力为5 N。水平向左拉木板，传感器记录的拉力F－t图像如图乙所示。 (1)此实验木板__________(选填“一定”或“不一定”)做匀速直线运动。   (2)物块受到的最大静摩擦力为__________。   (3)物块与木板之间的动摩擦因数为__________。   不一定 2.6 N 0.4 [典例3]　(多选)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左 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 BD 提升 关键能力 [解析]　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错误，B正确；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。 [拓展]　如[典例3]中，若质量为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与小车均处于静止状态，如图所 示。若小车以1 m/s2的加速度向右运动，则(g取10 m/s2)(　　) 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受到的弹簧的拉力增大 C 解析：由题意得，物体A与小车的上表面间的最大静摩擦力f静max≥5 N， 小车加速运动时，假设物体A与小车仍然相对静止，则物体A所受合力 F合＝ma＝10 N，可知此时小车对物体A的摩擦力为5 N，方向向右，且为静摩擦力，所以假设成立，物体A受到的摩擦力大小不变，故A、B错误，C正确；弹簧长度不变，物体A受到的弹簧的拉力大小不变，故D错误。 判断静摩擦力有无及方向的三点注意 1.静摩擦力的方向与物体的运动方向没有必然关系，可能相同，也可能相反，还可能成一定的夹角。 2.分析摩擦力方向时，要注意静摩擦力方向的“可变性”。 3.受静摩擦力作用的物体不一定是静止的。 易错警示 [典例4]　如图所示，质量m＝6 kg的木箱静置于水平地面上，木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2。现给木箱一水平拉力F，求： (1)当F1＝6 N时，地面对木箱的摩擦力f1的大小； [解析]　设木箱与地面间的最大静摩擦力为fmax，则有fmax＝μN，N＝mg，解得fmax＝12 N。当F1＝6 N时，由于F1＜fmax，木箱没有滑动，则地面对木箱的摩擦力为静摩擦力，f1＝F1＝6 N。 [答案]　6 N (2)当F2＝15 N时，地面对木箱的摩擦力f2的大小； [解析]　当F2＝15 N时，由于F2＞fmax，木箱滑动，地面对木箱的摩擦力为滑动摩擦力，则有f2＝fmax＝12 N。 [答案]　12 N (3)在(2)的条件下，若此后将拉力减小为F3＝5 N(木 箱仍在滑动)，地面对木箱的摩擦力f3的大小。 [解析]　若此后将拉力减小为F3＝5 N，此时木箱仍在滑动，则木箱受到的摩擦力仍是滑动摩擦力，即f3＝fmax＝12 N。 [答案]　12 N 计算摩擦力的三点注意 1.首先分析物体所处的状态，分清其所受的是静摩擦力还是滑动摩擦力。 2.静摩擦力要利用平衡条件或牛顿第二定律列方程计算。 3.在计算滑动摩擦力的公式“f＝μN”中，N并不总是等于物体的重力。 易错警示 考点三　摩擦力的突变问题 三 27 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，也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： 模型 诠释 “静—静”突变   当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，物体仍保持静止，而所受静摩擦力发生“突变”，则“突变”点是其他力的合力发生变化时 盘点 核心知识 模型 诠释 “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 “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 模型 诠释 “动—动”突变   某物体相对于另一物体滑动的过程中，若相对运动方向变了，则滑动摩擦力方向发生“突变”，“突变”点为两物体相对速度为零时 考向1　“静—静”突变 [典例5]　(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 BD [解析]　有F时，静摩擦力与F和mgsin θ的合力大小相等、方向相反，无F时，静摩擦力与mgsin θ大小相等、方向相反，故B、D正确。 提升 关键能力 考向2 　“动—静”突变 [典例6]　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f随时间变化的图像是(取初速度v0的方向为正方向，g取10 m/s2)(　　) B [解析]　滑块上滑过程中受滑动摩擦力，f＝μN，N＝mgcos θ，联立得f＝6.4 N，方向沿斜面向下。当滑块的速度减为零后，由于重力沿斜面向下的分力mgsin θ＜μmgcos θ，滑块静止，滑块受到的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得f'＝mgsin θ，代入数据可得f'＝6 N，方向沿斜面向上，故选项B正确。 考向 3　“静—动”突变 [典例7]　(多选)如图甲所示，重量为20 N的木块放在水平桌面上，给木块施加一随时间逐渐增大的水平拉力F，传感器描绘出木块受到的摩擦力随F变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是(　　) A.当拉力F增大到10 N时，木块仍然静止 B.当拉力F增大到11 N时，木块已经运动 C.木块与水平桌面间的动摩擦因数为0.6 D.当拉力F增大到13 N时，木块受到的 摩擦力大小仍为10 N AD [解析]　由题图知当拉力F增大到10 N 时，木块受的摩擦力为静摩擦力，当 拉力F增大到12 N时，木块受的摩擦力 为最大静摩擦力，当拉力再增大时木 块开始运动，受到滑动摩擦力，大小 为10 N。当拉力F增大到10 N时，木块受到静摩擦力，此时木块仍处于静止状态，故A正确；当拉力F增大到11 N时，木块仍受到静摩擦力作用，木块处于静止状态，故B错误；滑动摩擦力大小为10 N，动摩擦因数μ＝＝0.5，故C错误；当拉力F增大到13 N时，木块受到滑动摩擦力作用，大小为10 N，故D正确。 考向 4　“动—动”突变 [典例8]　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 [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 右做匀速运动，A竖直方向处于平衡状态，水平 方向不受力，则f1变为0，B与桌面间仍然为滑动摩擦力，但压力增大，则f2变大，故A正确。 随堂检测　自我诊断 四 38 1.(多选)(2026·四川攀枝花高三诊断)如图所示为一 竖直放置的磁性白板，小磁铁P直接吸在白板上。 下列说法正确的是(　　) A.因为磁铁静止，所以受到的静摩擦力大小与受到的重力大小相等 B.因为磁铁有下滑的趋势，所以静摩擦力的方向竖直向下 C.如果垂直于白板方向对磁铁施加力F，静摩擦力仍保持不变 D.如果垂直于白板方向对磁铁施加力F，静摩擦力将增大 AC 39 解析：磁铁静止，由平衡条件可知，它受到的静摩擦力大小与受到的重力大小相等，故A正确；因为磁铁有下滑的趋势，所以静摩擦力的方向竖直向上，故B错误；如果垂直于白板方向对磁铁施加力F，磁铁仍静止，由平衡条件可知，竖直方向受力情况没变，静摩擦力仍保持不变，故C正确，D错误。 2.(2025·陕晋青宁卷)如图，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 D 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。 3.中国传统工艺——榫卯结构出现在当下流行的拼插玩具中，如图甲所示。凸出部分叫榫，凹进部分叫卯，榫和卯咬合，起到连接作用。图乙是一种榫卯连接构件，相互连接的两部分M、N，其中构件M固定在水平地面上，榫、卯接触面间的动摩擦因数均为μ，沿N的轴线OP用大小为F的力才能将N从M中缓慢拉出。可认为各接触面间的弹力大小均为FN，滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等，N的下表面与水平地面未接 触，则榫、卯接触面间的动摩擦因数μ为(　　) A.　　　　 B. C. D. C 解析：N被缓慢拉出，所以处于平衡态，榫卯结构有4个接触面，则4μFN＝F，解得μ＝，故选C。 4.(2026·四川成都高三质检)如图所示，木块A、B分别重50 N和60 N，它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.20，夹在A、B之间的弹簧被压缩了1 cm，弹簧的劲度系数为400 N/m，系统置于水平地面上静止不动(可认为木块与水平地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。现用F＝2 N的水平拉力作用在木块B上，此时木块A、B所受摩擦力分别记为fA和fB， 弹簧弹力大小为F1，则(　　) A.fA＝10 N B.fA的方向水平向左 C.fB＝6 N D.F1＝6 N C 解析：未加F时，木块A、B受力平衡，所受静摩擦力等于弹簧的弹力，弹簧弹力为F1＝kx＝400 N/m×0.01 m＝4 N，B木块与地面间的最大静摩擦力fBm＝μGB＝0.20×60 N＝12 N，A木块与地面间的最大静摩擦力fAm＝μGA＝0.20×50 N＝10 N，施加F后，对木块B有F＋F1＜fBm，木块B仍然静止，所受摩擦力仍为静摩擦力，其大小fB＝F＋F1＝2 N＋4 N＝ 6 N，方向水平向左，故C正确；因为A、B仍然静止，弹簧压缩量不变，故弹簧弹力不变，F1＝4 N，故D错误；施加2 N的F之后，木块A仍然静止，所受摩擦力仍为静摩擦力，大小为fA＝F1＝4 N，方向水平向右，故A、B错误。 $