专题08+摩擦力精讲-高考物理双基突破+版含解析

1、专题八摩擦力(精讲)、滑动摩擦力1 .滑动摩擦力的定义与条件()1定义：一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体滑动时，所受到的阻碍它相对滑动的力。(2)产生的条件：相互接触，接触面不光滑；接触处有弹力；两物体间存在相对运动。说明：三个条件缺一不可，特别要注意“相对”的理解。2 .滑动摩擦力的方向(1)方向：与接触面相切，与物体接触面之间的弹力方向垂直，并且跟物体相对运动的方向相反。(2)区别：“相对运动趋势方向”、“相对运动方向”和“运动方向”“相对运动趋势方向”是指物体有相对于参考物体沿某个方向运动的倾向，而实际上不一定沿该方向运动，可理解为“如果物体不受静摩擦力作用时的运动方向”。“相

2、对运动方向”通常是指物体相对于参考物体运动的方向，在研究摩擦力时此参考物体一般指摩擦力的施力物体。“运动方向”通常是指物体相对于地面运动的方向。如用传送带匀速向上传送物体，若不受摩擦力物体将会沿传送带滑下，故物体有“沿传送带向下运动的趋势”，实际上并没有沿传送带向下运动，物体相对于传送带是静止的，而物体的运动方向是斜向上的。1 .A/精日转“内安"日加#""w安如图所示，木块斑长木板A±运动，A在水平面上运动。若vi>V2,则Bt目对A向右运动，B受到方向向左的滑动摩擦力fi作用，此时滑动摩擦力fi的方向与运动方向相反；若Vi<V2,则Bf对

3、A向左运动，B受到方向向右的滑动摩擦力f2作用，此时滑动摩擦力f2的方向与运动方向相同。(3)作用效果：总是阻碍物体间的相对运动，但不一定阻碍物体的运动。它可以是动力(和运动方向相同、做正功)，也可以是阻力(和运动方向相反、做负功)。3.滑动摩擦力大小的计算(1)公式法：F=1FnIo【题1】三个质量相同的物体，与水平桌面的动摩擦因数相同，由于所受的水平力不同，A做匀速运动,B做加速运动，C做减速运动，那么，它们受到的摩擦力的大小关系应是A.Fc>Fa>FbB.Fc<Fa<FbC.Fa=Fb=Fcd.不能比较大小【解析】由F=(1Fn知F的大小只与(1和Fn有关，与物体

4、的运动状态无关，故C正确。计算摩擦力时的三点注意首先分清摩擦力的性质，因为只有滑动摩擦力才有公式F=科Fn,静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿定律来求解；公式Ff=科Fn中的Fn为两接触面间的正压力，与物体的重力没有必然联系，不一定等于物体的重力；科为动摩擦因数，与材料和接触面的粗糙程度有关，与接触面积、速度大小均无关。滑动摩擦力的大小与接触面的大小、物体运动的速度和加速度无关，只由动摩擦因数和正压力两个因素决定。(2)状态法：若科未知，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求解滑动摩擦力的大小。【题2】如图所示，物体B叠放在物体A上，A、B的质量均为m且上、下表面均与斜

5、面平行，它们以共同速度沿倾角为0的固定斜面C匀速下滑，则A. AB间没有静摩擦力B. A受到B的静摩擦力方向沿斜面向上C. A受到斜面的滑动摩擦力大小为2m3in0D. A与B间的动摩擦因数科=tan0【答案】C【解析】人B以共同速度沿倾角为&的固定斜面C匀速下滑，/受到斜面的滑动摩擦力大小为211兄C正确$/对方的摩摭力等于3的重力沿斜面方向的分力，A错误，C正确才由牛顿第三定律，/受到B的静摩摭力方向沿斜面向下，B错误$与君间的摩擦力是静摩擦力不能确定出5之间的动摩擦因数,D错误。【题3】一块质量均匀分布的长方体木块按图甲、乙、丙所示的三种方式在同一水平面上运动，其中甲图中木块做匀

6、速运动，乙图中木块做匀加速运动，丙图中木块侧立在水平面上做与甲图相同的运动。则下列关于甲、乙、丙三图中木块所受滑动摩擦力大小关系的判断正确的是lrA.F=FyFf丙BFf甲=Ff丙Ff乙C.Ff甲=Ff乙=Ff丙DFf丙Ff甲Ff乙【答案】Ct解析】根据公式竹二班知）滑动摩擦力的大小与接触面的大小无关也与相对速度或加速度无关口二、静摩擦力1 .静摩擦力的定义与条件（1）定义：两个相互接触而保持相对静止的物体，当它们之间存在相对运动趋势而没有相对运动时，在它们的接触面上会产生阻碍物体间相对运动趋势的力，这种力叫做静摩擦力。对定义中关键词的理解：“相对静止”有两层含义：一是两个物体都静止，二是两个

7、物体都做方向相同、速度相同的运动。“相对运动趋势”是指一个物体相对于与它接触的另一个物体有运动的可能，但还处于相对静止状态。相对运动趋势既可由外力引起，也可由接触物体的运动状态发生改变而引起，如图所示的箱子静置于在水平公路上行驶的平板车上，显然箱子在水平方向上不受其他外力的作用，当平板车匀速前进时，箱子与平板车之间没有相对运动趋势，故无静摩擦力。当平板车加速、减速、转弯时，箱子相对于平板车分别有向后、向前、向外的相对运动趋势。'-o-LqJ“阻碍”：说明了静摩擦力的作用效果，阻碍物体间的相对运动趋势.静摩擦力既可与物体的运动方向相同作动力，也可与物体的运动方向相反作阻力。（2）产生条件

8、：两物体相互接触，接触面不光滑；接触处有弹力；两物体相对静止（两物体间没有位置变化）但存在相对运动趋势。只有以上三个条件同时满足，才能确定静摩擦力的存在。2 .静摩擦力的方向（1）总是跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势的方向相反，与物体接触面之间的弹力方向垂直。“相对运动趋势”指的是静摩擦力的受力物体相对于施力物体的运动趋势。但不一定阻碍物体的运动。（2）作用效果：总是阻碍物体间的相对运动趋势，但不一定阻碍物体的运动。它可以是动力（和运动方向相同、做正功），也可以是阻力（和运动方向相反、做负功），还可能和运动方向垂直（不做功）。或与运动方和成一夹角。(3)绝对不能认为：静止的物体受到的摩擦力

9、是静摩擦力，运动物体受到的摩擦力是滑动摩擦力。静摩擦力是相对静止的物体之间的摩擦力，受静摩擦力作用的物体不一定静止。但一定与施力物体保持相对静止。【题4】下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中，正确的是A.静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反B.静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同C.静摩擦力的方向既可能与物体的运动方向相反，也可能与物体的运动方向相同D.静止的物体所受静摩擦力一定为零【答案】Ct解析】静摩擦力的方向总与物体间的相对运动趋势方向相反，与物体的运动方向没有必然的联系，两个静止的物体间也可能有相对运动趋势，可能有静摩擦力*【题5】(多选)人握住旗杆匀速上爬，则下列说法正确的是A.

10、人受到的摩擦力的方向是沿杆向下的B.人受到的摩擦力的方向是沿杆向上的C.人握旗杆用力越大，人受的摩擦力也越大D.人握旗杆用力越大，并不会使人受的摩擦力增大【答案】BD【解析】人的手与旗杆是相对静止的，人受到的是静摩擦力，方向沿杆向上，由二力平衡可知，摩擦力大小始终等于人的重力大小，故B、D正确。3 .静摩擦力大小计算静摩擦力大小没有确定的取值，也无确定的运算公式，只能在零到最大值之间取值，等于使物体产生相对运动趋势的外力的大小。与相对运动趋势的强弱有关，趋势越强，静摩擦力越大，但不能超过最大静摩擦力，即0WfWfm。跟接触面相互挤压力Fn无直接关系。具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解

11、。静摩擦力只能应用平衡条件或牛顿第二定律求解。(1)利用力的平衡条件来求解其大小：若物体处于平衡状态，分析沿接触面其它力(除静摩擦力)的合力，若合力为零，则静摩擦力不存在；若合力不为零，一定存在静摩擦力，且静摩擦力的大小等于合力，方向与合力方向相反。(2)若物体处于非平衡状态，则利用牛顿运动定律来判断静摩擦力的有无、方向及大小。物体有加速度时，若只有摩擦力，则Ff=ma若除摩擦力外，物体还受其他力，则F合=ma先求合力再求摩擦力。(3)最大静摩擦力fmaxo是物体将要发生相对运动这一临界状态时的摩擦力。fmaXB各大于滑动摩擦力Ff,为方便起见，解题时如无特殊说明，可认为fmax=Ff。fma

12、x的数值跟相互接触的两物体的材料、接触面的粗糙程度有关，跟正压力成正比，但静摩擦力的数值与正压力大小不成正比。【题6】如图所示，质量为m的木块在质量为M的木板上滑行，木板与地面间的动摩擦因数为科1,木块与木板间的动摩擦因数为科2,木板一直静止，那么木板所受地面的摩擦力大小为A.MgB.2mgC.（mMgD.iM/2mg【解析】因为木柜一直静止，单独隔离木板受力分析，在水平方向上木板所受地面的静摩擦力与木块对它的滑动摩擦力大小相等、方向相反，木块对木板的压力大小等于岫,故g洒二内g,B对。【题7】如图所示，小车的质量为m,人的质量为m人用恒力F拉绳，若人和小车保持相对静止，不计绳和滑轮质量及小车

13、与地面间的摩擦，则小车对人的摩擦力可能是A.0mmomoF,方向向右C.m-mmoF,方向向左m，方向向右【答案】ACD【解析】假设小车对人的静摩擦力方向向右，先对整体分析受力有2F=(m+m)a,再隔离出人，对人分析受力有F-E=ma解得Ff=m邛，若m>m,则和假设的，情况相同，D正确；若mo=m,则静摩擦力mo十m为零，A正确；若no<m,则静摩擦力方向向左，C正确。【题8】一质量为m的小物体在水平推力F的作用下，静止在质量为M的梯形木块的左上方，梯形木块在水平地面上保持静止，如图所示，下列说法正确的是A.小物体可能受三个力的作用B.梯形木块与小物体间的弹力可能为零C.地面与

14、梯形木块间的摩擦力大小为D.地面对梯形木块白支持力小于(mHMg【答案】ACt解析】“潮体受水平推力孔重力”支持力的作用，当无0s图寸，摩擦力为零，当尸8国分也型in用寸,小物体还受沿斜面向上或向下的摩摭力作用加故A正确,木块与小物体间的弹力不可能为零，B错误j对小物体和梯形木块组成的整体劭分析，由力的平衡，可求出地面与梯形木块之间的摩擦力大小为凡地面对梯形木块的支持力等于用£f故C正确，璐音误口【题9】如图所示，两个等大反向的水平力F分别作用在物体BC上，物体A、B、C都处于静止状态，各接触面与水平地面平行。物体AC间的摩擦力大小为Ri,物体BC间的摩擦力大小为Ff2,物体C与地面

15、间的摩擦力大小为Ff3,则m3£A.Ffi=0,Ff2=0,Ff3=0B.Ffi=0,Ff2=F,Ff3=0C.Ffi=F,Ff2=0,Ff3=0D.Ffi=0,Ff2=F,Ff3=F【答案】B【解析】首先从整体的角度考虑，由于是两个等大、反向的力分别作用在系统上，所以物体C与地面间的摩擦力大小不=0;其次分析物体A的受力情况，物体A静止于物体C上，所以物体AC间的摩擦力大小Ffi也为零；最后分析物体B的受力情况，显而易见，物体B、C间的摩擦力大小Ff2=F。4.关于计算摩擦力大小的三点注意(1)首先分清所求的是静摩擦力还是滑动摩擦力。(2)在分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一

16、般采用整体法与隔离法进行分析。(3)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面积的大小无关。【题10】(多选)如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上，受到向右的拉力F的作用而向右滑行，长木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数为科1,木板与地面间的动摩擦因数为科2。下列说法正确的是,口A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是邛mgB.木板受到地面的摩擦力的大小一定是科2(mMgC.当F>2(Mg时，木板便会开始运动D.无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动【答案】AD【解析】由于木块在木板上运动，所以木块受到木板的滑动摩擦力的作用，其大小为内吗根据牛顿第三定律可得木块对木板的

17、滑动摩擦力也为2鹏。又由于木板处于静止状态，木板在水平方向上受到木块的摩擦力阳叫和地面的静摩藕力的作用，二力平衡，选项A正确，B错误，若增大F的大小，只能使木块的加速度大小变化，但木块对木板的滑动摩擦力大小不变，因而也就不可能使木板运动起来，选项C错误，。正雕【题11】(多选)如图甲、乙所示，倾角为0的斜面上放置一滑块M在1t块M上放置一个质量为m的物块，M和m相对静止，一起沿斜面匀速下滑，下列说法正确的是A.图甲中物块m受到摩擦力B.图乙中物块m受到摩擦力C.图甲中物块m受到水平向左的摩擦力D.图乙中物块m受到与斜面平行向上的摩擦力【答案】BD【解析】对图甲：设m受到摩擦力，则物块m受到重力

18、、支持力、摩擦力，而重力、支持力平衡，若受到摩擦力作用，其方向与接触面相切，方向水平，则物体m受力将不平衡，与题中条件矛盾，故假设不成立，AC错误。对图乙：设物块m不受摩擦力，由于m匀速下滑，m必受力平衡，若m只受重力、支持力作用，由于支持力与接触面垂直，故重力、支持力不可能平衡，则假设不成立，由受力分析知：m受到与斜面平行向上的摩擦力，B、D正确。(3)静摩擦力的有无及方向的判断方法静摩擦力的方向沿着两物体接触面的切线，与相对运动趋势的方向相反，而相对运动趋势的方向又难以判断，这就使静摩擦力方向的判断成为一个难点。判断静摩擦力的方向常用下列方法：方法1:假设法一一假设法有两种，一种是假设物体

19、间接触面光滑，若物体间不发生相对滑动，则物体间无相对运动趋势，故无静摩擦力作用；若物体间发生相对滑动，则物体间有相对运动趋势，故有静摩擦力作用，其方向与相对运动趋势的方向相反。另一种是假设摩擦力存在，看所研究物体是否改变原来的运动状态。方法2:状态法一一根据平衡条件、牛顿第二定律，判断静摩擦力的方向。首先弄清物体运动状态（是平衡状态，加速或减速状态），分析出除摩擦力外的其它力，看是否能维持这个运动状态，若不能维持，说明一定受摩擦力，根据平衡条件或牛顿定律，即可判断出静摩擦力的方向。应用“状态法”解题时应注意的问题状态法是分析判断静摩擦力有无及方向、大小的常用方法，用该方法可以不必分析物体相对运

20、动的趋势，使模糊不清的问题明朗化，复杂的问题简单化.在使用状态法处理问题时，需注意以下两点：明确物体的运动状态，分析物体的受力情况，根据平衡方程或牛顿第二定律求解静摩擦力的大小和方向。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。【题12如图所示，物体A置于倾斜的传送带上，它能随传送带一起向上或向下做匀速运动，下列关于物体A在上述两种情况下的受力描述，正确的是A.物体A随传送带一起向上运动时,A所受的摩擦力沿斜面向下B.物体A随传送带一起向下运动时,A所受的摩擦力沿斜面向下C.物体A随传送带一起向下运动时,A不受摩擦力作用D.无论A随传送带一起向上还是向

21、下运动，传送带对物体A的作用力均相同【解析】无论传送带向上还是向下运动,物体/随传送带匀速运动处干平衡状态，在重力作用下有相对于传送带沿斜面向下的运动趋势，传送带对物体有沿斜面向上的静摩摭力j根据平衡条件可得拧当所以口正确“【题13如图，倾角为0的斜面体C置于水平地面上，小物体B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，已知A、B、C都处于静止状态，则A. B受C的摩擦力一定不为零B. C受地面的摩擦力一定为零C. C有沿地面向右滑的趋势，一定受到地面向左的摩擦力D.将细绳剪断而B依然静止在斜面上，此时地面对C的摩擦力水平向左【答案】C【解析】若有醇曙二码

22、0m8,则物体B不受斜面。对它的摩擦力，W错误j以8C整体为研究对象,受力如图所示>由平衡条件可知，52dE错误，C正确，若将细绳剪断，片静止在斜面上，则为=0,巧c=0,D错误©方法3:牛顿第三定律法一一先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再利用牛顿第三定律(即作用力与反作用力的关系)来判断。此法关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“相互作用”确定另一物体受到的静摩擦力的方向。【题14】位于斜面上的物体m在沿斜面向上的力F的作用下，处于静止状态，则斜面作用于物块的静摩擦力的方向A.沿斜面向上B.沿斜面向下C.可能没有摩擦力D.以

23、上三种情况都有可能【答案】D【解析】物体受到重力G支才I力N、推力F的作用，由于它们的大小关系不确定，必须讨论几种情况(垂直于斜面的力平衡，只分析平行于斜面的力即可)二(1)力F大于重力G沿斜面向下的分力，物体有向上的运动趋势，受的静摩擦力的方向向下.(2)力卢小于重力G沿斜面向下的力，物体有向下的运动趋势，受的静摩擦力的方向向上口(3)力尸等于重力G沿斜面向下的力，物体没有相对运动趋势，受的静摩擦力为零。故答案为说明：运动趋势的方向的判断可用假设法：假设无摩擦，看所受合力的方向，合力的方向向哪，则运动趋势的方向就向哪。三、对摩擦力的进一步理解正确理解动摩擦力和静摩擦力中的“动”与“静”的含义

24、。“动”和“静”是指研究对象相对于跟它接触的物体而言的，而不是相对于地面的运动和静止，所以受滑动摩擦力作用的物体可能是静止的，反之，受静摩擦力作用的物体可能是运动的。误区一：有弹力就有摩擦力，有摩擦力就有弹力从产生摩擦力的条件可知：有弹力存在仅仅是产生摩擦力的一个条件。虽有弹力存在，但两物体间若没有“相对运动或相对运动的趋势”，则不会产生摩擦力，反之，若两物体间有摩擦力，则一定有弹力。误区二：摩擦力的大小一定与正压力成正比若摩擦力是滑动摩擦力，根据E=wFn可知，两物体间的滑动摩擦力确实与正压力成正比。但对静摩擦力而言，它是一个被动力，随着使物体产生“相对运动趋势”的外力的变化而变化，与正压力

25、大小无关，正压力只可影响最大静摩擦力的大小。误区三：摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反摩擦力的方向应与“相对运动”或“相对运动趋势”的方向相反，与物体的运动方向有可能相反也有可能相同。即摩擦力可以是阻力，也可以是动力。误区四：摩擦力的方向与物体运动方向一定在同一直线上。常见的多数摩擦力的方向与物体运动方向在同一直线上，但不是所有情境下的摩擦力均如此。一人站在扶梯上，随扶梯斜向上加速上升；人沿扶梯斜向上运动，而人所受摩擦力却是水平方向，与运动方向并不共线。故两物体间摩擦力的方向应理解为“与两物体接触面相切，和物体间相对运动或相对运动趋势的方向相反”，而与物体的运动方向无关。四、摩擦力的“突变”

26、问题某物体相对于另一物体滑动的过程中，若突然相对运动方向变了，则滑动摩擦力方向发生“突变”。1 .静一静“突变”物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，如果物体仍然保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变。【题15（多选）木块A、B分别重50N和60N,它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.25,夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m,系统置于水平地面上静止不动，现用F=1N的水平拉力作用在木块B上，如图所示，设滑动摩擦力与最大静摩擦力相等，则力F作用后A.木块A所受摩擦力大小是8NB.木块A所受摩擦力大小是1

27、1.5NC.木块B所受摩擦力大小是9ND.木块B所受摩擦力大小是7N【答案】ACt解析】未加尸时，木块/在水平方向上受弹箸的弹力及静摩擦力用作用，且用二两=立=3N,木块3在水平方向上受弹番弹力M和静摩擦力跳作用，目耳尸员=虹=&N,在木块B上施加月;1N的向右的拉力后j由于五+F<G小故木块B所受摩擦力仍为静摩擒力，其大小y尸巧十-9N,木块且的受力情况不变A、C对+2 .静一动“突变”物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力。【题16】（多选）在探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力变化的规律的实

28、验中，设计了如图甲所示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连（调节传感器高度使细绳水平），滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶（调节滑轮使桌面上部细绳水平），整个装置处于静止状态.实验开始时打开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图象如图乙所示，则结合该图象，下列说法正确的是A.可求出空沙桶的重力B.可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小C.可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小D.可判断第50秒后小车做匀速直线运动（滑块仍在车

29、上）【答案】BC1解析】1=。时刻，传感器显示拉力为2N,则滑块受到的摩摭力为静摩擦力，大小为2N,由车与空沙桶受力平衡可知空沙稿的重力也等于2N,A对3f=5。S时刻摩擦力达到最大值，即最大静摩擦力为3.5N,司寸小车开始运动.说明带有沙的沙桶重力等于3.5瓦,此时摩掇力立即变为滑动摩擦力，最大静摩擦力略大于滑动摩搂力，故摩擦力突变为3N的滑动摩擦力，B、C对m此后由于沙和沙桶重力35N大于滑动摩B/nw吉峰5山后，车等加速运动，d错，3 .动一动“突变”【题17】传送带以恒定的速率v=10m/s运动，已知它与水平面成0=37。，如图所示，PQ=16m=将一个小物体无初速度地放在P点，小物体

30、与传送带间的动摩擦因数为科=0.5,问当皮带逆时针转动时，小物体运动到Q点的时间为多少？【答案】2s【解析】当物体刚放在传送带上时，物体的速度速度传送带的速度，物体所受的滑动摩擦力方向沿斜面向下，加速度为:mgsinmgcos?2=10m/s滑行时间：t1=1sai、I/一12滑行距离：s,a1tl=5m2当物体与传送带的速度相同时，由于重力的作用物体继续加速，物体的速度大于传送带的速度，摩擦力的方向变为沿斜面向上，加速度为：a2二mgsin1mge=2m/s2m因为：s2=s-s1=11m1.2又：s2=vt2+a2t2解得：t2=1s2所以，小物体从P点运动到Q点的时间：t=t1+t2=2s4 .动一静“突变”：在摩擦力和其他力作用下，做减速