暑假新高一985培优讲义：第12讲 摩擦力（解析版）

第12讲摩擦力1.知道滑动摩擦力的概念及产生条件，会判断滑动摩擦力的方向。2.知道滑动摩擦力的大小跟什么有关，会求滑动摩擦力。3.知道静摩擦力的概念及产生条件，会判断静摩擦力的方向。4.知道最大静摩擦力的概念，知道静摩擦力的大小范围。一、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，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力。2.滑动摩擦力产生的条件：两物体接触面粗糙、有弹力、发生相对运动。注意：有弹力，不一定有摩擦力；有摩擦力，一定有弹力。3.方向：沿着接触面，跟物体相对运动的方向相反，不一定与运动方向相反。4.滑动摩擦力方向的判断5.大小：(1)公式：Ff＝μFN，其中FN表示接触面上压力的大小，μ为动摩擦因数。注意：FN是正压力，其大小不一定等于物体的重力。(2)二力平衡法：物体匀速直线运动或静止时，根据二力平衡条件求解。注意：物体静止时也可能受到滑动摩擦力。(3)动摩擦因数μ跟相互接触的两个物体的材料、接触面的粗糙程度有关，没有单位。二、静摩擦力1.定义：相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动，这时的摩擦力叫作静摩擦力。2.静摩擦力的产生条件：两物体接触面粗糙、有弹力、具有相对运动趋势。3.方向：沿着接触面，跟物体相对运动趋势的方向相反。“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苗头，但还未发生相对运动。4.静摩擦力方向的两种判断方法假设法假设接触面是光滑的，判断物体将向哪个方向滑动，即物体相对运动趋势的方向，静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反二力平衡法当物体受静摩擦力处于平衡状态时，可根据二力平衡，判断出静摩擦力的方向5.大小：随外力的变化而变化，当外力增大到某一值时，物体就要滑动，此时静摩擦力达到最大值Fmax，我们把Fmax叫作最大静摩擦力。(1)范围：0＜F≤Fmax。最大静摩擦力与正压力成正比。一般情况下，最大静摩擦力Fmax略大于滑动摩擦力，为分析问题方便，可认为二者相等。(2)计算：物体匀速直线运动或静止时，根据二力平衡条件求解。6.对摩擦力中“三个方向”“两个阻碍”的理解(1)运动方向：一般指物体相对于地面的运动方向。(2)相对运动方向：指滑动摩擦力的受力物体相对于施力物体的运动方向。(3)相对运动趋势方向：指静摩擦力的受力物体相对于施力物体的运动趋势方向。(4)阻碍：滑动摩擦力阻碍的是相对运动，静摩擦力阻碍的是相对运动趋势，但它们不一定阻碍物体的运动，即它们都可以作动力，也可以作阻力。考点一：滑动摩擦力【例1】如图所示，重力G=20N的物体，在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动，同时受到大小为10N，方向向右的水平力F的作用，则物体所受合力大小和方向是（）

A．12N，水平向右 B．8N，水平向左C．2N，水平向右 D．8N，水平向右【答案】A【详解】由于物体向左运动，则滑动摩擦力的方向向右，所以物体所受合力为方向水平向右。故选A。考点二：静摩擦力【例2】用手握紧瓶子使瓶子静止，如图，关于瓶子所受摩擦力的情况以下正确的是（）

A．摩擦力的大小与手的握力成正比B．手出汗了摩擦力就会变小C．摩擦力的大小与手的握力大小无关D．摩擦力的方向向下【答案】C【详解】ACD．瓶子保持静止，受力平衡，对瓶子受力分析，受重力和竖直向上静摩擦力，二力平衡，因而静摩擦力等于重力；握力增加后，瓶子更掉不下，依然保持静止，静摩擦力大小还是等于重力大小，故AD错误，C正确； B．当手出汗了，导致动摩擦因数减小，则最大静摩擦力就会变小，而受到静摩擦力不变，B错误。故选C。1．下列关于摩擦力的说法，正确的是（）A．相互接触的两物体间一定存在摩擦力B．相互接触且有挤压的两物体间一定存在摩擦力C．摩擦力总是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势D．摩擦力的方向总是与物体运动的方向相反【答案】C【详解】AB．相互接触挤压、接触面粗糙、有相对运动或相对运动的趋势是摩擦力产生的三个条件，三个条件必须同时满足才产生摩擦力，AB错误；C．摩擦力的作用效果总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势，C正确；D．摩擦力的方向与物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反，与物体运动的方向可能相同，也可能相反，D错误。故选C。2．一物体由圆锥和与它底面相同的半球组成（如下图所示），置于粗糙的水平地面上用水平外力拉它做图中所示三种情况的运动。比较它所受的摩擦力大小分别为、、，则（）

A． B．C． D．【答案】C【详解】根据题意可知，物体在三种不同的运动情况下，都相对水平面有相对运动，故它受到滑动摩擦力的作用。在三种情况下，水平地面对物体的支持力的大小都等于物体的重力，故物体对地面的正压力的大小都等于其重力，即因滑动摩擦力的大小与接触面积无关。由可知以上三种情况下摩擦力的大小相等。故选C。3．如图所示，甲、乙两人分别乘坐两种电动扶梯，此时两电梯均匀速向上运转，则（）A．甲受到三个力的作用B．乙受到三个力的作用C．甲对扶梯有摩擦力的作用D．乙受到的摩擦力方向沿斜面向下【答案】B【详解】AC．题图甲中，人处于匀速直线运动状态，受力平衡，重力与竖直向上的支持力平衡，不受摩擦力。重力，支持力，故A、C错误；BD．题图乙中，人处于匀速直线运动状态，受力平衡，受到重力G、斜面的支持力以及沿斜面向上的摩擦力f三个力作用，如图所示，故B正确，D错误。故选B。4．书法是中华民族优秀传统文化之一。如图所示，某同学在书写“一”字时，水平桌面上平铺一张白纸，为防止打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。在向右行笔的过程中镇纸和白纸都处于静止状态，则（

）A．镇纸受到向左的摩擦力 B．毛笔受到向左的摩擦力C．桌面受到向左的摩擦力 D．白纸只受到向左的摩擦力【答案】B【详解】BD．在向右行笔的过程中，笔相对于白纸向右运动，白纸对笔有向左的摩擦力，根据牛顿第三定律，笔对白纸有向右的摩擦力，B正确，D错误；C．根据上述，笔对白纸有向右的摩擦力，对白纸与镇纸整体分析，该整体相对于桌面有向右运动的趋势，桌面对白纸有向左的摩擦力，根据牛顿第三定律，桌面受到向右的摩擦力,C错误；A．镇纸受到重力与白纸的支持力，镇纸相对于白纸没有相对运动趋势，则镇纸没有受到摩擦力，A错误；故选B。5．如图所示，当杂技演员用双手握住固定在竖直方向的杆匀速攀上和匀速下滑时，他所受的摩擦力分别是和，那么（

）A．竖直向上，竖直向上 B．竖直向下，竖直向下C．竖直向下，竖直向上 D．竖直向上，竖直向下【答案】A【详解】杂技演员匀速攀上和匀速下滑时，都是处于受力平衡状态，摩擦力竖直向上与重力平衡，区别是匀速攀上时是静摩擦力，匀速下滑时是滑动摩擦力。故选A。6．关于滑动摩擦力和动摩擦因数，下列说法正确的是（）A．由滑动摩擦力公式f＝μN可知，f与μ成正比，与N成正比B．滑动摩擦力与物体间的接触面积有关，接触面积越大，滑动摩擦力越大C．由可知，μ与f成正比，与N成反比D．动摩擦因数由接触面的材料和粗糙程度决定【答案】AD【详解】AB．由滑动摩擦力公式f＝μN可知，f与μ成正比，与N成正比滑动摩擦力与物体间的接触面积无关。故A正确；B错误；CD．同理，动摩擦因数由接触面的材料和粗糙程度决定。与f和N无关。故C错误；D正确。故选AD。7．图所示在水平力F的作用下，重为G的物体沿竖直墙壁匀速下滑，物体与墙之间的动摩擦因数为μ，物体所受摩擦力大小为（）A．G B．μF C．μ（F－G） D．F【答案】AB【详解】由题意可知：物体沿竖直墙壁下滑，则受到滑动摩擦力，所以又由于物体匀速下滑，所以故选AB。8．如图所示，水平桌面上的木块处于静止状态，水平外力的大小分别为,下列说法正确的是（

）A．木块共受到4个力的作用 B．木块受到的摩擦力方向向左C．木块受到的摩擦力大小为 D．木块受到的摩擦力大小为【答案】BC【详解】A．由于大小不等，而木块保持静止，故木块水平方向还受桌面静摩擦力作用，竖直方向受重力和桌面的支持力作用，共受5个力作用，A错误；BC．由于，木块有向右的运动趋势，故摩擦力向左，其大小为，BC正确，D错误。故选BC。1．关于摩擦力，下列说法正确的是（

）A．摩擦力作用效果一定是阻碍物体间的相对运动B．静止在粗糙水平桌面上的水杯，受到摩擦力作用C．摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反D．静摩擦力一定是阻力，滑动摩擦力不一定是阻力【答案】A【详解】A．摩擦力作用效果一定是阻碍物体间的相对运动，选项A正确；B．静止在粗糙水平桌面上的水杯，没有运动趋势，则不受摩擦力作用，选项B错误；C．摩擦力的方向一定与物体的相对运动方向或者相对运动趋势方向相反，摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反，选项C错误；D．静摩擦力不一定是阻力，也可能是动力；滑动摩擦力不一定是阻力，也可能是动力，选项D错误。故选A。2．如图所示，在桌面上放置一张纸和一瓶矿泉水，矿泉水瓶静止在纸面上，如果突然迅速向右拉动纸的一边，将纸片拉出，而矿泉水瓶相对桌面的位置几乎没变。下列说法正确的是（）A．纸片对矿泉水瓶摩擦力的方向向左B．纸片对矿泉水瓶摩擦力的方向向右C．拉动纸片越快，矿泉水瓶受到的摩擦力越大D．拉动纸片越快，矿泉水瓶受到的摩擦力越小【答案】B【详解】AB．纸片相对矿泉水瓶向右运动，故矿泉水瓶相对纸片向左运动，则纸片对矿泉水瓶的摩擦力方向向右，故A错误，B正确；CD．将纸片拉出过程中，纸片与矿泉水瓶间的摩擦力是滑动摩擦力，根据滑动摩擦力公式f=μFN可知滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数、正压力有关，与纸片运动的快慢无关，故CD错误。故选B。3．如图所示，一质量为m的木块在水平拉力作用下在长木板上向右滑行，质量为M的长木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为，m受到的摩擦力为，木板受到地面的摩擦力，则（）A．大小为，方向向右 B．大小为，方向向左C．大小为，方向向左 D．大小为，方向向左【答案】D【详解】A．木块受到的是滑动摩擦力，受到的摩擦力方向与相对运动相反，木块相对于木板向右运动，故摩擦力方向向左，大小为故A错误；BCD．由A中分析可知，木板给木块向左的摩擦力，则木块给木板等大的向右的摩擦力，木板因此有向右运动的趋势，木板保持静止，木板受到地面给的摩擦力是静摩擦力，方向水平向左，根据受力平衡可得故BC错误，D正确。故选D。4．某同学利用图甲所示的装置研究物块与木板之间的摩擦力。实验台上固定一个力传感器，传感器用细线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的图像如图乙所示。下列说法中正确的是（）A．木板一定始终做匀速运动B．物块与木板之间的滑动摩擦力大小约为2.6NC．在时间内，物块与木板之间相对静止D．在时间内，物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力【答案】C【详解】A．物块始终处于静止状态，力传感器的示数与长木板对物块的摩擦力大小相等，根据图乙可知，当作用在木板上的拉力较小时，长木板处于静止状态，物块与木板之间的摩擦力为静摩擦力，随着作用在木板上的拉力逐渐增大，木板对物块的静摩擦力也逐渐增大，即力传感器的示数逐渐增大，当长木板与物块之间的摩擦力达到最大静摩擦力时，长木板开始相对于物块向左运动，此后，长木板对物块的摩擦力为滑动摩擦力，大小一定，即此后力传感器的示数一定，根据图乙可知，长木板在1.3s前一直处于静止状态，1.3s后，开始运动，由于不知道作用在长木板上的拉力的具体值，则不能确定1.3s后长木板的运动状态，A错误；B．根据图乙，结合上述可知，物块与木板之间的滑动摩擦力大小约为2.0N，B错误；C．根据上述可知，在时间内，物块受到的是静摩擦力，即此时间内，物块与木板之间相对静止，C正确；D．根据图乙，结合上述可知，在时间内，物块与木板之间的摩擦力是滑动摩擦力，D错误。故选C。5．如图所示，物块静止在固定斜面上，接触面粗糙，现在用一定大小的力F沿斜面向上拉物块，物块仍保持静止，此时物块受到的摩擦力，以下描述正确的是（）A．方向沿斜面向上B．方向沿斜面向下C．摩擦力为0D．无法确定【答案】D【详解】物块在沿斜面方向上有向上的拉力，向下的重力分力，以及不确定方向的摩擦力，当此时当物块有上滑的趋势，摩擦力方向沿斜面向下。当物块有下滑的趋势，摩擦力方向沿斜面向上。因为物块的运动趋势不确定，所以摩擦力的方向不确定。故选D。6．如图所示，，，三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数也相同，三个物体随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示，则下列说法正确的是（）A．物体受到的摩擦力方向向右B．三个物体中只有物体受到的摩擦力是零C．受到的摩擦力沿传送带向下D．、受到的摩擦力方向相反【答案】B【详解】A．根据题意可知，物体A在水平方向上做匀速直线运动，水平方向不受摩擦力，故A错误；CD．根据题意可知，物体B、C均有相对传送带向下滑的趋势，由平衡条件可得，物体B、C均受到沿斜面向上的静摩擦力，大小等于，故CD错误；B．由上述分析可知，三个物体中只有物体受到的摩擦力是零，故B正确。故选B。7．如图甲所示，一人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上质量为10kg的木箱，木箱所受的摩擦力Ff与F的关系如图乙所示，g取10m/s2，下列说法正确的是（）A．木箱所受的滑动摩擦力为20NB．木箱所受的最大静摩擦力C．摩擦力总是阻碍物体间的相对运动D．木箱与地面间的动摩擦因数【答案】ACD【详解】A