培优提升六　摩擦力的进一步分析

培优提升六摩擦力的进一步分析学习目标1.进一步理解摩擦力的概念，会用条件法、假设法、状态法判断摩擦力的有无。2.会分析摩擦力的突变问题。提升1对摩擦力的理解1.对摩擦力的理解(1)摩擦力是指发生在两个相互接触的物体之间的阻碍两个物体间的相对运动或相对运动趋势的力。(2)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，运动的物体可能受到静摩擦力的作用。例如：在倾斜传送带上随传送带匀速传送的物体受到的摩擦力是静摩擦力。(3)受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的，静止的物体可能受到滑动摩擦力的作用。例如：擦黑板时，静止的黑板受到的摩擦力是滑动摩擦力。(4)无论是静摩擦力还是滑动摩擦力，都可以是动力，也可以是阻力，如果物体受到的摩擦力的方向与该物体运动的方向相同，则摩擦力为动力，如果物体受到的摩擦力的方向与该物体运动的方向相反，则摩擦力为阻力。2.摩擦力有无的判断方法(1)条件法：根据摩擦力产生的条件判断。(2)假设法：假设接触面光滑，若物体原来的运动状态改变，说明存在摩擦力，否则不存在摩擦力。(3)状态法：由物体所处的状态分析，若物体静止或做匀速直线运动，根据二力平衡的知识可判断是否存在摩擦力。例1(多选)如图所示，P、Q两物体均重10N，各接触面的动摩擦因数均为μ=0.3，现在对物体Q施加一向右的水平拉力F=4N，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则()A.物体P与物体Q一起向右运动B.物体P静止不动，物体Q向右运动C.地面对物体P施加水平向左大小为4N的静摩擦力D.无论如何加大对物体Q的水平拉力F，物体P都不会向右运动答案BD解析设P、Q两物体的重力均为G，由题意可得P受到地面的最大静摩擦力Ff1=μ·2G=6N，同理Q受到P的最大静摩擦力为Ff2=3N，根据Ff1与Ff2的大小关系，结合向右的水平拉力F=4N可知，物体P静止不动，物体Q向右运动，故A错误，B正确;对物体P受力分析，其在水平方向上受到Q向右的摩擦力和地面向左的摩擦力，根据受力平衡可知地面对物体P施加的摩擦力Ff地P=FfQP=Ff2=3N，故C错误;由A、B项分析可得，由于Ff1>Ff2，所以当加大对物体Q的水平拉力F时，物体P不会向右运动，故D正确。分析摩擦力的流程(接触面粗糙，存在正压力)(1)先判断摩擦力的种类，是静摩擦力还是滑动摩擦力。(2)分析摩擦力主要分析接触面，比如对物体P而言，有两个接触面，分别是物体Q和P之间，P和地面之间。(3)摩擦力的方向是相对接触面而言的，所以摩擦力的方向一定平行于接触面，与相对运动趋势或相对运动方向相反。(4)静摩擦力大小由力的平衡条件计算;滑动摩擦力大小由Ff=μF压计算。例2(多选)(2026·北京市八中期末)如图所示为表面粗糙的倾斜皮带传输装置，皮带的传动速度保持不变。物体被无初速度地放在皮带的底端A处，开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置B后就不再相对皮带滑动，而是随皮带一起匀速运动，直至到达顶端C，在传送过程中，物体()A.在AB段受到的摩擦力为沿皮带向上的滑动摩擦力B.在AB段受到的摩擦力为沿皮带向下的滑动摩擦力C.在BC段不受静摩擦力D.在BC段受沿皮带向上的静摩擦力答案AD解析当物体被无初速度地放在皮带底端A处时，物体相对皮带向下滑动，即在AB段物体受到沿皮带向上的滑动摩擦力，故A正确，B错误;在BC段，物体相对皮带有向下运动的趋势，受到沿皮带向上的静摩擦力，故D正确，C错误。在计算摩擦力的大小时，我们应当首先判断摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力。(1)滑动摩擦力大小的计算①公式法：Ff=μF压;②二力平衡法：物体做匀速直线运动时，可根据二力平衡求解。(2)静摩擦力大小的计算若物体处于匀速运动或静止状态时，可根据二力平衡条件求解。

提升2摩擦力的突变问题“静→静”突变问题物体在静摩擦力和其他力的作用下处于静止状态，当其他力突然变化时，如果物体仍能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小或方向发生“突变”。例3如图所示，物块放在水平桌面上，在水平方向上共受三个力作用，即F1、F2和摩擦力作用，物块处于静止状态，其中F1=8N，F2=4N，若撤去F1，物块仍静止不动，则物块受到的摩擦力为()A.8N，方向向右 B.8N，方向向左C.4N，方向向右 D.4N，方向向左答案C解析物块在水平方向共受到三个力F1、F2和摩擦力作用，物块处于静止状态，合外力为零，可知此时摩擦力为Ff1=F1-F2=8N-4N=4N，且方向向左，最大静摩擦力应大于等于4N，当撤去F1，作用在物块上的力F2=4N，小于等于最大静摩擦力，物块仍处于静止状态，则此时受到的静摩擦力为Ff2=F2=4N，方向与F2的方向相反，即为方向向右，故C正确。“静→动”突变问题物体在静摩擦力和其他力的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”为滑动摩擦力。例4如图甲所示，用水平力F将质量为0.4kg的物块压在竖直墙壁上静止不动，物块与墙面间的动摩擦因数为0.4。若力F随时间t变化的规律如图乙所示，g=10m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列图像中，能正确反映物块所受墙壁的摩擦力大小Ff随时间t变化规律的是()答案B解析t=0时，物块与墙壁间的最大静摩擦力Ffmax=μF=0.4×20N=8N，重力G=mg=0.4×10N=4N，故开始时，物块处于静止状态，受到静摩擦力作用。当最大静摩擦力等于重力时，即mg=μF'，解得F'=10N，由题图乙知对应时刻为2s，所以0~2s内，物块受到的静摩擦力大小为4N;2~4s内，物块受到的滑动摩擦力Ff=μF，且Ff随F减小而逐渐减小，B正确。“动→静”突变问题在滑动摩擦力和其他力的作用下，做减速运动的物体突然停止滑行时，物体将不受摩擦力作用，或滑动摩擦力“突变”为静摩擦力。例5如图所示，物体A的质量为1kg，置于水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2，从t=0开始，物体以一定的初速度v0向右滑行的同时，受到一个水平向左、大小恒为F0=1N的作用力，则反映物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图像正确的是(取向右为正方向，g取10N/kg)()答案C解析物体A向右滑动时，受到地面向左的滑动摩擦力，由Ff1=μmg，得Ff1=2N;物体静止后，因受到向左的拉力F0=1N<Ff1，故物体A不再运动，由二力平衡可知，物体A受到向右的静摩擦力，大小为Ff2=F0=1N，故C正确。随堂对点自测1.(对摩擦力的理解)(多选)关于摩擦力，有人总结了四条“不一定”，其中说法正确的是()A.摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同B.静摩擦力的方向不一定与运动方向共线C.受静摩擦力或滑动摩擦力作用的物体不一定静止或运动D.静摩擦力一定是阻力，滑动摩擦力不一定是阻力答案ABC解析摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反，也可能与物体的运动方向相同，选项A正确;静摩擦力的方向不一定与运动方向共线，也可能与运动方向成一定角度，例如用手竖直握住瓶子，让瓶子水平移动，选项B正确;运动的物体和静止的物体都可能受到静摩擦力或滑动摩擦力的作用，例如货物在倾斜传送带上向高处运动时，货物受静摩擦力但不静止;正在滑轨上滑行的物体，滑轨受到滑动摩擦力，而滑轨是静止的，选项C正确;静摩擦力和滑动摩擦力都既可以是阻力，也可以是动力，选项D错误。2.(摩擦力的突变问题)如图所示，一滑块静止在粗糙的水平木板上，现将木板的一端缓慢抬高，直至木板与水平面成90°角。在0<θ<90°的过程中，关于滑块所受的摩擦力，下列说法正确的是()A.滑块先受静摩擦力，然后受滑动摩擦力B.滑块先不受摩擦力，然后受滑动摩擦力C.滑块始终受到静摩擦力D.滑块始终受到滑动摩擦力答案A解析木板与水平方向夹角较小时，滑块相对木板静止，滑块受到静摩擦力，木板与水平方向夹角达到某一角度时，滑块相对木板下滑，滑块受到滑动摩擦力，故A正确。3.(摩擦力的突变问题)把一重为