教育最新K122019年高考物理双基突破 专题08 摩擦力精讲

专题八摩擦力（精讲）一、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：①相互接触，接触面不光滑；②接触处有弹力；③两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”①“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”。

②“相对运动方向”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。

③“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。

如图所示，木块B在长木板A上运动，A在水平面上运动。

若v1>v2，则B相对A向右运动，B受到方向向左的滑动摩擦力f1作用，此时滑动摩擦力f1的方向与运动方向相反；若v1<v2，则B相对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＝μF N。

【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．F C>F A>F B B．F C<F A<F BC．F A＝F B＝F C D．不能比较大小【答案】C【解析】由F＝μF N知F的大小只与μ和F N有关，与物体的运动状态无关，故C正确。

计算摩擦力时的三点注意①首先分清摩擦力的性质，因为只有滑动摩擦力才有公式F＝μF N，静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿定律来求解；②公式F f＝μF N中的F N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；μ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。

③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、下表面均与斜面平行，它们以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C匀速下滑，则A．A、B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2mg sin θD．A与B间的动摩擦因数μ＝tan θ【答案】C【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A．F f甲＝F f乙<F f丙 B．F f甲＝F f丙<F f乙C．F f甲＝F f乙＝F f丙 D．F f丙<F f甲<F f乙【答案】C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：①“相对静止”有两层含义：一是两个物体都静止，二是两个物体都做方向相同、速度相同的运动。

②“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。

③“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：①两物体相互接触，接触面不光滑；②接触处有弹力；③两物体相对静止（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】C【题5】（多选）人握住旗杆匀速上爬，则下列说法正确的是A．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0≤f≤f m。

跟接触面相互挤压力F N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。

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F f＝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f max 。

是物体将要发生相对运动这一临界状态时的摩擦力。

①f max 略大于滑动摩擦力F f ，为方便起见，解题时如无特殊说明，可认为f max =F f 。

②f max 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μ1，木块与木板间的动摩擦因数为μ2，木板一直静止，那么木板所受地面的摩擦力大小为A ．μ1MgB ．μ2mgC ．μ1（m ＋M ）gD ．μ1Mg ＋μ2mg【答案】B【题7】如图所示，小车的质量为m 0，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与地面间的摩擦，则小车对人的摩擦力可能是A ．0B ．m －m 0m ＋m 0F ，方向向右 C ．m －m 0m ＋m 0F ，方向向左 D ．m 0－m m ＋m 0F ，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 0＋m )）a ，再隔离出人，对人分析受力有F －F f ＝ma ，解得F f ＝m 0－m m 0＋mF ，若m 0>m ，则和假设的情况相同，D 正确；若m 0＝m ，则静摩擦力为零，A 正确；若m 0<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．地面与梯形木块间的摩擦力大小为FD．地面对梯形木块的支持力小于（m＋M）g【答案】AC【题9】如图所示，两个等大反向的水平力F分别作用在物体B、C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A、C间的摩擦力大小为F f1，物体B、C间的摩擦力大小为F f2，物体C与地面间的摩擦力大小为F f3，则A．F f1＝0，F f2＝0，F f3＝0 B．F f1＝0，F f2＝F，F f3＝0C．F f1＝F，F f2＝0，F f3＝0 D．F f1＝0，F f2＝F，F f3＝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F f3＝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A、C间的摩擦力大小F f1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F f2＝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μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2。

下列说法正确的是A．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mgB．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2（m＋M）gC．当F>μ2（m＋M）g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【题11】（多选）如图甲、乙所示，倾角为θ的斜面上放置一滑块M，在滑块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、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，A、C错误。