人教版（2019）必修第一册3-2摩擦力教师版-2021-2022学年高中物理合格性考试讲义

合格性考试讲义必修一
第三章相互作用——力
第二节摩擦力
一、摩擦力
1．定义：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力．
2．分类：静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力．
二、静摩擦力
1．定义：两个只有相对运动趋势，而没有相对运动的物体之间产生的摩擦力．
2．静摩擦力产生的条件
(1)物体相互接触且相互挤压．
(2)接触面粗糙．
(3)两物体间相对静止但有相对运动趋势．
3．方向：沿着接触面，并且跟物体相对运动趋势的方向相反．
4．静摩擦力的大小
(1)静摩擦力的大小总随迫使物体发生相对运动的外力的变化而变化，与正压力大小无关．
(2)静摩擦力有一个最大值，即最大静摩擦力F max，静摩擦力的范围是0＜F≤F max.
(3)静摩擦力的大小一般根据平衡条件求解．
5．两点注意
(1)与“相对运动趋势的方向相反”，并不是与“运动方向”相反．
(2)静摩擦力的效果是阻碍物体间的相对运动趋势，并不是阻碍物体的运动．
6．常用两种方法判断静摩擦力的有无
(1)条件判断法：接触面之间有压力、粗糙且有相对运动趋势．
(2)假设法：假设两物体间无静摩擦力，看物体是否相对滑动，判断思路如下：
三、滑动摩擦力
1．定义：当一个物体在另一个物体表面滑动的时候，会受到另一个物体阻碍它滑动的力．
2．滑动摩擦力产生的条件
(1)两物体相互接触且相互挤压．
(2)接触面粗糙．
(3)两物体间有相对运动．
3．方向：沿着接触面，并且跟物体的相对运动的方向相反．
4．滑动摩擦力的大小
(1)公式法：滑动摩擦力的大小跟压力成正比，即F＝μF N，μ为动摩擦因数，取决于相互接触的两物体的材料和接触面的粗糙程度，与接触面的面积无关，与物体间相对运动的速度大小无关．
(2)二力平衡法：物体做匀速直线运动时，可以根据二力平衡求解．
5．两点说明
(1)与“相对运动的方向相反”，并不是与“运动方向”相反．
(2)滑动摩擦力的效果是阻碍物体间的相对运动，并不是阻碍物体的运动．
6．滑动摩擦力方向的判断
(1)确定研究对象；
(2)选取与研究对象接触的物体为参考系；
(3)判断研究对象相对于参考系的运动方向，即相对运动方向；
(4)滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反．
四、滚动摩擦力
1．定义：一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦．
2．大小：当压力相同时，滚动摩擦比滑动摩擦小得多．
3．应用：滚动轴承．
【学考演练】
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)静摩擦力总是发生在相对静止且有相对运动趋势的物体之间．(√)
(2)运动的物体不可能受静摩擦力的作用．(×)
(3)静摩擦力一定是阻力．(×)
(4)只要两个物体之间有弹力产生，又有相对运动，两个物体之间就一定存在滑动摩擦力．
(×)
(5)滑动摩擦力一定存在于两个运动的物体之间．(×)
(6)静止的物体受到的摩擦力可能是滑动摩擦力．(√)
2．下列关于物体受静摩擦力作用的叙述，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．静止物体所受摩擦力一定为零
解析：选C静摩擦力的方向总与物体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，静止的物体也可能有相对运动趋势．
4．关于滑动摩擦力，以下说法中正确的是()
A．滑动摩擦力总是和物体的运动方向相反
B．滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动
C．只有运动的物体才受到滑动摩擦力
D．滑动摩擦力总跟物体的重力成正比
解析：选B滑动摩擦力总跟物体相对运动的方向相反，阻碍物体间的相对运动，但并不一定跟物体的运动方向相反，故选项A错误，B正确；滑动摩擦力产生在相对运动的物体间，静止的物体也可以受滑动摩擦力，故选项C错误；滑动摩擦力的大小一定跟接触面间的压力成正比，但压力不一定等于重力，所以，不能说滑动摩擦力跟物体的重力成正比，选项D错误．
5．自行车是很普及的代步工具，不论它的品牌如何，从自行车的结构和使用上来看，它涉及许多物理知识，下列对其认识错误的是()
A．自行车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车处均刻有花纹，并且都使用动摩擦因数大的材料，增大了最大摩擦力
B．车轴处经常涂一些润滑油，以减小接触面粗糙程度来减小摩擦力
C．车轴处一般有滚珠，变滚动摩擦为滑动摩擦来减小摩擦力
D．刹车时，用力捏紧车闸，以增大刹车块与车圈之间的压力，从而增大摩擦力
解析：选C自行车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车处均刻有花纹，并且都使用动摩擦因数大的材料，增大了最大摩擦力，选项A正确；车轴处经常涂一些润滑油，以减小接触面粗糙程度来减小摩擦力，选项B正确；车轴处一般有滚珠，变滑动摩擦为滚动摩擦来减小摩擦力，选项C错误；刹车时，用力捏紧车闸，以增大刹车块与车圈之间的压力，从而增大摩擦力，选项D正确．故认识错误的是C．
6．关于弹力、摩擦力，以下说法正确的是()
A．两物体间如果存在弹力，一定同时存在摩擦力
B．物体的弹性形变增大，弹力一定会随之增大
C．增大两物体间的弹力，物体间的摩擦力也一定会相应增加
D．同一接触面间产生的弹力和摩擦力，方向可以不垂直
解析：选B根据摩擦力产生条件之一需要物体间有正压力，所以有摩擦力必有弹力，而有弹力时未必有摩擦力，故A错误；物体由于发生弹性形变而具有的力叫弹力，物体在一定范围内形变越大，弹力一定随之增大，故B正确；弹力增大，摩擦力不一定增大．因为弹力增大，滑动摩擦力一定增大，而静摩擦力则不一定增大，故C错误；弹力的方向垂直于接触面，而摩擦力的方向与接触面相切，所以两力方向一定垂直，故D错误．
7．下列有关摩擦力的说法正确的是()
A．一个物体静止在另一个物体的表面上，它们之间一定有静摩擦力
B．滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反
C．摩擦力可以是阻力也可以是动力
D．由公式μ＝F
F N可以看出μ与F成正比，与F N成反比
解析：选C根据静摩擦力的产生条件知，A错误；滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反，与运动方向可能相同，B错误；摩擦力既可能是动力，也可能是阻力，C正确；μ仅由接触物体的材料和接触面的粗糙程度决定，与其他因素无关，D错误．
8．(多选)如图所示，A为粗糙长木板，在水平面以速度v1向右运动，物块B在木板A的上面以速度v2向右运动，下列判断正确的是()
A．若是v1＝v2，A、B之间无滑动摩擦力
B．若是v1＞v2，B受到了A所施加向右的滑动摩擦力
C．若是v1＜v2，B受到了A所施加向右的滑动摩擦力
D．若是v1＞v2，A受到了B所施加向左的滑动摩擦力
解析：选ABD若A、B速度不相等，两者之间存在相对运动，满足滑动摩擦力产生的条件，具有滑动摩擦力．若速度相等，则没有相对运动或相对运动趋势，所以不存在摩擦力．v1＞v2时，B相对于A向左运动，所以B受到A所施加的摩擦力方向向右，A受到B所施加的摩擦力方向向左，综上所述选ABD.
9.如图所示，物体放在水平桌面上，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＝10 N，F2＝2 N，若撤去F1，物体仍静止不动，则物块受到的摩擦力是() A．8 N，方向向右B．8 N，方向向左
C．2 N，方向向右D．2 N，方向向左
解析：选C在未撤去力之前，物体静摩擦力为8 N，因此当撤掉F1，F2
不足以推动物体，因此静摩擦力为2 N，方向向右，C正确．
10．重为50 N的物体，在粗糙水平面上向右运动，物体和水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，同时物体还受到一个大小为10 N、方向水平向左的水平拉力F作用，如图所示，则水平面对物体的摩擦力的大小和方向是()
A．10 N，水平向左B．20 N，水平向左
C．10 N，水平向右D．20 N，水平向右
解析：选A物体对水平面的压力F N＝mg，所以所受滑动摩擦力大小为F f＝μF N＝μmg＝0.2×50 N ＝10 N，方向与相对滑动方向相反，水平向左．故选项A正确．
11．(多选)下列关于摩擦力的说法中正确的是()
A．相对运动的两个物体之间必定存在摩擦力
B．正压力增大，静摩擦力有可能保持不变
C．相对静止的两个物体之间也可能有滑动摩擦力的相互作用
D．动摩擦因数跟两物体接触面的材料及表面的粗糙程度有关
解析：选BD若两个物体的接触面光滑，即使两个物体相对运动也不存在摩擦力，故A错误；正压力增大，静摩擦力有可能保持不变，例如用手握住瓶子时，手的握力变大了，静摩擦力仍然等于瓶子的重力，故B正确；相对静止的两个物体之间不可能有滑动摩擦力的相互作用，故C错误；动摩擦因数跟两物体接触面的材料及表面的粗糙程度有关，故D正确．
12．一辆汽车停在水平地面上，一个人用水平力推车，但车仍然静止，表明()
A．推力越大，静摩擦力越小
B．推力小于静摩擦力
C．推力大小变化时，静摩擦力大小不变
D．推力越大，静摩擦力越大，推力与静摩擦力平衡
解析：选D用力推车，车静止，说明推力小于车与地面之间的最大静摩擦力．由二力平衡可知，静摩擦力与推力大小相等、方向相反．
13．(2018·广东惠州高一上期末)关于静摩擦力，下列说法正确的是()
A．两个相对静止的物体之间一定有静摩擦力的作用
B．静摩擦力一定是阻力
C．受静摩擦力作用的物体一定是静止的
D．在正压力一定的条件下，静摩擦力的大小是可以变化的，但有一定限度
解析：选D静摩擦力产生条件为相互挤压、接触面粗糙、相对静止且有相对运动趋势，只有同时满足才能产生静摩擦力，故A错误；静摩擦力阻碍相对运动趋势，不一定是阻力，比如，正在与传送带一起斜向上运动的物体，所受到的静摩擦力是动力，此时物体处于运动状态，故B、C错误；在正压力一定的条件下，最大静摩擦力通常不变，但静摩擦力却随引起相对运动趋势的外力变化而变化，故D正确．
14．关于滑动摩擦力公式f＝μN，下列说法中正确的是()
A．动摩擦因数μ与摩擦力f成正比，f越大，μ越大
B．动摩擦因数μ与压力N成反比，N越大，μ越小
C．动摩擦因数μ与摩擦力f成正比，与压力N成反比
D．动摩擦因数μ的大小只与两物体接触面的粗糙程度及材料有关
解析：选Dμ只与两物体接触面的材料和粗糙程度有关，与f、N均无关．故选D．
15．一木块置于粗糙水平地面上，按如图所示不同的放法，在水平力F的作用下运动，设地面与木块各接触面的动摩擦因数相同，则木块受到的摩擦力的大小关系是()
A．F甲＞F乙＞F丙B．F乙＞F甲＞F丙
C．F丙＞F乙＞F甲D．F甲＝F乙＝F丙
解析：选D动摩擦因数μ跟接触面的大小无关，因三种情况下μ相等，且对地面的压力大小都等于木块的重力，所以三种情况下木块受到的摩擦力大小相等，应选D．
16.如图所示，重力为G的木棒可绕光滑轴O自由转动，现将棒搁在表面粗糙的小车上，小车原来
静止．如果用水平向右的力F 拉动小车，则棒受到的摩擦力( )
A ．方向向右
B ．方向向左
C ．等于零
D ．都有可能
解析：选A 由题图可直接判断出木棒相对小车向左运动，则棒受到的
摩擦力方向向右，A 正确，B 、C 、D 错误．
17.如图所示，将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在英汉字典内，书对A4纸的压力为3 N ，A4纸与书之间的动摩擦因数为0.4，要把A4纸从书中拉出，拉力至少应为( )
A ．0.6 N
B ．1.2 N
C ．2.4 N
D ．3 N
解析：选C 根据F ＝μF N ，F ＝1.2 N ，因为纸的上下两面都要受到书对它
的滑动摩擦力，所以要把纸从书中拉出，拉力至少应为2.4 N ，C 正确．
18．如图所示为某新型夹砖机，它能用两支巨大的“手臂”将几吨砖夹起，大大提高了工作效率．已知某夹砖机能夹起质量为m 的砖，两支“手臂”对砖产生的最大压力为F max (设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，则“手臂”与砖之间的动摩擦因数至少为( )
A ．μ＝mg F max
B ．μ＝mg 2F max
C ．μ＝2mg F max
D ．μ＝F max mg 解析：选B 夹砖机夹起砖时，两“手臂”对砖各有大小为mg 2
的摩擦力，又因为压力为F max ，所以μ＝F f F N ＝mg /2F max ＝mg 2F max
，选项B 正确．
19．(2019·北京昌平高一期末)如图所示，水平地面上有一货箱，货箱所受的重力G ＝1 000 N ，货箱与水平地面间的动摩擦因数μ＝0.3.某人用F ＝200 N 的水平力拉货箱，没有拉动，则货箱受到的静摩擦力大小为________N ；如果拉货箱的水平力增加到400 N ，则货箱受到的摩擦力大小为________N(可认为最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力)．
解析：认为最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力，货箱与地面之间的最大静摩擦力大小为f m ＝μG ＝
0.3×1 000 N ＝300 N ；人用F ＝200 N 的水平力拉货箱，没有拉动，根据平衡知识可知，此时货箱受到的静摩擦力大小f 1＝F ＝200 N ；如果拉货箱的水平力增加到400 N ＞f m ，则货箱将会被拉动，此时受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为300 N.
答案：200 300
【真题演练】
11. （2019.6·广东）如图所示，一个重为20N 的物体放在水平地面上，当它受到4F N 水平向左的拉力作用时，处于静止状态．已经物体与地面间的动摩擦因数为0.25，则物体受到的摩擦力
A. 大小为4N，方向水平向左
B. 大小为4N，方向水平向右
C. 大小为5N，方向水平向左
D. 大小为5N，方向水平向右
【答案】B
【解析】
【详解】由于物体处于静止状态，放在水平地面上的物体在水平方向受到向左的拉力和向右的静
f=，故选项B正确，A、C、摩擦力，它们大小相等，方向相反，即物体受到的静摩擦力的大小4N
D错误．
34. （2019.6·广东）如图所示，木块M被水平力F压在竖直墙壁上，保持静止状态．关于物体受到墙壁的静摩擦力，下列说法正确的是
A. 因为木块静止，所以静摩擦力为零
B. 因为木块有下滑的趋势，所以静摩擦力的方向竖直向下
C. 如果增大F，静摩擦力将增大
D. 如果增大F，静摩擦力仍保持不变
【答案】D
【解析】
【详解】对物体受力分析，受推力F、重力G，受墙壁对其垂直向外的支持力N，由于物体保持
=，即静摩擦力静止，处于平衡状态，合力为零，故有竖直向上的静摩擦力f，根据平衡条件有f G
与重力平衡，与推力无关，故选项D正确，A、B、C错误．
19. （2017·河南）如图所示，在探究摩擦力的实验中，测力计与水平桌面平行，拉力从零逐渐增大，拉力为8N时，木块不动；拉力为12N时，木块恰好被拉动；木块匀速运动时拉力为10N。

木块与桌面间的滑动摩擦力f为_________________N，最大静摩擦力f m为_________________N。

【答案】(1). 10N (2). 12N
【解析】
【详解】[1][2] 木块匀速运动时拉力为10N，说明滑动摩擦力为10N；拉力为12N时，木块恰好被拉动，说明最大静摩擦力为12N。

7. （2015·陕西）如图所示，小孩用水平推力推放置在水平面上的箱子，第一次轻推，没有推动；小孩用更大的力推，箱子还是不动．关于箱子所受摩擦力的大小，下列说法正确的是
A. 所受摩擦力为0
B. 所受摩擦力不变
C. 所受摩擦力变大
D. 所受摩擦力变小
【答案】C
【解析】试题分析：因木箱没动，处于平衡状态，则所受的推力等于地面对木箱的静摩擦力，当推力增加时，木箱所受的静摩擦力变大，故选C.
考点：物体的平衡；静摩擦力.
28. （2019.12·河北）（多选）如图所示，某人用水平线用的力推水平地面上的沙发，推力逐渐增大，沙发始终静止，在此过程中，下列说法正确的是
A. 沙发受到三个力作用
B. 地面对沙发的摩擦力水平向左
C. 地面对沙发的摩擦力始终不变
D. 地面对沙发的摩擦力逐渐增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.沙发受到重力、支持力、推力、摩擦力四个力，故A错误；
BCD.推力水平向右且逐渐增大，由水平方向合力为0可知，摩擦力水平向左，且逐渐增大，BD正确，C错误；
故选BD。

7. （2019.6·福建）如图所示，小明用水平力F推静止在水平面上的物体，物体仍静止，则推力F 大小（）
A. 大于物体所受地面的静摩擦力
B. 等于物体所受地面的静摩擦力
C. 大于物体所受地面的滑动摩擦力
D. 等于物体所受地面的滑动摩擦力
【答案】B
【解析】
【详解】物体始终静止，物体受到的合外力始终为0，物体相对于地面有向右运动的趋势，受到水平向左的静摩擦力，静摩擦力和推力大小相等，故ACD错误，B正确。

故选B。

8. （2020·陕西）如图所示，质量为1kg的物体在3N的水平拉力F作用下，向右做直线运动。

物
体与水平面的动摩擦因数为0.2，g 取10m/s 2，则物体所受摩擦力大小是（ ）
A. 0.2N
B. 2N
C. 0.6N
D. 3N
【答案】B
【解析】
【详解】物体所受摩擦力大小为 f 2N F mg μ==
故选B 。

10. （2017.6·广东）如图所示，皮箱在大小为10N 方向斜向上的拉力F 的作用下，沿水平地面做匀速直线运动，则物体与地面间的摩擦力为( )
A. 等于零
B. 等于10N
C. 小于10N
D. 大于10N
【答案】C
【解析】
【详解】对物体受力分析，受拉力、重力、支持力、摩擦力，如图所示：
物体匀速运动，受力平衡，物体受拉力、重力、支持力和滑动摩擦力四个力作用，根据平衡条件：
0Fcos f θ-=
故摩擦力大小小于10N ，故C 正确，ABD 错误；
故选C 。

34. （2017.6·广东）如图所示，在水平压力F 作用下，重为G 的物体紧靠着竖直墙壁保持静止．关于物体此时受到的摩擦力，下列说法正确的是( )
A. 摩擦力的大小小于G
B. 摩擦力的大小大于G
C. 摩擦力的方向水平向右
D. 摩擦力的方向竖直向上
【答案】D
【解析】
【详解】物体保持静止状态，在竖直方向受重力和墙对物体的摩擦力，这两个力是一对平衡力，大小相等，方向相反，故选项D正确．
点睛：物体处于静止状态，则物体受平衡力作用，分别从竖直方向和水平方向对其进行受力分析：在水平方向，受压力和墙的支持力，在竖直方向受重力，不下滑，则受墙对它竖直向上的摩擦力．
2. （2018·江苏）冰壶比赛的冰道表面覆盖着特制的微小颗粒．如图所示，比赛时运动员常在冰壶滑行的前方用冰刷快速擦刷冰面，使冰壶滑得更远．设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ，受到的滑动摩擦力为f，则冰道被擦刷后()
A. μ和f都增大
B. μ和f都减小
C. μ增大，f减小
D. μ减小，f增大
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知，冰壶被推出后做减速运动，运动员常在冰壶滑行的前方用冰刷快速擦刷冰面，使冰壶滑得更远，说明冰壶所受阻力更小，即动摩擦因数更小，摩擦力也更小，故B正确．。