2022届高考物理一轮复习 第6讲 摩擦力 讲义(考点+经典例题)

第6讲摩擦力

双基知识：

一、静摩擦力与滑动摩擦力

1.两种摩擦力的比较

2.动摩擦因数

(1)定义：彼此接触的物体发生相对运动时，摩擦力和正压力的比值。公式μ＝F f

F N。

(2)决定因素：接触面的材料和粗糙程度。

“三点”注意

1.摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反，但不一定与物体的运动方向相反。

2.摩擦力总是阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势)，但不一定阻碍物体的运动，即摩擦力可以是阻力，也可以是动力。

3.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。

考点一摩擦力的有无及方向的判断

1．对摩擦力的理解

(1)摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反，但不一定与物体的运动方向相反。

(2)摩擦力总是阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势)，但不一定阻碍物体的运动。

(3)摩擦力不一定是阻力，也可以是动力。

(4)受静摩擦力作用的物体不一定静止，但一定保持相对静止。

2．明晰“三个方向”

名称释义

运动方向一般指物体相对地面(以地面为参考系)的运动方向相对运动方向

以其中一个物体为参考系，另一个物体相对参考系的运

动方向

相对运动趋势方

向

由于静摩擦力的存在导致欲发生却没有发生的相对运动

的方向

3.静摩擦力的有无及方向的判断方法

(1)假设法

(2)状态法

根据平衡条件、牛顿第二定律，判断静摩擦力的方向。

(3)牛顿第三定律法

先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力的方向。

【典例1】(多选)如图所示，A、B、C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.A物体受到的摩擦力方向向右

B.三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零

C.B、C受到的摩擦力方向相同

D.B、C受到的摩擦力方向相反

答案BC解析A物体与传送带一起匀速运动，它们之间无相对运动或相对运动趋势，即无摩擦力作用，A错误；B、C两物体虽运动方向不同，但都处于平衡状态，由沿传送带方向所受合力为零可知，B、C两物体均受沿传送带方向向上的摩擦力作用，B、C正确，D错误。

考点二摩擦力的大小分析与计算

1．静摩擦力大小的计算

(1)物体处于平衡状态(静止或匀速运动)，利用力的平衡条件来判断静摩擦力

的大小。

(2)物体有加速度时，若只有静摩擦力，则f＝ma。若除静摩擦力外，物体还

＝ma，先求合力再求静摩擦力。

受其他力，则F

合

2．滑动摩擦力大小的计算

滑动摩擦力的大小用公式f＝μN来计算，应用此公式时要注意以下几点：

(1)μ为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关：N为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力。

(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关。

【典例2】(多选)(2020·河北唐山市上学期期末)如图所示，长木板A与物体B叠放在水平地面上，物体与木板左端立柱间放置水平轻质弹簧，在水平外力F 作用下，木板和物体都静止不动，弹簧处于压缩状态。将外力F缓慢减小到零，物体始终不动，在此过程中()

A.弹簧弹力不变

B.物体B所受摩擦力逐渐减小

C.物体B所受摩擦力始终向左

D.木板A所受地面的摩擦力逐渐减小

答案AD解析将外力F缓慢减小到零，物体始终不动，弹簧的长度不变，则弹力不变，选项A正确；对物体B，因开始时所受摩擦力的方向不确定，则有F

＝F±F f，则随F的减小，物体B所受摩擦力的大小和方向都不能确定，选项B、弹

C错误；对A、B与弹簧组成的整体，在水平方向，力F与地面对A的摩擦力平衡，则随F的减小，木板A所受地面的摩擦力逐渐减小，选项D正确。

【典例3】(多选)(2020·广东珠海市上学期期末)自动卸货车始终静止在水平地面上。车厢在液压机的作用下改变与水平面间的倾角，用以卸下车厢中的货物。当倾角增大到θ时，质量为M的木箱A与装在箱内的质量为m的物体B一起以共同的速度v沿车厢底匀速滑下，则下列说法正确的是()

A.A受到的静摩擦力方向沿斜面向上

B.A受到的摩擦力为Mg sin θ，方向沿底面向上

C.A受到车厢底面的滑动摩擦力大小为Mg sin θ

D.A与车厢底面间的动摩擦因数μ＝tan θ

答案BD解析A受到车厢底面的摩擦力是滑动摩擦力，受到B的摩擦力是静摩擦力，方向沿斜面向下，故A错误；对A受力分析，受重力、支持力、车厢底面对A的摩擦力、B对A的压力和B对A的摩擦力，根据A匀速运动，受力平衡，A受到的摩擦力大小为Mg sin θ，方向沿底面向上，故B正确；将A、B 作为整体，匀速运动，受力平衡，所以A受到车厢底面的滑动摩擦力大小为(M

＋m)g sin θ，故C错误；对于A、B整体，根据受力平衡，有(M＋m)g sin θ＝μ(M ＋m)sin θ，所以μ＝tan θ，故D正确。

考点三摩擦力的“突变”分析

1.“静—静”突变

物体在静摩擦力和其他力的共同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。

【典例4】(2020·福建三明市质检)如图所示，质量为10 kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为5 N时，物体A处于静止状态。若小车以1 m/s2的加速度向右运动，则(g＝10 m/s2)()

A.物体A相对小车向右运动

B.物体A受到的摩擦力减小

C.物体A受到的摩擦力大小不变

D.物体A受到的弹簧的拉力增大

答案C解析由题意得，物体A与小车的上表面间的最大静摩擦力F f m≥5 N，小车加速运动时，假设物体A与小车仍然相对静止，则物体A所受合力F

合

＝ma ＝10 N，可知此时小车对物体A的摩擦力为5 N，方向向右，且为静摩擦力，所以假设成立，物体A受到的摩擦力大小不变，故选项A、B错误，C正确；物体A受到的弹簧的拉力大小不变，故D错误。

2.“静—动”突变

物体在静摩擦力和其他力作用下处于相对静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持相对静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力。

【典例5】(多选)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的质量为10 kg的木箱，木箱所受的摩擦力f与F的关系如图乙所示，下列说法正确的是(g取10 m/s2)()

A．木箱所受的最大静摩擦力f m＝21 N

B．木箱所受的最大静摩擦力f m＝20 N

C．木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.21

D．木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.2

答案AD解析[木箱受到的静摩擦力随推力的增大而增大，最大静摩擦力为21 N，当推力F>21 N时，摩擦力为滑动摩擦力，大小为20 N，木箱与地面间

的动摩擦因数μ＝

f

mg＝0.2，选项A、D正确。]

3“动—静”突变