第12講摩擦力

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學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.知道滑動(dòng)摩擦力的概念及產(chǎn)生條件，會(huì)判斷滑動(dòng)摩擦力的方向。

2.知道滑動(dòng)摩擦力的大小跟什么有關(guān)，會(huì)求滑動(dòng)摩擦力。

3.知道靜摩擦力的概念及產(chǎn)生條件，會(huì)判斷靜摩擦力的方向。

4.知道最大靜摩擦力的概念，知道靜摩擦力的大小范圍。

［函基礎(chǔ)知

---------------------IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII-----------------------

一、滑動(dòng)摩擦力

1.定義：兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，在接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙

相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，這種力叫作滑動(dòng)摩擦力。

2.滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件：兩物體接觸面粗糙、有彈力、發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

注意：有彈力，不一定有摩擦力；有摩擦力，一定有彈力。

3.方向：沿著接觸面，跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反，不一定與運(yùn)動(dòng)方向相反。

4.滑動(dòng)摩擦力方向的判斷

5.大小：

(1)公式：Ff=jLlFN,其中刀N表示接觸面上壓力的大小，〃為動(dòng)摩擦因數(shù)。

注意：K是正壓力，其大小不一定等于物體的重力。

(2)二力平衡法：物體勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí)，根據(jù)二力平衡條件求解。

注意：物體靜止時(shí)也可能受到滑動(dòng)摩擦力。

(3)動(dòng)摩擦因數(shù)〃跟相互接觸的兩個(gè)物體的材料、接觸面的粗糙程度有關(guān)，沒有

單位。

二、靜摩擦力

1.定義：相互接觸的兩個(gè)物體之間只有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，而沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)

的摩擦力叫作靜摩擦力。

2.靜摩擦力的產(chǎn)生條件：兩物體接觸面粗糙、有彈力、具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。

3.方向：沿著接觸面，跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反?！跋鄬?duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)”是指一

個(gè)物體相對(duì)于與它接觸的另一個(gè)物體有運(yùn)動(dòng)的苗頭，但還未發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

4.靜摩擦力方向的兩種判斷方法

假設(shè)接觸面是光滑的，判斷物體將向哪個(gè)方向滑動(dòng)，即物體相對(duì)運(yùn)

假設(shè)法

動(dòng)趨勢(shì)的方向，靜摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反

當(dāng)物體受靜摩擦力處于平衡狀態(tài)時(shí)，可根據(jù)二力平衡，判斷出靜摩

二力平衡法

擦力的方向

5.大?。弘S外力的變化而變化，當(dāng)外力增大到某一值時(shí)，物體就要滑動(dòng)，此時(shí)靜

摩擦力達(dá)到最大值Fmax,我們把Fmax叫作最大靜摩擦力。

(1)范圍：0<RWRmax。最大靜摩擦力與正壓力成正比。

一般情況下，最大靜摩擦力fmax略大于滑動(dòng)摩擦力，為分析問題方便，可認(rèn)為

二者相等。

(2)計(jì)算：物體勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí)，根據(jù)二力平衡條件求解。

6.對(duì)摩擦力中“三個(gè)方向”“兩個(gè)阻礙”的理解

(1)運(yùn)動(dòng)方向：一般指物體相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)方向。

(2)相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向：指滑動(dòng)摩擦力的受力物體相對(duì)于施力物體的運(yùn)動(dòng)方向。

(3)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向：指靜摩擦力的受力物體相對(duì)于施力物體的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向。

(4)阻礙：滑動(dòng)摩擦力阻礙的是相對(duì)運(yùn)動(dòng)，靜摩擦力阻礙的是相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，但

它們不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，即它們都可以作動(dòng)力，也可以作阻力。

Q考點(diǎn)剖析

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考點(diǎn)一：滑動(dòng)摩擦力

［例1］如圖所示，重力G=20N的物體，在動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1的水平面上向左運(yùn)

動(dòng)，同時(shí)受到大小為10N,方向向右的水平力R的作用，則物體所受合力大小和

方向是（）

V

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

【詳解】由于物體向左運(yùn)動(dòng)，則滑動(dòng)摩擦力的方向向右，所以物體所受合力為

J^+NGWON+O.IXZONMIZN方向水平向右。故選A。

考點(diǎn)二：靜摩擦力

【例2】用手握緊瓶子使瓶子靜止，如圖，關(guān)于瓶子所受摩擦力的情況以下正確

的是（）

III

III

A.摩擦力的大小與手的握力成正比

B.手出汗了摩擦力就會(huì)變小

C.摩擦力的大小與手的握力大小無關(guān)

D.摩擦力的方向向下

【答案】C

【詳解】ACD.瓶子保持靜止，受力平衡，對(duì)瓶子受力分析，受重力和豎直向

上靜摩擦力，二力平衡，因而靜摩擦力等于重力；握力增加后，瓶子更掉不下，

依然保持靜止，靜摩擦力大小還是等于重力大小，故AD錯(cuò)誤，C正確；

B.當(dāng)手出汗了，導(dǎo)致動(dòng)摩擦因數(shù)減小，則最大靜摩擦力就會(huì)變小，而受到靜摩

擦力不變，B錯(cuò)誤。故選C。

［域真題演屋］

----------------------llllillllllllillllllllillllllllllllilllil------------------------

1.下列關(guān)于摩擦力的說法，正確的是（）

A.相互接觸的兩物體間一定存在摩擦力

B.相互接觸且有擠壓的兩物體間一定存在摩擦力

C.摩擦力總是阻礙物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)

D.摩擦力的方向總是與物體運(yùn)動(dòng)的方向相反

【答案】C

【詳解】AB.相互接觸擠壓、接觸面粗糙、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)是摩

擦力產(chǎn)生的三個(gè)條件，三個(gè)條件必須同時(shí)滿足才產(chǎn)生摩擦力，AB錯(cuò)誤；

C.摩擦力的作用效果總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，C正確；

D.摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反，與物體運(yùn)

動(dòng)的方向可能相同，也可能相反，D錯(cuò)誤。故選C。

2.一物體由圓錐和與它底面相同的半球組成（如下圖所示），置于粗糙的水平

地面上用水平外力拉它做圖中所示三種情況的運(yùn)動(dòng)。比較它所受的摩擦力大小分

別為馬、耳2、耳3,則（）

A.耳I>耳2>耳3B.%>42>

C.Fn=Ft2=F!3D.Ff3=Ff2>F“

【答案】C

【詳解】根據(jù)題意可知，物體在三種不同的運(yùn)動(dòng)情況下，都相對(duì)水平面有相對(duì)運(yùn)

動(dòng)，故它受到滑動(dòng)摩擦力的作用。在三種情況下，水平地面對(duì)物體的支持力的大

小都等于物體的重力，故物體對(duì)地面的正壓力的大小都等于其重力，即小=性因

滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積無關(guān)。由耳=〃然可知以上三種情況下摩擦力的大

小相等。故選C。

3.如圖所示，甲、乙兩人分別乘坐兩種電動(dòng)扶梯，此時(shí)兩電梯均勻速向上運(yùn)轉(zhuǎn),

A.甲受到三個(gè)力的作用

B.乙受到三個(gè)力的作用

C.甲對(duì)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

【詳解】AC.題圖甲中，人處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，受力平衡，重力與豎直向

上的支持力平衡，不受摩擦力。重力G=mg,支持力外=3=陽，故A、C錯(cuò)誤;

BD.題圖乙中，人處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，受力平衡，受到重力G、斜面的支

持力網(wǎng)以及沿斜面向上的摩擦力;'三個(gè)力作用，如圖所示，故B正確，D錯(cuò)誤。

故選B。

4.書法是中華民族優(yōu)秀傳統(tǒng)文化之一。如圖所示，某同學(xué)在書寫“一”字時(shí)，水

平桌面上平鋪一張白紙，為防止打滑，他在白紙的左側(cè)靠近邊緣處用鎮(zhèn)紙壓住。

在向右行筆的過程中鎮(zhèn)紙和白紙都處于靜止?fàn)顟B(tài)，則（）

A.鎮(zhèn)紙受到向左的摩擦力B.毛筆受到向左的摩擦力

C.桌面受到向左的摩擦力D.白紙只受到向左的摩擦力

【答案】B

【詳解】BD.在向右行筆的過程中，筆相對(duì)于白紙向右運(yùn)動(dòng)，白紙對(duì)筆有向左

的摩擦力，根據(jù)牛頓第三定律，筆對(duì)白紙有向右的摩擦力，B正確，D錯(cuò)誤；

C.根據(jù)上述，筆對(duì)白紙有向右的摩擦力，對(duì)白紙與鎮(zhèn)紙整體分析，該整體相對(duì)

于桌面有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，桌面對(duì)白紙有向左的摩擦力，根據(jù)牛頓第三定律，桌

面受到向右的摩擦力,C錯(cuò)誤；

A.鎮(zhèn)紙受到重力與白紙的支持力，鎮(zhèn)紙相對(duì)于白紙沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，則鎮(zhèn)紙

沒有受到摩擦力，A錯(cuò)誤；

故選B。

5.如圖所示，當(dāng)雜技演員用雙手握住固定在豎直方向的桿勻速攀上和勻速下滑

時(shí)，他所受的摩擦力分別是％和那么（）

A.如豎直向上，與2豎直向上B.如豎直向下，名豎直向下

C.%豎直向下，豎直向上D.導(dǎo)豎直向上，與2豎直向下

【答案】A

【詳解】雜技演員勻速攀上和勻速下滑時(shí)，都是處于受力平衡狀態(tài)，摩擦力豎直

向上與重力平衡，區(qū)別是勻速攀上時(shí)是靜摩擦力，勻速下滑時(shí)是滑動(dòng)摩擦力。故

選Ao

6.關(guān)于滑動(dòng)摩擦力和動(dòng)摩擦因數(shù)，下列說法正確的是（）

A.由滑動(dòng)摩擦力公式上〃N可知，/與〃成正比，與N成正比

B.滑動(dòng)摩擦力與物體間的接觸面積有關(guān)，接觸面積越大，滑動(dòng)摩擦力越大

C.由〃=（可知，〃與丁成正比，與N成反比

D.動(dòng)摩擦因數(shù)由接觸面的材料和粗糙程度決定

【答案】AD

【詳解】AB.由滑動(dòng)摩擦力公式尸〃N可知，/與〃成正比，與N成正比滑動(dòng)摩

擦力與物體間的接觸面積無關(guān)。故A正確；B錯(cuò)誤；

CD.同理，動(dòng)摩擦因數(shù)由接觸面的材料和粗糙程度決定。與y和N無關(guān)。故C

錯(cuò)誤；D正確。故選AD。

7.圖所示在水平力R的作用下，重為G的物體沿豎直墻壁勻速下滑，物體與墻

之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃，物體所受摩擦力大小為（）

A.GB.林FC.〃（F-G）D.F

【答案】AB

【詳解】由題意可知：物體沿豎直墻壁下滑，則受到滑動(dòng)摩擦力，所以

4=〃然=〃/又由于物體勻速下滑，所以耳=G故選AB。

8.如圖所示，水平桌面上的木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，水平外力牛耳的大小分別為

片=10N、&=4N,下列說法正確的是（）

A.木塊共受到4個(gè)力的作用B.木塊受到的摩擦力方向向左

C.木塊受到的摩擦力大小為6ND.木塊受到的摩擦力大小為10N

【答案】BC

【詳解】A.由于辱月大小不等，而木塊保持靜止，故木塊水平方向還受桌面

靜摩擦力作用，豎直方向受重力和桌面的支持力作用，共受5個(gè)力作用，A錯(cuò)誤;

BC.由于4＞工，木塊有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，故摩擦力向左，其大小為

f=F，-F2=6N,BC正確，D錯(cuò)誤。

故選BCo

國(guó)過關(guān)檢測(cè)

----------------------lllllllillllllllllllllllllllllllillllllll------------------------

1.關(guān)于摩擦力，下列說法正確的是（）

A.摩擦力作用效果一定是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)

B.靜止在粗糙水平桌面上的水杯，受到摩擦力作用

C.摩擦力的方向一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反

D.靜摩擦力一定是阻力，滑動(dòng)摩擦力不一定是阻力

【答案】A

【詳解】A.摩擦力作用效果一定是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；

B.靜止在粗糙水平桌面上的水杯，沒有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，則不受摩擦力作用，選項(xiàng)B

錯(cuò)誤；

C.摩擦力的方向一定與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向或者相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反，摩擦

力的方向不一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；

D.靜摩擦力不一定是阻力，也可能是動(dòng)力；滑動(dòng)摩擦力不一定是阻力，也可能

是動(dòng)力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選Ao

2.如圖所示，在桌面上放置一張紙和一瓶礦泉水，礦泉水瓶靜止在紙面上，如

果突然迅速向右拉動(dòng)紙的一邊，將紙片拉出，而礦泉水瓶相對(duì)桌面的位置幾乎沒

變。下列說法正確的是（）

A.紙片對(duì)礦泉水瓶摩擦力的方向向左

B.紙片對(duì)礦泉水瓶摩擦力的方向向右

C.拉動(dòng)紙片越快，礦泉水瓶受到的摩擦力越大

D.拉動(dòng)紙片越快，礦泉水瓶受到的摩擦力越小

【答案】B

【詳解】AB.紙片相對(duì)礦泉水瓶向右運(yùn)動(dòng)，故礦泉水瓶相對(duì)紙片向左運(yùn)動(dòng)，則

紙片對(duì)礦泉水瓶的摩擦力方向向右，故A錯(cuò)誤，B正確；

CD.將紙片拉出過程中，紙片與礦泉水瓶間的摩擦力是滑動(dòng)摩擦力，根據(jù)滑動(dòng)

摩擦力公式戶wRv可知滑動(dòng)摩擦力的大小只與動(dòng)摩擦因數(shù)、正壓力有關(guān)，與紙片

運(yùn)動(dòng)的快慢無關(guān)，故CD錯(cuò)誤。故選B。

3.如圖所示，一質(zhì)量為機(jī)的木塊在水平拉力作用下在長(zhǎng)木板上向右滑行，質(zhì)量

為〃的長(zhǎng)木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為從，木板與地

面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為機(jī)受到的摩擦力為斗，木板受到地面的摩擦力%,則

()

同一J

M

Z///Z///Z//////////ZZZZ

A.%大小為從〃歸，方向向右B.42大小為〃幽g,方向向左

C.42大小為例(W+M)g,方向向左D.耳2大小為〃加g,方向向左

【答案】D

【詳解】A.木塊受到的是滑動(dòng)摩擦力，受到的摩擦力方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)相反，木

塊相對(duì)于木板向右運(yùn)動(dòng)，故摩擦力方向向左，大小為馬=〃4=卬咫故A錯(cuò)誤；

BCD.由A中分析可知，木板給木塊向左的摩擦力工，則木塊給木板等大的向

右的摩擦力，木板因此有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，木板保持靜止，木板受到地面給的摩

擦力是靜摩擦力，方向水平向左，根據(jù)受力平衡可得

耳2=馬=〃叫故BC錯(cuò)誤，D正確。故選D。

4.某同學(xué)利用圖甲所示的裝置研究物塊與木板之間的摩擦力。實(shí)驗(yàn)臺(tái)上固定一

個(gè)力傳感器，傳感器用細(xì)線拉住物塊，物塊放置在粗糙的長(zhǎng)木板上。水平向左拉

木板，傳感器記錄的尸一圖像如圖乙所示。下列說法中正確的是()

物塊力傳感器

,力

實(shí)驗(yàn)臺(tái)

木板

甲

A.木板一定始終做勻速運(yùn)動(dòng)

B.物塊與木板之間的滑動(dòng)摩擦力大小約為2.6N

C.在LO~L2s時(shí)間內(nèi)，物塊與木板之間相對(duì)靜止

D.在2.4~3.0s時(shí)間內(nèi)，物塊與木板之間的摩擦力是靜摩擦力

【答案】C

【詳解】A.物塊始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，力傳感器的示數(shù)與長(zhǎng)木板對(duì)物塊的摩擦力

大小相等，根據(jù)圖乙可知，當(dāng)作用在木板上的拉力較小時(shí)，長(zhǎng)木板處于靜止?fàn)顟B(tài),

物塊與木板之間的摩擦力為靜摩擦力，隨著作用在木板上的拉力逐漸增大，木板

對(duì)物塊的靜摩擦力也逐漸增大，即力傳感器的示數(shù)逐漸增大，當(dāng)長(zhǎng)木板與物塊之

間的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)，長(zhǎng)木板開始相對(duì)于物塊向左運(yùn)動(dòng)，此后，長(zhǎng)木

板對(duì)物塊的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，大小一定，即此后力傳感器的示數(shù)一定，根據(jù)

圖乙可知，長(zhǎng)木板在1.3s前一直處于靜止?fàn)顟B(tài)，1.3s后，開始運(yùn)動(dòng)，由于不知道

作用在長(zhǎng)木板上的拉力的具體值，則不能確定L3s后長(zhǎng)木板的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，A錯(cuò)

誤；

B.根據(jù)圖乙，結(jié)合上述可知，物塊與木板之間的滑動(dòng)摩擦力大小約為2.0N,B

錯(cuò)誤；

C.根據(jù)上述可知，在1。?1.2s時(shí)間內(nèi)，物塊受到的是靜摩擦力，即此時(shí)間內(nèi)，

物塊與木板之間相對(duì)靜止，C正確；

D.根據(jù)圖乙，結(jié)合上述可知，在2.4?3.0s時(shí)間內(nèi)，物塊與木板之間的摩擦力是

滑動(dòng)摩擦力，D錯(cuò)誤。

故選C。

5.如圖所示，物塊靜止在固定斜面上，接觸面粗糙，現(xiàn)在用一定大小的力R沿

斜面向上拉物塊，物塊仍保持靜止，此時(shí)物塊受到的摩擦力，以下描述正確的是

()

A.方向沿斜面向上

B.方向沿斜面向下

C.摩擦力為0

D.無法確定

【答案】D

【詳解】物塊在沿斜面方向上有向上的拉力，向下的重力分力，以及不確定方向

的摩擦力，當(dāng)歹=mgsin。

此時(shí)/=。當(dāng)尸〉磔$m0物塊有上滑的趨勢(shì)，摩擦力方向沿斜面向下。當(dāng)尸＜但5也。

物塊有下滑的趨勢(shì)，摩擦力方向沿斜面向上。因?yàn)槲飰K的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)不確定，所以

摩擦力的方向不確定。故選D。

6.如圖所示，A,B,C三個(gè)物體質(zhì)量相等，它們與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)也

相同，三個(gè)物體隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向如圖中箭頭所示，則下列說法

B.三個(gè)物體中只有A物體受到的摩擦力是零

C.B受到的摩擦力沿傳送帶向下

D.B、C受到的摩擦力方向相反

【答案】B

【詳解】A.根據(jù)題意可知，物體A在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，水平方向不

受摩擦力，故A錯(cuò)誤；

CD.根據(jù)題意可知，物體B、C均有相對(duì)傳送帶向下滑的趨勢(shì)，由平衡條件可

得，物體B、C均受到沿斜面向上的靜摩擦力，大小等于mgsi",故CD錯(cuò)誤；

B.由上述分析可知，三個(gè)物體中只有A物體受到的摩擦力是零，故B正確。故

選B。

7.如圖甲所示，一人用由零逐漸增大的水平力歹推靜止于水平地面上質(zhì)量為10

kg的木箱，木箱所受的摩擦力6與R的關(guān)系如圖乙所示，g取lOm/s?,下列說

A.木箱所受的滑動(dòng)摩擦力為20N

B.木箱所受的最大靜摩擦力4ax=20N

C.摩擦力總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)

D.木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=02

【答案】ACD

【詳解】AB.木箱受到的靜摩擦力隨推力的增大而增大，最大靜摩擦力為21N,

當(dāng)推力尸>21N后，靜摩擦力變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力，大小為20N,故A正確，B錯(cuò)誤;

C.靜摩擦力的方向總是與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反，滑動(dòng)摩擦力的效果總