1、第一章力物體的平衡第二課時摩擦力第一關：基礎關展望高考基 礎 知 識一、摩擦力的定義知識講解兩個相互接觸的物體,當它們發(fā)生相對運動或具有相對運動趨勢時,就會在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對運動或相對運動趨勢的力,這種力叫做摩擦力.二、靜摩擦力知識講解1.定義:兩個相互接觸的物體間只有相對運動的趨勢,而沒有相對運動,這時的摩擦力叫做靜摩擦力.2.產(chǎn)生條件：接觸面粗糙，有彈力，有相對運動趨勢.如圖所示,汽車沿水平路面勻速運動時箱子與汽車具有相同的速度;由于它們之間既無相對運動又無相對運動趨勢,所以它們的接觸面上沒有靜摩擦力.3.靜摩擦力的方向靜摩擦力的方向與接觸面相切，并與物體的相對運動趨勢方向相反.4.靜

2、摩擦力的大小a. 靜摩擦力的大小隨著運動趨勢的強弱變化而在0到最大靜摩擦力Fmax之間變化,跟相對運動趨勢強弱程度有關,跟接觸面相互擠壓力FN無直接聯(lián)系.b.最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力,若無特殊說明可認為它們數(shù)值相等.5.靜摩擦力的特點a.大小與正壓力無關,但最大靜摩擦力的大小與正壓力成正比.b.靜摩擦力可以是阻力,也可以充當動力,如斜面?zhèn)魉蛶系奈矬w隨傳送帶一起運動,此時的靜摩擦力是動力.活學活用1.卡車上裝著一只始終與它相對靜止的集裝箱,不計空氣阻力,下列說法正確的是（）A.當卡車開始運動時,卡車對集裝箱的靜摩擦力使集裝箱隨卡車一起運動B.當卡車勻速運動時,卡車對集裝箱的靜摩擦力使集裝箱

3、隨卡車一起運動C.當卡車勻速運動時,卡車對集裝箱的靜摩擦力等于零D.當卡車制動時,卡車對集裝箱的靜摩擦力等于零解析：集裝箱隨卡車一起由靜止加速運動時,假設二者的接觸面是光滑的,則卡車加速時,集裝箱由于慣性要保持原有的靜止狀態(tài),因此它將相對于卡車向后滑動,而實際上集裝箱沒有滑動,說明只有相對卡車向后滑的趨勢,所以集裝箱受到向前的靜摩擦力.故A對.集裝箱隨卡車一起勻速運動時,二者無相對滑動,假設集裝箱受水平向右的摩擦力,則其受力如圖所示,跟木箱接觸的物體只有卡車,卡車最多對它施加兩個力(支持力F1和摩擦力F2),由二力平衡條件知:F1與G抵消,但沒有力與F2抵消,力是改變物體運動狀態(tài)的原因,木箱在

4、F2的作用下,速度將發(fā)生變化,不能做勻速直線運動,這與題意矛盾,故B錯C對.卡車剎車時,速度減小,假設木箱與卡車的接觸面是光滑的,則集裝箱相對卡車將向前滑動,而實際沒動,說明集裝箱受到向后的摩擦力.故D錯.綜上選AC.答案：AC點評：摩擦力的判斷比較復雜,有時只根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件是無法判斷出來的,要結合物體的運動情況來進行判斷,這也是在進行受力分析時,要把摩擦力放在最后分析的原因.三、滑動摩擦力知識講解（1）定義：當一個物體在另一個物體表面滑動時，會受到另一個物體阻礙它滑動的力，這種力叫做滑動摩擦力.（2）產(chǎn)生條件相互接觸的物體間有彈力；接觸面粗糙；兩物體間有相對運動.（3）滑動摩擦力的大小

5、兩個物體間滑動摩擦力的大小F與正壓力FN成正比，即F=FN.說明：叫做動摩擦因數(shù)，它與接觸面的材料、粗糙程度有關，沒有單位.滑動摩擦力F的大小與物體的運動速度無關，與接觸面積的大小也無關.公式F=FN中的FN是兩個物體表面間的壓力，稱為正壓力（垂直于接觸面的力），性質(zhì)上屬于彈力，它不是物體的重力，許多情況下需結合物體的運動狀態(tài)加以確定.滑動摩擦力可以充當動力，也可以充當阻力.（4）滑動摩擦力的方向滑動摩擦力的方向總是跟它們的接觸面相切，并且跟它們相對運動的方向相反.注意：不要把“物體的相對運動方向”與“物體的運動方向”等同起來.如放在汽車上的物體，在汽車啟動的過程中，車輛內(nèi)的物體可能相對汽車向

6、后滑動，但在路邊上的人看來，物體總是向前運動的.概念中的“相對”兩字要準確理解.“相對”指的是研究對象相對與其接觸的物體而言.滑動摩擦力的方向可能跟物體的運動方向相反，也可能跟物體運動方向相同，還可以與運動方向有任意夾角.活學活用2.（全國高考題）如圖，位于水平桌面上的物塊P，由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連，從滑輪到P和到Q的兩段繩都是水平的.已知Q與P之間以及P與桌面之間的動摩擦因數(shù)都是,兩物塊的質(zhì)量都是m,滑輪的質(zhì)量、滑輪軸上的摩擦都不計，若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運動，則F的大小為（）A.4mgB.3mgC.2mgD.mg解析：在外力F作用下，使P向右做勻速運動的同時，Q也向左做

7、勻速運動，設繩上的彈力大小為T，對Q水平方向受到向左的繩的拉力T和P對Q向右的滑動摩擦力mg作用，由Q勻速運動得T=mg.對P水平方向受到水平向右的力F,水平向左的繩的拉力T,水平向左的地面對P的滑動摩擦力2mg,水平向左的Q對P的滑動摩擦力mg作用,由P勻速運動得F=T+mg+2mg得F=4mg,所以A項正確.相互疊加的幾個物體放在水平面上有相對運動或有相對運動趨勢時,有多個接觸面,即有多對摩擦力存在.對每一個物體,每一個接觸面上摩擦力的大小,尤其摩擦力的方向,要非常清晰,否則,把P,Q受的摩擦力混為一淡,常易出錯.答案：A第二關：技法關解讀高考解 題 技 法一、靜摩擦力有無及方向的判定方法

8、技法講解靜摩擦力是否存在及其方向的確定，通常采用的方法有：（1）根據(jù)“靜摩擦力與物體相對運動的趨勢方向相反”來判斷.此法關鍵是先利用“假設法”判出物體相對運動趨勢的方向，即先假定沒有摩擦力存在（即光滑）時，看兩物體會發(fā)生怎樣的相對運動.（2）根據(jù)物體的運動狀態(tài)，用牛頓第二定律或平衡條件來判斷.此法關鍵是先判明物體的運動狀態(tài)（即加速度方向），再利用牛頓第二定律（F=ma）確定合力的方向，然后進行受力分析來決定靜摩擦力的方向.如例題中的丙圖（3）利用牛頓第三定律來判斷：此法關鍵是抓住“摩擦力是成對出現(xiàn)的”，先確定受力較少的物體受到的摩擦力的方向，再確定另一物體受到的摩擦力方向.如例題中的丁圖典例剖

9、析例1指明物體A在以下四種情況下所受的靜摩擦力的方向.物體A靜止于斜面上，如圖甲所示；物體A受到水平拉力F作用而仍靜止在水平面上，如圖乙所示；物體A放在車上，在剎車過程中A相對于車廂靜止，如圖丙所示；物體A在水平轉臺上，隨轉臺一起勻速轉動，如圖丁所示.解析：靜摩擦力的方向與物體相對運動趨勢的方向相反，判斷相對運動趨勢的方向可采用“假設法”，即先假設接觸面光滑，然后分析在假設條件下物體是否發(fā)生相對滑動，若滑動，說明原來物體有相對運動趨勢，且相對運動趨勢與假設條件下的滑動方向相同；若不滑動，則說明原來物體就沒有相對運動的趨勢.運用假設法不難判斷出圖甲斜面上的物體有沿斜面向下滑動的趨勢，所受的靜摩擦

10、力沿斜面向上；圖乙中的物體A有向右滑動的趨勢，所受靜摩擦力沿水平面向左.判斷靜摩擦力方向，還可以根據(jù)共點力作用下物體的平衡條件或牛頓第二定律判斷；圖丙中，A物體隨車一起向右減速運動，其加速度方向水平向左，故A物體所受靜摩擦力水平向左（與加速度同向）；圖丁中，A物體隨轉臺勻速轉動，做勻速圓周運動，其加速度總指向圓心，則A受到的靜摩擦力也總指向圓心.二、摩擦力大小的計算方法技法講解(1)靜摩擦力是被動力,靜摩擦力的大小與外界條件有關,靜摩擦力的作用是為了阻止物體間的相對運動,為了達到這一目的,需要多大的靜摩擦力就產(chǎn)生多大的靜摩擦力.當然是在不超過最大靜摩擦力的前提下.靜摩擦力大小的計算可根據(jù)物體所

11、處的狀態(tài),根據(jù)共點力的平衡條件或牛頓第二定律建立方程求解.(2)滑動摩擦力的大小與兩物體接觸面的粗糙程度有關,與兩接觸面間正壓力有關,即Ff=FN.典例剖析例2在粗糙的水平面上放一物體A，A上再放一質(zhì)量為m的物體B.A、B間的動摩擦因數(shù)為(如圖)，施一水平力F于A，計算下列情況下A對B的摩擦力的大小：（1）當A、B一起做勻速運動時；（2）當A、B一起以加速度a向右勻加速運動時；（3）當力F足夠大而使A、B發(fā)生相對滑動時；（4）當A、B發(fā)生相對滑動，且B物體的15長伸到A的外面時.解析：（1）因A、B向右勻速運動，因此對B物體來說合力為零，所以B物體受到的摩擦力為零.（2）因A、B無相對滑動，所

12、以B受到的摩擦力是靜摩擦力，這種情況下不能用滑動摩擦力公式Ff=FN來計算.對B物體用牛頓第二定律有：Ff=ma（3）因A、B發(fā)生相對滑動，B受到的摩擦力是滑動摩擦力，所以Ff=FN=mg（4）因滑動摩擦力大小與物體間的接觸面積大小無關，所以Ff=mg第三關：訓練關笑對高考隨 堂 訓 練1.下列關于物體受靜摩擦力作用的敘述中正確的是( )A.靜摩擦力的方向一定與物體的運動方向相反B.靜摩擦力的方向不可能與物體的運動方向相同C.靜摩擦力的方向可能與物體的運動方向垂直D.靜止物體所受靜摩擦力一定為零解析：靜摩擦力總是與相對運動趨勢方向相反，但可以與運動方向相同，也可以與運動方向相反，還可以與運動方

13、向垂直（勻速轉動的圓盤上相對靜止的物塊受到的靜摩擦力提供向心力），所以選項A、B錯誤，C正確.靜摩擦力的大小介于0Fm之間，所以選項D錯誤.答案：C2.如圖所示，C是水平地面，A、B是兩個長方形的物塊，F(xiàn)是作用在物塊B上沿水平方向的力，物體A和B以相同的速度做勻速直線運動，A、B間的動摩擦因數(shù)1,B,C間的動摩擦因數(shù)2由此可知( )A.物塊B對物塊A有摩擦力作用B.地面對物塊B有摩擦力作用C.地面對物塊B沒有摩擦力作用D.地面對物塊B的摩擦力小于F答案：B3.如圖所示，一質(zhì)量為m的木塊靠在粗糙豎直的墻上，且受到水平力F的作用.下列說法正確的是( )A.若木塊靜止，則受到的靜摩擦力大小等于mg,

14、方向豎直向上B.若木塊靜止，當F增大時，木塊受到的靜摩擦力隨之增大C.若木塊與墻壁的動摩擦因數(shù)為,則撤去F后，木塊受到的滑動摩擦力大小等于mgD.若撤去F，木塊沿墻壁下滑時，木塊受滑動摩擦力作用解析：木塊靜止時，受靜摩擦力f=mg，方向豎直向上，且保持不變，選項A正確；撤去水平力后，木塊滑動,滑動摩擦力為F=N=0，選項D錯誤.答案：A4.如圖所示，一長木板B的上表面的一端放有一個質(zhì)量為m的鐵塊A，木板由水平位置緩慢向上抬起（即木板與水平面的夾角變大），另一端不動.則鐵塊受到的摩擦力F隨夾角的變化圖象可能正確的是下圖中的( ) 解析：當較小時，鐵塊相對于木板靜止，鐵塊受靜摩擦力的作用，由平衡條

15、件知，F(xiàn)=mgsin;當鐵塊相對于木板剛要滑動時，鐵塊受到的靜摩擦力為最大靜摩擦力；此時再增大，鐵塊將相對于木板向下滑動，最大靜摩擦力突變?yōu)榛瑒幽Σ亮Γ撕驠=mgcos,直至木板豎直，選項C正確.答案：C5.用彈簧測力計測定木塊A、B間的動摩擦因數(shù)，如下圖所示.（1）為了用彈簧測力計的讀數(shù)表示滑動摩擦力，兩種情況中木塊A是否都一定要做勻速運動？（2）若木塊A在拉力FT的作用下做勻速運動，甲圖中A、B間的摩擦力是否等于拉力FT?（3）若A、B的重力分別為100 N和150 N，甲圖中彈簧測力計讀數(shù)為60 N（當A被拉動時），F(xiàn)T=110 N，求A、B間的動摩擦因數(shù).解析：（1）甲圖中，因為B靜

16、止，不論A是勻速，還是加速運動，對B都受力平衡，彈簧測力計的讀數(shù)等于滑動摩擦力；而乙圖是通過物體A測動摩擦因數(shù)，必須使彈簧測力計的讀數(shù)等于滑動摩擦力，才能計算，所以A必須勻速.即甲圖中，A可以不勻速，而乙圖中A必須勻速.（2）若木塊A在拉力作用下勻速運動，B靜止，設A、B之間的彈力為FN，由受力平衡得,kx=FN，F(xiàn)N=mBg；對A木塊，設A與地面之間的彈力為F，A與地面之間的動摩擦因數(shù)為，由受力平衡得,F=mAg+mBg,FT=FN+F>FN=mBg，即A、B之間的摩擦力不等于拉力FT.（3）甲圖中，B靜止，設A、B之間的彈力為FN，由受力平衡得kx=FN，F(xiàn)N=mBg，即答案：(1)

17、甲圖中，A可以不勻速，而乙圖中A必須勻速（2）A、B之間的摩擦力不等于拉力FT（3）0.4課時作業(yè)二摩擦力1.如圖所示，木塊B放在粗糙的水平面上，木塊A放在B的上面，A的右端通過一不可伸長的輕繩固定在豎直墻上，用水平恒力F向左拉動B，使其以速度v做勻速運動，此時繩水平且拉力大小為T，下面說法正確的是( )A.繩子拉力T與水平恒力F大小相等B.木塊A受到的是靜摩擦力，大小等于TC.木板B受到一個靜摩擦力，一個滑動摩擦力，合力大小等于FD.若木板B以2v勻速運動，則拉力仍為F解析:由于AB之間發(fā)生相互滑動，木塊A受到的是滑動摩擦力，輕繩上拉力T與AB之間的滑動摩擦力大小相等，選項AB錯；木塊B受到

18、A對B向右的滑動摩擦力和地面對B向右的滑動摩擦力，兩個滑動摩擦力的合力大小等于F，選項C錯；只要木塊B做勻速運動，則拉力都與兩個滑動摩擦力的合力大小相等，選項D正確.答案:D2.如圖所示，OA為一遵從胡克定律的橡皮條，其一端固定于天花板上的O點，另一端與靜止在動摩擦因數(shù)恒定的水平地面上的滑塊A相連，當繩處在豎直位置時，滑塊A對地面有壓力作用，B為緊靠繩的光滑水平小釘，它到天花板的距離OB等于彈性橡皮條的自然長度，現(xiàn)用一水平力F作用于A，使之向右做直線運動，在運動過程中（在彈性限度內(nèi)）作用于A的摩擦力應( )A.逐漸增大B.逐漸減小C.保持不變D.先增大后減小解析:A在運動中受滑動摩擦力Ff、重

19、力mg、水平拉力F、繩拉力FT及地面對A的支持力F N的作用（見右圖），設繩與豎直方向成角，建立直角坐標系.在豎直方向合力為零，即F N+FTcos=mg，又因為FT=kl(l為伸長量），由圖可知，lcos=lAB，所以F N=mg-klcos是個不變的量，即地面對物體的支持力始終不變.由Ff=F N可知，F(xiàn)f不變，選擇選項C.答案:C3.如圖所示，斜面固定在地面上，傾角為37°（sin37°=0.6,cos37°=0.8)，質(zhì)量為1 kg的滑塊，以一定的初速度沿斜面向下滑，斜面足夠長，滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.8.該滑塊所受摩擦力Ff隨時間變化的圖象是下圖中

20、的（取初速度方向為正方向，取g=10 m/s2)( )解析:由題意知，下滑力mgsin37°=1×10×0.6 N=6 N，滑動摩擦力mgcos37°=0.8×1×10×0.8 N=6.4 N,所以滑塊做勻減速運動，最后靜止在斜面上，則滑塊先受到滑動摩擦力，大小為6.4 N，后受靜摩擦力，大小為6 N，其方向都與初速度方向相反，故A正確.答案:A4.如圖所示，水平地面上的物體受重力G和水平作用力F，物體保持靜止.現(xiàn)在使作用力F保持 大小不變，方向沿逆時針方向緩緩轉過180°，而物體始終保持靜止，則在這個過程中，物體

21、對地面的正壓力FN的大小和地面給物體的摩擦力f的大小的變化情況是( )A.f不變B.f先變小后變大C.FN先變小后變大D.FN不變解析:當F由圖示位置轉過180°的過程中豎直方向的分力先增大后減小，水平方向的分力先減小后增大，所以正壓力先變小后變大，摩擦力先變小后變大.答案:BC5.如圖，位于水平地面上的木板P，由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連，從滑輪到P和到Q的兩段繩都是水平的.已知Q與P之間的動摩擦因數(shù)是、P與地面之間的動摩擦因數(shù)是2，木板P與物塊Q的質(zhì)量都是m，滑輪的質(zhì)量、滑輪軸上摩擦都不計，若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運動，則F的大小為( )A.3mgB.4mgC.5mg

22、D.6mg解析:令繩中張力為T，先隔離Q，對Q勻速運動有T=fPQ；再隔離P，對P勻速運動有F=fQP+T+f地P，其中fPQ=fQP=mg，f地P=2×2mg=4mg，代入上式有F=6mg.答案:D6.在粗糙水平面上放著一個三角形木塊abc，在它的兩個粗糙斜面上分別放有質(zhì)量為m1和m2的兩個小物體，m1m2，如圖所示.若三角形木塊和兩物體都是靜止的，則粗糙水平面對三角形木塊( )A.有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向右B.有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向左C.有摩擦力的作用，但摩擦力的方向不能確定，因為m1,m2,1、2的數(shù)值并未給出D.以上結論都不對解析：由于三角形木塊和斜面上

23、的兩物體都靜止，可以把它們看成一個整體，如圖所示，豎直方向受到重力（m1+m2+M）g和支持力F N作用處于平衡狀態(tài)，水平方向無任何滑動趨勢，因此不受地面的摩擦力作用.答案:D7.如圖所示，固定在水平地面上的斜面體頂端安裝一定滑輪，兩物塊P、Q用輕繩連接并跨過定滑輪，P懸于空中，Q放在斜面上，均處于靜止狀態(tài).不計滑輪的質(zhì)量和繩子與滑輪間的摩擦，當用豎直向下的恒力推Q時，P、Q仍靜止不動，則（）A.Q受到的摩擦力一定變小B.Q受到的摩擦力一定變大C.輕繩上的拉力一定變小D.輕繩上的拉力一定不變解析：以物體P為研究對象，可以知道繩子的拉力等于物體P的重力，故繩子的拉力不變，選項C錯誤，選項D正確.

24、由于沒有對Q施加豎直向下的恒力時，物體Q的摩擦力方向不能確定，故施加豎直向下的恒力后，摩擦力的變化情況不能確定，所以選項A、B錯誤.故正確答案為D.答案：D8.A、B、C三個物體通過細線和光滑的滑輪相連，處于靜止狀態(tài)，如圖所示，C是一箱沙子，沙子和箱的重力都等于G，動滑輪的質(zhì)量不計，打開箱子下端開口，使沙子均勻流出，經(jīng)過時間t0流完，則下圖中哪個圖線表示在這過程中桌面對物體B的摩擦力f隨時間的變化關系( )解析:選擇A、B整體作為研究對象，整體共受到5個力的作用，即：重力G=GA+GB、支持力F N、靜摩擦力Ff、兩根繩子的拉力F1和F2.其中F1=F2=.根據(jù)力的平衡得：Ff=F1+F2=GC.所以當沙子均勻流出時，B選項正確.答案:B9.如圖所示，水平力F=100 N，木塊的重量為40 N沿著豎直墻壁勻速下滑，則木塊與墻壁間的動摩擦因數(shù)為=_；若水平力增大到200 N，木塊受到的摩擦力f1= _N;若水平力減小到80 N，木塊受到的摩擦力f2=_ N.解析:木塊沿墻壁勻速下滑時，滑動摩擦力等于重力，則=當水平力增大到200N時，木塊靜止不動，這時摩擦力為靜摩擦力即f1=mg=40N,若水平力減小到80N,木塊加速下滑，所受滑動摩擦力為f2= N=0.4×80=32N.答案:0.4 40N 32