备考2025届高考物理一轮复习讲义第二章相互作用第2讲摩擦力牛顿第三定律考点1摩擦力的分析与计算

第2讲摩擦力牛顿第三定律课标要求核心考点五年考情核心素养对接1.相识摩擦力.2.知道滑动摩擦和静摩擦现象，能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小.3.理解牛顿第三定律，能用牛顿第三定律说明生产生活中的有关现象、解决有关问题.摩擦力的分析与计算2024：广东T2；2024：北京T11；2024：浙江4月T61.物理观念：从力的相互作用观念理解摩擦力的概念，知道滑动摩擦力和静摩擦力的区分.理解作用力和反作用力的概念，知道力的作用是相互的.2.科学思维：驾驭滑动摩擦力与静摩擦力的推断方法，并能进行相关问题的计算.运用作用力与反作用力的特点求解问题.3.科学探究：通过试验相识摩擦力的规律，理解动摩擦因数.通过试验探究，了解两个物体间作用力与反作用力大小和方向的关系.4.科学看法与责任：了解生产和生活中的实例，有将摩擦力和牛顿第三定律学问应用于生产和生活中的意识.摩擦力的突变模型牛顿第三定律2024：江苏T7，浙江6月T2；2024：广东T3，浙江1月T4，上海T4；2024：浙江1月T2；2024：浙江4月T6命题分析预料摩擦力的分析和作用力与反作用力的特点是受力分析的基础，在高考中一般不单独考查，会综合重力、弹力等进行考查，情境多为平衡问题.要留意摩擦力在叠加体问题中的分析与应用，2025年高考可能结合平衡问题进行考查.考点1摩擦力的分析与计算1.摩擦力摩擦力静点拨（1）摩擦力是被动力，静摩擦力的大小与正压力无关，仅与外力有关.（2）滑动摩擦力的大小与正压力有关且与正压力的大小成正比.（3）最大静摩擦力略大于滑动摩擦力.2.动摩擦因数彼此接触的物体发生[12]相对运动时，摩擦力与正压力的比值，即动摩擦因数μ＝[13]FfF（1）FN的大小不愿定等于物体的重力，等于重力是特别状况.（2）μ的大小与接触面的材料[14]有关，与接触面积的大小、相对运动速度的大小[15]无关.3.两个留意事项（1）明晰三个方向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相互接触的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静摩擦力的存在导致能发生却没有发生的相对运动的方向（2）摩擦力的六个“不愿定”①有摩擦力，则接触面确定粗糙，但接触面粗糙，不愿定有摩擦力；②有摩擦力必有弹力，但有弹力不愿定有摩擦力；③摩擦力的方向总是与物体的相对运动（或相对运动趋势）的方向相反，但不愿定与物体的运动方向相反；④摩擦力总是阻碍物体的相对运动（或相对运动趋势），但不愿定阻碍物体的运动，即摩擦力可以是阻力，也可以是动力；⑤受静摩擦力相互作用的两物体确定保持相对静止，但不愿定静止；⑥静摩擦力不愿定比滑动摩擦力小，最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大.依据下面情境，推断下列说法的正误.大型商场为了便利顾客上下楼，会安装自动扶梯.如图是一种无台阶式扶梯，将扶梯运输顾客上楼的过程近似看作匀速直线运动，在这个过程中.（1）顾客所受弹力是扶梯的形变产生的.（√）（2）顾客随自动扶梯一起做匀速直线运动，所以其受到的摩擦力为滑动摩擦力.（✕）（3）顾客随扶梯上行的同时向上走，其与扶梯接触过程中受到的摩擦力为滑动摩擦力.（✕）（4）顾客所受摩擦力方向沿扶梯向上.（√）（5）顾客与扶梯间的摩擦力越大，动摩擦因数确定越大.（✕）（6）顾客沿扶梯下行与上行时受到的摩擦力方向相反.（✕）如图所示，在平直马路上有一辆汽车，车厢中装有一木箱.试推断下列状况中，木箱是否受摩擦力作用，若受摩擦力，推断所受摩擦力的类型及方向.（1）汽车由静止加速运动（木箱和汽车无相对滑动）.（2）汽车刹车（木箱和汽车无相对滑动）.（3）汽车匀速运动（木箱和汽车无相对滑动）.（4）汽车刹车，木箱在车上向前滑动.（5）汽车在匀速行驶中突然加速，木箱在车上滑动.答案（1）木箱受到向前的静摩擦力（2）木箱受到向后的静摩擦力（3）木箱与汽车间没有摩擦力（4）木箱受到向后的滑动摩擦力（5）木箱受到向前的滑动摩擦力研透高考明确方向命题点1摩擦力有无及方向的推断1.[摩擦力有无及方向的推断/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（BD）A.A物体受到的摩擦力方向向右B.B、C受到的摩擦力方向相同C.B、C受到的摩擦力方向相反D.若传送带向右加速，A物体受到的摩擦力向右解析A物体与传送带一起匀速运动，它们之间无相对运动，也无相对运动趋势，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，故B正确，C错误；若传送带向右加速，则A确定有向右的加速度，依据牛顿其次定律，可知A受到向右的摩擦力，故D正确.2.[摩擦力方向的推断/2024山东新泰一中阶段练习/多选]激光打印机是自动进纸的，其进纸原理如图所示.纸槽里叠放一叠白纸，每一张纸的质量均为m，进纸时滚轮以竖直向下的力压在第1张白纸上，并沿逆时针方向转动，确保第1张纸与第2张纸有相对滑动，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，滚轮与白纸之间的动摩擦因数为μ1，白纸与白纸之间、白纸与纸槽底座之间的动摩擦因数均为μ2，则（CD）A.第1张白纸受到滚轮的摩擦力向左B.最终一张白纸受到纸槽底座的摩擦力向右C.下一张白纸受到上一张白纸的摩擦力确定向右D.为确保每次进一张纸，必需满意μ1＞μ2解析第1张白纸相对于滚轮的运动趋势与滚轮的运动方向相反，则受到滚轮的静摩擦力方向与滚轮的运动方向相同，即受到滚轮的摩擦力向右，A错误；对除第1张白纸外的全部白纸进行探讨，处于静止状态，水平方向受到第1张白纸的滑动摩擦力，方向与滚轮的运动方向相同，则依据平衡条件知，最终1张白纸受到纸槽底座的摩擦力方向与滚轮的运动方向相反，即水平向左，B错误；依据题意，因上一张白纸相对下一张白纸向右滑动或有向右滑动的趋势，则上一张白纸受到下一张白纸的摩擦力确定向左，那么下一张白纸受到上一张白纸的摩擦力确定向右，C正确；为确保每次进一张纸，必需满意滚轮与白纸之间的滑动摩擦力大于纸与纸之间的滑动摩擦力，则μ1＞μ2，D正确.方法点拨静摩擦力的有无及方向的推断假设法运动状态法先确定物体的运动状态，再利用平衡条件或牛顿其次定律确定合力，然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向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，再依据牛顿第三定律确定另一物体受到的静摩擦力的方向命题点2摩擦力大小的计算3.[应用平衡条件计算/2024浙江6月]如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角θ＝60°.一重为G的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的（B）A.作用力为33G B.作用力为3C.摩擦力为34G D.摩擦力为3解析依据对称性知，四根斜杆对横杆的作用力大小相等，设为F，选择横杆和物体为探讨对象，依据平衡条件有4Fcosθ2＝G，解得F＝36G，以其中一根斜杆为探讨对象，其受力如图所示，可知每根斜杆受到地面的作用力应与F平衡，即大小为36G，每根斜杆受到地面的摩擦力为f＝Fsin30°＝34.[应用牛顿其次定律计算]如图所示，质量为10kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为5N时，物体A处于静止状态.若小车以1m/s2的加速度向右运动，则（g取10m/s2）（C）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受到的弹簧拉力增大解析由题意得物体A与小车的上表面间的最大静摩擦力Ffmax≥5N，小车向右加速运动时，对物体A受力分析，可得F合＝ma＝10N，可知此时小车对物体A的摩擦力大小为5N，方向向右，且为静摩擦力，所以物体A相对于小车照旧静止，故A错误；由题意知物体A受到的摩擦力大小不变，故B错误，C正确；物体A相对于小车照旧静止，所以受到的弹簧的拉力大小不变，故D错误.5.[应用滑动摩擦力公式计算/2024吉林吉化一中阶段测试]如图所示，将一张A4纸（质量可忽视不计）夹在水平放置在桌面上的物理书内，书对A4纸的压力大小为2N，A4纸与书之间的动摩擦因数为0.2，要把A4纸从书中拉出，拉力至少应为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个过程中书静止不动）（C） D.1.2N解析A4纸与书上下两个接触面都有滑动摩擦力，则有f＝2μFN＝2×0.2×2N＝0.8N，当拉力等于摩擦力时，拉力最小，所以有F＝0.8N.命题拓展命题条件变更，设问不变若A4纸上方书页总质量为0.3kg，下方书页总质量为0.2kg，g取10N/kg，其他条件不变，则拉力至少应为（D） D.1.2N解析A4纸与书上下两个接触面都有滑动摩擦力，动摩擦因数相同，且正压力等于上方书页总重力，FN＝mg＝3N，则有f＝2μFN＝2×0.2×3N＝1.2N，当拉力等于摩擦力时，拉力最小，所以有F＝1.2N.方法点拨摩擦力大小的计算命题点3摩擦力的综合分析6.[2024天津一中阶段练习]a、b、c为三个质量相同的木块，叠放于水平桌面上，水平恒力F作用于木块b，三木块以共同速度v沿水平桌面匀速移动，如图所示.则在运动过程中（A）A.b作用于a的静摩擦力为零B.b作用于a的静摩擦力为FC.b作用于c的静摩擦力为2D.b作用于c的静摩擦力为零解析由a木块受力平衡可得，a木块水平方向不受摩擦力，故选项A正确，选项B错误；对b木块，水平方向受力平衡，c作用于b的静摩擦力与水平恒力F是一对平衡力，故c作用于b的静摩擦力大小等于F，由牛顿第三定律得，b作用于c的静摩擦力大小为F，故选项C、D错误.7.[2024福建福州模拟/多选]图示为工人用砖夹搬运砖块的示意图.若工人搬运四块形态相同且重力均为G的砖，当砖处于竖直静止状态时，下列说法正确的是（AC）A.3对2的摩擦力为零B.2对1的摩擦力大小为G，方向竖直向上C.工人对砖夹的力增大，砖夹对砖的水平压力增大，四块砖对砖夹的摩擦力不变D.工人对砖夹的力增大，砖夹对砖的水平压力增大，3对4的摩擦力增大解析以四块砖整体为探讨对象，依据力的平衡条件和对称性可知，左、右砖夹对四块砖整体的摩擦力大小