人教版高中物理举一反三-必修一3.2摩擦力（教师版）

3.2摩擦力解析版目录TOC\o"1-1"\h\u一、【滑动摩擦和静摩擦的概念知识点梳理】 1二、【摩擦力的有无和方向判断知识点梳理】 5三、【摩擦力的计算知识点梳理】 8【滑动摩擦和静摩擦的概念知识点梳理】滑动摩擦力1.定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力。2.产生条件：①接触并挤压(即两物体间存在弹力)；②两物体间有相对运动；③接触面粗糙。3.方向：总沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反。4.大小：滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比，即其中动摩擦因数μ的值与接触面的材料和粗糙程度有关，与物体的受力情况、运动状态及接触面积的大小均无关。静摩擦力1.定义：相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动时，产生的摩擦力叫作静摩擦力。2.产生条件：①接触并挤压(即两物体间存在弹力)；②两物体间有相对运动趋势；③接触面粗糙。3.方向：总是沿着接触面，并且跟物体相对运动趋势的方向相反。4.最大静摩擦力：静摩擦力有一个最大值。若物体在粗糙水平面上静止，用一个水平拉力拉物体(物体没动)，物体与水平面间静摩擦力的最大值Fmax在数值上等于物体即将开始运动时的拉力。两物体之间实际产生的静摩擦力F在0与最大静摩擦力Fmax之间，即0<F≤Fmax。三、对摩擦力的进一步理解1.两种摩擦力的比较静摩擦力滑动摩擦力作用效果阻碍相对运动趋势阻碍相对运动产生条件相同点①相互接触；②相互挤压；③接触面粗糙不同点有相对运动趋势有相对运动力的三要素大小相同点①可根据二力平衡条件求解；②可根据作用力、反作用力的特点求解(后面学习)不同点大小为0<F≤FmaxFf=μFN，大小与压力成正比方向相同点①与运动方向无直接关系，可与运动方向相同，也可与运动方向相反，或者成一夹角；②与接触面相切；③与同一接触面上的弹力方向垂直不同点与相对运动趋势方向相反与相对运动方向相反作用点在接触面上，作力的图示时，可根据等效原理画到物体的重心上2.易混淆的“三个方向”三个方向理解运动方向是指物体相对于地面(以地面为参考系)运动的方向相对运动方向指物体相对于参考物体运动的方向，在研究摩擦力时此参考物体指摩擦力的施力物体。“相对运动方向”不能等同于“运动方向”相对运动趋势方向指一个物体相对于与它接触的另一个物体有沿某个方向运动的可能，但还处于相对静止状态，可理解为“如果物体不受摩擦力作用时的相对运动方向”3.摩擦力方向与运动方向的关系摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势，而不一定阻碍物体的运动，所以摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势的方向相反，而与运动方向可能相同，可能相反，还可能成任意夹角。当摩擦力方向与物体的运动方向相同时，摩擦力提供动力；当摩擦力方向与物体的运动方向相反时，摩擦力提供阻力。如图甲所示，物块与传送带一起运动，若v1=v2，物块受到沿传送带向上的静摩擦力，为动力；若v1>v2，物块相对传送带向上运动，受到沿传送带向下的滑动摩擦力，为阻力；若v1<v2，物块相对传送带向下运动，受到沿传送带向上的滑动摩擦力，为动力。如图乙所示，物块与传送带一起运动，若v1=v2，物块受到沿传送带向上的静摩擦力，为阻力；若v1>v2，物块相对传送带向下运动，受到沿传送带向上的滑动摩擦力，为阻力；若v1<v2，物块相对传送带向上运动，受到沿传送带向下的滑动摩擦力，为动力。【滑动摩擦和静摩擦的概念举一反三】1．关于滑动摩擦力以下说法正确的是（）A．滑动摩擦力总阻碍物体的运动B．滑动摩擦力总与物体的运动方向相反C．滑动摩擦力总阻碍物体间的相对运动D．静止的物体不可能受到滑动摩擦力的作用【答案】C【详解】ABC．滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，与物体间的相对运动方向相反，滑动摩擦力可以与物体运动方向相同，充当物体运动的动力，如将物体轻放在运动的传送带上，物体在传送带的滑动摩擦力作用下随传送带运动，AB错误，C正确；D．静止的物体也可能受滑动摩擦力的作用，如物体沿粗糙静止的斜面体下滑时，静止的斜面体就会受到滑动摩擦力的作用，D错误。故选C。2．关于摩擦力，下列说法正确的是（）A．静摩擦力总阻碍物体的运动B．滑动摩擦力总阻碍物体的运动C．若两物体的接触面是光滑的，也能产生摩擦力D．滑动摩擦力的方向总与物体间的相对运动的方向相反【答案】D【详解】AB．摩擦力的方向总是与物体相对运动方向（或相对运动趋势方向）相反，起着阻碍物体相对运动的作用，有可能是阻力，也有可能是动力，AB错误；C．若两物体的接触面是光滑的，则不能产生摩擦力，C错误；D．滑动摩擦力的方向总与物体间的相对运动的方向相反，D正确。故选D。3．关于摩擦力，下列说法正确的是（

）A．相互压紧的粗糙物体间总有摩擦力作用B．有弹力必定有摩擦力，有摩擦力必定有弹力C．滑动摩擦力大小跟两物体间相对运动的速度大小无关D．由可知，动摩擦因数μ与摩擦力f成正比，与正压力N成反比【答案】C【详解】A．相互压紧的粗糙物体如果没有相对运动或相对运动的趋势，则两物体间没有摩擦力的作用，故A错误；B．根据摩擦力和弹力的产生条件可知，有弹力不一定有摩擦力；有摩擦力必定有弹力，故B错误；C．滑动摩擦力的大小与接触面的压力大小成正比，滑动摩擦力大小跟两物体间相对运动的速度大小无关，故C正确；D．动摩擦因数只与接触面的粗糙程度、相互接触的物体的材料有关，与其它因素无关，故D错误。故选C。4．下列关于摩擦力的说法中正确的是（）A．摩擦力大小总跟正压力大小成正比B．滑动摩擦力大小跟两物体间相对运动的速度大小无关C．手握住瓶颈使瓶子竖直悬空静止，握得越紧时，手与瓶颈间的摩擦力越大D．小孩沿竖直杆匀速向上爬时，他受的摩擦力大于重力【答案】B【详解】A．滑动摩擦力大小总跟正压力大小成正比，静摩擦力与受力情况和运动情况有关，但与正压力不成正比，故A错误；B．根据可知滑动摩擦力大小跟两物体间相对运动的速度大小无关，故B正确；C．手握住瓶颈使瓶子竖直悬空静止，静摩擦力大小等于瓶子的重力大小，手握得越紧时，手与瓶颈间的静摩擦力大小保持不变，仍等于瓶子的重力大小，故C错误；D．小孩沿竖直杆匀速向上爬时，根据受力平衡可知他受的摩擦力大小等于重力，故D错误。故选B。5．（多选）如图所示，物体A被水平力F压在竖直墙壁上静止不动。下列说法正确的是（）

A．若增大力F，则墙壁对A的弹力增大B．若增大力F，则墙壁对A的摩擦力增大C．若撤去力F，则A沿墙壁下落的过程中受到一个力作用D．若A沿墙壁下滑，力F逐渐减小，则墙壁对A的摩擦力不变【答案】AC【详解】A．墙壁对物体的弹力等于力F，若增大力F，则墙壁对物体的弹力增大，故A正确；B．墙壁对物体的摩擦力等于物体的重力，若增大力F，墙壁对物体的摩擦力仍不变，故B错误；C．若撤去力F，则物体沿墙壁下落的过程不受弹力也不受摩擦力，只受到重力的作用，故C正确；D．若力F逐渐减少，物体沿墙壁下滑，物体受到的摩擦力小于重力，所以此时墙壁对物体的摩擦力比力F减少前小，故D错误。故选AC。6．如图所示，重力为20N的物体置于水平桌面上，物体与桌面间的动摩擦因数为0.5，现用8N的水平拉力F拉物体，则物体所受力的合力大小为（）A．3N B．0 C．2N D．10N【答案】B【详解】物体的做大静摩擦力水平拉力小于最大静摩擦力，物体处于静止状态的手里平衡，其合外力为零。故选B。【摩擦力的有无和方向判断知识点梳理】两个相互接触的物体发生相对运动(或具有相对运动趋势)时，在接触面上会产生阻碍相对运动(或相对运动趋势)的摩擦力。判断是否有相对运动趋势不像判断是否有相对运动那样直观，所以静摩擦力的有无及方向的判断较困难，常用以下方法判断：1.条件判断法：根据静摩擦力的产生条件判断静摩擦力的有无，即接触面之间有弹力、接触面粗糙、有相对运动趋势。2.假设法：假设两物体间接触面光滑，看物体能否保持原来的运动状态，即看是否发生相对滑动，若发生相对滑动，说明原来两物体间有相对运动趋势，物体间有静摩擦力存在，静摩擦力的方向与接触面光滑时物体的相对滑动方向相反。如图所示，A物块放在斜面B上，处于静止状态。判断A是否受静摩擦力作用时，可假设A、B间接触面光滑，A不受静摩擦力作用，则A将沿斜面下滑，不可能静止，假设不成立，可知A受静摩擦力作用。3.力的作用效果法：相互接触的物体间存在静摩擦力时，必有相应的作用效果，或平衡其他作用力或改变受力物体的运动状态，可利用作用效果确定静摩擦力的方向。如物体在水平传送带上和传送带一起匀速运动时，物体不受传送带的摩擦力作用。4.力的相互作用法：当一个物体所受摩擦力的方向不易判断时，可根据力的相互性判断，即与之相互作用的另一物体所受的摩擦力与该物体所受摩擦力等大反向。如左栏图甲所示，当v1=v2时，即物块在传送带上匀速上升时，容易分析出其受的摩擦力沿传送带向上，根据力的相互性可以判断出传送带所受物块的摩擦力沿传送带向下【摩擦力的有无和方向判断举一反三练习】7．（多选）如图所示，物体AB叠放在物体C上，C置于水平地面上，水平力作用于B，使A、B、C一起匀速向右运动，各接触面间摩擦力的情况是（）

A．B对C有向右的摩擦力B．C对A有向右的摩擦力C．C对地面有向右的摩擦力D．物体C受到三个摩擦力作用【答案】AC【详解】A．B对C有向右运动趋势，则C对B有向左的静摩擦力，B对C有向右的摩擦力，选项A正确；B．A相对C无运动趋势，则C对A无摩擦力，选项B错误；C．整体向右运动，则地面对整体有向左的摩擦力，则C对地面有向右的摩擦力，选项C正确；D．物体C受到B对C和地面对C两个摩擦力作用，选项D错误。故选AC。8．如图所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力情况，下列说法正确的是（）

A．M处受到的支持力垂直MN向上B．N处受到的支持力竖直向上C．M处可能受到沿MN方向的静摩擦力D．N处可能受到沿MN方向的静摩擦力【答案】D【详解】A．M处受到的支持力的方向与地面垂直向上，即竖直向上，故A错误；B．N处受到的支持力的方向与原木P垂直向上，不是竖直向上，故B错误；C．M处受到的静摩擦力与支持力的方向垂直，沿水平方向，故C错误；D．因原木P有沿原木向下的运动趋势，所以N处受到的摩擦力沿MN方向，故D正确。故选D。9．如图所示是通过摩擦力实现的皮带传动装置，皮带与轮子不打滑，下列说法中正确的是（）A．A轮带动B轮沿逆时针方向旋转 B．B轮带动A轮沿逆时针方向旋转C．C轮带动D轮沿顺时针方向旋转 D．D轮带动C轮沿逆时针方向旋转【答案】B【详解】A．主动轮的摩擦力是阻力，从动轮的摩擦力是动力，如果A轮是主动轮，应该是A带动B顺时针方向转动，故A错误；B．同理，如果B轮是主动轮，应该是B带动A逆时针方向转动，故B正确；C．如果C轮是主动轮，应该是C带动D逆时针方向转动，故C错误；D．如果D轮是主动轮，应该是D带动C顺时针方向转动，故D错误；故选B。10．（多选）武警广西总队防城港支队组织特战分队开展多课目反恐演练。某武警战士爬杆训练的场景如图所示，关于战士在匀速竖直向上爬升的过程中的受力情况，下列说法正确的是（）

A．战士受到的摩擦力方向向上B．战士受到的摩擦力变小C．战士受到的摩擦力与其受到的重力大小相等D．手握得越紧，杆子与手之间的动摩擦因数就会越大【答案】AC【详解】A．战士在匀速向上爬升的过程中，有向下运动的趋势，故受到的摩擦力方向向上，故A正确；BC．战士在匀速向上爬升的过程中，竖直方向受重力和静摩擦力，二力平衡，故战士受到的摩擦力与其受到的重力大小相等，故B错误，C正确；D．动摩擦因数与相互接触的物体的材料和接触面的粗糙程度有关，与受到的压力无关，故动摩擦因数不变，故D错误。故选AC。11．（多选）如图甲、乙所示，物体A、B在力F作用下一起以相同的速度沿F方向匀速运动，关于物体A、B所受的摩擦力，下列说法正确的是（  ）

A．图甲中物体A受摩擦力，且方向与F相同B．图甲中物体A不受摩擦力C．图乙中物体A受摩擦力，且方向与F相同D．图乙中物体B受到斜面的摩擦力，且方向和F相反【答案】BCD【详解】AB．因为物体A、B在力F作用下一起以相同的速度沿F方向匀速运动，所以A物体所受合力为0，对甲图而言，A水平方向没有受到力，所以也不受摩擦力；故A错误，B正确；C．而对乙图中的A物体受力分析可知，A沿斜面方向合力为0，则摩擦力与重力沿斜面向下的分力等大反向，即摩擦力方向沿斜面向上，即摩擦力方向与F相同。故C正确；D．乙图中，B沿斜面向上运动，斜面对B沿斜面向下的滑动摩擦力作用，即摩擦力方向和F相反。故D正确。故选BCD。【摩擦力的计算知识点梳理】1.滑动摩擦力大小的计算(1)公式法：根据Ff=μFN计算滑动摩擦力的大小。其中FN表示压力的大小，许多情况下需结合物体的平衡条件来确定。(2)二力平衡法：物体做匀速直线运动时，可以根据二力平衡条件来求解。2.静摩擦力的大小静摩擦力大小与外力有关，在两物体接触面上的弹力一定的情况下，静摩擦力有一个最大值，叫作最大静摩擦力，两物体间实际的静摩擦力Ff在零与最大静摩擦力之间，即0<Ff≤Fmax。静摩擦力一般根据二力平衡知识来求解。求解时应注意物体是否处于静止或匀速直线运动状态。在涉及两个及两个以上物体的摩擦力问题中，可运用整体法或隔离法，灵活地选取研究对象。选择其中一个物体为研究对象时，运用隔离法，可解决该物体的受力问题；选择多个物体为研究对象时，运用整体法，可解决其他物体对该整体的力的问题，但整体内部各物体间的作用力(已成为内力)无法分析求解。【摩擦力的计算举一反三练习】12．现代的激光打印机都是自动进纸的，有一种进纸原理如图所示进纸槽里叠放有一叠白纸，进纸时滚轮以竖直向下的力压在第一张白纸上，并沿逆时针方向匀速转动，确保第一张纸与第二张纸发生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，白纸之间、白纸与纸槽底座之间的动摩擦因数均为不考虑静电力的影响，下列说法正确的是（

）

A．滚轮对第一张白纸的摩擦力方向向左B．进纸过程中除最上面第一、二张白纸外其他纸之间均没有摩擦力C．除最上面第一、二张白纸外越向下白纸之间的摩擦力越大D．若，则打印机不能实现自动进纸【答案】D【详解】A．第一张纸相对于滚轮的运动趋势方向向左，则滚轮对第一张白纸的摩擦力方向向右，故A错误；BC．除最上面第一、二张白纸外，向下白纸处于静止状态，分别以向下第3张白纸、第3张和第4张白纸整体、第3张到第5张白纸整体…为研究对象，根据平衡条件可知向下白纸之间的摩擦力大小都等于第一张白纸对第二张白纸的滑动摩擦力大小，故BC错误；D．若要自动进纸，则滚轮与白纸之间的最大静摩擦力必须大于第一张纸与第二张纸间的滑动摩擦力，若，打印机不能实现自动进纸，故D正确；故选D。13．如图所示，质量为的物体在粗糙水平面上向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数，物体同时还受到大小为10N，方向向右的水平拉力F的作用，则水平面对物体的摩擦力（g取）（）

A．大小是10N，方向水平向右 B．大小是10N，方向水平向左C．大小是20N，方向水平向右 D．大小是20N，方向水平向左【答案】A【详解】物体受滑动摩擦力作用，根据滑动摩擦力的公式代入数据解得方向水平向右。故选A。14．如图所示，位于水平地面上的物块P通过跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，从滑轮到物块P和物块Q的两段绳都是水平的。已知物块Q与物块P之间以及物块P与地面之间的动摩擦因数都是μ，两物块的质量都是m，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向右的力F拉物块P使它做匀速运动，则F的大小为（

）A．4μmg B．3μmg C．2μmg D．μmg【答案】A【详解】已知物块P向右做匀速运动，由于轻绳的牵制，物块Q必然向左做匀速运动。由于物块Q与物块P间发生相对运动，所以两者间具有滑动摩擦力，且物块Q受到物块P的摩擦力向右，物块P受到物块Q的摩擦力向左。设物块P与物块Q间轻绳的拉力大小为FT，对物块Q进行受力分析，根据二力平衡有FT=μmg对物块P进行受力分析，水平方向受力如图所示f1为物块Q对物块P的摩擦力，f2为地面对物块P的摩擦力，由滑动摩擦力公式得f1=μmg，f2=2μmg根据平衡条件有F=FT＋f1＋f2=4μmg故选A。15．如图甲所示，质量为0.4kg的物块在水平力F的作用下由静止释放，物块与足够高的竖直墙面间的动摩擦因数为0.4，力F随时间t变化的关系图像如图乙所示，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。下列图像能正确反映物块所受摩擦力大小与时间t变化关系的是（

）A．B．C． D．【答案】D【详解】当t=2s时，摩擦力与重力相等，即此时合力为零，物块速度最大，可知，物块0~2s内和2~4s内互为逆运动，t=4s时，物块的速度为零。则0~4s内物块所受滑动摩擦力均匀增大，4~6s内，摩擦力最大静摩擦力大于重力，则物块保持静止，静摩擦力等于重力，为4N，6~8s内，滑动摩擦力小于重力，物块加速下滑，滑动摩擦力随时间均匀减小至0。故选D。16．一本书重约，有314页，书本正面朝上。现将一张纸夹在第与第页间，能够覆盖几乎整个书页，如图所示。若要将纸抽出，至少需用约的拉力。不计书皮及纸的质量，则纸和书之间的摩擦因数最接近（

）

A．20 B．0 C． D．50【答案】C【详解】纸抽出时，纸上下表面都受到书本的滑动摩擦力，有解得纸和书之间的摩擦因数为故选C。17．（多选）某个同学玩夹盒子的游戏，手握两块木板，两木板间夹起盒子，如图所示，已知木板与盒子之间的动摩擦因数为0.5，盒子与盒子之间的动摩擦因数为0.4，每个盒子重约为，该同学两手可以给木板提供的水平压力都为，则下列说法正确的是（  ）A．该同学最多可以夹起16个盒子B．该同学最多可以夹起14个盒子C．若该同学夹起10个盒子，则第五个和第六个盒子之间的摩擦力为0D．无论该同学夹起多少个盒子，木板和盒子之间的摩擦力大小都为【答案】BC【详解】AB．设该同学最多可以夹起n个盒子，木板与盒子之间的动摩擦因数为，盒子与盒子之间的动摩擦因数为则解得n=16取这16个盒子中除去最左边和最右边的其他14个盒子为研究对象，其重力为最左与最右的两个盒子能提供给这14个盒子的最大静摩擦力为则因为所以中间这14个盒子不能被夹起，即最多不能夹起16个盒子；设我们从16个盒子中去掉x个盒子，剩下个盒子，取个盒子中除去最左边和最右边的其他个盒子为研究对象，其重力为最左与最右的两个盒子能提供给这个盒子的最大静摩擦力为则解得因为盒子个数只能取整数，所以取盒子与盒子间的最大静摩擦力为64N，中间的这12个盒子能被夹起的话，靠里面的盒子由于数量减少也能被夹起。所以最多能夹起14个盒子。故A错误。故B正确；C．若该同学夹起10个盒子，则取10个盒子整体为研究对象，左右两侧分别受到竖直向上的静摩擦力，大小都为5G。根据对称性我们取左边5个和右边5个分别为研究对象，则它们各自的重力和静摩擦力已经平衡，所以相互之间没有摩擦力。即第五个和第六个盒子之间的摩擦力为0。故C正确；D．木板和盒子之间的摩擦力是静摩擦力，盒子的数量减小时静摩擦力的大小也随之减小。故D错误。故选BC。18．（多选）如图所示，水平桌面上平放有15张卡片，每一张卡片的质量均为m，用手指以竖直向下的力F（）压第1张卡片，并以一定速度向右移动手指，确保第1张卡片与第2张卡片之间有相对滑动，其他卡片保持相对静止，当最上面那张卡片划走之后，继续以相同的力F划动下一张卡片，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，手指与卡片之间的动摩擦因数为，卡片之间的动摩擦因数为，卡片与桌面之间的动摩擦因数为，下列说法正确的是（

）

A．B．划第1张卡片时，第2张卡片受到第3张卡片的摩擦力方向向左C．划第1张卡片时，第10张卡片与第11张卡片之间的摩擦力大小为D．划第1张卡片时，最后一张卡片受到桌面的摩擦力大小为0【答案】AB【详解】A．对第一张卡片分析，第一张卡片能向右运动，需满足则为了保证其他卡片保持相对静止，当最后只剩两张卡片时，倒数第二张卡片向右运动时最底部的卡片不能动，对最底部的卡片有由，所以当剩下最后一张卡片时，需满足可知所以选项A正确；B．根据题意，因上一张卡片相对下一张卡片要向右滑动，因此上一张卡片受到下一张卡片的摩擦力一定向左，选项B正确；C．第一张卡片对第二张卡片的压力大小为则第1、2张卡片间的摩擦力大小此时下面的卡片均处于静止状态，将第2张至第10张卡片作为整体，由平衡条件可知第11张卡片对第10张卡片的静摩擦力与第1张卡片对第2张卡片的滑动摩擦力平衡，大小为选项C错误；D．用手指滑动卡片向右运动的过程中，最后一张卡片相对桌面有向右运动的趋势，桌面