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第三章 相互作用——力
高中物理必修第一冊人教版
第2節(jié) 摩擦力
知識點(diǎn)1 滑動摩擦力
1．定義：兩個___________的物體相對滑動時，在接觸面上會產(chǎn)生一種_________________的力，這種力叫做滑動摩擦力．
2．方向：總是沿著_________，并且跟物體___________的方向相反．
3．大小：兩個物體間的滑動摩擦力的大小跟________成正比，用公式表示為Ff＝_________，其中μ是比例常數(shù)(它是兩個力的比值，沒有單位)，叫做_______________，它的數(shù)值跟相互接觸的兩個物體的_________有關(guān)，還跟接觸面的情況(如粗糙程度)有關(guān)．
相互接觸　
阻礙相對運(yùn)動　
接觸面　
相對運(yùn)動　
壓力　
μF壓　
動摩擦因數(shù)　
材料　
基礎(chǔ)過關(guān)
例1-1 （多選）關(guān)于滑動摩擦力，下列說法正確的是( )
BC
A.有正壓力一定有滑動摩擦力
B.有滑動摩擦力一定有正壓力
C.滑動摩擦力總是與接觸面上的正壓力垂直
D.只有運(yùn)動的物體才受滑動摩擦力作用
【解析】由產(chǎn)生滑動摩擦力的條件知，選項(xiàng)A錯誤，B正確。滑動摩擦力的方向與接
觸面相切，而正壓力垂直于接觸面，所以滑動摩擦力的方向跟接觸面所受正壓力的
方向垂直，選項(xiàng)C正確。靜止的物體也可以受滑動摩擦力，如擦黑板時，黑板是靜止
的，但黑板擦是運(yùn)動的，黑板受黑板擦的滑動摩擦力作用，選項(xiàng)D錯誤。
例1-2 一根質(zhì)量為、長度為 的均勻長方體木料放在水平桌面上，木料與桌面間的
動摩擦因數(shù)為 ，重力加速度為,現(xiàn)用水平力 推木料，當(dāng)木料經(jīng)過圖3-2-1所示位
置時，桌面對木料的滑動摩擦力等于______。若在被勻速推動和加速推動的過程中，
木料受到的滑動摩擦力的大小分別為和,則___（選填“ ”“”或“ ”）。
圖3-2-1
【解析】滑動摩擦力的大小取決于 與 ，與接觸面積的大小、相對運(yùn)動速度的大
小均無關(guān)。由于木料對桌面的壓力 等于木料的重力,所以桌面對木料的摩擦力為
。由于滑動摩擦力的大小與物體的運(yùn)動性質(zhì)無關(guān)，所以 。
1．滑動摩擦力產(chǎn)生的條件
(1)兩物體相互接觸擠壓．
(2)物體間的接觸面不光滑．
(3)兩物體間存在相對運(yùn)動．
相對運(yùn)動的含義：滑動摩擦力存在于發(fā)生相對運(yùn)動的兩個物體之間，相對運(yùn)動可能是因?yàn)閮蓚€物體一個靜止，另一個在運(yùn)動；可能是因?yàn)閮蓚€物體一個運(yùn)動得快，另一個運(yùn)動得慢；還可能是因?yàn)閮蓚€物體運(yùn)動方向相反．所以發(fā)生相對運(yùn)動的物體不一定處于運(yùn)動狀態(tài)，可能是因?yàn)榱硪粋€物體在運(yùn)動造成的.
2．滑動摩擦力的方向
(1)在接觸面上，與接觸面相切，且與物體相對運(yùn)動的方向相反．
(2)與物體的運(yùn)動方向可能相同，也可能相反．
3．滑動摩擦力的大小
素養(yǎng)點(diǎn)評：此探究通過滑動摩擦力的理解，培育物理觀念、科學(xué)思維素養(yǎng)．
公式法 F＝μFN (1)正壓力FN是物體與接觸面間的壓力，不一定等于物體的重力，F(xiàn)N的大小根據(jù)物體的受力情況確定
(2)動摩擦因數(shù)μ與材料和接觸面的粗糙程度有關(guān)，而與物體間的壓力、接觸面的大小無關(guān)
二力 平衡法 物體處于平衡狀態(tài)(勻速直線運(yùn)動或靜止)時，根據(jù)二力平衡條件求解 知識點(diǎn)2 靜摩擦力
1．定義：兩個物體之間只有______________，而沒有__________時產(chǎn)生的摩擦力叫做靜摩擦力．
2．方向：總是沿著________，并且跟物體_______________的方向相反．
3．大小：當(dāng)相對運(yùn)動趨勢增強(qiáng)時，靜摩擦力也隨之增大，但有一個限度，這個靜摩擦力的最大值叫做______________．而兩物體間實(shí)際發(fā)生的靜摩擦力F在_____與_____________之間，即_______________．
相對運(yùn)動趨勢　
相對運(yùn)動　
接觸面　
相對運(yùn)動趨勢　
最大靜摩擦力　
0　
最大靜摩擦力　
Fmax　0例2-3 某人推著自行車前進(jìn)時，地面對前輪的摩擦力為，對后輪的摩擦力為 ；當(dāng)
人騎著自行車前進(jìn)時，地面對前輪的摩擦力為，對后輪的摩擦力為 ，下列說法正
確的是( )
D
A.與車前進(jìn)方向相同 B. 與車前進(jìn)方向相同
C.與車前進(jìn)方向相同 D. 與車前進(jìn)方向相同
【解析】注意根據(jù)摩擦力的方向總是沿阻礙相對運(yùn)動（或相對運(yùn)動的趨勢）的方向
來判斷各選項(xiàng)的正誤。人推著自行車前進(jìn)時，兩車輪都受向后的摩擦力，故、
與車前進(jìn)的方向相反；騎車前進(jìn)時，后輪產(chǎn)生動力，受向前的摩擦力，前輪仍受向
后的摩擦力，故與車前進(jìn)方向相反， 與車前進(jìn)方向相同。本題應(yīng)選D。
基礎(chǔ)過關(guān)
圖3-2-5
例2-4 如圖3-2-5所示，物體在水平推力 的作用下靠豎直墻保持靜止
不動，下列說法正確的是( )
A
A.物體 受到的靜摩擦力與其重力大小相等
B.物體 受到的靜摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度成正比
C.若減小，則物體 一定會下滑
D.在物體上增加一物體，要使得兩物體均靜止就必須增大推力
【解析】物體A靜止時，墻對物體的靜摩擦力與其重力平衡，即 ，A正確；
物體A受到靜摩擦力，而靜摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度無關(guān)（最大靜摩擦力
除外），B錯誤；當(dāng) 減小時，最大靜摩擦力減小，但物體不一定會下滑，C錯誤；
在物體A上增加一物體B，若兩物體的重力之和小于A與墻的最大靜摩擦力，則不需
要增大推力 ，D錯誤。
圖3-2-6
例2-5 ［教材第67頁“練習(xí)與應(yīng)用”第2題改編］如圖3-2-6所示，用手
握緊瓶子使瓶子靜止在空中，以下關(guān)于瓶子所受摩擦力的說法正確的
是( )
C
A.感覺瓶子將要滑下時，用力使勁握瓶子是為了增大此時的滑動摩擦力
B.感覺瓶子將要滑下時，用力使勁握瓶子是為了增大此時的靜摩擦力
C.摩擦力的大小不會因?yàn)槭值奈樟υ龃蠖龃?br/>D.摩擦力的大小等于瓶子的重力，方向豎直向下
【解析】感覺瓶子將要滑下時，用力使勁握瓶子是為了增大手與瓶子之間的最大靜
摩擦力，而不是為了增大此時的靜摩擦力，也不是為了增大此時的滑動摩擦力，A、
B錯誤；靜摩擦力與重力是一對平衡力，靜摩擦力的方向是豎直向上的，靜摩擦力的
大小不會因?yàn)槭值奈樟υ龃蠖龃螅珻正確，D錯誤。
1．靜摩擦力產(chǎn)生的條件
(1)接觸面是粗糙的．
(2)兩物體相對靜止但存在相對運(yùn)動趨勢．
(3)兩物體在接觸面上有壓力(彈力)．
摩擦力與彈力的關(guān)系：兩物體間有摩擦力時，必有彈力；而兩物體間有彈力時，不一定有摩擦力．
2．對“相對運(yùn)動趨勢”的理解
(1)相對運(yùn)動趨勢是指一個物體相對于與它接觸的另一個物體有運(yùn)動的可能，但還處于相對靜止?fàn)顟B(tài)．
(2)相對運(yùn)動趨勢的方向是指假設(shè)接觸面光滑時，物體將要發(fā)生相對運(yùn)動的方向．
3．判斷靜摩擦力的有無的方法
(1)條件判斷法：接觸面之間粗糙、有彈力且有相對運(yùn)動趨勢．
(2)假設(shè)法：
4．靜摩擦力的方向判定方法
直接法 對于相對運(yùn)動趨勢比較明顯的情況，可以根據(jù)“靜摩擦力的方向沿著接觸面，與相對運(yùn)動趨勢的方向相反”直接判斷
假設(shè)法 假設(shè)接觸面是光滑的，判斷物體將向哪個方向滑動，從而確定相對運(yùn)動趨勢的方向，進(jìn)而判斷出靜摩擦力的方向
狀態(tài)法 當(dāng)物體受力處于平衡狀態(tài)時，根據(jù)二力平衡，判斷出靜摩擦力的方向
力的作用效果法 如果相互接觸的物體間存在靜摩擦力，則必有相應(yīng)的作用效果，或平衡其他作用力或改變受力物體的運(yùn)動狀態(tài)，可利用作用效果確定靜摩擦力的方向
力的相 互性法 若甲、乙兩物體間有靜摩擦力，并且能判斷出甲對乙的靜摩擦力的方向，則乙對甲的靜摩擦力的方向與甲對乙的靜摩擦力的方向相反
5．靜摩擦力的大小
(1)大小的范圍：0(2)計(jì)算：物體處于平衡狀態(tài)(勻速運(yùn)動或靜止)時，根據(jù)二力平衡條件求解．
(3)最大靜摩擦力Fmax＝μFN.(μ為靜摩擦因數(shù)，最大靜摩擦力Fmax略大于滑動摩擦力，一般情況下，為分析問題方便，可認(rèn)為二者相等)
6．靜摩擦力與運(yùn)動的關(guān)系辨析
(1)受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的，關(guān)鍵決定于相對接觸的另一物體是否有相對運(yùn)動趨勢．
(2)靜摩擦力阻礙的是物體間的相對運(yùn)動趨勢，但不一定阻礙物體的運(yùn)動，即靜摩擦力不一定是阻力．方向與物體運(yùn)動方向可能相同，也可能相反，還可能成一定夾角．
(3)皮帶不打滑說明皮帶與輪接觸處，皮帶相對于輪靜止，靜摩擦力對主動輪是阻力，對從動輪是動力．
素養(yǎng)點(diǎn)評：本探究通過靜摩擦力的理解和應(yīng)用，培養(yǎng)物理觀念、科學(xué)思維素養(yǎng)．
知識點(diǎn)3 動摩擦因數(shù)的測定
圖3-2-8
例3-6 ［鏈接教材第66頁圖3.2-4］某同學(xué)用如圖3-2-8所示裝
置測量放在水平桌面上的金屬板與鐵塊 之間的動摩擦因
數(shù)。已知鐵塊的質(zhì)量。用水平力 向左拉金屬
板 ，使其一直向左運(yùn)動，穩(wěn)定后彈簧測力計(jì)示數(shù)的放大情
況如圖所示。
（1）、間的摩擦力_____ 。
2.50
【解析】由圖示彈簧測力計(jì)可知，其分度值為，示數(shù)為，穩(wěn)定后
處于平衡狀態(tài)，由二力平衡條件得 。
（2）若取，則、間的動摩擦因數(shù) _____。（保留兩位有效數(shù)字）
0.51
【解析】滑動摩擦力，代入數(shù)據(jù)解得 。
（3）實(shí)驗(yàn)時，________（選填“需要”或“不需要”）金屬板 做勻速直線運(yùn)動。
不需要
【解析】實(shí)驗(yàn)時，無論是否做勻速直線運(yùn)動，穩(wěn)定后彈簧測力計(jì)的示數(shù)都等于 所
受滑動摩擦力的大小。
【學(xué)會了嗎│變式題】
1.給你一把直尺、一條橡皮筋、細(xì)線、一個木塊和一塊長木板，請?jiān)O(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)，
測定木塊和長木板間的動摩擦因數(shù)（要求原理簡單）。
【解析】實(shí)驗(yàn)原理：二力平衡。
實(shí)驗(yàn)方法：（1）將橡皮筋的兩端拴上兩條細(xì)線，并用直尺測出橡皮筋的原長 。
（2）將其中一條細(xì)線與木塊連接，另一條細(xì)線豎直懸掛起來，如圖甲所示，測出此
時橡皮筋的長度 。
（3）將其中一條細(xì)線與木塊連接，另一條細(xì)線固定于豎直墻上，將木塊放在長木板
上，使細(xì)線及橡皮筋保持水平，如圖乙所示，用水平力拉長木板使木板向右滑動，
穩(wěn)定后，測出此時橡皮筋的長度 。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：根據(jù)二力平衡原理，得, ,由此可得
。
知識點(diǎn)4 摩擦力的比較
例4-7 關(guān)于摩擦力，下列說法正確的是( )
D
A.人正常行走時，鞋底受到滑動摩擦力的作用
B.雜技演員沿豎直桿勻速下滑時，演員受到的摩擦力方向向下
C.當(dāng)增大握住豎直酒瓶的手的握力時,酒瓶受到的摩擦力將增大
D.在冰面上撒些細(xì)土再走上去就不易滑倒,是因?yàn)樾资艿降淖畲箪o摩擦力增大了
【解析】人正常行走時,鞋底受到靜摩擦力的作用,A錯誤;雜技演員沿豎直桿勻速下滑
時，演員受到向上的摩擦力,B錯誤;當(dāng)增大握住豎直酒瓶的手的握力時，最大靜摩擦
力增大,但是酒瓶受到的實(shí)際摩擦力大小仍等于酒瓶的重力大小，C錯誤;在冰面上撒
些細(xì)土再走上去就不易滑倒，是因?yàn)樾缀徒佑|面間的粗糙程度增大了，則鞋底與
接觸面間的最大靜摩擦力增大了,D正確。
例8 ［易錯題］（多選）圖3-2-9所示為表面粗糙的傾斜皮帶傳輸裝置，皮帶的傳動
速度保持不變。物體被無初速度地放在皮帶的底端 處，開始時物體在皮帶上滑動，
當(dāng)它到達(dá)位置后就不再相對皮帶滑動，而是隨皮帶一起勻速運(yùn)動，直至到達(dá)頂端 ，
在傳送過程中，物體( )
AD
圖3-2-9
A.在 段受到的摩擦力為沿皮帶向上的滑動摩擦力
B.在 段受到的摩擦力為沿皮帶向下的滑動摩擦力
C.在 段不受靜摩擦力
D.在 段受沿皮帶向上的靜摩擦力
題型1 摩擦力有無及方向的判斷
【解析】當(dāng)物體被無初速度地放在皮帶底端A處時，物體相對皮帶向下滑動，即在
段物體受到沿皮帶向上的滑動摩擦力，選項(xiàng)A正確；在 段，物體相對皮帶有向
下運(yùn)動的趨勢，受到沿皮帶向上的靜摩擦力，選項(xiàng)D正確。
【學(xué)會了嗎│變式題】
圖3-2-10
2.如圖3-2-10所示，一輛汽車在平直公路上行駛，車上有一木
箱，試判斷下列情況中木箱所受的摩擦力。
（1）汽車由靜止加速運(yùn)動時（木箱和車無相對滑動）；
【解析】木箱隨汽車一起由靜止加速運(yùn)動，假設(shè)二者的接觸
面是光滑的，則汽車加速時，木箱由于慣性要保持原來的靜
止?fàn)顟B(tài)，因此它將相對于汽車向后滑動，而實(shí)際上木箱沒有
滑動，說明木箱有相對汽車向后滑動的趨勢，所以木箱受到
向前的靜摩擦力，此時靜摩擦力方向與木箱運(yùn)動方向相同，
為動力。
（2）汽車剎車時（木箱和車無相對滑動）；
【解析】汽車剎車時，速度減小，假設(shè)木箱與汽車的接觸面是光滑的，則木箱將相
對汽車向前滑動，而實(shí)際上木箱沒有滑動，說明木箱有相對汽車向前滑動的趨勢，
所以木箱受到向后的靜摩擦力，此時靜摩擦力方向與木箱運(yùn)動方向相反，為阻力。
（3）汽車勻速運(yùn)動時（木箱和車無相對滑動）；
【解析】木箱隨汽車一起勻速運(yùn)動時，二者無相對運(yùn)動趨勢，因而木箱不受摩擦力。
（4）汽車剎車，木箱在車上向前滑動時；
【解析】汽車剎車，木箱相對于汽車向前滑動，可知木箱受到向后的滑動摩擦力，
摩擦力方向與木箱運(yùn)動方向相反，為阻力。
（5）汽車在勻速運(yùn)動過程中突然加速，木箱在車上滑動時。
【解析】汽車在勻速運(yùn)動過程中突然加速，木箱相對于汽車會向后滑動，易知木箱
受到向前的滑動摩擦力，摩擦力方向與木箱運(yùn)動方向相同，為動力。
圖3-2-11
例9 (2024·江蘇南京期中)如圖3-2-11所示，一個質(zhì)量為
的物體 放在水平面上，物體與水平面間的動摩擦因
數(shù)為 ，物體通過一條繞過定滑輪的質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩和一
個質(zhì)量為的小桶相連。已知 與水平面間的最大靜
（1）只掛， 處于靜止?fàn)顟B(tài)時；
【答案】
【解析】因?yàn)樘幱陟o止?fàn)顟B(tài)，所以 受靜摩擦力作用，由二力平衡條件得
。
摩擦力，滑輪上的摩擦不計(jì)，，求在以下情況中， 受到
的摩擦力的大小:
題型2 摩擦力大小的求解
（2）只掛,但在上再放一個質(zhì)量為的物體 時；
【答案】
【解析】在上再放一個的物體， 仍靜止，故受靜摩擦力
。
（3）只在桶內(nèi)加入質(zhì)量為 的砂子時；
【答案】
【解析】因?yàn)?故 處于靜止?fàn)顟B(tài)，所受靜摩擦力
。
（4）只在桶內(nèi)加入質(zhì)量為 的砂子時。
【答案】
【解析】因?yàn)椋饰矬w 開始運(yùn)動，受到滑動摩擦力作用，
由公式知 。
【學(xué)會了嗎│變式題】
3.現(xiàn)代的激光打印機(jī)都是自動進(jìn)紙的，有一種進(jìn)紙裝置原理如圖3-2-12所示。進(jìn)紙槽
里放有一疊白紙，進(jìn)紙時滾輪以豎直向下的力 壓在第一張白紙上，并沿逆時針方向
勻速轉(zhuǎn)動，確保第一張紙與第二張紙發(fā)生相對滑動。設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力
相等，滾輪與白紙之間的動摩擦因數(shù)為 ，白紙之間、白紙與進(jìn)紙槽底座之間的動
摩擦因數(shù)均為，打印機(jī)內(nèi)每張白紙的質(zhì)量為 。不考慮靜電力的影響，重力加速
度 已知，下列說法正確的是( )
C
圖3-2-12
A.滾輪對第一張白紙的摩擦力大小為
B.第三、四張白紙間的摩擦力大小為
C.白紙與紙槽底座之間的摩擦力大小為
D.越靠近底座，白紙間的摩擦力越大
【解析】滾輪對第一張白紙的摩擦力為靜摩擦力，第一張白紙勻速運(yùn)動，對第一張
紙受力分析可知滾輪對第一張白紙的摩擦力等于第二張紙對第一張紙的滑動摩擦力，
即為 ，故A錯誤；除最上面一張白紙外，下面白紙均處于靜止?fàn)顟B(tài)，以
第二張和第三張白紙整體、第二張到最底下白紙整體為研究對象，根據(jù)平衡條件可
知第三、四張白紙之間、白紙與進(jìn)紙槽底座之間的摩擦力大小都等于第一張白紙對
第二張白紙的滑動摩擦力大小，故B、D錯誤，C正確。
謝謝大家

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