2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)核心素養(yǎng) 摩擦力（解析版）

相互作用一力2.2摩擦力

必備知識清單

一、靜摩擦力與滑動摩擦力

i.兩種摩擦力的比較

名稱

靜摩擦力滑動摩擦力

項

定義兩相對靜止的物體間的摩擦力兩相對運(yùn)動的物體間的摩擦力

①接觸面粗糙①接觸面粗糙

產(chǎn)生條件②接觸處有壓力②接觸處有壓力

③兩物體間有相對運(yùn)動趨勢③兩物體間有相對運(yùn)動

大小0<FfWBm

方向與受力物體相對運(yùn)動趨勢的方向±1反與受力物體相對運(yùn)動的方向相反

作用效果總是阻礙物體間的相對運(yùn)動趨勢總是阻礙物體間的相對運(yùn)動

二、“三點”關(guān)-.rrtr

i.摩擦力的方向總是與物體間相對運(yùn)動（或相對運(yùn)動趨勢）的方向相反,但不一定與物體的

運(yùn)動方向相反.

2.摩擦力總是阻礙物體間的相對運(yùn)動（或粗碰型趨勢），但不一定阻礙物體的運(yùn)動，即摩

擦力可以是阻力，也可以是動力.

3.受靜摩擦力作用的物體不一定靜止，但一定與施力物體保持相對靜止.

命題點精析（一）靜摩擦力的有無及方向的判斷

思維程序如下

不發(fā)生相無相對運(yùn)

j無靜摩'方向與相

假設(shè)法....^7對滑動動趨勢-［擦力

假設(shè)物體間J1對運(yùn)動趨

接觸面光滑勢的方向

不發(fā)生相.■相對運(yùn)有靜摩

,相反

對滑動■

［動趨勢/［擦力j

先判斷物體的狀態(tài)（即加速度的方向），再利用牛

狀態(tài)法頓第二定律（b=加。）確定合力，然后通過受力分

析確定靜摩擦力的大小及方向

先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方

牛頓第三定律法向，再根據(jù)“力的相互性”確定另一物體受到

的靜摩擦力的方向

典型例題

【例1】某運(yùn)動員以如圖所示的姿勢蹲在水平地面上，則該運(yùn)動員（）

A.受到水平向前的摩擦力

B.受到水平向后的摩擦力Q

C.受到豎直向上的支持力7^

D.所受支持力由腳底形變產(chǎn)生―

V上

【答案】C

【解析】運(yùn)動員以如圖所示的姿勢蹲在水平地面上，運(yùn)動員在水平方向無運(yùn)

動的趨勢，則地面對人無摩擦力，A、B錯誤；運(yùn)動員豎直方向受力平衡，受到

地面豎直向上的支持力和豎直向下的重力，C正確；人所受支持力由地面的形變

產(chǎn)生，D錯誤。

【練1】中國書法歷史悠久，是中華民族優(yōu)秀傳統(tǒng)文化之一.在楷書筆畫中，長橫的寫法要領(lǐng)

如下：起筆時一頓，然后向右行筆，收筆時略向右按，再向左上回帶.某同學(xué)在水平桌面上

平鋪一張白紙，為防打滑，他在白紙的左側(cè)靠近邊緣處用鎮(zhèn)紙壓住，如圖所示.則在向右行

筆的過程中（）

A.鎮(zhèn)紙受到向左的摩擦力

B.毛筆受到向左的摩擦力

C.白紙只受到向右的摩擦力

D.桌面受到向右的摩擦力

【答案】BD

【解析】白紙和鎮(zhèn)紙始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，對鎮(zhèn)紙受力分析知，鎮(zhèn)紙不受摩擦力，否則水平方

向受力不平衡.鎮(zhèn)紙的作用是增大紙與桌面之間的彈力與最大靜摩擦力，故A錯誤；在書

寫的過程中毛筆相對紙面向右運(yùn)動，受到向左的摩擦力，故B正確；白紙與鎮(zhèn)紙之間沒有

摩擦力，白紙始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，則白紙在水平方向受到毛筆對白紙向右的摩擦力以及桌面

對白紙向左的摩擦力，故C錯誤；根據(jù)牛頓第三定律，白紙對桌面的摩擦力向右，故D正

確.

【練2】如圖所示，物體A、B在力產(chǎn)作用下一起以相同速度沿尸方向勻速運(yùn)動，關(guān)于物體A

所受的摩擦力，下列說法正確的是(D)

A

77777777777/77777777/7^

甲乙

A.甲、乙兩圖中物體4均受摩擦力，且方向均與尸相同

B.甲、乙兩圖中物體A均受摩擦力，且方向均與尸相反

C.甲、乙兩圖中物體A均不受摩擦力

D.甲圖中物體4不受摩擦力，乙圖中物體A受摩擦力，方向和尸相同

【答案】D

【解析】用假設(shè)法分析：甲圖中，假設(shè)A受摩擦力，與A做勻速運(yùn)動在水平方向合力

為零不符，所以A不受摩擦力：乙圖中，假設(shè)A不受摩擦力，4將相對3沿斜面向下運(yùn)動，

則知A受沿產(chǎn)方向的摩擦力；選項正確.

命題點精析(二)摩擦力的分析與計算

1.靜摩擦力的分析

(1)物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速直線運(yùn)動)，利用力的平衡條件來判斷靜摩擦力的大小.

(2)物體有加速度時，若只受靜摩擦力，則Ff=，〃a.若除受靜摩擦力外，物體還受其他力，則

F^=ma,先求合力再求靜摩擦力.

2.滑動摩擦力的分析

滑動摩擦力的大小用公式來計算，應(yīng)用此公式時要注意以下幾點：

(1)//為動摩擦因數(shù)，其大小與接觸面的材料、接觸面的粗糙程度有關(guān)；FN為兩接觸面間的

正壓力，其大小不一定等于物體的重力.

(2)滑動摩擦力的大小與物體的運(yùn)動速度和接觸面的大小均無關(guān).

典型例題

【答案】A

【解析】由題給信息可知，升力B與速度方向垂直，B、D錯誤；空氣阻力

Ff與速度方向相反，C錯誤，故A正確。

【練3】（多選）如圖所示，長木板A與物體3疊放在水平地面上，物體與木板左端立柱間放置

水平輕質(zhì)彈簧，在水平外力F作用下，木板和物體都靜止不動，彈簧處于壓縮狀態(tài).將外

力F緩慢減小到零，物體始終不動，在此過程中（）

A.彈簧彈力不變

B.物體5所受摩擦力逐漸減小

C.物體B所受摩擦力始終向左

D.木板A所受地面的摩擦力逐漸減小

【答案】AD

【解析】將外力F緩慢減小到零，物體始終不動，則彈簧的長度不變，彈力不變，選項A

正確：對物體B,因開始時所受摩擦力的方向不確定，則有尸*=尸±尸『，則隨尸的減小，物

體8所受摩擦力的大小和方向都不能確定，選項B、C錯誤；對A、8與彈簧組成的整體，

在水平方向，力F與地面對A的摩擦力平衡，則隨F的減小，木板4所受地面的摩擦力逐

漸減小，選項D正確.

【練4】如圖所示，質(zhì)量為〃?的木塊尸在質(zhì)量為M的長木板乃上滑行，長木板放在水平面上

一直處于靜止?fàn)顟B(tài).若必與地面間的動摩擦因數(shù)為山，木塊P與長木板岫間的動摩擦因

數(shù)為〃2,則長木板劭受到地面的摩擦力大小為（C）

/////////////////////////////////////////////////////^

A.B.fn(m+M)g

C./J2mgD.fuMg+fiimg

【答案】C

【解析】木塊尸對長木板的滑動摩擦力大小為尸="2/ng,長木板始終靜止，則地面對長木板

的靜摩擦力大小為尸=F=fi2mg,故選項C正確.

【例3】（多選）如圖甲所示，4、B兩個物體疊放在水平地面上，B的上下表面均水平，A

物體與一拉力傳感器相連接，連接拉力傳感器和物體A的細(xì)繩保持水平.從f=0時刻起，

用一水平向右的力F=kt（k為常數(shù)）作用在B物體上，拉力傳感器的示數(shù)隨時間變化的圖線

如圖乙所示，已知公小t2,且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.據(jù)此可求（AB）

A.A、B之間的最大靜摩擦力

B.水平面與B之間的滑動摩擦力

C.A、8之間的動摩擦因數(shù)"A8

D.8與水平面間的動摩擦因數(shù)〃

【答案】AB

【解析】當(dāng)8被拉動后，拉力傳感器才有示數(shù)，地面對8的最大靜摩擦力為/%=奶，

A、B相對滑動后，拉力傳感器的示數(shù)保持不變，則小8=幼一/%>=%(及一八)，選項A、B正

確；由于A、8的質(zhì)量未知，則RAB和〃不能求出，選項C、D錯誤.

【練5】如圖所示，某中學(xué)新校區(qū)裝修時，工人用質(zhì)量為根的磨石對斜壁進(jìn)行打磨，當(dāng)對

磨石施加方向豎直向上、大小為F的推力時，磨石恰好沿斜壁向上勻速運(yùn)動，已知磨石與

斜壁之間的動摩擦因數(shù)為〃，則磨石受到的摩擦力大小為()

A.〃(F—/ng)cos9B.(F-fng)sin0__________

C.(F-nig)cos8D.〃(F—/ng)(

【答案】cL/v

【解析】磨石受重力、推力、斜壁的彈力及摩擦力而處于平衡狀態(tài)，r

由圖可知，尸一定大于重力；

先將重力與向上的推力合成后，將二者的合力向垂直于斜面方向及沿斜面方向分解可得

在沿斜面方向有：

/=(/一〃[g)cosQ;

在垂直于斜面方向上有：尸N=(F—"2g)sinQ

則/=(F-/wg)cos0=//(F—zwg)sin8。

【練6】物塊在輕繩的拉動下沿傾角為30。的固定斜面向上勻速運(yùn)動，輕繩與斜面平行.已知物

塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)為坐,重力加速度取10m/s2.若輕繩能承受的最大張力為1500N,

則物塊的質(zhì)量最大為（）

A.150kgB.100V3kg

C.200kgD.20Mkg

【答案】A

【解析】設(shè)物塊的質(zhì)量最大為〃?，將物塊的重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解，由平衡

條件，在沿斜面方向有尸=”^訪30°+〃據(jù)8$30°,當(dāng)F=1500N時，物塊的質(zhì)量最大，解

得加=150kg,A項正確.

命題點精析（三）摩擦力突變問題

1.靜摩擦力的突變問題：靜摩擦力是被動力，其存在及大小、方向取決于物體間的相

對運(yùn)動趨勢，而且靜摩擦力存在最大值.靜摩擦力為零的狀態(tài)是方向變化的臨界狀態(tài)；靜摩

擦力達(dá)到最大值是物體恰好保持相對靜止的臨界狀態(tài).

2.滑動摩擦力的突變問題：滑動摩擦力的大小與接觸面的動摩擦因數(shù)和接觸面受到的

壓力均成正比，發(fā)生相對運(yùn)動的物體，如果接觸面發(fā)生變化或接觸面受到的壓力發(fā)生變化,

則滑動摩擦力就會發(fā)生變化.

當(dāng)物體的受力情況發(fā)生變化時，摩擦力的大小和方向往往會發(fā)生變化，有可能導(dǎo)致靜摩

擦力和滑動摩擦力之間的相互轉(zhuǎn)化。常見的摩擦力突變模型如下。

分類案例圖示

“靜一靜”突變

在水平力F作用下物體靜止于斜面上,F突然

增大時物體仍靜止，則物體所受靜摩擦力的

F—

大小或方向?qū)ⅰ巴蛔儭?/p>

物體放在粗糙水平面上，作用在物體上的水

“靜一動”突變平力尸從零逐漸增大，當(dāng)物體開始滑動時，

物體受水平面的摩擦力由靜摩擦力“突變”

為滑動摩擦力

“動一靜”突變

滑塊以。。沖上斜面做減速運(yùn)動，當(dāng)?shù)竭_(dá)某位

置時速度減為零而后靜止在斜面上，滑動摩

Vo//

擦力“突變”為靜摩擦力

水平傳送帶的速度5大于滑塊的速度。2,滑

“動—動”突變

塊受滑動摩擦力方向水平向右，當(dāng)傳送帶突

G一如。然被卡住時，滑塊受到的滑動摩擦力方向

“突變”為向左

典型例題

【例4】表面粗糙的長直木板的上表面的一端放有一個木塊，如圖所示，木板由水平位置緩慢

向上轉(zhuǎn)動(即木板與地面的夾角a變大，最大靜摩擦力大于滑動摩擦力)，另一端不動，則木

塊受到的摩擦力R隨角度a變化的圖象是下列圖中的()

【答案】C

【解析】本題涉及摩擦力的漸變和突變，我們分階段研究：①初始木板處于水平位置，

此時有。=0,/=0;②從木板開始轉(zhuǎn)動到木塊與木板發(fā)生相對滑動前，木塊所受的是靜摩擦

力，由于木板緩慢轉(zhuǎn)動，可認(rèn)為木塊處于平衡狀態(tài).由平衡條件可知，/林="7gsina,因此，

靜摩擦力隨a的增大而增大，它們滿足正弦規(guī)律變化；③木塊相對于木板剛要滑動時達(dá)到臨

界狀態(tài)，此時木塊所受的靜摩擦力為最大靜摩擦力啟，隨著a繼續(xù)增大，木塊將開始滑動，

靜摩擦力變?yōu)榛瑒幽Σ亮?，且滿足④木塊相對于木板開始滑動后，f.=fimgcosa,

jr

則木塊所受的滑動摩擦力隨a的增大而減小，滿足余弦規(guī)律變化：⑤最后，。=去尸0.據(jù)

以上分析可知，選項C正確.

“靜一靜”突變

【練7】如圖所示，質(zhì)量為10kg的物體A拴在一個被水平拉伸的彈簧一端，彈簧的拉力為5N

時，物體A處于靜止?fàn)顟B(tài).若小車以1m*的加速度向右運(yùn)動，則(g=10m/s2)()

RAA/WW

A.物體A相對小車向右運(yùn)動

B.物體A受到的摩擦力減小

C.物體A受到的摩擦力大小不變

D.物體A受到的彈簧的拉力增大

【答案】C

【解析】由題意得，物體A與小車的上表面間的最大靜摩擦力Ffm25N,小車加速運(yùn)動

時，假設(shè)物體力與小車仍然相對靜止，則物體A所受合力尸6=，〃4=1ON,可知此時小車對

物體A的摩擦力為5N,方向向右，且為靜摩擦力，所以假設(shè)成立，物體A受到的摩擦力大

小不變，故選項A、B錯誤，C正確：物體A受到的彈簧的拉力大小不變，故D錯誤.

“動一靜”突變

【練8】如圖所示，斜面固定在地面上，傾角為。=37。（疝37。=0.6,cos37o=0.8）.質(zhì)量為1kg

的滑塊以初速度劭從斜面底端沿斜面向上滑行（斜面足夠長，該滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)

為0.8）,則該滑塊所受摩擦力Ff隨時間變化的圖象是下圖中的（取初速度加的方向為正方

向）（g=10m/s2）（B）

【答案】B

【解析】滑塊上升過程中受滑動摩擦力，由扛=〃尺和尸N=，"gcos6聯(lián)立得Ff=6.4N,

方向沿斜面向下.當(dāng)滑塊的速度減為零后，由于重力的分力w?gsind<"mgcosO,滑塊不動，

滑塊受到的摩擦力為靜摩擦力，由平衡條件得Ff=nzgsin2代入可得片=6N,方向沿斜面

向上，故選項B正確.

“靜一動”突變

【練9】（多選）在探究靜摩擦力變化的規(guī)律及滑動摩擦力變化的規(guī)律的實驗中，設(shè)計了如圖

甲所示的演示裝置，力傳感器A與計算機(jī)連接，可獲得力隨時間變化的規(guī)律，將力傳感器

固定在光滑水平桌面上，測力端通過細(xì)繩與一滑塊相連（調(diào)節(jié)傳感器高度使細(xì)繩水平），滑塊

放在較長的小車上，小車一端連接一根輕繩并跨過光滑的輕定滑輪系一只空砂桶（調(diào)節(jié)滑輪

使桌面上部細(xì)繩水平），整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài).實驗開始時打開傳感器同時緩慢向砂桶里

倒入砂子，小車一旦運(yùn)動起來，立即停止倒砂子，若力傳感器采集的圖象如圖乙所示，則結(jié)

合該圖象，下列說法正確的是（）

A.可求出空砂桶的重力

B.可求出滑塊與小車之間的滑動摩擦力的大小

C.可求出滑塊與小車之間的最大靜摩擦力的大小

D.可判斷第50秒后小車做勻速直線運(yùn)動（滑塊仍在車上）

【答案】ABC

【解析】，=0時刻，傳感器顯示拉力為2N,則滑塊受到的摩擦力為靜摩擦力，大小為

2N,由車與空砂桶受力平衡可知空砂桶的重力也等于2N,A對：/=50s時摩擦力達(dá)到最

大值，即最大靜摩擦力為3.5N,同時小車開始運(yùn)動，說明帶有砂的砂桶重力等于3.5N,此

時摩擦力立即變?yōu)榛瑒幽Σ亮?，最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力，故摩擦力突變?yōu)?N的滑

動摩擦力，B、C對；此后由于砂和砂桶重力3.5N大于滑動摩擦力3N,故第50s后小車

將加速運(yùn)動，D錯.

核心素養(yǎng)大提升

摩擦力方向與運(yùn)動方向的三類關(guān)系

摩擦力的方向可與物體的運(yùn)動方向相同或相反，也可與物體的運(yùn)動方向不共線，但與物

體間的相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢的方向一定相反.

1.摩擦力方向與運(yùn)動方向相同

典型例題

I例5】（多選）如圖所示，皮帶運(yùn)輸機(jī)將物體勻速地送往高處，下列結(jié)論正確的是（）

A.物體受到與運(yùn)動方向相同的摩擦力作用

B.傳送的速度越大，物體受到的摩擦力越大

C.物體所受的摩擦力與傳送的速度無關(guān)

D.物體受到的靜摩擦力為物體隨皮帶運(yùn)輸機(jī)上升的動力

【答案】ACD

【解析】物體隨皮帶運(yùn)輸機(jī)一起上升的過程中，物體具有相對于皮帶下滑的趨勢，受到

沿皮帶向上的摩擦力作用，是使物體向上運(yùn)動的動力，其大小等于物體重力沿皮帶向下的分

力，與傳送的速度大小無關(guān)，故A、C、D正確，B錯誤.

2.摩擦力方向與運(yùn)動方向相反

I練10】（多選）為了測定木塊和豎直墻壁之間的動摩擦因數(shù)，某同學(xué)設(shè)計了一個實驗：用

一根彈簧將木塊壓在墻上，同時在木塊下方有一個拉力尸2作用，使木塊恰好勻速向下運(yùn)動（彈

簧隨木塊一起向下運(yùn)動）,如圖所示.現(xiàn)分別測出了彈簧的彈力Q、拉力尸2和木塊的重力G,

則以下結(jié)論正確的是（）

V

A.木塊受到豎直向下的滑動摩擦力

B.木塊所受的滑動摩擦力阻礙木塊下滑

C.木塊與墻壁之間的動摩擦因數(shù)為普