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

第二章相互作用一一力

2.2摩擦力

必備知識(shí)清單

一、靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力

1.兩種摩擦力的比較

名稱

靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力

定義兩相對(duì)靜止的物體間的摩擦力兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體間的摩擦力

①接觸面粗糙①接觸面粗微

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(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)③兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)

大小OvFfWFfmFf="N

方向與受力物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向粗反與受力物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向粗反

作用效果總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)

二、“三點(diǎn)”）2E忌

1.摩擦力的方向總是與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)（或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)）的方向相反,但不一定與物體的

運(yùn)動(dòng)方向相反.

2.摩擦力總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)（或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)）,但不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，即摩

擦力可以是阻力，也可以是動(dòng)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(duì)靜止.

命題點(diǎn)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(duì)運(yùn).無靜摩

對(duì)滑動(dòng)」方向與相

假設(shè)法________動(dòng)趨勢(shì)-擦力

假設(shè)物體間11對(duì)運(yùn)動(dòng)趨

接觸面光滑勢(shì)的方向

不發(fā)生相有相對(duì)運(yùn)有靜摩

j，相反

對(duì)滑動(dòng)T

［動(dòng)趨勢(shì)j［擦力/

先判斷物體的狀態(tài)（即加速度的方向），再利用

狀態(tài)法牛頓第二定律（歹=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(dòng)員以如圖所示的姿勢(shì)蹲在水平地面上，則該運(yùn)動(dòng)員（）

A.受到水平向前的摩擦力

B.受到水平向后的摩擦力

C.受到豎直向上的支持力

D.所受支持力由腳底形變產(chǎn)生

【答案】C

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

動(dòng)的趨勢(shì)，則她面對(duì)人無摩擦力，A、B錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)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(cuò)誤。

【練1】中國(guó)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(zhǎng)橫的寫法要領(lǐng)

如下：起筆時(shí)一頓，然后向右行筆，收筆時(shí)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（）

r一

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(duì)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(cuò)誤；在

書寫的過程中毛筆相對(duì)紙面向右運(yùn)動(dòng)，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?jiān)谒椒较蚴艿矫P對(duì)白紙向右的摩擦力以及

桌面對(duì)白紙向左的摩擦力，故C錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第三定律，白紙對(duì)桌面的摩擦力向右，故

D正確.

【練2】如圖所示，物體4、8在力廠作用下一起以相同速度沿廠方向勻速運(yùn)動(dòng)，關(guān)于物體工

所受的摩擦力，下列說法正確的是(D)

A.甲、乙兩圖中物體N均受摩擦力，且方向均與尸相同

B.甲、乙兩圖中物體/均受摩擦力，且方向均與產(chǎn)相反

C.甲、乙兩圖中物體N均不受摩擦力

D.甲圖中物體/不受摩擦力，乙圖中物體/受摩擦力，方向和產(chǎn)相同

【答案】D

【解析】用假設(shè)法分析：甲圖中，假設(shè)/受摩擦力，與4做勻速運(yùn)動(dòng)在水平方向合力

為零不符，所以/不受摩擦力；乙圖中，假設(shè)/不受摩擦力，力將相對(duì)8沿斜面向下運(yùn)

動(dòng)，則知力受沿F方向的摩擦力；選項(xiàng)正確.

命題點(diǎn)精析(二)摩擦力的分析與計(jì)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(dòng))，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(shí)，若只受靜摩擦力，則居=〃u若除受靜摩擦力外，物體還受其他力，

則產(chǎn)合=機(jī)“，先求合力再求靜摩擦力.

2.滑動(dòng)摩擦力的分析

滑動(dòng)摩擦力的大小用公式a="人來計(jì)算，應(yīng)用此公式時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：

(1)〃為動(dòng)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)；氏為兩接觸面間的

正壓力，其大小不一定等于物體的重力.

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

典型例題

【例2】矢量發(fā)動(dòng)機(jī)是噴口可向不同方向偏轉(zhuǎn)以產(chǎn)生不同方向推

力的一種發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)殲20隱形戰(zhàn)斗機(jī)以速度。斜向上飛行

時(shí)，其矢量發(fā)動(dòng)機(jī)的噴口如圖所示。已知飛機(jī)受到重力G、

發(fā)動(dòng)機(jī)推力為、與速度方向垂直的升力B和與速度方向相反

的空氣阻力為。下列受力分析示意圖可能正確的是()

【答案】A

【解析】由題給信息可知，升力/2與速度方向垂直，B、D錯(cuò)誤；空氣阻力

用與速度方向相反，C錯(cuò)誤，故A正確。

【練3】（多選）如圖所示，長(zhǎng)木板力與物體8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，在水平外力尸作用下，木板和物體都靜止不動(dòng)，彈簧處于壓縮狀態(tài).將外

力廠緩慢減小到零，物體始終不動(dòng)，在此過程中（）

—F

A

〃，〃〃）〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃/〃〃〃〃

A.彈簧彈力不變

B.物體8所受摩擦力逐漸減小

C.物體8所受摩擦力始終向左

D.木板/所受地面的摩擦力逐漸減小

【答案】AD

【解析】將外力尸緩慢減小到零，物體始終不動(dòng)，則彈簧的長(zhǎng)度不變，彈力不變，選項(xiàng)A

正確；對(duì)物體8,因開始時(shí)所受摩擦力的方向不確定，則有F彈=尸±圻，則隨F的減小，

物體8所受摩擦力的大小和方向都不能確定，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；對(duì)/、8與彈簧組成的整

體，在水平方向，力廠與地面對(duì)力的摩擦力平衡，則隨F的減小，木板/所受地面的摩擦

力逐漸減小，選項(xiàng)D正確.

【練4】如圖所示，質(zhì)量為切的木塊產(chǎn)在質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板岫上滑行，長(zhǎng)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(dòng)摩擦因數(shù)為出，木塊P與長(zhǎng)木板成間的動(dòng)摩擦因

數(shù)為〃2,則長(zhǎng)木板仍受到地面的摩擦力大小為（C）

V

------P

a------------------------------------------1b

V////////////////////////////////////////////////////7

A.gMgB-〃|（機(jī)+A/）g

C.〃2機(jī)gD.腌+〃2mg

【答案】C

【解析】木塊P對(duì)長(zhǎng)木板的滑動(dòng)摩擦力大小為長(zhǎng)木板始終靜止，則地面對(duì)長(zhǎng)木

板的靜摩擦力大小為F'=F=mmg,故選項(xiàng)C正確.

【例3】（多選）如圖甲所示，/、8兩個(gè)物體疊放在水平地面上，8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/的細(xì)繩保持水平.從，=0時(shí)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(shí)間變化的圖線

如圖乙所示，已知后、小t2,且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.據(jù)此可求（AB）

力專

感A

遙B

//77/7//////////7/77//7.

甲

A.4、8之間的最大靜摩擦力

B.水平面與8之間的滑動(dòng)摩擦力

C./、8之間的動(dòng)摩擦因數(shù)隨&

D.8與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃

【答案】AB

【解析】當(dāng)8被拉動(dòng)后，拉力傳感器才有示數(shù)，地面對(duì)8的最大靜摩擦力為人向=

kt\,A,8相對(duì)滑動(dòng)后，拉力傳感器的示數(shù)保持不變，則尸儂二奶一/%=4”2一4），選項(xiàng)

A、B正確；由于/、8的質(zhì)量未知，則"”和〃不能求出，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.

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

對(duì)磨石施加方向豎直向上、大小為下的推力時(shí)，磨石恰好沿斜壁向上勻速運(yùn)動(dòng)，已知磨石

與斜壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為"，則磨石受到的摩擦力大小為（）

A.p（F-mg）cos0B.（尸一機(jī)g）sinJ__________

C.（F—wg）cos0D.P（F-mg）

【答案】cL/X/

【解析】磨石受重力、推力、斜壁的彈力及摩擦力而處于平衡狀L_____________

態(tài)，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：

f—（F—mg）cos0;

在垂直于斜面方向上有：FN=（F—"?g）sin6

則片（尸一加g）cos0=〃（歹一加g）sin0o

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

物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為7，重力加速度取10m/s2.若輕繩能承受的最大張力為1

500N,則物塊的質(zhì)量最大為（）

A.150kgB.1004kg

C.200kgD.20*kg

【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="?gsin30°+^?gcos30°,當(dāng)尸=1500N時(shí)，物塊的質(zhì)量最

大，解得"?=150kg,A項(xiàng)正確.

命題點(diǎn)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(dòng)力，其存在及大小、方向取決于物體間的相

對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，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(duì)靜止的臨界狀態(tài).

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

壓力均成正比，發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(dòng)摩擦力就會(huì)發(fā)生變化.

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

摩擦力和滑動(dòng)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”笑變

在水平力尸作用下物體靜止于斜面上，尸突

然增大時(shí)物體仍靜止，則物體所受靜摩擦力

的大小或方向?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(dòng)”突變平力F從零逐漸增大，當(dāng)物體開始滑動(dòng)時(shí)，

物體受水平面的摩擦力由靜摩擦力“突變”

為滑動(dòng)摩擦力

“動(dòng)一靜”突，變

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

置時(shí)速度減為零而后靜止在斜面上，滑動(dòng)摩

擦力“突變”為靜摩擦力

水平傳送帶的速度。1大于滑塊的速度。2,滑

“動(dòng)—?jiǎng)印蓖蛔?/p>

塊受滑動(dòng)摩擦力方向水平向右，當(dāng)傳送帶突

然被卡住時(shí)，滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力方向

，，突變”為向左

典型例題

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

向上轉(zhuǎn)動(dòng)（即木板與地面的夾角a變大，最大靜摩擦力大于滑動(dòng)摩擦力），另一端不動(dòng)，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，我們分階段斫究：①初始木板處于水平位

置，此時(shí)有a=0,/=0;②從木板開始轉(zhuǎn)動(dòng)到木塊與木板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)前，木塊所受的是

靜摩擦力，由于木板緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，可認(rèn)為木塊處于平衡狀態(tài).由平衡條件可知，/靜=

/ngsina,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(duì)于木板

剛要滑動(dòng)時(shí)達(dá)到臨界狀態(tài)，此時(shí)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(dòng)，靜摩擦力變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力，且滿足.4沙■濟(jì)；④木塊相對(duì)于木板開始

滑動(dòng)后，f^=nmgcosa,則木塊所受的滑動(dòng)摩擦力隨a的增大而減小，滿足余弦規(guī)律變

兀

化；⑤最后，0=5,f=0.據(jù)以上分析可知，選項(xiàng)C正確.

“靜一靜”突變

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

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

A.物體/相對(duì)小車向右運(yùn)動(dòng)

B.物體N受到的摩擦力減小

C.物體/受到的摩擦力大小不變

D.物體/受到的彈簧的拉力增大

【答案】C

【解析】由題意得，物體力與小車的上表面間的最大靜摩擦力Ffm》5N,小車加速運(yùn)動(dòng)

時(shí)，假設(shè)物體力與小車仍然相對(duì)靜止，則物體/所受合力/合=加°=10N,可知此時(shí)小車

對(duì)物體/的摩擦力為5N,方向向右，且為靜摩擦力，所以假設(shè)成立，物體力受到的摩擦

力大小不變，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C正確；物體4受到的彈簧的拉力大小不變，故D錯(cuò)

'O

1天.

“動(dòng)一靜”突變

【練8】如圖所示，斜面固定在地面上,傾角為J=37°(sin370=0.6,??37。=0.8).質(zhì)量為1

kg的滑塊以初速度°。從斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足夠長(zhǎng)，該滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦

因數(shù)為0.8),則該滑塊所受摩擦力R隨時(shí)間變化的圖象是下圖中的(取初速度。。的方向?yàn)?/p>

正方向)(g=10m/s2)(B)

6

OO

—6

—6.4—6.4

【答案】B

【解析】滑塊上升過程中受滑動(dòng)摩擦力，由F{=附和FN=mgcos0聯(lián)立得a=6.4

N,方向沿斜面向下.當(dāng)滑塊的速度減為零后，由于重力的分力機(jī)gsin興〃wgcos/滑塊不

動(dòng)，滑塊受到的摩擦力為靜摩擦力，由平衡條件得R="igsin。，代入可得Fr=6N,方向沿

斜面向上，故選項(xiàng)B正確.

“靜一動(dòng)”突變

【練9】（多選）在探究靜摩擦力變化的規(guī)律及滑動(dòng)摩擦力變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如

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

器固定在光滑水平桌面上，測(cè)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(zhǎng)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(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài).實(shí)驗(yàn)開始時(shí)打開傳感器同時(shí)緩慢向砂

桶里倒入砂子，小車一旦運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)（滑塊仍在車上）

【答案】ABC

【解析】f=0時(shí)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(duì)；t=50s時(shí)摩擦力達(dá)

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

N,此時(shí)摩擦力立即變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力，最大靜摩擦力略大于滑動(dòng)摩擦力，故摩擦力突變?yōu)?

N的滑動(dòng)摩擦力，B、C對(duì)；此后由于砂和砂桶重力3.5N大于滑動(dòng)摩擦力3N,故第50s

后小車將加速運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò).

核心素養(yǎng)大提升

摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向的三類關(guān)系

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

物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向一定相反.

1.摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同

典型例題

【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（）

V

A.物體受到與運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(duì)于皮帶下滑的趨勢(shì)，受

到沿皮帶向上的摩擦力作用，是使物體向上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)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(cuò)誤.

2.摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反

【練10】（多選）為了測(cè)定木塊和豎直墻壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：用

一根彈簧將木塊壓在墻上，同時(shí)在木塊下方有一個(gè)拉力&作用，使木塊恰好勻速向下運(yùn)動(dòng)

（彈簧隨木塊一起向下運(yùn)動(dòng)），如圖所示.現(xiàn)分別測(cè)出了彈簧的彈力為、拉力出和木塊的重

力G,則以下結(jié)論正確的是（）

A.木塊受到豎直向下的滑動(dòng)摩擦力

B.木塊所受的滑動(dòng)摩擦力阻礙木塊下滑

C.木塊與墻壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為二

r1

F2+G

D.木塊與墻壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為一^二

【答案】BD

【解析】

木塊相對(duì)于豎直墻壁下滑，受到豎直向上的滑動(dòng)摩擦力，阻礙木塊下滑，A錯(cuò)誤，B

正確.

分析木塊受力如圖所示.由平衡條件可得：FN=