第二章相互作用第八课时摩擦力2025高考物理二轮专题

这是一份第二章相互作用第八课时摩擦力2025高考物理二轮专题，文件包含第二章相互作用第8课时摩擦力双基落实课pptx、第二章相互作用第8课时摩擦力双基落实课教师用docx、第二章相互作用第8课时摩擦力双基落实课学生用docx等3份试卷配套教学资源，其中试卷共15页， 欢迎下载使用。

　（2021·浙江1月选考4题）如图所示，电动遥控小车放在水平长木 板上面，当它在长木板上水平向左加速运动时，长木板保持静止，判 断下列说法的正误：
（1）小车只受重力和支持力作用。（　×　）
（2）电动遥控小车向左加速运动时，受到木板对小车的滑动摩擦力 水平向左。（　×　）
（3）若小车为后轮驱动，则前轮受到的摩擦力水平向左。 （　×　）
（4）若小车为后轮驱动，则后轮受到向左的静摩擦力，且为动力。 （　√　）
（5）若电动遥控小车为四轮驱动，则小车前、后轮受到的静摩擦力 均为动力，方向水平向左。（　√　）
　　　　　考点一　静摩擦力有无及方向的判断　[素养自修类] 1. 【假设法】图甲是某同学写字时的握笔姿势，图乙是他在握笔时把拇指和食指松开时的状态，笔尖仍然斜向下且笔保持静止状态。关于两幅图中笔的受力，下列说法正确的是（　）
解析：　对题图甲中的笔受力分析，受到手指的压力、重力、摩 擦力，假设没有受到摩擦力，笔就会顺着手指滑下来，故A错误； 对题图乙中的笔受力分析，受到重力、支持力和摩擦力，假设没有 受到摩擦力，笔就会顺着手指滑下来，故B错误；因为题图甲和题 图乙中的笔都是静止状态，所以手对笔的作用力应与重力大小相 等，方向相反，故C正确；题图甲中的笔受到的是静摩擦力，其大 小等于重力沿笔方向的分力，与手的握力大小无关，故D错误。
2. 【状态法】如图所示，竖直墙面上有一只壁虎从A点沿水平直线加速运动到B 点，此过程中壁虎受到摩擦力的方向是（　）
解析： 由于壁虎从A点到B点做加速直线运动，即壁虎所受合力水平向左，在竖直平面内壁虎受重力、摩擦力，由平行四边形定则可知，摩擦力方向斜向左上方，故B正确。
3. 【转换对象法】大型商场或者大型超市为了方便顾客上下楼，都会安装自动扶梯。 小王同学经过调查研究发现自动扶梯分为两大类，一种无台阶，另 一种有台阶，两种自动扶梯分别如图甲、乙所示。此外，小王同学 还发现，为了节约能源，在没有乘客乘行时，这两种自动扶梯都以 较小的速度匀速运行，当有乘客乘行时自动扶梯经过先加速运行再 匀速运行两个阶段。则自动扶梯在运送乘客上楼的整个过程中 （　　）
解析：　乘客在无台阶的扶梯上运动时，在加速阶段和匀速阶 段，都受重力、支持力、摩擦力作用，匀速阶段乘客加速度为零， 扶梯对乘客的作用力竖直向上，由牛顿第三定律可知，乘客对扶梯 的作用力竖直向下，加速阶段扶梯对乘客的作用力斜向上，由牛顿 第三定律可知，乘客对扶梯的作用力斜向下；有台阶的扶梯，在扶 梯匀速上升阶段，乘客不受摩擦力作用，在扶梯加速阶段，乘客所 受支持力和摩擦力的合力斜向上，由牛顿第三定律可知，乘客对扶 梯的作用力斜向下，综上所述，A正确，B、C、D均错误。
“三法”判断静摩擦力的有无及方向
　　　　　考点二　摩擦力大小的计算　[互动共研类]
1. 静摩擦力大小的计算方法
（1）物体处于平衡状态：利用平衡条件求解。
（2）物体处于加速状态：应用牛顿第二定律F合＝ma求解。
（3）最大静摩擦力：与接触面间的压力成正比，其值略大于滑动 摩擦力，通常认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，即Fmax＝ μFN。
2. 滑动摩擦力大小的计算方法
（1）公式法：F＝μFN；注意FN是两物体间的正压力，不一定等于 物体的重力。
（2）状态法：利用平衡条件或牛顿第二定律列方程求解。
1. 【利用平衡条件计算静摩擦力】两只完全相同的蚂蚁在轮胎内外表面爬，当两只蚂蚁爬到图示位置 时保持静止，角α大于角β。已知轮胎材料相同，轮胎与蚂蚁之间动 摩擦因数为μ，蚂蚁质量为m，重力加速度取g，下列说法正确的是 （　　）
解析：根据题意，对蚂蚁受力分析，设蚂蚁所在位置和圆心连线与竖直方向夹角为θ，如图所示，由平衡条件可得FN＝mgcs θ，Ff＝mgsin θ，由于α＞β，则A处蚂蚁受到的支持力比B处蚂蚁小，B处蚂蚁受到的摩擦力比A处蚂蚁小，故A、B错误；蚂蚁与轮胎之间保持静止，则摩擦力不能按滑动摩擦力计算，则A处的蚂蚁受到的摩擦力大小不一定为μmgcs α，故C错误；由题意可知，B处蚂蚁所在位置和圆心连线与竖直方向夹角为β，则B处的蚂蚁受到的摩擦力大小为mgsin β，故D正确。
2. 【利用公式F＝μFN求滑动摩擦力大小】
如图所示，位于水平桌面上的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块 Q相连，从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的，已知Q与P之间以 及P与桌面之间
的动摩擦因数都为μ＝0.4，物块P重为40 N，物块Q重为20 N，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P使它做 匀速运动，求：
（1）物块Q所受到的滑动摩擦力的大小和方向；
答案：8 N　水平向右　
解析：（1）物块Q所受到的滑动摩擦力的大小Ff1＝μFNQ＝μGQ＝0.4×20 N＝8 N方向水平向右。
（2）物块P所受桌面的滑动摩擦力的大小和方向。
答案：（2）24 N　水平向左
解析：物块P所受桌面的滑动摩擦力的大小Ff2＝μFNP＝μ（GP＋GQ）＝0.4×（40＋20）N＝24 N方向水平向左。
　　　　　考点三　摩擦力的突变问题　[互动共研类] 1. 在涉及摩擦力的情况中，题目中出现“最大”“最小”和“刚好” 等关键词时，一般隐藏着摩擦力突变的临界问题。题意中某个物理 量在变化过程中发生突变，可能导致摩擦力突变，则该物理量突变 时的状态即为临界状态。2. 存在静摩擦力的情景中，物体由相对静止变为相对运动，或者由相 对运动变为相对静止，或者受力情况发生突变，往往是摩擦力突变 问题的临界状态。3. 确定各阶段摩擦力的性质和受力情况，做好各阶段摩擦力的分析。
【典例】　如图所示，斜面固定在地面上，倾角为θ＝37°（sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8）。质量为1 kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行（斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8），假设滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相同， 则该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图像是选项图中的（取初速度v0的方向为正方向，g＝10 m/s2）（　）
解析：滑块在上升过程中受滑动摩擦力，由Ff＝μFN和FN＝mgcs θ 联立，得Ff＝6.4 N，方向沿斜面向下。当滑块的速度减为零后，由 于重力的分力mgsin θ＜μmgcs θ，滑块将静止，滑块受到的摩擦力 为静摩擦力，由平衡条件得Ff＝mgsin θ，代入可得Ff＝6 N，方向沿 斜面向上，故选项B正确。
【方法点拨】　摩擦力突变问题的两点提醒（1）静摩擦力是被动力，其大小、方向取决于物体间的相对运动的 趋势，而且静摩擦力存在最大值。存在静摩擦力的系统，相对 滑动与相对静止的临界状态是静摩擦力达到最大值。（2）滑动摩擦力的突变问题：滑动摩擦力的大小与接触面的动摩擦 因数和接触面受到的压力均成正比，发生相对运动的物体，如 果接触面的动摩擦因数发生变化或接触面受到的压力发生变 化，则滑动摩擦力就会发生变化。
　（1）上例中，滑块向上滑行足够长时间后，再用沿斜面向上F1＝ 10 N的推力推滑块，则滑块所受的摩擦力的大小和方向如何？
提示：因F1＞mgsin θ，滑块具有向上滑行的趋势，因F1－ mgsin θ＜μmgcs θ，故滑块没动，受沿斜面向下的静摩擦力作 用，大小为Ff＝F1－mgsin θ＝4 N。
（2）上例中，滑块向上滑行足够长时间后，再用沿斜面向上F2＝15 N的推力推滑块，则滑块所受的摩擦力的大小和方向如何？
提示：因F2＞mgsin θ，滑块具有沿斜面向上滑行的趋势， 因F2－mgsin θ＞μmgcs θ，故滑块将沿斜面向上滑动，受沿斜 面向下的滑动摩擦力作用，大小为Ff＝μmgcs θ＝6.4 N。
（3）上例中，若滑块与斜面间的动摩擦因数为0.4，试画出滑块所受 的摩擦力Ff随时间变化的图像。
提示：滑块在上升过程中受滑动摩擦力， 由Ff＝μFN和FN＝mgcs θ可得Ff＝3.2 N， 方向沿斜面向下。滑块速度减为零后，因 mgsin θ＞μmgcs θ，滑块将沿斜面向下滑动， Ff＝μmgcs θ＝3.2 N，方向沿斜面向上，Ff随 时间变化的图线如图所示。
巧学 妙解 应用
考点一　静摩擦力有无及方向判断1. （多选）瓶子被握在手中保持静止，瓶口朝上，如图，瓶子受到的 摩擦力（　　）
解析：　瓶子相对手是静止的，所以瓶子受到的摩擦力是静摩 擦力，故A正确，B错误；竖直方向上瓶子受重力和摩擦力而处于 平衡状态，根据二力平衡条件可知，摩擦力的方向与重力方向相 反，一定竖直向上，故C正确，D错误。
2. （多选）如图所示，人在跑步机上跑步时（　　）
解析：　人在跑步机上跑步时，鞋和跑步机之间无相对滑动， 则鞋受到的摩擦力是静摩擦力，A正确，B错误；因鞋相对跑步机 有向后滑动的趋势，则鞋受到的静摩擦力向前，即与人相对跑带运 动的方向相同，C错误，D正确。
考点二　摩擦力大小的计算3. 当今物流业相当发达，货车货运功不可没。如图所示，司机为方便 卸货，在距水平地面的高度为1.2 m的车厢底部与地面之间用长度为 2 m的木板搭建了一个斜面。若货物恰好能沿木板匀速下滑，则货 物与木板间的动摩擦因数为（　　）
4. 如图所示，质量为M的长木板放在水平地面上，放在长木板上的质 量为m的木块在水平向右的拉力F的作用下向右滑行，长木板保持 静止。已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1，长木板与地面间的 动摩擦因数为μ2，下列说法正确的是（　　）
解析：　木块所受木板的滑动摩擦力大小为Ff＝μ1mg，方向水平 向左，根据牛顿第三定律得知，木板受到木块的摩擦力方向水平向 右，大小等于μ1mg；木板处于静止状态，水平方向受到木块的滑动 摩擦力和地面的静摩擦力，根据平衡条件可知木板受到地面的摩擦 力的大小也是μ1mg，木板相对于地面处于静止状态，不能使用滑动 摩擦力的公式计算木板受到的地面的摩擦力，所以木板与地面之间 的摩擦力不一定是μ2（m＋M）g，故A正确，B、C错误；开始时木 板处于静止状态，说明木块与木板之间的摩擦力小于木板与地面之 间的最大静摩擦力，此最大静摩擦力与拉力F的大小无关，所以即 使拉力F增大到足够大，木板仍静止，故D错误。
考点三　摩擦力的突变问题6. 为研究木板与物块之间的摩擦力，某同学在粗糙的长木板上放置一 物块，物块通过细线连接固定在试验台上的力传感器，如图 （a）。水平向左拉木板，传感器记录的F-t图像如图（b）。下列说 法中不正确的是（　　）
解析：　木板始终向左运动或者有向左运动的趋势，可得物块对 木板的摩擦力始终向右，所以物块受到木板对其的摩擦力方向始终 水平向左，A正确；根据图像可得在1.0～1.3 s时间内物块受到摩擦 力在变化，所以可得此时为静摩擦力，此时的静摩擦力大小与物块 对木板的正压力无关，B错误，C正确；2.4～3.0 s时间内传感器示 数不再变化说明此时摩擦力已经变为滑动摩擦力，此时木板只要运 动就行，可能做变速直线运动，D正确。
7. （多选）如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ＜tan θ，则图中能客观地反映小木块的运动情况的是（　　）
解析：　小木块刚放上之后的一段时间内所受摩擦力沿斜面向 下，由牛顿第二定律可得mgsin θ＋μmgcs θ＝ma1，小木块与传送 带共速后，因μ＜tan θ，小木块将继续向下加速运动，此时，有 mgsin θ－μmgcs θ＝ma2，则a1＞a2，故B、D正确，A、C错误。
9. 物块A、B叠放在水平桌面上，装有沙子的铁桶C通过细线绕过光滑 的滑轮连接B，使A、B在水平面上一起向右做匀加速运动，设A、B 间的摩擦力为f1，B与桌面间的摩擦力为f2。若取出C桶内的一些沙 子放在物块A上方的凹槽中，A、B恰好能一起向右匀速运动，则摩 擦力f1和f2的变化情况是（　　）
解析：　刚开始，A、B在水平面上一起向右做匀加速运动，则A 受到一个向右的摩擦力f1，B与桌面间的摩擦力为f2，当取出C桶内 的一些沙子放在物块A上方的凹槽中，A、B恰好能一起向右匀速运 动，A竖直方向处于平衡状态，水平方向没有力，则f1变为0，B与 桌面间的摩擦力仍然为滑动摩擦力，但B对桌面的压力增大，则f2变 大，故选A。
10. （多选）如图甲，一个物块放在水平面上，在两个恒力F1、F2作 用下做匀速直线运动。t＝0时刻，其中某个力发生变化，大小随时 间的变化关系如图乙所示，在0～t0时间内（　　）
解析：　若变化的是F1，则F1减小时，摩擦力不变，应该减 速，F合＝f－F1，合力增大，因此加速度增大，故A错误； 当速度减小为0后摩擦力为静摩擦力，等于F1，逐渐减小，故B正确；若变化的是F2，物块的加速度会发生变化，地面对物块的摩擦力均匀减小，故C错误，D正确。
11. 黑板擦在手施加的恒定推力F作用下匀速擦拭黑板，已知黑板擦与 竖直黑板间的动摩擦因数为μ，不计黑板擦的重力。则黑板擦所受 的摩擦力大小是（　　）
12. 一长方形木板放置在水平地面上，在长方形木板的上方有一条状 竖直挡板，挡板的两端固定于水平地面上，挡板与木板不接触。 现有一个方形物块在木板上沿挡板以速度v运动，同时长方形木板 以大小相等的速度向左运动，木板的运动方向与竖直挡板垂直， 已知物块跟竖直挡板和水平木板间的动摩擦因数分别为μ1和μ2，最 大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块的质量为m，重力加速度为g， 则竖直挡板对物块的摩擦力大小为（　　）