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高中物理摩擦力的典型例题和讲解(高中物理摩擦力怎么求)

生活中的摩擦现象无处不在，离开摩擦现象人们将寸步难行。在动力学的发展历史上，摩擦力曾经把人的思维引入歧途，两千多年前，亚里士多德认为：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在一个地方。直到三百多年前，伽利略才找到了有效的方法，得到了正确的论。摩擦力也是高考中的常见问题，准确判断摩擦力的有无、方向，并能计算出摩擦力数值，是解决涉及摩擦力问题的基本步骤，下面让我们一起来探究一下解决这些问题的方法。

寻根溯源根题展现

方法总结·规律提炼

一、摩擦力定义：当一个物体在另一个物体的表面上做相对运动(或有相对运动的趋势)时，受到的阻碍相对运动(或阻碍相对运动趋势)的力叫摩擦力。

二、摩擦力产生条件：1.接触面粗糙；2.相互接触的物体间有弹力；3.接触面间有相对运动(或相对运动趋势)。

三、摩擦力的方向：

1.摩擦力的方向总跟接触面相切，并与相对运动（或者相对运动趋势）方向相反。

注意：摩擦力的方向可与实际运动方向相反，可以与实际运动方向可以相同，也可以成任意夹角。例如：

倾斜传送带上的物体被传到高处时，摩擦力的方向沿斜面向上，与运动方向相同。

在匀速上升的电梯中相对斜面静止的物体，受到的摩擦力沿斜面向上，与运动方向成一定角度。

2.摩擦力的效果：总是阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势)，但并不总是阻碍物体的运动，可能是动力，也可能是阻力。

四、摩擦力的大小：

1.静摩擦力的大小：

①与相对运动趋势的强弱有关，趋势越强，静摩擦力越大。也就是说摩擦力会随着产生摩擦力的外力的增大而增大，或者会随着加速度的变化而变化，但不能超过最大静摩擦力。具体可由平衡条件或根据物体运动状态结合牛顿第二定律求解。

②静摩擦力的大小跟接触面相互挤压力无直接关系。

③最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，如无特殊说明，在中学阶段可认为它们数值相等。

2.滑动摩擦力的大小：

Ff=μFN，其中Ff表示滑动摩擦力大小，表示FN正压力的大小，μ叫动摩擦因数。

求滑动摩擦力主要关注正压力。

考场精彩·典例精析

一、静摩擦力的方向和大小计算

【衍题1】如图所示，物体A、B在力F作用下一起以相同速度沿F方向匀速运动，关于物体A所受的摩擦力，下列说法正确的是

A．甲、乙两图中物体A均受摩擦力，且方向均与F相同

B．甲、乙两图中物体A均受摩擦力，且方向均与F相反

C．甲、乙两图中物体A均不受摩擦力

D．甲图中物体A不受摩擦力，乙图中物体A受摩擦力，方向和F方向相同

【解析】对甲图：假设A受摩擦力→与A做匀速运动在水平方向合力为零不符→A不受摩擦力；对乙图：假设A不受摩擦力→A将相对B沿斜面向下运动，与A实际运动不符→A受摩擦力。

【答案】D

【点拨】判断摩擦力的有无，常采用假设法。即假设有或者假设没有，是否得出和运动状态相一致的结论，从而判断有无摩擦。

【衍题2】如图所示，质量为m的木块P在质量为M的长木板A上滑行，长木板放在水平地面上，一直处于静止状态。若长木板A与地面间的动摩擦因数为μ1，木块P与长木板A间的动摩擦因数为μ2，则长木板A受到地面的摩擦力大小为

A．μ1Mg B．μ1（m＋M）g

C．μ2mg D．μ1Mg＋μ2mg

【解析】P在A上滑行，受到的是滑动摩擦力，由滑动摩擦力计算公式　Ff=μFN，可知P所受摩擦力为μ2mg。长木板静止，受到的是静摩擦力，由平衡条件可知，地面给A的摩擦力与P、A之间的摩擦力是一对平衡力。所以地面给A的摩擦力为μ2mg。答案选C。

【答案】C

【衍题3】如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力

A．方向向左，大小不变 B．方向向左，逐渐减小

C．方向向右，大小不变 D．方向向右，逐渐减小

【解析】B和A相对静止地一起做匀减速直线运动，则加速度大小、方向均恒定。方向与速度方向相反。因物体B具有水平向左的恒定加速度，则物体B受到的合外力水平向左且恒定；对物体B受力分析可知，物体B在水平方向受到的合外力就是物体A施加的静摩擦力。因此，物体B受到的摩擦力方向向左，且大小不变。

【答案】A

【总结】通过上面两个例子可以看出，静摩擦力的判断常常通过两种方式：

1、假设法：①假设接触面光滑→ 物体是否发生相对运动→由相对运动的方向确定静摩擦力的方向；②假设静摩擦力的方向→看物体的运动状态与已知条件有无矛盾→对假设的方向做出判断。

2．根据物体运动状态：如果物体处于平衡状态时，通过其他力和平衡条件确定静摩擦力的大小和方向；如果物体有加速度a时，则根据牛顿第二定律，确定静摩擦力和的大小和方向。

二、滑动摩擦力的分析和计算

衍题4

答案 C

点拨：正确分析压力是求解摩擦力的关键。

衍题5

【点拨】解此题的思路和关键步骤：①研究对象的选取，整体法和隔离法的灵活运用；②隔离B，画受力分析图；③根据平衡条件在两个正交的方向上列方程。其中正确求解B物体上表面和下表面受到的压力是解题的关键。

【总结】

1．判断滑动摩擦力的存在与否相比静摩擦力简单一些．在三个前提条件（粗糙、相互挤压、有相对运动）均满足后，只要知道被研究的物体的相对滑动方向，滑动摩擦力方向应很容易找出来．

2．不管是平面还是斜面上，滑动摩擦力都由公式计算得出，其中是两物体表面间的正压力，切忌把重力当成，一般需根据平衡条件（或牛顿第二定律）加以确定。

三、临界条件下摩擦力的突变

衍题6、

衍题7

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1．大小相等的力F按如图所示的四种方式作用在相同的物体上，使物体能沿不同粗糙程度的水平面匀速运动，则物体与水平面间的摩擦力最大的是（）

解析　根据物体的平衡条件有：fA＝F，fB＝Fcos 30°，fC＝Fcos 30°，fD＝Fcos 60°，知物体与水平面间的摩擦力最大的是A。

答案　A

2．如图2所示，木块放在水平地面上，在F＝6 N的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，速度为1 m/s。则下列说法中正确的是（）

A．以1 m/s的速度做匀速直线运动时，木块受到的摩擦力大小为6 N

B．当木块以2 m/s的速度做匀速直线运动时，它受到的水平拉力大于6 N

C．当用8 N的水平拉力使木块运动时，木块受到的摩擦力为8 N

D．将水平拉力F撤去后，木块运动的越来越慢，木块受到的摩擦力越来越小