高中物理人教专题08 摩擦力（解析版）.docx

2023届高中物理一轮复****多维度导学与分层专练
专题08 摩擦力
导练目标
导练内容
目标1
摩擦力的大小和方向
目标2
摩擦力的四类突变问题
目标3
全反力和摩擦角
【知识导学与典例导练】
摩擦力的大小和方向
1.静摩擦力和滑动摩擦力
静摩擦力
滑动摩擦力
定义
两个具有相对运动趋势的物体间在接触面上产生的阻碍相对运动趋势的力
两个具有相对运动的物体间在接触面上产生的阻碍相对运动的力
产生条件
(1)接触面粗糙;
(2)接触处有弹力;
(3)两物体间有相对运动趋势
(1)接触面粗糙;
(2)接触处有弹力;
(3)两物体间有相对运动
大小
(1)静摩擦力大小，与正压力无关，即0<Ff≤Ffmax
(2)最大静摩擦力Ffmax的大小与正压力大小有关
滑动摩擦力的大小与正压力成正比，即f=μFN
(μ：取决于接触面的材料及粗糙程度，与FN为无关)
方向
与接触面相切，与物体相对运动趋势的方向相反
与接触面平行，与物体相对运动方向相反
注意：①运动方向：一般指物体相对地面(以地面为参考系)的运动方向；
②相对运动（趋势）方向：以其中一个物体为参考系,另一个物体相对参考系的运动方向。
2.判断静摩擦力的有无及方向的三种方法
（1）假设法：
（2）状态法：
（3）牛顿第三定律法：“力是物体间的相互作用”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据牛顿第三定律确定相互作用的另一物体受到的静摩擦力的方向。
（4）带动法：①“主动带动被动”②“同向快带慢，反向互相阻”，多用于传送带和板块模型中，摩擦力方向的判断。
注意：摩擦力的方向总是与物体间相对运动（或相对运动趋势）的方向相反，但与物体的运动方向可能相反，也可能相同，还有可能不在同一一线上。
【例1】（假设法）如图，甲乙两人分别乘坐两种电动扶梯，此时两电梯均匀速向上运转，则（　　）
A．甲受到三个力的作用
B．甲受到的摩擦力水平向右
C．扶梯对乙的作用力方向垂直扶梯向上
D．扶梯对乙的作用力方向竖直向上
【答案】D
【详解】AB．题图甲中，人处于匀速直线运动状态，竖直方向上受到重力和支持力，假设水平方向受到摩擦力，则甲所受合外力就不为零了，不能做匀速直线运动了，故AB错误；
CD．题图乙中，人处于匀速直线运动状态，受力平衡，扶梯对乙有支持力和摩擦力，乙受重力，根据共点力作用下的平衡可知，支持力和摩擦力的合力与重力等大反向，故扶梯对乙的作用力竖直向上，C错误D正确。故选D。
【例2】（状态法）最近，不少人喜欢踩着一种独轮车，穿梭街头。这种独轮车全名叫电动平衡独轮车，其中间是一个窄窄的轮子，两侧各有一块踏板。当人站在踏板上向右运动时，可简化为如图甲、乙所示的模型。关于人在运动中踏板对人脚的摩擦力，下列说法正确的是（　　）
A．考虑空气阻力，当人以如图甲所示的状态向右匀速运动时，脚所受摩擦力向左
B．不计空气阻力，当人以如图甲所示的状态向右加速运动时，脚所受摩擦力向左
C．考虑空气阻力，当人以如图乙所示的状态向右匀速运动时，脚所受摩擦力可能为零
D．不计空气阻力，当人以如图乙所示的状态向右加速运动时，脚所受摩擦力不可能为零
【答案】C
【详解】A．考虑空气阻力，当人以题图甲所示的状态向右匀速运动时，根据平衡条件可知，脚所受摩擦力方向向右，故A错误；
B．不计空气阻力，当人以题图甲所示的状态向右加速运动时，脚一定受到摩擦力作用，方向向右，B错误；
C．考虑空气阻力，当人以题图乙所示的状态向右匀速运动时，根据平衡条件，人受重力、支持力与空气阻力作用，三力可以平衡则脚所受摩擦力可能为零，故C正确；
D．不计空气阻力，当人以题图乙所示的状态向右加速运动时，脚受到的支持力的水平分力提供加速度，支持力竖直分力与人的重力平衡，那么脚所受摩擦力可能为零，故D错误。故选C。
【例3】（牛顿第三定律法）如图所示，A、B、C三个物体叠放在水平地面上，物体B受到大小为15N、方向水平向右的力F1的作用，物体C受到大小为5N、方向水平向左的力F2的作用，三者均处于静止状态，则（　　）
A．物体B对物体A的摩擦力方向水平向右
B．物体C对物体B的摩擦力方向水平向左
C．地面与物体C之间的摩擦力大小为5N
D．地面与物体C之间无摩擦力
【答案】B
【详解】A．因A静止，所以合力为零，隔离A受力分析可知B对A无摩擦力，故选项A错误；
B．因AB整体，所以合力为零，对AB组成的整体受力分析可知C对物体B的摩擦力与F1等大反向，故选项B正确；
CD．因ABC整体静止，所以合力为零，对ABC组成的整体受力分析可知，根据