高中物理鲁科版必修第一册课件：第3章+第3节　摩擦力（69张PPT）

(共69张PPT)
第2章　匀变速直线运动
第3节　摩擦力
课标解读 课标要求 素养要求
1.知道摩擦力产生的条件。 2.能在简单的问题中,根据物体的运动状态,判断静摩擦力的有无、大小和方向;知道存在着最大静摩擦力。 3.掌握动摩擦因数,会在具体问题中计算滑动摩擦力,掌握判定摩擦力方向的方法。 4.知道影响动摩擦因数的因
素。 1.物理观念:用初步的相互作用观念解释有关摩擦力现象。
2.科学思维:正确区分动、静摩擦力的产生条件,会计算摩擦力的大小。
3.科学探究:学会探究摩擦力大小的方法,能设计和完成一些基本实验。
4.科学态度与责任:体会摩擦力与人类生活的密切联系,培养学生实事求是、尊重客观规律的科学态度。
自主学习·必备知识
教材原句
教材研习
要点一　滑动摩擦力
当两个物体彼此接触和挤压,并发生相对滑动 时,在接触面上就会产生阻碍
相对滑动的力,这种力称为滑动摩擦力 。滑动摩擦力的方向总是与接触面
相切,并与物体相对运动的方向相反 。
要点二　滑动摩擦力的大小
滑动摩擦力f的大小与压力N 的大小成正比,即f=μN,式中比例系数μ称为动摩
擦因数。
要点三　静摩擦力
当两个彼此接触、挤压的物体之间没有发生相对运动,但具有相对运动趋势
时,接触面上会产生一种阻碍相对运动趋势的力,这种力称为静摩擦力 。
提示　这种理解不正确,静止的物体也会受到滑动摩擦力。
滑动摩擦力可以理解为滑动物体受到的力吗
(1)如何理解相对滑动
(2)相对滑动的物体的速度一定不为零吗
(1)与物体相对运动方向相反指的是物体运动方向相反吗
(2)摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直吗
自主思考
提示　(1)指两个接触的物体间运动速度大小或方向不同。
(2)不一定,两个物体的速度可以一个为零,一个不为零。
压力即指重力的大小
(1)如何理解相对运动趋势
(2)用手竖直握住一个木棒水平移动,木棒相对手的运动趋势方向如何
提示　(1)不是,相对运动指一个物体相对于接触的另一物体的运动,与实际
运动没有直接关系。
(2)可以,比如在一辆匀速行驶的汽车中横向拉动一个箱子时。
提示　不是,压力是接触的两个物体间的形变产生的弹力,有时等于重力的大
小。
运动的物体会有静摩擦力吗
提示　(1)即如果接触面变为光滑面,两个物体便会产生相对运动。
(2)向下。
提示　当然,生活中我们用手拿物体,没有脱手时,物体与手间的摩擦力为静摩擦力。
名师点睛
1.滑动摩擦力产生的条件
(1)两物体相互接触并挤压;
(2)两物体间的接触面粗糙;
(3)两物体间存在相对运动。
2.静摩擦力产生的条件
(1)两物体相互接触并挤压;
(2)两物体间的接触面粗糙;
(3)两物体相对静止,但有相对运动的趋势。
互动探究·关键能力
探究点一　滑动摩擦力
情境探究
　　1.把手放在书上,保持书不动,手在书面上滑动,手是否受到摩擦力,书是
否受到摩擦力 保持手不动,拉动下面书本,手是否受到摩擦力,书是否受到摩
擦力 分析以上两种情况下摩擦力方向有哪些特点。
2.在寒冷的冬季,北方人经常用狗拉雪橇在雪地上行走,而在平时的公路上却
不行,为什么
提示　当两个物体间有相对运动时便会产生摩擦力,摩擦力的方向与相对运动方向相反。
提示　这说明物体滑动时受到的摩擦力大小与接触面的性质有关,接触面越
粗糙,滑动摩擦力越大。
探究归纳
1.“相对运动”的理解:滑动摩擦力存在于发生相对运动的两个物体之间,两
个物体“相对运动”时,可能是一个静止,另一个在运动;也可能是一个运动
得快,另一个运动得慢;还可能是两个物体运动的方向相反。
2.滑动摩擦力的方向
(1)沿着接触面,并且跟物体相对运动的方向相反。
(2)与物体的运动方向可能相同,也可能相反,还可能成任意夹角。由此可知滑动摩擦力可能是动力,也可能是阻力。
　
3.滑动摩擦力的大小
(1)公式法:根据公式f=μN计算。
①压力N是物体与接触面间的压力,不一定等于物体的重力,N的大小根据物
体的受力情况确定。
②动摩擦因数μ与接触面的材料和粗糙程度有关,而与物体间的压力、接触
面的大小无关。
(2)二力平衡法:物体处于平衡(匀速直线运动或静止)状态时,根据二力平衡条
件求解。
探究应用
例 (2021江苏南京中华中学高一期中)一轻质弹簧的劲度系数为k=20 N/cm,
用它竖直提着一个物体,当物体处于静止状态时,弹簧形变量是5 cm;若用该
弹簧拉着这个物体在水平面上运动,当弹簧的伸长量为2 cm时,该物体恰好能
在水平面上做匀速直线运动(g=10 m/s2)。求:
(1)该物体的质量;
(2)物体与水平面间的动摩擦因数;
(3)当弹簧的伸长量变为6 cm时,物体受到的水平拉力有多大 这时物体受到
的摩擦力有多大
答案　(1)10 kg　(2)0.4　(3)120 N　40 N
解析　(1)k=20 N/cm=2000 N/m;竖直提着该物体处于静止状态时,形变量是5
cm=0.05 m,根据胡克定律和二力平衡条件可知kx1=mg,解得m=10 kg
(2)当弹簧的伸长量为2 cm时,物体恰在水平面上做匀速直线运动,受力平衡,
则有kx2=μmg
联立解得动摩擦因数为μ=0.4
(3)当弹簧的伸长量为6 cm=0.06 m时,此时物体在加速运动,受到滑动摩擦力
作用,有f=μmg=0.4×10×10 N=40 N
物体受到的水平拉力F=kΔx=2000×0.06 N=120 N
解题感悟
(1)对处于平衡状态的物体,可以根据二力平衡条件求解物体间的滑动摩擦
力,再根据滑动摩擦力公式f=μN,就可求解物体间的动摩擦因数。
(2)滑动摩擦力大小与物体相对接触面的运动快慢无关。由公式f=μN可知,影
响滑动摩擦力大小的因素只有两个:动摩擦因数μ和压力N。
迁移应用
1.如图所示,有一质量为m的砖,它的长、宽、高分别为25 cm、15 cm、8 cm,
则当它平放、侧放和竖放时,运动的砖块所受到的摩擦力大小关系为 ( )
A.Ff1>Ff2>Ff3　　 B.Ff1=Ff2=Ff3 A.Ff1解析 　滑动摩擦力的大小f=μN,只与两接触面的材料和正压力大小有关,
与接触面积大小无关,则三种情况下滑动摩擦力大小相等。选B。
B
2.如图所示,质量均为m的木块A和B在质量为2m的长木板C上滑行(A、B不会
相碰),长木板放在水平地面上一直处于静止状态。若A与C,C与地面之间的
动摩擦因数均为μ,木块B下表面光滑,重力加速度为g。则长木板C受到地面
的摩擦力大小为 (　　)

A.μmg　　 B.2μmg
C.3μmg　　 D.4μmg
A
解析 　因为A在C上滑行,那么A受到的支持力与重力大小相等方向相反,
水平方向只受一个滑动摩擦力,根据滑动摩擦力公式f=μN可知,f=μmg,因为B
的下表面光滑,所以B对C没有摩擦力,所以C水平方向上受到地面的摩擦力,
以及A对C的摩擦力,那么为了保持静止,地面对C的摩擦力与A对C的摩擦力
大小相等方向相反,所以也等于μmg,A正确。
探究点二　静摩擦力
情境探究
甲 乙 丙
1.如图甲,在斜面上静止的物体,与斜面间有没有运动趋势,运动趋势的方向如
何
2.如图乙,警察用力推停在水平路面上的汽车,没有推动,汽车相对地面有没有
运动趋势,运动趋势的方向如何
3.如图丙中手握水瓶沿竖直方向向上运动,水瓶与手之间有无相对运动趋势,
运动趋势的方向如何
提示　有,相对斜面的运动趋势向下。
提示　有,汽车相对地面的运动趋势水平向左。
提示　有,水瓶相对手的运动趋势竖直向下,手相对水瓶的运动趋势竖直向
上。
探究归纳
1.静摩擦力有无的判断

2.静摩擦力方向的判断
(1)直接法:对于相对运动趋势比较明显的情况,可以根据“静摩擦力的方向
沿着接触面,且与相对运动趋势的方向相反”直接判断。
(2)假设法:可假设接触面光滑,将会看到物体发生相对运动,根据相对运动的
方向判断物体间的相对运动趋势的方向,从而判断静摩擦力的方向。
(3)状态分析法:分析除要研究的静摩擦力外,物体所受的其他作用力与物体
的运动状态是否满足相应的规律(目前主要应用二力平衡的规律),若还需要
有沿某个方向的静摩擦力,才能使物体的受力情况与运动情况满足相应的规律,则存在静摩擦力且静摩擦力沿此方向。
(4)相互作用分析法:若甲、乙两物体间有静摩擦力,并且能判断出甲对乙的
静摩擦力的方向,则乙对甲的静摩擦力的方向与甲对乙的静摩擦力的方向相
反。
注意:运动状态分析法、相互作用分析法同样适用于滑动摩擦力方向的判
断。
3.静摩擦力大小的分析
(1)静摩擦力的增大有一个限度,超过这个限度就会发生相对运动,这个限度
时的静摩擦力就是最大静摩擦力。
(2)静摩擦力大小的范围:0计算。
(3)静摩擦力不会随压力的增大或减小而改变,但最大静摩擦力会随压力的增
大而增大。
(4)最大静摩擦力Fmax略大于滑动摩擦力Ff=μN,一般情况下可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
探究应用
例　如图甲、乙所示,物体P、Q在力F的作用下一起以相同速度沿力F的方
向匀速运动,图乙中斜面体固定不动,关于物体P所受的摩擦力,下列说法正确
的是 (　　)

D
A.图甲、乙中物体P均受摩擦力,且方向均与力F相同
B.图甲、乙中物体P均受摩擦力,且方向均与力F相反
C.图甲、乙中物体P均不受摩擦力
D.图甲中物体P不受摩擦力,图乙中物体P受摩擦力,且方向与力F方向相同
解析 　题图甲中,P做匀速运动,在水平方向不可能受摩擦力,否则不会处
于平衡状态;题图乙中,假设P不受摩擦力,P将相对Q沿斜面向下运动,因此P受
与力F方向相同的摩擦力,D正确。
判断摩擦力方向应注意的问题
(1)在判断摩擦力方向时,明确物体相对运动或相对运动趋势的方向是关键。
(2)相对运动趋势是指物体相对于与它所接触的物体的运动趋势,不一定是相
对于地面的运动趋势。
(3)摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反,不一定与运动趋势方向相反。
(4)具体判断时,可灵活运用假设法、状态分析法或相互作用分析法进行判
断。
解题感悟
解题感悟
迁移应用
1.(多选)(2021广西玉林第十一中学高一月考)如图所示,物体放在斜面传送带
上,物块始终与传送带保持相对静止,则 (　　)

A.如果传送带静止,则物块受到的摩擦力向上
B.如果传送带向上匀速运动,物块受到的摩擦力向下
C.如果传送带向下匀速运动,物块受到的摩擦力向下
D.如果传送带向下匀速运动,物块受到的摩擦力向上
AD
解析 　传送带静止,物块和传送带之间没有相对运动的趋势,所以物块
受沿着传送带向上的静摩擦力作用,A正确;传送带向上做匀速运动时,物块也
处于平衡状态,所以物块必定要受到向上的静摩擦力,B错误;传送带向下做匀
速运动时,物块也处于平衡状态,所以物块必定要受到向上的静摩擦力,故C错
误,D正确。
2.(多选)如图所示,放在粗糙水平面上的木块处于静止状态,从t=0时刻开始受
到一个水平拉力F=F0+kt(式中F0、k均为常数)作用,认为最大静摩擦力和滑动
摩擦力相等,则图中能正确反映t0时间内,木块受到地面的摩擦力Ff随时间t变
化的规律可能是 (　　)


ABD
解析 　若将力F加在木块上后木块立即开始运动,即F0>μmg,木块受摩
擦力始终为滑动摩擦力,根据f=μmg可知,滑动摩擦力的大小与拉力F的大小
无关,A正确;木块在水平方向受到拉力F的作用,产生向右的运动趋势,若静
止,则要受到静摩擦力的作用。根据二力平衡可知,水平方向的静摩擦力的大
小与拉力F的大小始终相等,即f=F=F0+kt,为时间的线性函数,故B正确;若开始
时刻F0<μmg,t0时刻,F>μmg,则木块先受到静摩擦力作用,Ff为时间的线性函数,
后受到滑动摩擦力的作用,滑动摩擦力的大小与拉力F的大小无关,故C错误,
D正确。
评价检测·素养提升
课堂检测
1.(多选)(2021山东泰安宁阳一中高一月考)有一辆遥控电动玩具汽车,已知车
内电动马达驱动后轮转动。现玩具汽车的前轮、后轮分别放在平板小车
甲、乙上,如图所示。按动遥控器上的“前进”、“后退”键,汽车就能前进
或后退,地面与甲、乙车之间的摩擦力不计。以下叙述正确的是 (　　)

BD
A.按动遥控器上的“前进”键,甲车对前轮摩擦力向前,甲车相对地面向前进
B.按动遥控器上的“前进”键,乙车对后轮摩擦力向前,乙车相对地面向后退
C.按动遥控器上的“后退”键,甲车对前轮摩擦力向后,甲车相对地面向后退
D.按动遥控器上的“后退”键,乙车对后轮摩擦力向后,乙车相对地面向前进
解析 　当按动遥控器上的“前进”键,后轮是主动轮顺时针转动,所以乙车对后轮摩擦力向前,后轮对乙车的摩擦力向后,而前轮是从动轮,所以甲车对前轮的摩擦力向后,前轮对甲车的摩擦力向前。因此甲车向前运动,而乙车向后运动。当按动遥控器上的“后退”键,后轮是主动轮逆时针转动,所以乙车对后轮摩擦力向后,后轮对乙车的摩擦力向前,而前轮仍是从动轮,所以甲车对前轮的摩擦力向前,前轮对甲车的摩擦力向后。因此甲车向后运动,而乙车向前运动。B、D正确。
2.(多选)(2021江苏南京中华中学高一期中)关于摩擦力,下列说法正确的是
(　　)
A.受到滑动摩擦力作用的物体可以保持静止状态
B.静摩擦力的方向不一定与物体的运动方向共线
C.静摩擦力一定是阻力,滑动摩擦力不一定是阻力
D.两个相对静止的物体间的正压力增大,两者之间的摩擦力一定增大
AB
解析 　运动物体可能受到静摩擦力作用,静止物体也可能受到滑动摩
擦力作用,A正确;静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反,不一定与物体
的运动方向共线,B正确;静摩擦力可以是阻力,也可以是动力;同理滑动摩擦
力可以是阻力,也可以是动力,C错误;正压力越大,若是滑动摩擦力,则是越大,
若是静摩擦力,则可能不变,D错误。
3.(★)(多选)如图所示,一木板B放在水平面上,木块A放在木板B的上面,A的右
端通过不可伸长的轻绳固定在直立墙壁上。用力F向左拉动木板B,使它以速
度v做匀速运动,这时轻绳的拉力为T。下列说法中正确的是 (　　)

A.木块A受到静摩擦力,方向向左
B.木块A受到的滑动摩擦力大小等于T
C.若木板B以2v的速度匀速运动,则A受到的摩擦力大小等于T
D.若用2F的力将木板B拉动,则A受到的摩擦力大小为2F
BC
解析 　对A分析可得,A水平方向受轻绳的拉力T和B对A的滑动摩擦力,
则木块A受到的滑动摩擦力大小等于T,方向向左,故A错误,B正确;由f=μN可
知,A受到的滑动摩擦力大小与速度无关。若木板B以2v的速度匀速运动,则A
受到的摩擦力大小仍然等于T,故C正确;对B分析可得,B水平方向受力F以及
地面和A分别对B的滑动摩擦力,因为匀速,力F等于地面和A对B的滑动摩擦力
之和,即有F>T,由f=μN可知,若用2F的力将木板B拉动,B将处于非平衡状态,但
A受到的滑动摩擦力大小不变,仍然为T,且T<2F,D错误。
素养视角
科学思维
人们步行过程中的摩擦力人们日常行走时,人相对于地面是前进的,依靠的是地面与鞋底之间的摩擦力的作用。人在前进时,鞋底相对于地面具有向后滑动的趋势,产生了静摩擦力,而摩擦力的方向与相对运动或具有相对运动趋势的方向相反,所以鞋底受到的摩擦力与人前进的方向是一致的。此时,摩擦力是阻碍鞋底与地面相对运动的力,并不是阻碍人们运动的力。因静摩擦系数的大小主要与接触面的材料及接触面表面状况(粗糙程度、湿度、温度)有关,为了增加物体间的摩擦力,人们采用增大静摩擦系数的办法来达到防滑的效果。日常采用的方法很多,如:鞋底会有很多规则或不规则的条纹、铺设粗糙的防滑地板、斜坡上密布的条纹等。
素养演练
1.绿色出行,低碳生活。自行车是人类的一项伟大发明。一百多年来,经过技
术人员的不断改进,现代的自行车骑起来已十分方便。如图所示的自行车上
需要减小摩擦的部位是 (　　)

A.轴承　　 B.车闸　　
C.轮胎　　 D.脚蹬
A
解析 　轴承是用滚动代替滑动来减小摩擦,A符合题意;车闸是在压力一
定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,B不符合题意;轮胎上有花纹,
是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,C不符合题意;脚蹬
上有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,D不符合
题意。
2.(多选)冰壶比赛的冰道表面覆盖着特制的微小颗粒。如图所示,比赛时运
动员常在冰壶滑行的前方用冰刷快速擦刷冰面,使冰壶滑得更远。设冰壶与
冰面间的动摩擦因数为μ,冰壶受到的滑动摩擦力为f,则冰道被擦刷后 ( )
A.μ和f都增大
B.μ和f都减小
C.冰壶做加速运动
D.冰壶做减速运动
　　

BD
解析 　用冰刷刷冰,使冰壶和冰之间形成一层水膜,由于水的出现使冰
壶与冰面分开,使冰壶滑得更远,说明减小了动摩擦因数,进而减小了冰壶与
冰面之间的摩擦力,A错误,B正确;由于冰壶水平方向受到摩擦力的作用,摩擦
力方向与运动方向相反,则冰壶做减速运动,C错误,D正确。
1.下列关于摩擦力的说法中正确的是 (　　)
A.相对运动的物体间一定有摩擦力
B.摩擦力的大小跟压力成正比
C.滑动摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体的运动方向相反
D.静摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势方向相反
D
解析 只有当物体间存在相对运动,且满足摩擦力产生条件时,才有滑动摩擦
力,A错误;滑动摩擦力的大小跟压力成正比,静摩擦力的大小与压力无关, B
错误;滑动摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体的相对运动方向相反,
但可以与物体的运动方向相同, C错误;静摩擦力的方向总是沿着接触面,并
且跟物体相对运动趋势方向相反, D正确。
2.关于由滑动摩擦力公式推出的μ= ,下列说法中正确的是 (　　)
A.动摩擦因数μ与摩擦力f成正比,f越大,μ越大
B.动摩擦因数μ与正压力N成反比,N越大,μ越小
C.动摩擦因数μ与摩擦力f成正比,与正压力N成反比
D.动摩擦因数μ的大小由两物体接触面的粗糙程度及材料决定
解析　动摩擦因数μ的大小由两物体接触面的粗糙程度及材料决定,与正压
力和摩擦力均无关。
D
3.(2021山东青岛第十六中学高一月考)如图所示,一个物体质量为20 kg,沿水
平面向右运动,同时受到一水平向左的大小为15 N的力的作用。已知此物体
与地面之间的动摩擦因数为0.1。则此物体所受合力为(重力加速度g=10 m/s
(　　)

C.35 N,方向向左
D.35 N,方向向右
A.5 N,方向向左
B.20 N,方向向左
解析　此物体所受合力F合=F+μmg=15 N+0.1×20×10 N=35 N,方向向左。故选C
C
4.如图所示,小明正在擦一块竖直放置的黑板。下列关于擦黑板的几种说法
中正确的是 (　　)
C.若黑板擦不小心脱手,则其在自由下落的过程中也一样可以把沿线的黑板擦干净
D.在同一位置处黑板擦给黑板的正压力越大,黑板与黑板擦之间的摩擦力越大
A.黑板擦与黑板间的摩擦力是静摩擦力
B.摩擦力的大小一定与黑板擦的重力成正比
D
解析　黑板擦与黑板间的摩擦力是滑动摩擦力,选项A错误;摩擦力的大小一
定与人给黑板擦的压力成正比,在同一位置处黑板擦给黑板的正压力越大,黑
板与黑板擦之间的摩擦力越大,与重力无关,选项B错误,D正确;若黑板擦不小
心脱手,则其在自由下落的过程中因黑板擦与黑板之间无压力,则无摩擦力,
则不可能把沿线的黑板擦干净,选项C错误。
5.(2021广东中山纪念中学高一月考)力是物体与物体间的相互作用,下列关
于力的说法中错误的是 (　　)
C
A.物体所受重力的大小与物体运动状态无关
B.受力物体受到弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反
C.两物体间的摩擦力大小和它们间的弹力一定成正比
D.两物体间有摩擦力时,一定有弹力,且摩擦力的方向和它们间的弹方向垂直
解析 物体所受重力的大小与物体运动状态无关,只与物体质量(m)及当地重
力加速度(g)有关,A正确;受力物体受到的弹力,是因为施力物体发生形变后
要恢复原状产生的,因此弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反,B正确;
滑动摩擦力的大小与两物体间的弹力成正比,静摩擦力的大小与它们间的弹
力无关,C错误;摩擦力产生的条件是:两个物体相互接触,接触面粗糙,发生弹
性形变,物体间有相对运动或相对运动趋势。所以两物体间有摩擦力时就一
定有弹力,且摩擦力的方向平行于接触面,弹力的方向垂直于接触面,所以摩
擦力的方向和弹力的方向垂直,D正确。
6.(2021四川阆中东风中学高一月考)如图所示,质量为M的长木板静止在桌面
上,长木板上有质量为m的滑块在匀速滑行,拉力大小为F。已知滑块与长木
板间、长木板与桌面间的动摩擦因数均为μ,M=3m,那么长木板所受桌面的摩
擦力的大小是(重力加速度为g) (　　)

A.F　　 B.2μmg　　
C.3μmg　　 D.4μmg
A
解析　对滑块受力分析,受重力mg、拉力F,长木板的支持力N和向右的滑动
摩擦力f1,有f1=μN,N=mg,故f1=μmg,据平衡条件可知,F=f1=μmg,再对长木板受力
分析,受到重力Mg、小滑块对长木板向下的压力N'、小滑块对其向左的滑动
摩擦力f1'、地面对长木板的支持力N″和向右的静摩擦力f2,根据共点力平衡
条件,有f1'=F=f2,故f2=F,故A正确。
7.在奥运会上,体操运动员在上单杠之前,总要在手上抹些镁粉;而在单杠上做
回环动作时,手握单杠又不能太紧。他这样做的目的是 (　　)
A.前者是增大摩擦,后者是减小摩擦
B.前者是减小摩擦,后者是增大摩擦
C.两者都是减小摩擦
D.两者都是增大摩擦
解析　镁粉是比较粗糙的,抹在手上,增大了手和单杠间接触面的粗糙程度,
从而增大摩擦;手握单杠不能太紧,是通过减小压力来减小摩擦的。故选A。
A
8.民间艺人用双手握住竖立的竹竿匀速上攀和匀速下滑时,他所受的摩擦力
大小分别为f1、f2,则 (　　)

A.f1方向竖直向上、f2方向竖直向上,且f1=f2
B.f1方向竖直向下、f2方向竖直向上,且f1=f2
C.f1方向竖直向上、f2方向竖直向上,且f1>f2
D.f1方向竖直向下、f2方向竖直向上,且f1>f2
A
解析　匀速上攀时,其重力与静摩擦力平衡,由平衡条件可知f1方向竖直向上
且f1=G,匀速下滑时,其重力与滑动摩擦力平衡,则f2方向竖直向上,且f2=G,所以
f1=f2,A正确。
9.(多选)如图所示,一质量为m的木块靠在竖直粗糙的墙壁上,且受到水平力F
的作用,下列说法正确的是(重力加速度为g) (　　)

A.若木块静止,则木块受到的静摩擦力大小等于mg,方向竖直向上
B.若木块静止,当F增大时,木块受到的静摩擦力随之增大
C.若木块沿墙壁向下运动,则墙壁对木块的摩擦力大小为μmg
D.若开始时木块静止,当撤去F木块沿墙壁下滑时,木块不受滑动摩擦力作用
AD
解析　木块在推力作用下静止时,处于平衡状态,受推力F、重力G、向上的
静摩擦力f和向右的支持力N,根据共点力平衡条件有F=N,G=f,所以静摩擦力f
的大小等于重力,方向竖直向上,A正确;若木块静止,当F增大时,木块受到的
静摩擦力仍不变,但最大静摩擦力会增大,B错误;木块沿墙壁向下运动,正压
力大小等于F,则墙壁对木块的滑动摩擦力大小为μF,C错误;撤去推力后,墙壁
对木块的支持力减小为零,木块不受滑动摩擦力作用,故D正确。
10.(多选)(2021山西平遥二中高一月考)木块A、B的重力均为40 N,它们与水
平地面间的动摩擦因数均为0.25,夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了Δx=2.0
cm,弹簧的劲度系数k=400 N/m,系统置于水平地面上静止不动,现用F=9 N的
水平力推木块B,如图所示,力F作用后 (　　)

A.木块A所受静摩擦力大小为8 N
B.弹簧的压缩量变为2.5 cm
C.木块B所受静摩擦力为0
D.木块B所受静摩擦力大小为1.0 N
AD
解析　由胡克定律得F=kΔx=400×0.02 N=8 N,木块与地面间的最大静摩擦力
为fm=μmg=0.25×40 N=10 N,因A、B均静止,则摩擦力为8 N,当施加水平推力F
=9 N时,B水平方向受到向右为8 N的弹簧弹力,向左为9 N的推力,故摩擦力变
为1 N,B仍处于静止,C错误,D正确;施加水平推力F=9 N后,A水平方向受到弹
簧弹力不变,根据平衡条件得fA'=F弹=8 N,A正确,B错误。
11.某同学用图a所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑
定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧测力计相连,滑轮和木块间的细线保持
水平,在木块上方放置砝码。缓慢向左拉动水平放置的木板,当木块和砝码相
对桌面静止且木板仍在继续滑动时,弹簧测力计的示数为木块受到的滑动摩
擦力的大小。某次实验所得数据在表中给出,其中f4的值可从图b中弹簧测力
计的示数读出(桌面水平且光滑)。
砝码的质量m/
kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
滑动摩擦力f/N 2.15 2.36 2.55 F4 2.93
回答问题:
(1)f4=　　　 N。
(2)在图c的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f-m图线。
(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度g之间
的关系式为f=　　　 ,f-m图线(直线)的斜率的表达式为k=　　　 。
(4)取g=9.80 m/s2,由绘出的f-m图线求得μ=　　　 。(保留两位有效数字)
答案　(1)2.75　(2)图见解析
(3)μ(M+m)g μg　(4)0.40
解析　(1)由题图b可以看出,弹簧测力计的指针在2.70和2.80之间,读数为2.75
N。
(2)在图中描出m=0.05 kg和m=0.20 kg 对应的点,画出f-m图线如图所示。

(3)木块受到的是滑动摩擦力,根据滑动摩擦力的计算公式可得f=μ(M+m)g,所
以f-m图线的斜率为k=μg。
(4)由图像可以得出斜率为k= m/s2=3.9 m/s2,所以μ= = =0.4
0。
12.用劲度系数k = 500 N/m的轻弹簧连接的滑块A静止在水平桌面上,弹簧没
有形变,如图所示,已知GA=500 N,A与桌面间的动摩擦因数为μ=0.50,设最大静
摩擦力等于滑动摩擦力,用水平力F作用于弹簧右侧端点O,让F从零逐渐增
大,当A动起来后,使A向右缓慢匀速前进0.4 m,求:

(1) 当O点向右运动的位移x1=0.4 m时,A受到的摩擦力大小;
(2)当O点向右运动的位移x2为多少时,A开始运动;
(3)以A所受摩擦力大小f为纵坐标,O点移动的位移大小x为横坐标,作出f随x变
化的图像。
答案　(1)200 N
(2)0.5 m
(3)见解析图
解析　(1)根据胡克定律,可知f=kΔx=kx1=500×0.4 N=200 NN
(2)最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则有
f静max=μN=μGA=250 N=kΔx'=kx2
可知x2=0.5 m
(3)如图所示
13.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
滑轮到物块P和物块Q的两段绳都是水平的,已知物块Q与物块P之间以及物
块P与桌面之间的动摩擦因数都是μ,两物块的质量都是m,滑轮的质量、滑轮
上的摩擦都不计。若用一水平向右的力F拉物块P使它做匀速直线运动,求:
(重力加速度为g)
(1)物块P受到物块Q摩擦力的大小和方向;
(2)力F的大小。
答案　(1)μmg,方向水平向左
(2)4μmg
解析　(1)对Q受力分析如图所示
Q受到的滑动摩擦力f=μmg
Q相对P向左运动,Q受到的摩擦力水平向右, Q对P的摩擦力与P对Q的摩擦力
是相互作用力,P受到Q的摩擦力大小f'=f=μmg,方向水平向左
(2)对P受力分析如图所示
Q处于平衡状态,由平衡条件得T=f=μmg
P做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件得F=T+f地+f'
地面对P的摩擦力
f地=μ·2mg=2μmg
T'=T
解得F=4μmg