《高一物理40个经典专题（人教版必修第一册）》专题15 摩擦力的理解与综合应用

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专题 15 摩擦力的理解与综合应用

一、摩擦力

1.定义：当相互接触且相互挤压的物体之间有相对运动或相对运动趋势时，接触面间产生的阻碍相对

运动或相对运动趋势的力，称为摩擦力。固体、液体、气体的接触面上都会有摩擦作用。

2.分类：分为滚动摩擦、滑动摩擦力和静摩擦力。

二、滑动摩擦力

1.产生：一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体发生相对滑动时，另一个物体阻碍它相对滑

动的力称为滑动摩擦力。

2.产生条件：①相互接触且相互挤压；②有相对运动；③接触面粗糙。

注意：

① 两个物体直接接触、相互挤压有弹力产生。

摩擦力与弹力一样属接触作用力，但两个物体直接接触并不挤压就不会出现摩擦力。挤压的效果是有

压力产生，压力就是一个物体对另一个物体表面的垂直作用力，也叫正压力，压力属弹力，可根据上一节

有关弹力的知识判断有无压力产生。

② 接触面粗糙。当一个物体沿另一物体表面滑动时，接触面粗糙，各凹凸不平的部分互相啮合，形成

阻碍相对运动的力，即为摩擦力。凡题中写明“接触面光滑”、“光滑小球”等，统统不考虑摩擦力(“光

滑”是一个理想化模型)。

③ 接触面上发生相对运动。

特别注意：“相对运动”与“物体运动”不是同一概念。“相对运动”是指受力物体相对于施力物体

(以施力物体为参照物)的位置发生了改变；而“物体的运动”一般指物体相对地面的位置发生了改变。

3.方向：总与接触面相切，且与相对运动方向相反.

这里的“相对”是指相互接触发生摩擦的物体，而不是相对别的物体。滑动摩擦力的方向跟物体的相

对运动的方向相反，但并非一定与物体的运动方向相反。

4.大小：滑动摩擦力大小与压力成正比，即：

注意：

①压力 FN与重力 G是两种不同性质的力，它们在大小上可以相等，也可以不等，也可以毫无关系，用

力将物块压在竖直墙上且让物块沿墙面下滑，物块与墙面间的压力就与物块重力无关，不要一提到压力，

就联想到放在水平地面上的物体，认为物体对支承面的压力的大小一定等于物体的重力。

②μ是比例常数，称为动摩擦因数，没有单位，只有大小，数值与相互接触的材料、接触面的粗糙程

度有关.在通常情况下，。

③ 计算公式表明：滑动摩擦力 F的大小只由 μ和FN共同决定，跟物体的运动情况、接触面的大小等无

关.

三、静摩擦力

1.产生：两个物体满足产生摩擦力的条件，有相对运动趋势时，物体间所产生的阻碍相对运动趋势的

力叫静摩擦力。

2.产生条件：

① 两物体直接接触、相互挤压有弹力产生；

② 接触面粗糙；

③ 两物体保持相对静止但有相对运动趋势。

所谓“相对运动趋势”，就是说假设没有静摩擦力的存在，物体间就会发生相对运动.比如物体静止在

斜面上就是由于有静摩擦力存在；如果接触面光滑.没有静摩擦力，则由于重力的作用，物体会沿斜面下滑.

3.大小：两物体间实际发生的静摩擦力 f在零和最大静摩擦力之间

实际大小可根据二力平衡条件或牛顿定律判断.

4.方向：总跟接触面相切，与相对运动趋势相反

注意：

① 所谓“相对运动趋势的方向”，是指假设接触面光滑时，物体将要发生的相对运动的方向。比如物

体静止在粗糙斜面上，假设没有摩擦，物体将沿斜面下滑，即物体静止时相对(斜面)运动趋势的方向是沿

斜面向下，则物体所受静摩擦力的方向沿斜面向上，与物体相对运动趋势的方向相反。

② 判断静摩擦力的方向可用假设法.其操作程序是：

A.选研究对象：受静摩擦力作用的物体；

B.选参照物体：与研究对象直接接触且施加静摩擦力的物体；

C.假设接触面光滑，找出研究对象相对参照物体的运动方向即相对运动趋势的方向；

D.确定静摩擦力的方向：与相对运动趋势的方向相反；

③ 静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反，但并非一定与物体的运动方向相反。

四、最大静摩擦力

如图所示，水平面上放一静止的物体，当人用水平力 F推时，此物体静止不动，这说明静摩擦力的大

小等于 F；当人用水平力 2F 推时，物体仍静止不动，此时静摩擦力的大小等于 2F.可见，静摩擦力的大小

随推力的增大而增大，所以说静摩擦力的大小由外部因素决定.当人的水平推力增大到某一值时，物体

就要滑动，此时静摩擦力达到最大值，我们把叫做最大静摩擦力.故静摩擦力的取值范围是：

。

① 静摩擦力大小与正压力无关，但一般情形下，最大静摩擦力的大小与正压力成正比；

② 静摩擦力可以是阻力，也可以充当动力，如人跑步时地面给人的静摩擦力就是动力，传送带上物体

随传送带一起加速，静摩擦力也是动力；

③ 最大静摩擦力一般比滑动摩擦力稍大些，但通常认为二者是相等的。

五、用假设法判断摩擦力

静摩擦力的有无和方向的判断方法

（1）假设法：利用假设法判断的思维程序如下：

（2）状态法：先判断物体的状态(即加速度的方向)，再利用牛顿第二定律(F合＝ma)确定合力，然后

通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向。

（3）牛顿第三定律法：先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定

另一物体受到的静摩擦力方向。

六、摩擦力的大小计算

（1）计算摩擦力时，应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力。

（2）滑动摩擦力用公式求解，静摩擦力的大小只能根据物体的运动状态和物体的受力情

况来求解。如果物体处于静止状态，或做匀速直线运动时，可利用二力平衡条件求解静摩擦力。

（3）计算静摩擦力时，还要注意理解静摩擦力与最大静摩擦力的区别。

（4）正压力相同时，最大静摩擦力比滑动摩擦力略大，如不加说明，可以认为最大静摩擦力近似等

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