物理必修一摩擦力習(xí)題課摩擦力基本概念與分類摩擦力大小計(jì)算公式及應(yīng)用物體在水平面上受摩擦力作用分析斜面上物體受摩擦力作用分析摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化關(guān)系復(fù)雜場(chǎng)景下摩擦力綜合問(wèn)題求解策略contents目錄01摩擦力基本概念與分類摩擦力定義兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，在接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力，這種力叫做摩擦力。摩擦力產(chǎn)生條件物體間相互接觸并擠壓；接觸面粗糙；物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。摩擦力定義及產(chǎn)生條件當(dāng)物體具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，產(chǎn)生的摩擦力為靜摩擦力。靜摩擦力的最大值叫做最大靜摩擦力，其大小與正壓力成正比。靜摩擦力當(dāng)物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力?；瑒?dòng)摩擦力的大小與正壓力成正比，方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反?；瑒?dòng)摩擦力靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力區(qū)分當(dāng)物體在另一物體表面作無(wú)滑動(dòng)的滾動(dòng)或有滾動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)，由于兩物體在接觸部分受壓發(fā)生形變而產(chǎn)生的對(duì)滾動(dòng)的阻礙作用，叫“滾動(dòng)摩擦”。它的實(shí)質(zhì)是變形物體在另一物體表面的滑動(dòng)。滾動(dòng)摩擦力滾動(dòng)摩擦力遠(yuǎn)小于滑動(dòng)摩擦力，因此滾動(dòng)是減少摩擦的一種有效方法。滾動(dòng)摩擦力的特點(diǎn)滾動(dòng)摩擦力簡(jiǎn)介與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反。靜摩擦力方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反?；瑒?dòng)摩擦力方向與物體滾動(dòng)方向相反。滾動(dòng)摩擦力方向摩擦力的方向可能與物體運(yùn)動(dòng)方向相同，也可能與物體運(yùn)動(dòng)方向相反，還可能與物體運(yùn)動(dòng)方向成一定夾角。注意摩擦力方向判斷方法02摩擦力大小計(jì)算公式及應(yīng)用

靜摩擦力大小計(jì)算靜摩擦力產(chǎn)生條件相互接觸、擠壓、粗糙、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。靜摩擦力大小范圍0<F_f靜≤F_max（最大靜摩擦力）。靜摩擦力大小計(jì)算根據(jù)二力平衡計(jì)算，與正壓力無(wú)關(guān)。123相互接觸、擠壓、粗糙、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)?；瑒?dòng)摩擦力產(chǎn)生條件F_f=μF_N（μ為動(dòng)摩擦因數(shù)，F(xiàn)_N為正壓力）?；瑒?dòng)摩擦力大小公式與接觸面的材料和粗糙程度有關(guān)，與接觸面積大小、接觸面間的相對(duì)速度等因素?zé)o關(guān)。動(dòng)摩擦因數(shù)μ滑動(dòng)摩擦力大小計(jì)算公式相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度一般情況下，相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小影響不大，但在某些特殊情況下（如高速運(yùn)動(dòng)時(shí)），相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度可能會(huì)影響摩擦力大小。接觸面材料不同材料的接觸面具有不同的摩擦系數(shù)。接觸面粗糙程度接觸面越粗糙，摩擦力越大。正壓力大小正壓力越大，摩擦力越大。影響摩擦力大小因素探討實(shí)際應(yīng)用中摩擦力計(jì)算問(wèn)題計(jì)算傳送帶上物體所受的摩擦力大小和方向。計(jì)算斜面上物體所受的摩擦力大小和方向，以及斜面的傾角對(duì)摩擦力的影響。計(jì)算剎車時(shí)車輪與地面間的摩擦力大小，以及剎車距離與摩擦力的關(guān)系。分析滑動(dòng)變阻器中滑片所受摩擦力的大小和方向，以及摩擦力對(duì)電路的影響。傳送帶問(wèn)題斜面問(wèn)題剎車問(wèn)題滑動(dòng)變阻器問(wèn)題03物體在水平面上受摩擦力作用分析物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)物體所受合力為零水平方向上，物體所受摩擦力與外力平衡水平面上物體受力平衡條件010204靜止?fàn)顟B(tài)下物體受靜摩擦力分析靜摩擦力產(chǎn)生條件：物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)靜摩擦力方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反靜摩擦力大小根據(jù)二力平衡計(jì)算最大靜摩擦力略大于滑動(dòng)摩擦力03滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生條件：物體間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)滑動(dòng)摩擦力方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反滑動(dòng)摩擦力大小與正壓力和動(dòng)摩擦因數(shù)有關(guān)滑動(dòng)摩擦力與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)01020304運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下物體受滑動(dòng)摩擦力分析加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦力方向與物體運(yùn)動(dòng)方向可能相同或相反摩擦力大小可能隨正壓力變化而變化減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦力方向與物體運(yùn)動(dòng)方向一定相反摩擦力大小與物體加速度大小無(wú)直接關(guān)系加速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦力變化情況04斜面上物體受摩擦力作用分析重力沿斜面向下分力與摩擦力平衡當(dāng)物體靜止在斜面上時(shí)，重力沿斜面向下的分力與摩擦力大小相等、方向相反，保持物體受力平衡。垂直斜面方向受力平衡物體在垂直斜面方向上受到的支持力與重力垂直斜面的分力相平衡。斜面上物體受力平衡條件03最大靜摩擦力當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí)，物體將開(kāi)始相對(duì)斜面滑動(dòng)，此時(shí)靜摩擦力轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力。01靜摩擦力產(chǎn)生條件當(dāng)物體有相對(duì)斜面運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生靜摩擦力以阻止物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)。02靜摩擦力大小與方向靜摩擦力大小根據(jù)受力平衡條件確定，方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反。靜止?fàn)顟B(tài)下物體受靜摩擦力分析滑動(dòng)摩擦力大小與方向滑動(dòng)摩擦力大小與物體對(duì)斜面的正壓力成正比，方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反?；瑒?dòng)摩擦力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)關(guān)系滑動(dòng)摩擦力阻礙物體在斜面上的運(yùn)動(dòng)，使物體減速直至停止?；瑒?dòng)摩擦力產(chǎn)生條件當(dāng)物體在斜面上滑動(dòng)時(shí)，受到滑動(dòng)摩擦力的作用。運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下物體受滑動(dòng)摩擦力分析傾角增大，重力沿斜面向下分力增大01當(dāng)斜面傾角增大時(shí)，重力沿斜面向下的分力隨之增大，導(dǎo)致摩擦力相應(yīng)增大。傾角增大，支持力減小02斜面傾角增大導(dǎo)致物體對(duì)斜面的壓力（即支持力）減小，進(jìn)而影響滑動(dòng)摩擦力的大小。傾角變化對(duì)靜摩擦力影響03在物體保持靜止的情況下，斜面傾角的變化會(huì)影響靜摩擦力的大小和方向，但靜摩擦力始終與重力沿斜面向下的分力相平衡。斜面傾角變化對(duì)摩擦力影響05摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化關(guān)系摩擦力做功分類摩擦力做功可分為靜摩擦力做功和滑動(dòng)摩擦力做功，其中靜摩擦力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與始末位置有關(guān)；滑動(dòng)摩擦力做功與路徑有關(guān)。摩擦力做功定義當(dāng)兩個(gè)物體之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，摩擦力會(huì)對(duì)物體做功，其大小等于摩擦力與相對(duì)位移的乘積。計(jì)算方法在計(jì)算摩擦力做功時(shí)，需先判斷摩擦力的方向，再確定相對(duì)位移的大小和方向，最后根據(jù)公式$W=Fscostheta$進(jìn)行計(jì)算。摩擦力做功概念及計(jì)算方法在摩擦力做功的過(guò)程中，能量是守恒的。摩擦力做功會(huì)導(dǎo)致機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，同時(shí)內(nèi)能也可能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。能量守恒定律摩擦力做功是實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的橋梁。當(dāng)摩擦力做負(fù)功時(shí)，機(jī)械能減少，內(nèi)能增加；當(dāng)摩擦力做正功時(shí)，機(jī)械能增加，內(nèi)能減少。能量轉(zhuǎn)化與摩擦力做功關(guān)系例如，在剎車過(guò)程中，剎車片與車輪之間的摩擦力做功將汽車的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使汽車減速直至停止。應(yīng)用實(shí)例能量轉(zhuǎn)化原理在摩擦力問(wèn)題中應(yīng)用例題一：一物體在水平地面上滑動(dòng)，受到地面的滑動(dòng)摩擦力作用。分析物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系。解析：物體在滑動(dòng)過(guò)程中，滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體做負(fù)功，物體的機(jī)械能減少，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。同時(shí)，地面也會(huì)對(duì)物體施加靜摩擦力，但靜摩擦力不做功，因?yàn)槲矬w的位移方向與靜摩擦力的方向垂直。例題二：兩個(gè)物體A和B疊放在一起，在水平外力F的作用下一起在水平面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。分析物體A和B之間的靜摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系。解析：物體A和B之間的靜摩擦力對(duì)物體A做正功，對(duì)物體B做負(fù)功。由于靜摩擦力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與始末位置有關(guān)，因此物體A和B之間的靜摩擦力做功的總和為零。在這個(gè)過(guò)程中，外力F對(duì)系統(tǒng)做正功，系統(tǒng)的機(jī)械能增加。同時(shí)，物體A和B之間的靜摩擦力做功實(shí)現(xiàn)了機(jī)械能在物體A和B之間的轉(zhuǎn)移。典型例題解析：摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化關(guān)系06復(fù)雜場(chǎng)景下摩擦力綜合問(wèn)題求解策略確定研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析在多物體系統(tǒng)中，首先明確研究對(duì)象，分析其受到的外力和內(nèi)力，特別注意摩擦力的方向和大小。利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律列方程求解根據(jù)牛頓第二定律列出動(dòng)力學(xué)方程，聯(lián)立求解各物體的加速度和摩擦力。注意摩擦力的變化隨著物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化，摩擦力的大小和方向可能發(fā)生變化，需要時(shí)刻關(guān)注并調(diào)整受力分析。多物體系統(tǒng)中摩擦力問(wèn)題求解思路分析物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程變速運(yùn)動(dòng)中摩擦力問(wèn)題求解方法在變速運(yùn)動(dòng)中，物體可能經(jīng)歷加速、減速或勻速等不同階段，需要分階段進(jìn)行受力分析。利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解加速度根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況，選擇合適的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解加速度。將求得的加速度代入牛頓第二定律方程中，求解出摩擦力的大小和方向。結(jié)合牛頓第二定律求解摩擦力分析物體的受力情況在曲線運(yùn)動(dòng)中，物體受到合外力作用，需要分析合外力的方向和大小。利用圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)求解向心力如果物體做圓周運(yùn)動(dòng)，需要利用圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)求解向心力的大小和方向。結(jié)合牛頓第二定律求解摩擦力將求得的向心力和其他外力代入牛頓第二定律方程中，求解出摩擦力的大小和方向。曲線運(yùn)動(dòng)中摩擦力問(wèn)題求解技巧030201多物體系統(tǒng)中的摩擦