模型 摩擦角和自锁现象（学生版）—高考物理热点模型.pdf

模型摩擦角和自锁现象

模型概述学校：_________班级：___________姓名：_____________

1.自锁现象定义：

一个物体受静摩擦力作用而静止，当用外力试图使这个物体运动时，外力越大，物体被挤压的越紧，越不

容易运动即最大静摩擦力的“保护能力”越强，这种现象叫自锁现象

2．摩擦角

物体在粗糙平面(斜面)上滑动时，所受滑动摩擦力F和支持力F的合力F与F间的夹角为θ，如图

fN合N

F

(a)、(b)所示，由于tanθ==μ为常量，所以θ被称为摩擦角．f

FN

3．摩擦角的应用图(a)图(b)

(1)在水平面上，若给物体施加拉力F使之在水平面上滑动，则力跟水平方向的夹角为θ(跟F垂直)时，

合

拉力F最小，如图(c)．

图(c)图(d)图(e)

(2)当所加推力F与支持力F反方向间的夹角β≤θ时，无论推力F多大，都不能推动物体在平面(斜面)

N

上运动，这种现象称为摩擦自锁，如图(d)、(e)．

(3)有摩擦力参与的四力平衡问题可通过合成支持力F和滑动摩擦力F转化为三力平衡问题，然后根据

Nf

力的平衡知识求解．

4.分析解题思路

典题攻破1平面上的摩擦自锁.

例1.如图所示，拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图)．设拖把头的质量为m，拖杆质量可以忽

1

略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿

拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的是()

A.当拖把头在地板上匀速移动时推拖把的力F的大小为μmg

sinθ+μcosθ

B.当拖把头在地板上匀速移动时推拖把的力F的大小为μmg

sinθ-μcosθ

C.当μ≥tanθ时，无论用多大的力都能推动拖把头

D.当μtanθ时，无论用多大的力都能推动拖把头

2斜面上的摩擦自锁.

例2.如图所示，质量为m的物体，放在一固定的斜面上，当斜面倾角θ=30°时恰能沿斜面匀速下滑．对

物体施加一大小为F的水平向右的恒力，物体可沿斜面向上滑行．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，

现增大斜面倾角θ，当θ增大并超过某一临界角θ时，不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上

0

滑行．那么()

3

A.物体与斜面间的动摩擦因数为B.θ=45°

0

2

C.θ=60°