模型06 摩擦角和自锁现象（解析版）-2025版高考物理热点模型精品讲义.pdf

模型06摩擦角和自锁现象

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(a)、

fN合N

Ff

(b)所示，由于tanθ＝＝μ为常量，所以θ被称为摩擦角．

FN

图(a)图(b)

3．摩擦角的应用

(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

1.平面上的摩擦自锁

【典型题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()

．当拖把头在地板上匀速移动时推拖把的力的大小为μmg

AF

＋

sinθμcosθ

．当拖把头在地板上匀速移动时推拖把的力的大小为μmg

BF

－

sinθμcosθ

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

【答案】B

【详解】以拖把头为研究对象，对其进行受力分析．拖把头受重力、地板的支持力、拖杆对拖

mgFN

把头的推力和摩擦力把拖把头看成质点，建立直角坐标系，如图所示．把推力沿轴方向和

FF.Fxy

f

轴方向分解，根据平衡条件列方程：－＝，－

FsinθF0FFco