专题22 摩擦力 一轮专题复习解析版Word格式文档下载.docx

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4.三个质量相同的物体，与水平桌面的动摩擦因数相同，由于所受的水平力不同，A做匀速运动，B做加速运动，C做减速运动，那么，它们受到的摩擦力的大小关系应是（　　）

A．FC>

FA>

FB　　　　B．FC<

FA<

FBC．FA＝FB＝FCD．不能比较大小

【答案】C　

【解析】由F＝μFN知F的大小只与μ和FN有关，与物体的运动状态无关，故C正确。

学.科.网

5.如图所示，人向右匀速推动水平桌面上的长木板，在木板翻离桌面以前，则（　　）

A．木板露出桌面后，推力将逐渐减小

B．木板露出桌面后，木板对桌面的压力将减小

C．木板露出桌面后，桌面对木板的摩擦力将减小

D．推力、压力、摩擦力均不变

【答案】D　

课堂讲练●典例分析

考点一摩擦力的有无及方向的判断

【典例1】用一水平力F将两铁块A和B紧压在竖直墙上而静止，如图所示，对此，下列说法中正确的是（　　）

A．铁块B肯定受墙给它的竖直向上的摩擦力

B．铁块B受A给它的摩擦力方向可能向上，也可能向下

C．铁块A肯定对B施加竖直向上的摩擦力

D．B受墙的摩擦力方向可能向上，也可能向下

【答案】A　

【反思总结】

1.摩擦力产生的条件

两物体直接接触且发生形变、接触面粗糙、有相对运动或相对运动趋势.这三个条件缺一不可.（阻碍相对运动是滑动摩擦力；

阻碍相对运动趋势的是静摩擦力）

2.判断静摩擦力的有无及方向的三种方法

（1）假设法

利用假设法判断的思维程序如下：

（2）运动状态法

此法关键是先确定物体的运动状态（如平衡或求出加速度），再利用平衡条件或牛顿第二定律（F＝ma）确定静摩擦力的方向。

（3）牛顿第三定律法

“力是物体间的相互作用”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据牛顿第三定律确定另一物体受到的静摩擦力的方向

特别提醒：

摩擦力的方向可以与运动方向相同、相反、垂直或者成任意角度，但肯定与相对运动趋势的方向相反；

可以是动力、可以是阻力；

可以做正功、可以做负功。

【跟踪短训】

1.（多选）如图所示，皮带运输机将物体匀速地送往高处，下列结论正确的是（　　）

A．物体受到与运动方向相同的摩擦力作用

B．传送的速度越大，物体受到的摩擦力越大

C．物体所受的摩擦力与传送的速度无关

D．物体受到的静摩擦力为物体随皮带运输机上升的动力

【答案】ACD　

2.（多选）为了测定木块和竖直墙壁之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验：

用一根弹簧将木块压在墙上，同时在木块下方有一个拉力F2作用，使木块恰好匀速向下运动（弹簧随木块一起向下运动），如图所示。

现分别测出了弹簧的弹力F1、拉力F2和木块的重力G，则以下结论正确的是（　　）

A．木块受到竖直向下的滑动摩擦力B．木块所受的滑动摩擦力阻碍木块下滑

C．木块与墙壁之间的动摩擦因数为

D．木块与墙壁之间的动摩擦因数为

【答案】BD　

【解析】木块相对于竖直墙壁下滑，受到竖直向上的滑动摩擦力，阻碍木块下滑，A错误，B正确。

分析木块受力如图所示。

由平衡条件可得：

FN＝F1

Ff＝G＋F2，又Ff＝μFN

以上三式联立可解得：

μ＝

，故C错误，D正确。

3.如图所示，光滑斜面固定于水平面，滑块A、B叠放后一起冲上斜面，且始终保持相对静止，A上表面水平，则在斜面上运动时，B受力的示意图为（　　）

考点二摩擦力的分析与计算

【典例2】如图所示，斜面倾角为θ＝30°

，一个重20N的物体在斜面上静止不动．弹簧的劲度系数为k＝100N/m，原长为10cm，现在的长度为6cm.

（1）试求物体所受的摩擦力大小和方向．

（2）若将这个物体沿斜面上移6cm，弹簧仍与物体相连，下端仍固定，物体在斜面上仍静止不动，那么物体受到的摩擦力的大小和方向又如何呢？

【答案】　

（1）6N　方向沿斜面向上　

（2）12N　方向沿斜面向上

【解析】

（1）设物体所受的摩擦力大小为Ff1，方向沿斜面向上，对物体进行受力分析，则有Ff1＝mgsinθ－F，

由于F＝kx1＝4N，故Ff1＝20N×

－4N＝6N，方向沿斜面向上．

（2）若将物体上移，设物体所受的摩擦力大小为Ff2，方向沿斜面向上，则再对物体进行受力分析可得：

Ff2＝mgsinθ＋F′，

由于F′＝kx2＝100×

（0.12－0.10）N＝2N，

故Ff2＝20N×

＋2N＝12N，方向沿斜面向上．

摩擦力的计算（特别提醒：

静摩擦力是被动力，在小于最大值的情况下应势而为逆势而上）

（1）在确定摩擦力的大小之前，首先分析物体所处的状态，分清是静摩擦力还是滑动摩擦力．

（2）滑动摩擦力有具体的计算公式，而静摩擦力要借助其他公式，如：

利用平衡条件列方程或牛顿第二定律列方程等．

（3）“Ff＝μFN”中FN并不总是等于物体的重力．

4.用弹簧测力计测定木块A和木块B间的动摩擦因数μ，有如图所示的两种装置。

（1）为了能够用弹簧测力计读数表示滑动摩擦力，图示装置的两种情况中，木块A是否都要做匀速运动？

（2）若A、B的重力分别为100N和200N，甲图中当物体被拉动时，弹簧测力计的读数为60N，拉力Fa＝130N，求A、B间的动摩擦因数μ1。

（3）若在第

（2）问中，将A匀速拉出，Fa＝120N，求A与地面间的动摩擦因数μ2。

（3）甲图中弹簧测力计读数为60N，即B受到的滑动摩擦力为60N，根据物体A受力平衡：

Fa＝fBA＋f，故f＝120N－60N＝60N；

由μ2＝

＝

＝0.2。

【答案】

（1）不需要　

（2）0.3　（3）0.2

考点三摩擦力的突变

（一）“静—静”突变

【典例3】如图所示，质量为10kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为5N时，物体A处于静止状态。

若小车以1m/s2的加速度向右运动后，则（g＝10m/s2）（　　）

A．物体A相对小车向右运动B．物体A受到的摩擦力减小

C．物体A受到的摩擦力大小不变D．物体A受到的弹簧拉力增大

物体在摩擦力和其他力的共同作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，物体虽然仍保持相对静止，但物体所受的静摩擦力将发生突变。

5.一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，如图所示，其中F1＝10N，F2＝2N，若撤去F1，则木块受到的摩擦力为（　　）

【解析】当木块受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时，由平衡条件可知木块所受的摩擦力的大小为8N，可知静摩擦力Fmax≥8N．当撤去力F1后，F2＝2N＜Fmax，木块仍处于静止状态，由平衡条件可知木块所受的静摩擦力大小和方向发生突变，且与作用在木块上的F2等大反向．C正确．学科*网

（二）“静—动”突变

【典例4】

（多选）将力传感器A固定在光滑水平桌面上，测力端通过轻质水平细绳与滑块相连，滑块放在较长的小车上。

如图甲所示，传感器与计算机相连接，可获得力随时间变化的规律。

一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮，一端连接小车，另一端系砂桶，整个装置开始处于静止状态。

在滑块与小车分离前缓慢向砂桶里倒入细砂，力传感器采集的Ft图像如图乙所示。

则（　　）

A．2.5s前小车做变加速运动B．2.5s后小车做变加速运动（假设细砂仍在加注中）

C．2.5s前小车所受摩擦力不变D．2.5s后小车所受摩擦力不变

【答案】BD

物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力。

6.表面粗糙的长直木板的上表面的一端放有一个木块，如图所示，木板由水平位置缓慢向上转动（即木板与地面的夹角α变大，最大静摩擦力大于滑动摩擦力），另一端不动，则木块受到的摩擦力Ff随角度α变化的图象是下列图中的（　　）

【解析】

（1）木板由水平位置刚开始运动时：

α＝0，Ff静＝0.

（2）从木板开始转动到木板与木块发生相对滑动前：

木块所受的是静摩擦力．由于木板缓慢转动，可认为木块处于平衡状态，受力分析如图：

由平衡关系可知，静摩擦力大小等于木块重力沿斜面向下的分力：

Ff静＝mgsinα.因此，静摩擦力随α的增大而增大，它们满足正弦规律变化．

（3）木块相对于木板刚好要滑动而没滑动时，木块此时所受的静摩擦力为最大静摩擦力Ffm.α继续增大，木块将开始滑动，静摩擦力变为滑动摩擦力，且满足：

Ffm>

Ff滑．

（4）木块相对于木板开始滑动后，Ff滑＝μmgcosα，此时，滑动摩擦力随α的增大而减小，满足余弦规律变化．

（5）最后，α＝

，Ff滑＝0.

（三）“动—静”突变

【典例5】如图所示，斜面固定在地面上，倾角为θ＝37°

（sin37°

＝0.6，cos37°

＝0.8）。

质量为1kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行（斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8），则该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图像是下图中的（取初速度v0的方向为正方向）（g＝10m/s2）（　　）

【答案】B

在摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体突然停止滑行时，物体将不再受滑动摩擦力作用，滑动摩擦力可能“突变”为静摩擦力。

7.如图所示，把一重为G的物体，用一水平方向的推力F＝kt（k为恒量，t为时间）压在竖直的足够高的平整墙上，从t＝0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是下图中的（　　）

【答案】　B

【解析】　物体在竖直方向上只受重力G和摩擦力Ff的作用．由于Ff从零开始均匀增大，开始一段时间Ff<

G，物体加速下滑；

当Ff＝G时，物体的速度达到最大值；

之后Ff>

G，物体向下做减速运动，直至减速为零．在整个运动过程中，摩擦力为滑动摩擦力，其大小为Ff＝μFN＝μF＝μkt，即Ff与t成正比，是一条过原点的倾斜直线．当物体速度减为零后，滑动摩擦力突变为静摩擦力，其大小Ff＝G，所以物体静止后的图线为平行于t轴的线段．正确答案为B.

[备课札记]

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课后巩固●课时作业

基础巩固

1.（多选）下列关于摩擦力的说法中，错误的是（　　）

A．两物体间有摩擦力，一定有弹力，且摩擦力的方向和它们的弹力方向垂直

B．两物体间的摩擦力大小和它们间的压力一定成正比

C．在两个运动的物体之间可以存在静摩擦力，且静摩擦力的方向可以与运动方向成任意角度

D．滑动摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同，也可以相反

【答案】B　

2．（多选）关于摩擦力，有人总结了以下四条“不一定”，其中正确的是（　　）

A．摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同

B．静摩擦力的方向不一定与物体的运动方向共线

C．受静摩擦力的物体不一定静止，受滑动摩擦力的物体不一定运动

D．静摩擦力一定是阻力，滑动摩擦力不一定是阻力

【答案】ABC　

【解析】摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反，与物体的运动方向可能同向，可能反向，也可能垂直，故摩擦力可以是动力，也可以是阻力，故A、B正确，D错误；

两物体间存在静摩擦力时，两物体相对静止，但物体不一定静止；

两物体间存在滑动摩擦力时，两物体间存在相对滑动，但其中一个物体可以静止，故C正确。

3.如图所示，有一重力不计的方形容器，被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内注水，直到注满为止，此过程中容器始终保持静止，则下列说法正确的是（　　）

A．容器受到的摩擦力不断增大B．容器受到的摩擦力不变

C．水平力F必须逐渐增大D．容器受到的合力逐渐增大

4.某消防战士握住旗杆匀速上爬，到顶后再匀速滑下到达底端，则下列说法正确的是（　　）

A．该战士上爬时受到的摩擦力方向是沿着旗杆向下的

B．该战士下滑时受到的摩擦力方向是沿着旗杆向下的

C．该战士上爬时手握旗杆的力越大，他受到的摩擦力越大

D．体重更大的战士匀速上爬时，他受到的摩擦力更大

【解析】战士用双手握住竖直的旗杆匀速上爬时，受到的静摩擦力与重力平衡，方向竖直向上，故A错误；

战士用双手握住竖直的旗杆匀速滑下时，受到的滑动摩擦力与重力平衡，方向竖直向上，故B错误；

战士上爬时由受力平衡可知静摩擦力等于自身重力，故C错误，D正确。

5.如图所示，沿直线运动的小车内悬挂的小球A和车水平底板上放置的物块B都相对车厢静止．关于物块B受到的摩擦力，下列判断中正确的是（　　）

A．物块B不受摩擦力作用

B．物块B受摩擦力作用，大小恒定，方向向左

C．物块B受摩擦力作用，大小恒定，方向向右

D．因小车的运动方向不能确定，故物块B受的摩擦力情况无法判断

综合应用

6.如图所示，固定在水平地面上的物体P，左侧是光滑圆弧面，一根轻绳跨过物体P顶点上的小滑轮，一端系有质量为m＝4kg的小球，小球与圆心连线跟水平方向的夹角θ＝60°

，绳的另一端水平连接物块3，三个物块重均为50N，作用在物块2的水平力F＝20N，整个系统处于平衡状态，取g＝10m/s2，则以下说法正确的是（　　）

A．1和2之间的摩擦力是20NB．2和3之间的摩擦力是20N

C．3与桌面间的摩擦力为20ND．物块3受6个力作用

【解析】对小球受力分析可知，绳的拉力等于小球重力沿圆弧面切线方向的分力，由几何关系可知绳的拉力等于20N．将三个物块看成一个整体受力分析，可知水平方向整体受到拉力F和绳的拉力的作用，由于F等于绳的拉力，故整体受力平衡，与桌面间没有摩擦力，故物块3与桌面间的摩擦力为0，C错误．由于物块1、2之间没有相对运动的趋势，故物块1和2之间没有摩擦力的作用，A错误．隔离物块3受力分析，水平方向受力平衡可知物块2和3之间摩擦力的大小是20N，B正确．物块3受重力、桌面的支持力、物块2的压力、物块2的摩擦力、绳的拉力5个力作用，D错误．

7.（2014·

广东高考）如图所示，水平地面上堆放着原木．关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是（　　）

A．M处受到的支持力竖直向上

B．N处受到的支持力竖直向上

C．M处受到的静摩擦力沿MN方向

D．N处受到的静摩擦力沿水平方向

【答案】A

【解析】点与面之间支持力方向垂直于接触面指向受力物体，静摩擦力方向沿着接触面与相对运动趋势的方向相反，具体受力如图所示，故A正确．

8.（多选）如图所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于墙壁．开始时a、b均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力Ffa≠0，b所受摩擦力Ffb＝0.现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间（　　）

A．Ffa大小不变B．Ffa方向改变C．Ffb仍然为零D．Ffb方向向右

【答案】AD

9.某同学在探究摩擦力的实验中采用了如图18所示的操作，将一个长方体木块放在水平桌面上，然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F，并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测，表中是她记录的实验数据．木块的重力为10.00N，重力加速度为g＝9.8m/s2，根据表格中的数据回答下列问题（答案保留3位有效数字）：

实验次数

运动状态

水平拉力F/N

1

静止

3.62

2

4.00

3

匀速

4.01

4

匀加速

5.01

5

5.49

（1）木块与桌面间的最大摩擦力Fmax>

________N；

（2）木块与桌面间的动摩擦因数μ＝________；

（3）木块匀加速运动时受到的摩擦力Ff＝________N.

（1）4.01N

（2）0.401（3）4.01N

【解析】　

（1）由题表可知，木块受到的滑动摩擦力为4.01N，因此最大静摩擦力Fmax一定大于4.01N.

（2）由Ff＝μmg得：

μ＝0.401.

（3）木块匀加速运动时所受的摩擦力为滑动摩擦力，故Ff＝4.01N.学科#网

10.如图甲所示,质量为m的物体,放在一固定斜面上。

当斜面倾角为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,物体可沿斜面匀速向上滑行。

设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时,不论水平恒力F多大,都不能使物体沿斜面向上滑行,试求:

（1）物体与斜面间的动摩擦因数;

（2）这一临界角θ0的大小。

（1）斜面倾角为30°

时,物体恰能匀速下滑,满足mgsin30°

=μmgcos30°

解得μ=

。

（1）

（2）60°