专题-摩擦力突变问题探析

1 摩擦力突变问题分类探析摩擦力突变问题分类探析 摩擦力是历年高考的必考内容 摩擦力的突变的考题常有出现 且类型多 特别是静摩擦力随物体的 相对运动趋势发生变化 其大小与方向均有可能变化的情况对应于物理过程的转变及临界状态 在分析中 很容易发生失误 在复习时应引起高度重视 应仔细分析物体的状态变化的过程与细节 摩擦力的分类摩擦力的分类 定义定义 产生条件产生条件 大小大小 方向方向 作用效果作用效果 做功做功 一 一 静动突变静动突变 例 1 长直木板的上表面的一端放有一个铁块 木块由水平位置缓慢向上转动 另一端不动 则木块 受到摩擦力随角度的变化关系图象是 甲 中的 f 练习 如图乙在水平桌面上放一木块 用从零开始逐渐增大的水平拉力 F 拉木块直到沿桌面运动 在此过程中 木块所受到的摩擦力随拉力 F 的大小变化的图象正确的是 f 二 二 动静突变动静突变 例 2 把一重为 G 的物体 用一个水平的推力 为恒量 时间 压在竖直平整的墙上 如ktF kt 图甲所示 从 0 开始物体所受的摩擦力随 的变化关系是图中的 tft 三 三 动动突变动动突变 例 3 传送带以恒定的速率运动 已知它与水平面成 如图所示 smv 10 37 将一个小物体无初速度地放在点 小物体与传送带间的动摩擦因mPQ16 P 数为 问当皮带逆时针转动时 小物体运动到点的时间为多少 2 s5 0 Q f AO2 BO 2 f CO 2 f DO 2 f 甲乙 甲乙 F AOF f BOF f COF f DOF f 甲 AO t f G BO t f G COt f G DO t f 乙 F 37 P Q 2 四 四 静静突变静静突变 例 4 一木块放在水平桌面上 在水平方向共受到三个力即 和摩擦力的作用 木块处于静 1 F 2 F 止状态 如图 其中 若撤去 则木块受到的摩擦力为 NF10 1 NF2 2 1 F A 10 方向向左B 6 方向向右NN C 2 方向向右D 零N 五 五 摩擦力有无判断摩擦力有无判断 例 5 水平皮带传输装置如图所示 为主动轮 为从动轮 当主动轮顺时针匀速转动时 物体 1 O 2 O 被轻轻地放在 A 端皮带上 开始时 物体在皮带上滑动 当它到达位置 C 后停止滑动 直到传送到目的地 B 端 在传送过程中 若皮带与轮不打滑 则关于物体受的摩擦力和图中 两处 在 连线上 PQ 1 O 2 O 皮带所受摩擦力的方向的正确说法是 在段物体受水平向左的滑动摩擦力 处皮带受向上的滑动摩擦力 ACP 在段物体受水平向右的滑动摩擦力 处皮带受向下的静摩擦力 ACP 在段物体不受静摩擦力 处皮带受向下的静摩擦力 CBQ 在段物体受到水平向右的静摩擦力 两处皮带始终受向下的静摩擦力 CBPQ A B C D 习题 习题 1 2002 卷 如图 4 物体 a b 和 c 叠放在水平桌面上 水平力 Fb 5 N FC 10 N 分别作用于物体 b c 上 a b 和 c 仍保持静止 以 f1 f2 f3分别表示 a 与 b b 与 c c 与桌面间的静摩擦力的大小则 A f1 5N f2 0 f3 5N B f1 5N f2 5N f3 0 C f1 0 f2 5N f3 5N D f1 0 f2 10 N f3 5 N 2 2001 夏季广东河南卷 物体 B 放在物体 A 上 A B 的上下表面均与斜面平行 如图 当两者以相同 的初速度靠惯性沿光滑固定斜面 C 向上做匀减速运动时 A A 受到 B 的摩擦力沿斜面方向向上 B A 受到 B 的摩擦力沿斜面方向向下 C A B 之间的摩擦力为零 D A B 之间是否存在摩擦力取决于 A B 表面的性质 AB 1 O 2 O C PQ 1 F 2 F 图 4 3 3 2012 浙江理综 如图所示 与水平面夹角为 30 的固定斜面上有一质量 m 1 0kg 的物体 细绳的一 端与物体相连 另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连 物体静止在斜面上 弹簧秤的示数为 4 9N 关于物体受力的判断 取 g 9 8m s2 下列说法正确的是 A 斜面对物体的摩擦力大小为零 B 斜面对物体摩擦力大小为 4 9N 方向沿斜面向上 C 斜面对物体的支持力大小为 4 9 N 方向竖直向上 D 斜面对物体支持力为 4 9N 方向垂直斜面向上 4 2014 江苏卷 如图 A B两物块的质量分别为2m和m 静止叠放在水平地面上 A B 间 的动摩擦 因数为 B与地面间的动摩擦因数为 最大静摩擦力等于滑动摩擦力 重 1 2 力加速度为g 现对A施加一水平拉力F 则 A 当F 3 mg 时 A相对B滑动 D无论F为何值 B的加速度不会超过 1 2 g 5 2014 济南期末 济南期末 如图 X3 5 三角形传送带以 1 m s 的速度逆时针匀速转动 两边的传送带长都是 2 m 且与水平方向的夹角均为 37 现有两个小物块 A B 从传送带顶端都以 1 m s 的初速度沿传送带下滑 两物块与传送带间的动摩擦因数都是 0 5 g 取 10 m s2 sin 37 0 6 cos 37 0 8 下列正确的是 图 X3 5 A 物块 A 先到达传送带底端 B 物块 A B 同时到达传送带底端 C 传送带对物块 A B 的摩擦力都沿传送带向上 D 物块 A 下滑过程中相对传送带的位移小于物块 B 下滑过程中相对传送带的位移 6 2014 武汉武汉 11 月调研 月调研 如图 X4 6 所示 在光滑的水平面上放着质量为 M 的木板 在木板的左端有 一个质量为 m 的木块 在木块上施加一个水平向右的恒力 F 木块与木板由静止开始运动 经过时间 t 分离 下列说法正确的是 图 X4 6 A 若仅增大木板的质量 M 则时间 t 增大 B 若仅增大木块的质量 m 则时间 t 增大 C 若仅增大恒力 F 则时间 t 增大 D 若仅增大木块与木板间摩擦因数 则时间 t 增大 4 7 2014 浙江金丽衢十二校期末浙江金丽衢十二校期末 如图 X3 3 所示 在动摩擦因数 0 2 的水平面上 质量 m 2 kg 的物块与水平轻弹簧相连 物块在与水平方向成 45 角的拉力 F 作用下处于静止状态 此时水平面对物 块的弹力恰好为零 g 取 10 m s2 以下说法正确的是 图 X3 3 A 此时轻弹簧的弹力大小为 20 N B 当撤去拉力 F 的瞬间 物块的加速度大小为 8 m s2 方向向左 C 若剪断弹簧 则剪断的瞬间物块的加速度大小为 8 m s2 方向向右 D 若剪断弹簧 则剪断的瞬间物块的加速度为 0 8 如图所示 两物块A B 套在水平粗糙的CD 杆上 并用不可伸长的轻绳连接 整个装置 能绕过 CD 中点的轴 OO1转动 已知两物块质量相等 杆CD 对物块 A B 的最大静摩擦力大 小相等 开始时绳子处于自然长度 绳子恰好伸直但无弹力 物块B 到 OO1轴的距离为物 块 A 到 OO1轴的距离的两倍 现让该装置从静止开始转动 使转速逐渐慢慢增大 在从绳子处于 自然长度到两物块A B 即将滑动的过程中 下列说法正确的是 A A 受到的静摩擦力一直增大 B B 受到的静摩擦力先增大 后保持不变 C A 受到的静摩擦力是先增大后减小 D B 受到的合外力 一直 增大 9 如图所示 两物块 A B 套在水平光滑的 CD 杆上 并用不可伸长的轻绳连接 整个装置绕过 CD 中点的轴 OO 匀速转动 已知 A 的质量小于 B 的质量 下列说法正确的是 A 物块 A 的速度大于物块 B 的速度 B 物块 A 的角速度大于物块 B 的角速度 C 物块 A 的向心加速度大于物块 B 的向心加速度 D 若增加装置的转速 物块 A 将向 B 移动 10 多选 如图所示 两物块 A B 套在水平粗糙的 CD 杆上 并用不可伸长的轻绳连接 整个装置能 绕过 CD 中点的轴 OO1 转动 已知两物块质量相等 杆 CD 对物块 A B 的最大静摩擦力大小相等 开始时 5 绳子处于自然长度 绳子恰好伸直但无弹力 物块 B 到 OO1 轴的距离为物块 A 到 OO1 轴的距离的两倍 现让该装置从静止开始转动 使转速逐渐增大 在从绳子处于自然长度到两物块 A B 即将滑动的过程中 下列说法正确的是 A B 受到的静摩擦力一直增大 B A 受到的静摩擦力一直增大 C A B 受到的合外力之比不变 D A 受到的合外力一直在增大 11 如图所示 水平圆盘可绕过圆心的竖直轴 OO 转动 甲 乙两小物体质量相同 它们 与盘之间的最 大静摩擦力都是 Ffm 两物体间连一细线 此线过圆心 甲到圆心距离 r1 乙到圆心距离 r2 且 r2 r1 两物体随圆盘一起以角速度 做 匀速转动 下述所取 值范围已保证甲和乙对圆盘无滑动 则 A 无论 取何值 甲 乙所受静摩擦力都指向圆心 B 取不同值时 甲 乙受静摩擦力都可能指向圆心 也可能背向圆心 C 取不同值时 甲所受静摩擦力始终指向圆心 而乙受静摩擦 力可能指向圆心 也可能背向圆心 D 取不同值时 甲所受静摩擦力可能指向圆心 也可能背向圆心 而乙受静摩擦力始终指向圆心 11 一端固定于墙壁 另一端与 A 物体相连 弹簧处于自然状态 其劲度系数为 250N m 已知 A B 的质 量分别为 20kg 30kg A 与 B 之间 B 与地面之间的动摩擦因数均为 0 5 现有一水平推力 F 作用于 B 上缓慢地向墙壁移动 当移动 0 2m 时 水平推力 F 的大小为 A 350N B 300N C 250N D 200N 12 如图所示 A B 两物体叠放在水平地面上 已知 A B 的质量分别为 m1 10kg m2 20kg A B 之间 B 与地面之间的动摩擦因数为 0 5 一轻绳一端系住物体 A 另一端系于墙上 绳与竖直方向的 夹角为 37 度 今欲用外力将物体 B 匀速向右拉出 求所加水平力 F 的大小 取 g 10m s2 sin37 度 0 6 cos37 度 0 8 13 劲度系数为 200N m 一端固定于墙壁 另一端与 A 物体相连 弹簧处于自然状态 已知 A B 的质量 分别为 30kg 40kg 现用一水平推力 F 作用于 B 物体上 B 与地面之间的动摩擦因数为 0 4 使它缓 6 图 2 2 慢的向墙壁一侧移动 取 g 10m s 当移动 0 50m 时 两物体间开始相对滑动 这时水平推力 F 的大小 为多少 14 如图 一块质量为 M 2kg 长 L lm 的匀质木板放在足够长的光滑水平桌面上 初始时速度为零 板的 最左端放置一个质量 m lkg 的小物块 小物块与木板间的动摩擦因数为 0 2 小物块上连接一根足够长的 水平轻质细绳 细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮 细绳与滑轮间的摩擦不计 木板与滑轮之间距离足够长 g 10m s2 1 若木板被固定 某人以恒力 F 4N 向下拉绳 则小木块滑离木板时的速度大小 2 若不固定木板 某人仍以恒力 F 4N 向下拉绳 则小木块滑离木板时的速度大小 15 如图 2 2 所示 传送带与地面成夹角 30 以 10m s 的速度逆时针转动 在传送带上端轻轻地放 一个质量 m 0 5 的物体 它与传送带间的动摩擦因数 0 6 已知传送带从 A B 的长度 L 16