人教课标实验版必修一相互作用 摩擦力“衡水赛”一等奖

第2讲摩擦力知识梳理

一、静摩擦力和滑动摩擦力1.静摩擦力:两个有相对①运动趋势

的物体间在接触面上产生的②

阻碍

相对运动趋势的力叫静摩擦力。2.滑动摩擦力:两个相对③运动

的物体间在接触面上产生的阻碍④

相对运动

的力叫滑动摩擦力。二、两种摩擦力的对比

静摩擦力滑动摩擦力产生条件(1)接触面①粗糙

(2)接触处有②弹力

(3)两物体有相对③运动趋势

(仍保持相对静止)(1)接触面④粗糙

(2)接触处有⑤弹力

(3)两物体有⑥相对运动

大小(1)静摩擦力Ff为被动力,满足0<Ff≤Fmax(2)最大静摩擦力Fmax大小与正压力大小有关滑动摩擦力:Ff=μFN(μ为动摩擦因数,与接触面

材料有关,FN为正压力)方向沿接触面与物体相对运动趋势的方向相反沿接触面与物体相对运动的方向相反1.如图所示,物体A置于倾斜的传送带上,它能随传送带一起向上或向下

做匀速运动,下列关于物体A在上述两种情况下的受力描述,正确的是

()A.物体A随传送带一起向上运动时,A所受的摩擦力沿传送带斜向下B.物体A随传送带一起向下运动时,A所受的摩擦力沿传送带斜向下C.物体A随传送带一起向下运动时,A不受摩擦力作用D.无论物体A随传送带一起向上还是向下运动,传送带对物体A的作用

力均相同D答案

D由于A随传送带一起匀速运动,相对静止,由力的平衡条件知,

无论向上运动还是向下运动,A受的静摩擦力方向一定都是沿传送带斜

向上的,且大小为Ff=mgsinθ,选项D正确。2.如图所示,一质量m=0.20kg的物体,在F1、F2两水平力作用下静止在粗

糙的水平面上,物体与水平面间的最大静摩擦力为0.6N。若F1为0.6N,

则F2不可能是

()

A.0.2NB.0.6NC.0.7ND.1.3N答案

D最大静摩擦力为0.6N,F1=0.6N,则物体在三个力作用下处于

平衡状态,F2大小的范围应该为静摩擦力和F1的合力大小范围,故0≤F2

≤1.2N。D3.如图所示,弹簧测力计一端固定在墙壁上,另一端与小木块A相连,当用

力加速抽出长木板B的过程中,观察到弹簧测力计的示数为3.0N,若匀

速抽出木板B,弹簧测力计的示数大小

()

A.一定大于3.0NB.一定小于3.0NC.一定等于3.0ND.一定为零C答案

C由于无论长木板是被加速抽出还是匀速抽出,长木板给小木

块A的力均为滑动摩擦力,大小没有变化,而且两种情况下小木块均受力

平衡,所以弹簧测力计的示数都等于滑动摩擦力的大小,所以两次示数

相等,即C正确。4.如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止

地向右做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力

()

A.方向向左,大小不变

B.方向向左,逐渐减小C.方向向右,大小不变

D.方向向右,逐渐减小答案

A

B向右做匀减速直线运动,则加速度方向向左,由F=ma可知,B

受到的摩擦力方向应向左,大小不变,故A项正确。A深化拓展考点一静摩擦力考点二滑动摩擦力考点三摩擦力的突变深化拓展考点一静摩擦力1.静摩擦力的有无及其方向的判断(1)假设法:假设接触面光滑→是否相对滑动→确定有无力及方向;(2)状态法:运动状态→平衡方程或牛顿运动定律→求解摩擦力;(3)相互作用:作用力

反作用力。【情景素材·教师备用】

汽车加速运动时,货物会受到摩擦力作用吗?2.静摩擦力大小的计算(1)静摩擦力的大小与使物体产生相对运动趋势的外力密切相关,但与

两接触面间的弹力FN无直接关系。(2)物体处于平衡状态时(静止或匀速直线运动),利用力的平衡条件求

解。(3)若有加速度时,可由动力学规律建立方程求解。

1-1

(2017北京西城期末,2)下列情景中,物体M所受摩擦力f的示意图正

确的是

()

答案

B物体静止在水平面上,没有相对运动趋势,不存在摩擦力,A选项不符合题意;汽车停在斜坡上,受力平衡,存在沿斜坡向上的静摩擦

力,B选项正确;物体贴着竖直墙面自由下落,与墙壁之间无弹力,不存在

摩擦力,C选项不符合题意;瓶子静止在手中,静摩擦力与瓶子重力平衡,

摩擦力方向竖直向上,D选项不符合题意。B1-2物块静止在固定的斜面上,分别按图所示的方向对物块施加大小

相等的力F,A中F垂直于斜面向上,B中F垂直于斜面向下,C中F竖直向

上,D中F竖直向下,施力后物块仍然静止,则物块所受的静摩擦力增大的

是

()

答案

D对物块受力分析,由平衡条件知A、B两种情况不会改变摩

擦力的大小,C中F竖直向上,静摩擦力减小,D中F竖直向下,静摩擦力由

mgsinθ变为(mg+F)sinθ,其值增大,故D对。D1-3如图所示,物体P放在粗糙水平面上,左边用一根轻弹簧与竖直墙

相连,物体静止时弹簧的长度小于原长。若再用一个从0开始逐渐增大

的水平力F向右拉P,直到拉动,那么在P被拉动之前的过程中,弹簧对P的

弹力F1的大小和地面对P的摩擦力F2的大小的变化情况是

()

A.弹簧对P的弹力始终增大,地面对P的摩擦力始终减小B.弹簧对P的弹力保持不变,地面对P的摩擦力一直增大C.弹簧对P的弹力保持不变,地面对P的摩擦力先减小后增大D.弹簧对P的弹力先不变后增大,地面对P的摩擦力先增大后减小B答案

B物体P始终静止不动,故弹簧的形变量没有变化,弹力F1保持

不变。由力的平衡知F=F2-F1,力F逐渐增大时,F2也逐渐增大,故选项B正

确。考点二滑动摩擦力1.滑动摩擦力一定与物体间相对运动的方向相反。2.计算公式:F=μFN,其中μ为动摩擦因数,它与材料、接触面粗糙程度有

关;FN为两接触面的正压力,不一定等于重力。3.滑动摩擦力的大小与物体运动的速度、接触面积无关。

2-1如图所示,一物块置于水平地面上。当用与水平方向成60°角的力

F1拉物块时,物块做匀速直线运动;当改用与水平方向成30°角的力F2推

物块时,物块仍做匀速直线运动。若F1和F2的大小相等,则物块与地面之

间的动摩擦因数为()A.

-1

B.2-

C.

-

D.1-

B答案

B由力的平衡条件,F1cos60°=μ(mg-F1·sin60°),F2cos30°=μ(mg

+F2·sin30°),又F1=F2,解得μ=2-

。故B项正确。2-2如图所示,将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上。滑块与

斜面之间的动摩擦因数为μ。若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑

动摩擦力大小相等,重力加速度为g,则

()A.将滑块由静止释放,如果μ>tanθ,滑块将下滑B.给滑块沿斜面向下的初速度,如果μ<tanθ,滑块将减速下滑C.用平行于斜面向上的力拉着滑块向上匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大

小应是2mgsinθD.用平行于斜面向下的力拉着滑块向下匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大

小应是mgsinθC答案

C

μ>tanθ时,μmgcosθ>mgsinθ,滑块将处于静止,A错误;μ<tan

θ时,μmgcosθ<mgsinθ,滑块将加速下滑,B错误;μ=tanθ时,μmgcosθ=mg

sinθ,在沿斜面向上的拉力作用下滑块匀速上滑,即F拉=mgsinθ+μmg

cosθ=2mgsinθ,C正确;匀速下滑时,F拉+mgsinθ=μmgcosθ,由μ=tanθ可

得F拉=0,D错误。2-3如图所示,质量为m的物体放在水平放置的钢板C上,与钢板间的动

摩擦因数为μ,由于光滑导槽A、B的控制,物体只能沿水平导槽运动。现

使钢板以速度v1向右运动,同时用力F沿导槽的方向拉动物体使物体以

速度v2沿导槽运动,则F的大小

()

A.等于μmg

B.大于μmgC.小于μmg

D.不能确定C

答案

C

物体相对钢板既有向左的速度v1,又有垂直于v1方向的速度v2,

故物体相对钢板的速度应为这两个速度的合速度v,如图所示。物体所

受滑动摩擦力的方向与v的方向相反。拉力F的大小与f的分力f2大小相

等,而f=μmg,故F<μmg,即C正确。

考点三摩擦力的突变当物体受力或运动状态发生变化时,摩擦力常常会发生突变。摩擦力的突变,又会导致物体的受力情况和运动性质的突变,其突变的临界点(时刻或位置)往往具有很深的隐蔽性。解决摩擦力的“突变”问题,关键是找出摩擦力发生突变的临界点和临界条件。也就是突变前后摩擦力的分界点,再利用相应规律分别对突变前后进行分析求解。【情景素材·教师备用】

3-1一木块放在水平桌面上,在水平方向上共受到三个力即F1、F2和

摩擦力作用,木块处于静止状态,如图所示,其中F1=10N,F2=2N。若撤去力F1,则木块受到的摩擦力为

()

A.10N,方向向左

B.6N,方向向右C.2N,方向向右

D.0答案

C当木块受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时,由平衡

条件可知木块所受摩擦力的大小为8N且方向向左,可知最大静摩擦力

Ffm≥8N,当撤去力F1后,F2=2N<Ffm,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与F2等大反向,C正确。C3-2

长直木板的上表面的一端放有一铁块,木板由水平位置缓慢向上

转动(即木板与水平面的夹角α变大),另一端不动,如图所示。则铁块受

到的摩擦力Ff随角度α的变化图像可能正确的是下图中的(设最大静摩

擦力等于滑动摩擦力)

()

C答案

C设木板与水平面间的夹角增大到θ时,铁块开始滑动,显然当α

<θ时,铁块与木板相对静止。由力的平衡条件可知,铁块受到的静摩擦

力的大小为Ff=mgsinα;当α≥θ时铁块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力,

设动摩擦因数为μ,由滑动摩擦力公式得,铁块受到的滑动摩擦力为Ff=μ

mgcosθ。通过上述分析知道:α<θ时,静摩擦力随α角增大按正弦函数增

加;当α≥θ时,滑动摩擦力随α角增大按余弦规律减小,所以正确选项为

C。3-3

(2018北京海淀期中,6,6分)(多选)用如图所示装置研究摩擦力的变

化规律,把木块放在水平长木板上,在弹簧测力计的指针下轻放一个小

纸团,它只能被指针向左推动。用弹簧测力计沿水平方向拉木块,使拉

力由零缓慢增大。下列说法正确的是

()

A.木块开始运动前,摩擦力逐渐增大B.当拉力达到某一数值时木块开