第二章+微点突破2　摩擦力的突变问题+课件+-2026届高考物理一轮复习

第二章相互作用微点突破2摩擦力的突变问题目标要求1.知道摩擦力突变的几种情况。2.会分析计算突变前后摩擦力的大小和方向。分析摩擦力突变问题的方法1.在涉及摩擦力的情况中，题目中出现“最大”“最小”或“刚好”等关键词时，一般隐藏着摩擦力突变的临界问题。题意中某个物理量在变化过程中发生突变，可能导致摩擦力突变，则该物理量突变时的状态即为临界状态。2.存在静摩擦力的情景中，物体由相对静止变为相对运动，或者由相对运动变为相对静止，或者受力情况发生突变，往往是摩擦力突变问题的临界状态。3.确定各阶段摩擦力的性质和受力情况，做好各阶段摩擦力的分析。1.“静—静”突变“静一动”突变物体在静摩擦力和其他力的共同作用下处于相对静止状态，当作用在物体上的除摩擦力以外其他力的合力发生变化时：①若物体仍然保持相对静止状态，则物体受到的静摩擦力将发生突变。②若物体变为运动状态，则物体所受摩擦力将变为滑动摩擦力。

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，物体A与小车上表面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧的拉力为5N时，物体A与小车均处于静止状态，重力加速度g取10m/s2。若小车以1m/s2的加速度向右运动，则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受到的弹簧的拉力增大例1√由题意得，物体A与小车上表面间的最大静摩擦力Ffm=20

N，当小车加速运动时，假设物体A与小车仍然相对静止，则物体A所受合力大小F合=ma=10

N，可知此时小车对物体A的摩擦力大小为5

N，方向向右，且为静摩擦力，所以假设成立，物体A受到的摩擦力大小不变，故A、B错误，C正确；弹簧长度不变，物体A受到的弹簧的拉力大小不变，故D错误。拓展若小车突然以3m/s2的加速度向右加速运动，在这一瞬时，物体A所受摩擦力为多大？答案20N假设物体A与小车仍然相对静止，则Ff+F弹=ma解得Ff=25

N>Ffm=20

N，故假设不成立，物体A相对小车滑动，Ff=Ffm=20

N。2.“动—静”突变在滑动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“突变”为静摩擦力。

如图所示，斜面体固定在地面上，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，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，则该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图像是下列选项图中的(沿斜面向上为正方向，重力加速度g=10m/s2)例2√滑块上滑过程中受滑动摩擦力，Ff=μFN，FN=mgcos

θ，联立解得Ff=6.4

N，方向沿斜面向下。当滑块的速度减为零后，由于重力沿斜面的分力mgsin

θ<μmgcos

θ，滑块静止，滑块受到的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得Ff静=mgsin

θ，代入数据可得Ff静=6

N，方向沿斜面向上，故选项B正确。3.“动—动”突变物体在滑动摩擦力作用下运动直到达到共同速度后，如果在静摩擦力作用下不能保持相对静止，则物体将继续受滑动摩擦力作用，但其方向发生改变。

(多选)如图甲所示，倾斜的传送带正以恒定速率v1沿顺时针方向转动，传送带的倾角为37°，一煤块以初速度v0沿传送带向上从传送带的底端冲上传送带，其运动的v-t图像如图乙所示，煤块运动到传送带顶端时速度恰好为零，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，则A.传送带的速度为4m/sB.传送带底端到顶端的距离为14mC.v0<v1D.煤块在0~1s和1~2s所受摩擦力方向相反例3√√煤块在0~1

s和1~2

s加速度不等，可知0~1

s内，摩擦力方向沿传送带向下，1~2

s摩擦力方向沿传送带向上，故D正确；根据题图乙可知，1

s时刻，煤块的加速度发生突变，可知此时煤块的速度与传送带的速度相等，即传送带的速度v1=4

m/s，而煤块的初速度v0=12

m/s，故A正确，C错误；

1.静摩擦力是被动力，其大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势，而且静摩擦力存在最大值。存在静摩擦力的连接系统，相对滑动与相对静止的临界状态是静摩擦力达到最大值。2.滑动摩擦力的突变问题：滑动摩擦力的大小与接触面的动摩擦因数和接触面受到的正压力均成正比，发生相对运动的物体，如果接触面的动摩擦因数发生变化或接触面受到的正压力发生变化，则滑动摩擦力就会发生变化。3.研究传送带问题时，物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质发生变化的分界点。总结提升跟踪训练1.(来自教材改编)如图所示，水平地面上有重力均为40N的A、B两木块，它们之间夹有被压缩了2.0cm的水平轻质弹簧，已知弹簧的劲度系数k=400N/m，两木块与水平地面间的动摩擦因数均为0.25，系统处于静止状态。现用F=10N的水平力推木块B，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则力F作用后A.木块A所受静摩擦力大小为10NB.木块B所受静摩擦力大小为2.0NC.木块B所受静摩擦力为0D.弹簧的压缩量变为2.5cm√力F作用后，假设木块B仍静止，对木块B受力分析可知，在水平方向上受到水平向右的弹力及向左的推力，设B所受摩擦力方向水平向右，根据平衡条件可知，F=F弹+FfB，根据胡克定律可知F弹=kΔx=400×2.0×10-2

N=8

N，解得FfB=2.0

N<FfmB=μGB=10

N，假设成立，故B正确，C错误；木块B静止，弹簧压缩量保持不变，木块A受力情况不变，仍保持静止状态，故FfA=F弹=8

N，故A、D错误。2.如图所示，一木箱放在水平地面上，现对木箱施加一斜向上的拉力F，保持拉力的方向不变，在拉力F的大小由零逐渐增大的过程中。关于摩擦力Ff的大小随拉力F的变化关系，下列选项图可能正确的是√设F与水平方向的夹角为θ，木箱处于静止状态时，根据平衡条件得，木箱所受的静摩擦力为Ff=Fcos

θ，F增大，Ff增大；当拉力达到一定值时，木箱运动瞬间，静摩擦力变为滑动摩擦力，由于最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故摩擦力有个突然减小的过程；木箱运动时，所受的支持力FN=G-Fsin

θ，F增大，FN减小，此时木箱受到的是滑动摩擦力，大小为Ff=μFN，FN减小，则Ff减小，故B正确，A、C、D错误。3.把一重力为G的物体，用一个水平的推力F=kt(k为大于0的恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整墙面上(如图)，从t=0开始，物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是√推力F=FN=kt，开始物体沿墙面竖直向下滑动，Ff=μFN=μkt为正比例函数，当Ff增大到大于G时，物体开始做减速运动，Ff继续增大，当速度减为零时，物体静止，此时摩擦力为静摩擦力，大小等于物体的重力且不再变化，故B正确。4.(多选)如图所示，足够长的传送带与水平面间的夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tanθ，选沿传送带向下为正方向，则下列选项中能客观地反映小木块的摩擦力和运动情况的是√√当小木块速度小于传送带速度时，小木块相对于传送带向上滑动，小木块受