07.摩擦力-2024-2025学年高一物理同步培优训练（人教版2019必修第一册）

第7讲　摩擦力 考点一　摩擦力的有无及方向判断 静摩擦力的有无及方向的判断方法 (1)假设法 (2)状态法 根据平衡条件、牛顿第二定律，判断静摩擦力的方向。 (3)牛顿第三定律法 先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向。 例1 (多选)中国书法历史悠久，是中华民族优秀传统文化之一。在楷书笔画中，长横的写法要领如下：起笔时一顿，然后向右行笔，收笔时略向右按，再向左上回带。某同学在水平桌面上平铺一张白纸，为防打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住，如图1所示。则在向右行笔的过程中(　　) 图1 A.镇纸受到向左的摩擦力 B.毛笔受到向左的摩擦力 C.白纸只受到向右的摩擦力 D.桌面受到向右的摩擦力 考点训练 1.(多选)图2甲为小张站在阶梯电梯上随电梯匀速上行，图乙为小李站在斜面电梯上随电梯匀速下行，下列说法正确的是(　　) 图2 A.阶梯电梯对小张没有摩擦力作用 B.斜面电梯对小李没有摩擦力作用 C.阶梯电梯对小张的作用力方向竖直向上 D.斜面电梯对小李的作用力方向竖直向上 考点二　摩擦力大小的计算 1.静摩擦力大小的分析与计算 (1)物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时，利用力的平衡条件来计算静摩擦力的大小。 (2)物体有加速度时，若只有静摩擦力提供加速度， f＝ma。若除受静摩擦力外，物体还受其他力，则F合＝ma，先求合力再求静摩擦力。 2.滑动摩擦力大小的分析与计算 滑动摩擦力的大小用公式f＝μN来计算，应用此公式时要注意以下两点： (1)μ为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关；N为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力。 (2)滑动摩擦力略小于最大静摩擦力，一般情况下，可认为滑动摩擦力与最大静摩擦力近似相等。 例2 飞机逃生滑梯是飞机安全设备之一，当飞机发生紧急迫降时，充气滑梯从舱门侧翼中释放，并在10秒内充气后与地面构成倾斜滑道(滑道可近似为平直滑道)，保证乘客可以安全的撤离。某机组在一次安全测试中，让一名体验者静止在滑道上，然后改变滑道与水平面之间的夹角θ，发现当θ＝30°和θ＝45°时，该体验者所受的摩擦力大小恰好相等，则体验者与滑道之间的动摩擦因数为(　　) 图3 A. B. C. D. 考点训练 2.如图4所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角θ＝60°。一重为G的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的(　　) 图4 A.作用力为G B.作用力为G C.摩擦力为G D.摩擦力为G 3.一本书重约6 N，有424页，书本正面朝上。现将一张A4纸夹在第106页与第107页间，A4能够覆盖几乎整个书页，如图5所示。若要将A4纸抽出，至少需用约1 N的拉力。不计书皮及A4纸的质量，则A4纸和书之间的摩擦因数最接近(　　) 图5 A.0.17 B.0.33 C.0.50 D.0.67 考点三　摩擦力的“四类”突变问题 分析摩擦力突变问题的方法 (1)分析临界状态，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。 (2)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。 (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、方向和运动性质的分界点。 类型　“静—静”突变 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，但相对运动趋势的方向发生了变化，则物体所受的静摩擦力发生突变。 例3 如图6所示，质量为10 kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为5 N时，物体A与小车均处于静止状态。若小车以1 m/s2的加速度向右运动，则(g＝10 m/s2)(　　) 图6 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 类型　“静—动”突变 物体在静摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持相对静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力，突变点常常为静摩擦力达到最大值时。 例4 长木板上表面的一端放有一个木块，木块与木板接触面上装有摩擦力传感器，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角θ变大)，另一端不动，如图7甲所示，摩擦力传感器记录了木块受到的摩擦力f随角度θ的变化图像如图乙所示。重力加速度为g，下列判断正确的是(　　) 图7 A.木块与木板间的动摩擦因数μ＝tan θ1 B.木块与木板间的动摩擦因数μ＝ C.木板与地面的夹角为θ2时，木块做自由落体运动 D.木板由θ1转到θ2的过程中，木块的速度变化越来越快 类型　“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相对滑行时，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。 例5 如图8所示，物块A、木板B的质量均为m＝10 kg，不计A的大小，木板B长L＝2 m，开始时A、B均静止。现使A以水平初速度v0＝4 m/s从B的最左端开始运动，已知A与B、B与水平面之间的动摩擦因数分别为μ1＝0.3和μ2＝0.1。g取10 m/s2，则B由开始运动到静止，物块A所受的摩擦力随时间变化图像正确的是(选v0的方向为正方向)(　　) 图8 类型　“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，则物体将受滑动摩擦力作用，且其方向发生反向。 例6 (多选)如图9所示，足够长的传送带与水平面夹角为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＜tan θ，则下列选项中能客观地反映小木块所受的摩擦力和运动情况的是(　　) 图9 基础训练 基础训练1　摩擦力的有无及方向的判断 1.如图1，水平桌面上等间距放置几支玻璃管，玻璃管上放一张轻薄的复合板，在复合板上放一辆电动遥控小车。启动遥控小车的前进挡，启动时轮胎不打滑，则(　　) 图1 A.小车向左运动，受到向左的滑动摩擦力 B.小车向左运动，受到向右的滑动摩擦力 C.复合板受到小车的滑动摩擦力作用而向右运动 D.复合板受到小车的静摩擦力作用而向右运动 2.乒乓球运球接力是老少皆宜的趣味运动项目，运球时需根据运动情况及时调整球拍的角度以避免乒乓球落地(如图2)。若某次运球时乒乓球与球拍始终保持相对静止，一起水平向右做匀加速直线运动，下列说法正确的是(　　) 图2 A.乒乓球受到球拍的摩擦力水平向左 B.乒乓球受到球拍的摩擦力可能为零 C.球拍对乒乓球的支持力小于乒乓球受到的重力 D.球拍对乒乓球的支持力大于乒乓球对球拍的压力 3.图3是生活中磨刀的情景。若磨刀石始终处于静止状态，刀相对磨刀石向前运动的过程中，下列说法错误的是(　　) 图3 A.刀受到的滑动摩擦力向后 B.磨刀石受到地面的静摩擦力向后 C.磨刀石受到四个力的作用 D.地面和磨刀石之间有两对相互作用力 基础训练2　摩擦力大小的计算 4.如图4所示，在大小均为F的两个水平力的作用下，长方体物块A、B相对于水平地面保持静止，下列说法正确的是(　　) 图4 A.A、B间的摩擦力大小为F，B与水平地面间的摩擦力大小也为F B.A、B间的摩擦力大小等于F，B与水平地面间的摩擦力为零 C.A、B间的摩擦力大小为2F，B与水平地面间的摩擦力大小为F D.A、B间的摩擦力大小为2F，B与水平地面间的摩擦力为零 5.木块A、B的质量分别为5 kg和6 kg，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25。夹在A、B之间的轻质弹簧被压缩了2 cm，弹簧的劲度系数为400 N/m，初始时两木块在水平地面上静止不动。现用与水平方向成60°的拉力F＝6 N作用在木块B上，如图5所示。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g＝10 m/s2，则在力F作用后(　　) 图5 A.木块A所受摩擦力的方向向左 B.木块A所受摩擦力大小是12.5 N C.木块B所受摩擦力大小是11 N D.木块B所受摩擦力大小是15 N 6.质量分别为m1＝3 kg、m2＝2 kg、m3＝1 kg的A、B、C三个物体按照图6所示水平叠放着，A与B之间、B与C之间的动摩擦因数均为0.1，水平面光滑，不计绳的重力和绳与滑轮间的摩擦，g取10 m/s2。若作用在B上的水平力F＝8 N，则B与C之间的摩擦力大小为(　　) 图6 A.4 N B.5 N C.3 N D. N 对点练3　摩擦力的“四类”突变问题 7.如图7所示，A、B两物体静止在粗糙水平面上，其间用一根轻弹簧相连，弹簧的长度大于原长。若再用一个从零开始缓慢增大的水平力F向右拉物体B，直到A即将移动，此过程中，地面对B的摩擦力F1和对A的摩擦力F2的变化情况是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(　　) 图7 A.F1先变小后变大再不变 B.F1先不变后变大再变小 C.F2先变大后不变 D.F2一直在变大 8.如图8所示，一箱子放在水平地面上，现对箱子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(箱子未离开地面)，关于摩擦力f的大小随拉力F的变化关系，下列四幅图可能正确的是(　　) 图8 9.(多选)如图9甲所示，通过一拉力传感器(能测量力大小的装置)用力水平向右拉一水平面上质量为5.0 kg的木块，A端的拉力均匀增加，0～t1时间内木块静止，木块运动后改变拉力，使木块在t2后做匀速直线运动。计算机对数据拟合处理后，得到如图乙所示拉力随时间变化的图线，下列说法正确的是(g＝10 m/s2)(　　) 图9 A.若F＝4.0 N，则木块与水平面间的摩擦力f1＝4.0 N B.若F＝6.0 N，则木块与水平面间的摩擦力f2＝6.0 N C.木块与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.11 D.木块与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.10 巩固训练 10.如图10所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上受到向右的拉力F的作用向右滑行，长木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2，则上述说法正确的是(　　) 图10 A.木板受到地面的摩擦力的大小一定大于μ1mg B.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m＋M)g C.当F>μ2(m＋M)g时，木板便会开始运动 D.无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动 11.如图11所示，完全相同的A、B两物体放在水平地面上，与水平地面间的动摩擦因数均为μ＝0.2，每个物体重G＝10 N，设物体A、B与水平地面间的最大静摩擦力均为fmax＝2.5 N。若对A施加一个向右的由0均匀增大到6 N的水平推力F，有四位同学将A物体所受到的摩擦力fA随水平推力F的变化情况在图中表示出来。其中表示正确的是(　　) 图11 12.试卷读卡器的原理可简化成如图12所示的模型，搓纸轮与答题卡之间的动摩擦因数为μ1，答题卡与答题卡之间的动摩擦因数为μ2，答题卡与底部摩擦片之间的动摩擦因数为μ3，正常情况下，读卡器能做到“每次只进一张答题卡”。搓纸轮沿逆时针方向转动，带动第一张答题卡向左运动，下列说法正确的是(　　) 图12 A.第一张答题卡受到搓纸轮的摩擦力方向向右 B.后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力方向向右 C.最后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力方向向右 D.最后一张答题卡受到摩擦片的摩擦力方向向右 13.如图13所示，倾角θ＝30°的斜面上有一重力为G的物体，在与斜面底边平行的水平推力作用下沿斜面上的虚线匀速运动。已知φ＝45°，则(　　) 图13 A.物体不可能沿虚线向下运动 B.物体可能沿虚线向上运动 C.物体与斜面间的动摩擦因数μ＝ D.物体与斜面间的动摩擦因数μ＝ ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第7讲　摩擦力 考点一　摩擦力的有无及方向判断 静摩擦力的有无及方向的判断方法 (1)假设法 (2)状态法 根据平衡条件、牛顿第二定律，判断静摩擦力的方向。 (3)牛顿第三定律法 先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向。 例1 (多选)中国书法历史悠久，是中华民族优秀传统文化之一。在楷书笔画中，长横的写法要领如下：起笔时一顿，然后向右行笔，收笔时略向右按，再向左上回带。某同学在水平桌面上平铺一张白纸，为防打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住，如图1所示。则在向右行笔的过程中(　　) 图1 A.镇纸受到向左的摩擦力 B.毛笔受到向左的摩擦力 C.白纸只受到向右的摩擦力 D.桌面受到向右的摩擦力 答案　BD 解析　白纸和镇纸始终处于静止状态，对镇纸受力分析知，镇纸不受摩擦力，否则水平方向受力不平衡，镇纸的作用是增大白纸与桌面之间的弹力与最大静摩擦力，故A错误；在书写的过程中毛笔相对纸面向右运动，受到向左的摩擦力，故B正确；白纸与镇纸之间没有摩擦力，白纸始终处于静止状态，则白纸在水平方向受到毛笔对白纸向右的摩擦力以及桌面对白纸向左的摩擦力，故C错误；根据牛顿第三定律可知，白纸对桌面的摩擦力向右，故D正确。 考点训练 1.(多选)图2甲为小张站在阶梯电梯上随电梯匀速上行，图乙为小李站在斜面电梯上随电梯匀速下行，下列说法正确的是(　　) 图2 A.阶梯电梯对小张没有摩擦力作用 B.斜面电梯对小李没有摩擦力作用 C.阶梯电梯对小张的作用力方向竖直向上 D.斜面电梯对小李的作用力方向竖直向上 答案　ACD 解析　甲为阶梯电梯，对小张进行受力分析，他受重力与支持力，两者相平衡，不受摩擦力作用，故A正确；而图乙为斜面电梯，小李受到重力、垂直于斜面的支持力与沿斜面向上的静摩擦力，故B错误；由A中分析可知，阶梯电梯对小张的作用力方向竖直向上，故C正确；根据力的合成法则可知，支持力与摩擦力的合力与重力相平衡，方向竖直向上，即斜面电梯对小李的作用力方向竖直向上，故D正确。 考点二　摩擦力大小的计算 1.静摩擦力大小的分析与计算 (1)物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时，利用力的平衡条件来计算静摩擦力的大小。 (2)物体有加速度时，若只有静摩擦力提供加速度， f＝ma。若除受静摩擦力外，物体还受其他力，则F合＝ma，先求合力再求静摩擦力。 2.滑动摩擦力大小的分析与计算 滑动摩擦力的大小用公式f＝μN来计算，应用此公式时要注意以下两点： (1)μ为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关；N为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力。 (2)滑动摩擦力略小于最大静摩擦力，一般情况下，可认为滑动摩擦力与最大静摩擦力近似相等。 例2 飞机逃生滑梯是飞机安全设备之一，当飞机发生紧急迫降时，充气滑梯从舱门侧翼中释放，并在10秒内充气后与地面构成倾斜滑道(滑道可近似为平直滑道)，保证乘客可以安全的撤离。某机组在一次安全测试中，让一名体验者静止在滑道上，然后改变滑道与水平面之间的夹角θ，发现当θ＝30°和θ＝45°时，该体验者所受的摩擦力大小恰好相等，则体验者与滑道之间的动摩擦因数为(　　) 图3 A. B. C. D. 答案　B 解析　当θ＝30°和θ＝45°时，该体验者所受的摩擦力大小恰好相等，则θ＝30°时体验者处于静止状态，静摩擦力和重力沿斜面向下的分力相等，即f1＝mgsin 30°，θ＝45°时体验者沿斜面下滑，滑动摩擦力f2＝μmgcos 45°，根据题意有mgsin 30°＝μmgcos 45°，解得μ＝，故B正确。 考点训练 2.如图4所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角θ＝60°。一重为G的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的(　　) 图4 A.作用力为G B.作用力为G C.摩擦力为G D.摩擦力为G 答案　B 解析　设斜杆的弹力大小为F，以水平横杆和物体为整体，在竖直方向上根据受力平衡可得4Fcos 30°＝G，解得F＝G，以其中一斜杆为研究对象，其受力如图所示，可知每根斜杆受到地面的作用力应与F平衡，即大小为G，每根斜杆受到地面的摩擦力大小为f＝Fsin 30°＝G，B正确，A、C、D错误。 3.一本书重约6 N，有424页，书本正面朝上。现将一张A4纸夹在第106页与第107页间，A4能够覆盖几乎整个书页，如图5所示。若要将A4纸抽出，至少需用约1 N的拉力。不计书皮及A4纸的质量，则A4纸和书之间的摩擦因数最接近(　　) 图5 A.0.17 B.0.33 C.0.50 D.0.67 答案　B 解析　由题意，需要用1 N的力克服滑动摩擦力，A4纸受正反两面的摩擦力，忽略一张纸的重力，则F＝2f＝2μmg，解得μ＝0.33，故B正确。 考点三　摩擦力的“四类”突变问题 分析摩擦力突变问题的方法 (1)分析临界状态，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。 (2)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。 (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、方向和运动性质的分界点。 类型　“静—静”突变 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，但相对运动趋势的方向发生了变化，则物体所受的静摩擦力发生突变。 例3 如图6所示，质量为10 kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为5 N时，物体A与小车均处于静止状态。若小车以1 m/s2的加速度向右运动，则(g＝10 m/s2)(　　) 图6 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 答案　C 解析　由题意知，物体A与小车的上表面间的最大静摩擦力fm≥5 N，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F合＝ma＝10 N，可知此时小车对物体A的摩擦力为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。 类型　“静—动”突变 物体在静摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持相对静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力，突变点常常为静摩擦力达到最大值时。 例4 长木板上表面的一端放有一个木块，木块与木板接触面上装有摩擦力传感器，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角θ变大)，另一端不动，如图7甲所示，摩擦力传感器记录了木块受到的摩擦力f随角度θ的变化图像如图乙所示。重力加速度为g，下列判断正确的是(　　) 图7 A.木块与木板间的动摩擦因数μ＝tan θ1 B.木块与木板间的动摩擦因数μ＝ C.木板与地面的夹角为θ2时，木块做自由落体运动 D.木板由θ1转到θ2的过程中，木块的速度变化越来越快 答案　D 解析　由题图可知，当木板与地面的夹角为θ1时木块刚刚开始滑动，木块重力沿木板向下的分力等于f2，即f2＝mgsin θ1，刚滑动时有f1＝μmgcos θ1，则μ＝，由题图知f1＜f2，即μmgcos θ1＜mgsin θ1，解得μ＜tan θ1，故选项A、B错误；当木板与地面的夹角为θ2时，木块受到的摩擦力为零，则木块只受重力作用，但此时速度不是零，木块不做自由落体运动，做初速度不为零、加速度为g的匀加速运动，故选项C错误；对木块，根据牛顿第二定律有mgsin θ－μmgcos θ＝ma，则a＝gsin θ－μgcos θ，则木板由θ1转到θ2的过程中，随着θ的增大，木块的加速度a增大，即速度变化越来越快，故选项D正确。 类型　“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相对滑行时，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。 例5 如图8所示，物块A、木板B的质量均为m＝10 kg，不计A的大小，木板B长L＝2 m，开始时A、B均静止。现使A以水平初速度v0＝4 m/s从B的最左端开始运动，已知A与B、B与水平面之间的动摩擦因数分别为μ1＝0.3和μ2＝0.1。g取10 m/s2，则B由开始运动到静止，物块A所受的摩擦力随时间变化图像正确的是(选v0的方向为正方向)(　　) 图8 答案　A 解析　刚开始，A、B速度不相等，A、B之间为滑动摩擦力，则f1＝μ1mg＝30 N，方向与v0方向相反，对A有a1＝＝3 m/s2，向右减速，对B有a2＝＝1 m/s2，向右加速。设经时间t二者共速，则v0－a1t＝a2t＝v，解得t＝1 s，则x相＝xA－xB＝t－t＝2 m＝L，A恰好没有从B上滑下，假设A、B共速后一起减速运动，由μ2·2mg＝2ma3得a3＝1 m/s2，对A有f2＝ma3＝10 N＜fABmax＝30 N，故A、B共速后一起减速，物块A受方向向左、大小为10 N的静摩擦力，故A正确。 类型　“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，则物体将受滑动摩擦力作用，且其方向发生反向。 例6 (多选)如图9所示，足够长的传送带与水平面夹角为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＜tan θ，则下列选项中能客观地反映小木块所受的摩擦力和运动情况的是(　　) 图9 答案　BD 解析　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，受到的滑动摩擦力沿传送带向下，加速度a＝gsin θ＋μgcos θ；当小木块速度达到传送带速度时，由于μ<tan θ，即μmgcos θ＜mgsin θ，小木块所受合力不为零，方向沿斜面向下，所以速度继续增加，此时滑动摩擦力的大小不变，而方向突变为沿传送带向上，加速度a＝gsin θ－μgcos θ，a变小，则v－t图像的斜率变小，B、D正确。 基础训练 基础训练1　摩擦力的有无及方向的判断 1.如图1，水平桌面上等间距放置几支玻璃管，玻璃管上放一张轻薄的复合板，在复合板上放一辆电动遥控小车。启动遥控小车的前进挡，启动时轮胎不打滑，则(　　) 图1 A.小车向左运动，受到向左的滑动摩擦力 B.小车向左运动，受到向右的滑动摩擦力 C.复合板受到小车的滑动摩擦力作用而向右运动 D.复合板受到小车的静摩擦力作用而向右运动 答案　D 解析　小车向左运动，由于小车的轮胎与复合板间无相对滑动，则受到的是静摩擦力，方向向左，选项A、B错误；由牛顿第三定律可知，复合板受到小车的向右的静摩擦力作用而向右运动，选项C错误，D正确。 2.乒乓球运球接力是老少皆宜的趣味运动项目，运球时需根据运动情况及时调整球拍的角度以避免乒乓球落地(如图2)。若某次运球时乒乓球与球拍始终保持相对静止，一起水平向右做匀加速直线运动，下列说法正确的是(　　) 图2 A.乒乓球受到球拍的摩擦力水平向左 B.乒乓球受到球拍的摩擦力可能为零 C.球拍对乒乓球的支持力小于乒乓球受到的重力 D.球拍对乒乓球的支持力大于乒乓球对球拍的压力 答案　B 解析　向右运球时，球拍有一定斜角，当a＝gtan θ时，乒乓球受到球拍的摩擦力为0，所以A错误，B正确；当球拍处于水平状态时，由摩擦力来提供加速度，则球拍对乒乓球的支持力等于乒乓球受到的重力，所以C错误；球拍对乒乓球的支持力与乒乓球对球拍的压力是相互作用力，总是大小相等，方向相反，所以D错误。 3.图3是生活中磨刀的情景。若磨刀石始终处于静止状态，刀相对磨刀石向前运动的过程中，下列说法错误的是(　　) 图3 A.刀受到的滑动摩擦力向后 B.磨刀石受到地面的静摩擦力向后 C.磨刀石受到四个力的作用 D.地面和磨刀石之间有两对相互作用力 答案　C 解析　刀相对磨刀石向前运动的过程中，刀受到的滑动摩擦力向后，故A正确；刀相对磨刀石向前运动的过程中，刀对磨刀石的摩擦力向前，根据平衡条件可知，磨刀石受到地面的静摩擦力向后，故B正确；磨刀石受到重力、地面的支持力、刀的摩擦力和地面摩擦力以及刀的压力(否则不会有摩擦力)，共5个力作用，故C错误；地面和磨刀石之间有两对相互作用力分别是磨刀石对地面的压力与地面对磨刀石的支持力，地面对磨刀石的摩擦力与磨刀石对地面的摩擦力，故D正确。 基础训练2　摩擦力大小的计算 4.如图4所示，在大小均为F的两个水平力的作用下，长方体物块A、B相对于水平地面保持静止，下列说法正确的是(　　) 图4 A.A、B间的摩擦力大小为F，B与水平地面间的摩擦力大小也为F B.A、B间的摩擦力大小等于F，B与水平地面间的摩擦力为零 C.A、B间的摩擦力大小为2F，B与水平地面间的摩擦力大小为F D.A、B间的摩擦力大小为2F，B与水平地面间的摩擦力为零 答案　B 解析　以物块A为研究对象，根据受力平衡可知，B对A的摩擦力与水平力F平衡，则有Ff＝F，以物块A、B为整体，由于作用在物块A上的水平力F与作用在物块B上的水平力F大小相等，方向相反，根据受力平衡可知，B与水平地面间的摩擦力为零，故B正确，A、C、D错误。 5.木块A、B的质量分别为5 kg和6 kg，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25。夹在A、B之间的轻质弹簧被压缩了2 cm，弹簧的劲度系数为400 N/m，初始时两木块在水平地面上静止不动。现用与水平方向成60°的拉力F＝6 N作用在木块B上，如图5所示。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g＝10 m/s2，则在力F作用后(　　) 图5 A.木块A所受摩擦力的方向向左 B.木块A所受摩擦力大小是12.5 N C.木块B所受摩擦力大小是11 N D.木块B所受摩擦力大小是15 N 答案　C 解析　A和水平面之间的最大静摩擦力的大小为f1＝μmAg＝0.25×5×10 N＝12.5 N，根据胡克定律可知，弹簧弹力大小为F1＝kx＝400×2×10－2 N＝8 N，当把与水平方向成60°的拉力F＝6 N作用在木块B上时，木块B受到重力、地面的支持力、弹簧对B向右的弹力、斜向上的拉力以及地面的摩擦力，受力如图，竖直方向：N＝mBg－Fsin 60°＝6×10 N－6× N≈54.8 N，水平方向：fB＝F1＋Fcos 60°＝8 N＋6× N＝11 N。此时B和水平面之间的最大静摩擦力的大小为f2＝μFN＝0.25×54.8 N＝13.7 N＞fB，所以木块B仍然保持静止，受到的摩擦力为静摩擦力，大小等于11 N，故C正确，D错误；木块A受到重力、地面的支持力、弹簧向左的弹力，若要平衡，则木块A受到地面对A向右的静摩擦力，大小等于弹簧的弹力，为8 N，故A、B错误。 6.质量分别为m1＝3 kg、m2＝2 kg、m3＝1 kg的A、B、C三个物体按照图6所示水平叠放着，A与B之间、B与C之间的动摩擦因数均为0.1，水平面光滑，不计绳的重力和绳与滑轮间的摩擦，g取10 m/s2。若作用在B上的水平力F＝8 N，则B与C之间的摩擦力大小为(　　) 图6 A.4 N B.5 N C.3 N D. N 答案　D 解析　由题意可知，A与B之间的滑动摩擦力大小f1＝μm1g＝0.1×30 N＝3 N，B与C之间最大静摩擦力大小为fBC＝μ(m1＋m2)g＝5 N。由于f1＜fBC，且水平面光滑，则A向左加速，B、C整体向右加速，根据牛顿第二定律，对A，有T－f1＝m1a，而对B、C整体，有F－T－f1＝(m2＋m3)a，解得a＝ m/s2。隔离B，有F－f1－f2＝m2a，解得f2＝ N，故D正确，A、B、C错误。 对点练3　摩擦力的“四类”突变问题 7.如图7所示，A、B两物体静止在粗糙水平面上，其间用一根轻弹簧相连，弹簧的长度大于原长。若再用一个从零开始缓慢增大的水平力F向右拉物体B，直到A即将移动，此过程中，地面对B的摩擦力F1和对A的摩擦力F2的变化情况是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(　　) 图7 A.F1先变小后变大再不变 B.F1先不变后变大再变小 C.F2先变大后不变 D.F2一直在变大 答案　A 解析　因在施加拉力F前，弹簧处于伸长状态，此时地面对A的摩擦力水平向左，地面对B的摩擦力水平向右。对B施加水平向右的拉力后，随着F的增大，物体B受到的摩擦力先水平向右逐渐减小，再水平向左逐渐增大，当B相对地面向右运动后，物体B受地面的摩擦力不再变化；而在物体B运动之前，物体A受到地面的摩擦力水平向左，大小不变，当B向右运动后，随弹簧弹力的增大，物体A受到的摩擦力逐渐增大，综上所述，选项A正确，B、C、D错误。 8.如图8所示，一箱子放在水平地面上，现对箱子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(箱子未离开地面)，关于摩擦力f的大小随拉力F的变化关系，下列四幅图可能正确的是(　　) 图8 答案　B 解析　F与水平方向的夹角为θ，箱子处于静止状态时，根据平衡条件得，箱子所受的静摩擦力为f＝Fcos θ，F增大，f增大；当拉力达到一定值，箱子运动瞬间，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；箱子运动时，所受的支持力N＝G－Fsin θ，F增大，N减小，此时箱子受到的是滑动摩擦力，大小为f＝μN，N减小，则f减小，选项A、C、D错误，B正确。 9.(多选)如图9甲所示，通过一拉力传感器(能测量力大小的装置)用力水平向右拉一水平面上质量为5.0 kg的木块，A端的拉力均匀增加，0～t1时间内木块静止，木块运动后改变拉力，使木块在t2后做匀速直线运动。计算机对数据拟合处理后，得到如图乙所示拉力随时间变化的图线，下列说法正确的是(g＝10 m/s2)(　　) 图9 A.若F＝4.0 N，则木块与水平面间的摩擦力f1＝4.0 N B.若F＝6.0 N，则木块与水平面间的摩擦力f2＝6.0 N C.木块与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.11 D.木块与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.10 答案　AD 解析　由图乙可知，木块与水平面间的最大静摩擦力为5.5 N，滑动摩擦力为5.0 N。由图乙可知当F＝4.0 N时，木块不动，所受摩擦力为静摩擦力，根据平衡条件可得f1＝F＝4.0 N，故A项正确；当F＝6.0 N时，大于木块与水平面间的最大静摩擦力，则木块与水平面间的摩擦力为滑动摩擦力，f2＝5.0 N，故B项错误；由平衡条件可得水平面对木块的支持力与重力平衡，即支持力大小为50 N，由牛顿第三定律可知，木块对水平面的正压力大小为50 N，则木块与水平面间的动摩擦因数为μ＝＝0.10，故D项正确，C项错误。 巩固训练 10.如图10所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上受到向右的拉力F的作用向右滑行，长木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2，则上述说法正确的是(　　) 图10 A.木板受到地面的摩擦力的大小一定大于μ1mg B.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m＋M)g C.当F>μ2(m＋M)g时，木板便会开始运动 D.无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动 答案　D 解析　由于木板未相对地面发生滑动，所以木板受到地面的是静摩擦力，其大小不能用滑动摩擦力公式计算，由题意可知木块对木板的滑动摩擦力大小为μ1mg，木板处于静止状态，所受合外力为零，所以木板受到地面的摩擦力大小一定等于μ1mg，故A、B错误；由以上分析可知，无论怎样改变F的大小，木板所受木块的摩擦力不大于地面对木板的最大静摩擦力，所以木板始终不可能运动，故C错误，D正确。 11.如图11所示，完全相同的A、B两物体放在水平地面上，与水平地面间的动摩擦因数均为μ＝0.2，每个物体重G＝10 N，设物体A、B与水平地面间的最大静摩擦力均为fmax＝2.5 N。若对A施加一个向右的由0均匀增大到6 N的水平推力F，有四位同学将A物体所受到的摩擦力fA随水平推力F的变化情况在图中表示出来。其中表示正确的是(　　) 图11 答案　D 解析　推力F由0均匀增大到2.5 N，A、B均未动，由平衡条件知fA由0均匀增大到2.5 N；推力F由2.5 N增大到5 N，fA＝2.5 N；推力F由5 N增大到6 N，A处于运动状态，fA＝μG＝2 N，故D项正确。 12.试卷读卡器的原理可简化成如图12所示的模型，搓纸轮与答题卡之间的动摩擦因数为μ1，答题卡与答题卡之间的动摩擦因数为μ2，答题卡与底部摩擦片之间的动摩擦因数为μ3，正常情况下，读卡器能做到“每次只进一张答题卡”。搓纸轮沿逆时针方向转动，带动第一张答题卡向左运动，下列说法正确的是(　　) 图12 A.第一张答题卡受到搓纸轮的摩擦力方向向右 B.后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力方向向右 C.最后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力方向向右 D.最后一张答题卡受到摩擦片的摩擦力方向向右 答案　D 解析　搓纸轮沿逆时针方向转动，带动第一张答题卡向左运动，则第一张答题卡受到搓纸轮的摩擦力方向向左，故A错误；前一张答题卡相对于后一张答题卡有向左运动的趋势，所以前一张答题卡受到后一张答题卡的摩擦力方向向右，则后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力方向向左，故B错误；前一张答题卡相对于最后一张答题卡有向左运动的趋势，所以前一张答题卡受到最后一张答题卡的摩擦力方向向右，则最后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力方向向左，故C错误；最后一张答题卡相对于摩擦片有向左运动的趋势，则最后一张答题卡受到摩擦片的摩擦力方向向右，故D正确。 13.如图13所示，倾角θ＝30°的斜面上有一重力为G的物体，在与斜面底边平行的水平推力作用下沿斜面上的虚线匀速运动。已知φ＝45°，则(　　) 图13 A.物体不可能沿虚线向下运动 B.物体可能沿虚线向上运动 C.物体与斜面间的动摩擦因数μ＝ D.物体与斜面间的动摩擦因数μ＝ 答案　D 解析　对物体进行受力分析，物体受重力G、支持力N、推力F和摩擦力f的作用。将重力分解为沿斜面向下且垂直于斜面底边的分力G1＝Gsin θ和与斜面垂直的分力G2＝Gcos θ，侧视图如图所示。由图可知，G2与N大小相等，方向相反，故可将物体的运动等效为物体在推力F、沿斜面向下且垂直于斜面底边的力G1和摩擦力f三个力的作用下，沿斜面上虚线所做的匀速运动，F与G1的合力必沿虚线向下，则摩擦力f只能沿虚线向上，故物体只能沿虚线向下做匀速运动，选项A、B错误；由几何关系可得F与G1的合力为F合＝＝G1，由平衡条件得f＝F合＝G1，故物体与斜面间的动摩擦因数μ＝＝＝，选项C错误，D正确。 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$