第3节 摩擦力（课件PPT）-【新课程学案】2024-2025学年高中物理必修第一册（粤教版2019）

摩擦力 第 三 节 物理观念 (1)理解摩擦力的产生条件，会区分静摩擦力和滑动摩擦力。 (2)知道滑动摩擦力的方向及其计算公式f＝μFN。 (3)知道静摩擦力及最大静摩擦力的概念。 科学思维 (1)通过分析摩擦现象，总结出摩擦力的产生条件。 (2)会根据相对运动的方向判断滑动摩擦力的方向，并根据f＝μFN计算其大小。 (3)会根据相对运动趋势的方向判断静摩擦力的方向，并会根据物体的受力和运动情况，分析静摩擦力的大小和方向。 核心素养导学 科学探究 通过实例，了解最大静摩擦力。 科学态度与责任 知道生产和生活中增大或者减小摩擦力的方法，培养将摩擦力知识应用于生产和生活中的意识。 续表 1 四层学习内容1 落实必备知识 2 四层学习内容2 强化关键能力 3 四层学习内容3·4 浸润学科素养和核心价值 4 课时跟踪检测 CONTENTS 目录 四层学习内容1 落实必备知识 一、滑动摩擦力 1．定义：两个相互接触并有_____的物体之间发生相对运动时，在接触面上产生的阻碍物体___________的作用力。 2．方向：与物体相对运动的方向_____，与它们的接触面____。 3．大小：滑动摩擦力的大小f跟压力FN成正比，还跟接触面的性质有关，即f＝μFN，其中μ为_____________，其数值与接触面的性质有关。 挤压 相对运动 相反 相切 动摩擦因数 (1)滑动摩擦力的方向与物体“相对运动方向相反”，不能等同于与物体“运动方向相反”。 (2)滑动摩擦力的方向与运动方向可能相同，也可能相反，也可能成任意夹角。 二、静摩擦力 1．静摩擦：当两个相互接触的物体之间具有__________趋势时，物体间产生的摩擦。 2．静摩擦力：当两个相互接触的物体之间具有_________趋势时，物体间产生的摩擦力。 3．方向：与物体相对运动趋势的方向_______，与它们的接触面______。 相对运动 相对运动 相反 相切 4．最大静摩擦力：静摩擦力有一个最大值fmax，即物体刚要产生____________时的摩擦力。 5．静摩擦力的大小：两物体之间实际产生的静摩擦力f在___与_____之间，即____________。 相对运动 0 fmax 0<f静 ≤ fmax 明晰“三个方向” (1)运动方向：一般指物体相对地面的运动方向。 (2)相对运动方向：一个物体相对于另一个物体的运动方向。 (3)相对运动趋势方向：一个物体相对于另一个物体要发生，但没有发生的相对运动方向。 1.判断滑动摩擦力方向 图例 运动情况 A物体所受滑动摩擦力方向 水平向右 A向右运动 B向左运动 A、B均向右运动，且vA＞vB A、B均向右运动，且vA＜vB 水平向左 水平向左 水平向左 水平向右 2．如图所示，手握住杯子处于静止状态。 (1)杯子所受静摩擦力的方向怎样？ 提示：手握住杯子，杯子处于静止状态，所以杯子所受静摩擦力方向沿杯壁向上。 (2)如果手的握力增大，杯子所受静摩擦力会不会增大，为什么？由此说明什么问题？ 提示：手的握力增大，但杯子所受重力不变，杯子所受静摩擦力不变；由此说明静摩擦力的大小与压力大小无关。 四层学习内容2 强化关键能力 新知学习(一)|对摩擦力的理解 任务驱动 (1)如图甲所示，推装满货物的箱子很费劲，但是推空箱子却很轻松，这说明什么？ 提示：这说明物体滑动时受到的摩擦力大小与压力有关，压力越大，摩擦力越大。 (2)如图乙所示，狗在冰面上很容易拉动雪橇，但是在马路上就拉不动，这说明什么？ 提示：这说明物体滑动时受到的摩擦力与接触面的性质有关。 1．产生条件对比 重点释解   静摩擦力 滑动摩擦力 相同点 ①两物体相互接触且存在弹力 ②接触面粗糙 不同点 两物体相对静止但存在相对运动趋势 两物体有相对运动 2.对“相对”的理解 静摩擦力和滑动摩擦力中的“静”和“动”都是相对的，指的是相互接触的物体之间的相对静止和相对运动，而不是物体相对地面的静止和运动。 (1)有静摩擦力作用的两物体是“相对”静止的，即这两个物体互为参考系时是静止的，而以其他物体为参考系时并不一定静止。 (2)存在滑动摩擦力作用的两物体间有“相对”运动，但并不意味着这两个物体相对于其他物体都是运动的，所以受到滑动摩擦力作用的物体不一定运动。 (3)摩擦力阻碍的是受力物体相对于施力物体的运动或运动趋势，并不是阻碍物体对地或其他参考系的运动。因此，摩擦力可以是阻力，也可以是动力。 1．(多选)关于滑动摩擦力，下列说法正确的是(　 ) A．有正压力一定有滑动摩擦力 B．有滑动摩擦力一定有正压力 C．滑动摩擦力总是与接触面上的正压力垂直 D．只有运动的物体才受滑动摩擦力作用 √ 针对训练 √ 解析：由产生滑动摩擦力的条件知，A错误，B正确；滑动摩擦力的方向与接触面相切，而正压力垂直于接触面，所以滑动摩擦力的方向跟接触面所受正压力的方向垂直，C正确；静止的物体也可以受滑动摩擦力，如擦黑板时，黑板是静止的，但黑板擦是运动的，黑板受黑板擦的滑动摩擦力作用，D错误。 2．关于摩擦力的产生，下列说法正确的是(　 ) A．相互压紧的粗糙物体间一定有摩擦力 B．有相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力 C．相互压紧并运动的物体间一定有摩擦力作用 D．相互压紧并发生相对运动(或有相对运动趋势)的物体间可能有摩擦力作用 √ 解析：要产生摩擦力首先要在接触面之间有压力，其次要接触面粗糙而且物体之间有相对运动或有相对运动趋势，故D正确。 3.2023年2月12日，世界乒联WTT挑战赛安曼站决赛在国乒新星林诗栋与德国世界冠军奥恰洛夫之间展开，林诗栋不负众望，以4－0横扫乒坛名将奥恰洛夫夺得男单冠军。某同学观看比赛时发现某次运动员击球时拍子是向下倾斜的，如图所示。查阅资料得知：击打上旋球应使拍面前倾，触球中上部。打出上旋球的主要原因是(　 ) A．球受到重力 B．球受到拍面的弹力 C．球受到拍面的摩擦力 D．飞行中球受到气流的作用力 √ 解析：由题意可知，击打上旋球应使拍面前倾，触球中上部，故打出上旋球的主要原因是球受到拍面的摩擦力，A、B、D错误，C正确。 1．根据物体运动状态判断滑动摩擦力的有无及方向 物块A、B叠放在一起，水平拉力F作用在物块B上，A、B一起沿水平面向右做匀速直线运动，如图所示。以A、B组成的系统为研究对象，根据二力平衡，水平方向上受到地面对系统向左的滑动摩擦力(作用在物块B上)。以物块A为研究对象，物块A处于平衡状态，所以A、B之间不存在静摩擦力。 新知学习(二)|摩擦力的有无及方向的判断 重点释解 2．利用假设法判断静摩擦力的有无及方向 [典例]　如图所示，物体A、B叠放在水平地面上，水平力F作用在A上，使二者一起向左做匀速直线运动，下列说法正确的是(　 ) A．A、B之间无摩擦力 B．A受到B的摩擦力水平向左 C．B受到A的摩擦力水平向左 D．地面对B的摩擦力为静摩擦力，水平向右 典例体验 √ [解题指导] [解析]　对A物体，由于A匀速运动，由水平方向二力平衡可知，B对A的摩擦力必与F等大反向，A、B错误；对B物体，由力的作用的相互性可知，A对B的摩擦力一定与B对A的摩擦力反向，故B受到A的摩擦力水平向左，C正确；对A、B整体分析，由于A、B一起向左匀速运动，则地面对B的摩擦力为滑动摩擦力，且水平向右，D错误。 /方法技巧/ “四步法”确定摩擦力的方向 (1)确定摩擦力的受力物体。 (2)确定摩擦力的施力物体。 (3)确定受力物体相对于施力物体的运动方向(或运动趋势方向)。 (4)根据摩擦力总是与相对运动(或相对运动趋势)方向相反来确定摩擦力方向。　　 1．下列情景中，物体M所受摩擦力f的示意图正确的是(　 ) 针对训练 √ 解析：物体静止在粗糙水平面上，但没有相对运动或相对运动趋势，则没有摩擦力，故A错误；汽车停在斜坡上，由于有下滑趋势，因此受到沿着斜坡向上的静摩擦力，故B正确；物体虽贴着竖直墙面，但与竖直墙面之间没有压力，则没有摩擦力，故C错误；瓶子被握在手中处于静止状态，依据二力平衡，则瓶子受到的静摩擦力与重力平衡，方向竖直向上，故D错误。 2．(2024·云浮高一统考期末)一学习兴趣小组在探究摩擦力时，自行车倒立放置，让后轮逆时针转动，随后在后轮最高点轻轻放上一硬纸板(如图所示)，通过观察硬纸板的运动进行相关研究。下列分析正确的是(　 ) A．硬纸板受到静摩擦力的作用 B．轮胎转动越快，硬纸板受到的摩擦力越大 C．硬纸板受到向左的摩擦力，从而向左飞出 D．硬纸板受到向右的摩擦力，从而向左飞出 √ 解析：硬纸板受到滑动摩擦力的作用，根据f＝μFN，可知硬纸板受到的滑动摩擦力大小与轮胎转动的快慢无关，故A、B错误；由于后轮逆时针转动，可知硬纸板相对于后轮有向右的运动趋势，则硬纸板受到向左的摩擦力，从而向左飞出，故C正确，D错误。 把木块放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块，如图所示。 当测力计的示数为1.0 N时，木块没有动；逐渐增大拉力到2.0 N时，木块仍静止；继续增大拉力到4.0 N时，木块开始移动，此时拉力突然减小到3.8 N，此后木块匀速运动，拉力保持3.8 N不变。 新知学习(三)|摩擦力的大小计算 活动探究 (1)当弹簧测力计的示数为1.0 N时，木块受到的静摩擦力为多大？ 提示： 1.0 N　 (2)逐渐增大拉力到2.0 N时，木块受到的静摩擦力为多大？ 提示： 2.0 N (3)随着拉力的增大，静摩擦力有什么变化？ 提示：静摩擦力的大小随着拉力的增大而增大。 (4)继续增大拉力到4.0 N时，木块开始移动，这说明了什么？ 提示：木块与桌面间的最大静摩擦力为4.0 N。 (5)此后木块匀速运动，拉力保持3.8 N不变。这说明什么？ 提示：木块与桌面间的滑动摩擦力为3.8 N，最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大。 1．滑动摩擦力大小的计算 (1)公式法：根据物体的受力情况，求出正压力FN，再利用f＝μFN求出滑动摩擦力。 (2)二力平衡法：物体处于平衡状态(匀速直线运动或静止)时，根据二力平衡的条件求解。 系统归纳 2．静摩擦力大小的计算 (1)根据受力情况和二力平衡条件确定，静摩擦力的大小总等于使物体发生相对运动趋势的外力。 (2)随着相对运动趋势的增强，静摩擦力也逐渐变大，但不能一直增大。当静摩擦力增大至某一数值后，物体将开始沿接触面滑动，静摩擦力被滑动摩擦力取代。静摩擦力的大小范围为0＜f≤fmax。 (3)最大静摩擦力fmax略大于滑动摩擦力，一般情况下，为了分析问题方便，可认为二者相等，即fmax＝μFN。 1．如图所示，A、B两物体重力都等于10 N，各接触面间动摩擦因数都等于0.3，F1＝1 N和F2＝2 N的两个水平力分别作用在A和B上，A、B均静止，则A受的摩擦力和地面对B的摩擦力大小分别为(　 ) A．3 N,6 N　　　　　　 B．1 N,2 N C．1 N,1 N D．0,1 N √ 针对训练 解析：因两个物体都处于静止状态，故所受的摩擦力均为静摩擦力；对物体A受力分析可知：F1＝fA＝1 N；设物体B受到地面的摩擦力为fB，对A、B整体，由平衡条件可知：F2＝F1＋fB，解得fB＝1 N，故C正确。 2．如图所示，轻质弹簧的劲度系数k＝200 N/m，用其拉着一个质量m＝4 kg的木板在水平地面上运动，当弹簧的伸长量为6 cm时，木板恰好在水平地面上做匀速直线运动，重力加速度g取10 m/s2。求： (1)木板与水平地面间的摩擦力； 答案： 12 N，方向水平向左 解析：木板匀速运动时，根据平衡条件得，弹簧拉力F与滑动摩擦力f大小相等，即F＝f，F＝kx 代入数据解得木板与水平地面间的摩擦力f＝kx＝12 N，方向水平向左。 (2)木板与水平地面间的动摩擦因数。 答案：0.3 四层学习内容3·4 浸润学科素养和核心价值 一、好素材分享——看其他教材如何落实核心素养 物理观念——摩擦力的调控 1．(选自鲁科版教材)在生产生活中，我们有时需要尽可能加大摩擦力，有时又希望把摩擦力减到最小。掌握了摩擦力的有关规律，就可根据需要找到调控摩擦力的方法。我们需要增大摩擦力时，可采用加大压力的方法或选用动摩擦因数更大的材料等；我们需要减小摩擦力时，则可采用相反的方法。例如，为了打开密封的瓶装罐头盖子，人们发明了可增大摩擦力的开瓶器(图甲)；在冰壶比赛中，为了让冰壶能够在赛道上按照期望的方式滑动，运动员就要反复刷冰以减小摩擦力(图乙)。 科学探究——动手感受摩擦力 2．(选自教科版教材“发展空间”)如图所示，将两本书逐页交叉对插在一起后，平放于桌面上。双手抓住书脊用力向两边拉，看看能否将它们分开，分析其中的原因。 提示：书本的纸张表面很粗糙，当用力拉表面紧贴在一起的纸张时，纸张间便产生了摩擦力，两本书一页一页重叠起来，摩擦力便成倍增加，所以就不能轻易将两本书分开了。 二、新题目精选——品立意深处所蕴含的核心价值 1．如图所示为运动员立定跳远脚蹬地起跳瞬间的受力示意图，正确的是(　 ) √ 解析：运动员受到重力、地面施加的向上的支持力以及向前的静摩擦力作用，故A正确，B、C、D错误。 2. 质量为2 000 kg的汽车因故障停在水平柏油马路上，轮胎与路面间的动摩擦因数为0.71，用大小为310 N的水平力推汽车但没有推动，则汽车所受的摩擦力大小为(　 ) A．30 N　　　　　　　　 B．186 N C．300 N D．310 N √ 解析：用大小为310 N的水平力推汽车但没有推动，因此汽车受到静摩擦力，根据平衡条件可知，静摩擦力的大小等于推力的大小，即310 N，故D正确。 3.如图，一张重量为300 N的书桌放在水平地板上，因装修需要移动其位置，经测量至少要用100 N的水平推力，才能将它推动。推动以后，只要用90 N的水平推力就能使它继续做匀速运动。 (1)书桌与地板之间的最大静摩擦力有多大？ 答案： 100 N 解析：由于至少要用100 N的水平推力，才能推动书桌，所以书桌与地板之间的最大静摩擦力fmax＝100 N。 　 (2)书桌与地板之间的滑动摩擦力有多大？书桌与地板之间的动摩擦因数为多少？ 答案：90 N　0.3　 (3)当用120 N的水平推力推书桌，书桌受到的摩擦力有多大？ 答案：90 N 解析：由于物体所受到的滑动摩擦力只与压力和动摩擦因数有关，所以当用120 N的水平推力推书桌时，它所受到的滑动摩擦力仍为90 N。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 A级——学考达标 1．关于摩擦力，下列说法正确的是(　 ) A．一个物体可以同时受到滑动摩擦力和静摩擦力的作用 B．摩擦力的存在依赖于弹力，所以有弹力必定有摩擦力 C．运动的物体可能受到静摩擦力作用，静止的物体不可能受到滑动摩擦力作用 D．摩擦力的方向可能与运动方向相同，也可能相反，但一定与运动方向在同一直线上 √ 6 7 8 9 10 11 12 13 解析：一个物体可以同时与多个物体接触，则可能同时受到滑动摩擦力和静摩擦力的作用，故A正确；摩擦力的存在依赖于弹力，即有摩擦力一定有弹力，但有弹力不一定有摩擦力，故B错误；产生静摩擦力的两个物体相对静止，同时也可以一起相对地面运动；产生滑动摩擦力的两个物体有相对滑动，但是相对于地面可以有一个物体是静止的，故C错误；摩擦力的方向与物体的相对运动方向(或相对运动趋势方向)相反，与运动方向可能相同、可能相反、也可能不共线，故D错误。 1 2 3 4 5 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2. 剪纸艺术是我国古老的民间艺术之一，在“非遗进校园”活动中，老艺人在教室里进行剪纸教学时，用一块磁铁将剪纸作品吸在竖直的磁性黑板上，下列关于各物体的受力情况正确的是(　 ) A．磁铁对剪纸没有摩擦力作用 B．磁铁对剪纸的摩擦力方向竖直向上 C．磁铁对剪纸的压力是由于剪纸发生形变引起的 D．磁铁对剪纸的摩擦力与黑板对剪纸的摩擦力大小不相等 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析：磁铁相对剪纸有向下的运动趋势，所以剪纸对磁铁的摩擦力向上，磁铁对剪纸有竖直向下的静摩擦力作用，故A、B错误；根据弹力的产生条件可知，磁铁对剪纸的压力是由于磁铁发生形变引起的，故C错误；剪纸对磁铁的摩擦力向上，则磁铁对剪纸的摩擦力向下，黑板对剪纸的摩擦力向上，则黑板对剪纸的摩擦力大小等于磁铁对剪纸的摩擦力加上剪纸的重力，即磁铁对剪纸的摩擦力与黑板对剪纸的摩擦力大小不相等，故D正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3.如图所示，汽车在水平地面上向左匀速运动，油桶放在车厢里，车厢底板水平。关于油桶受到的摩擦力，下列说法正确的是(　 ) A．油桶受到的摩擦力方向向右 B．油桶受到的摩擦力方向向左 C．油桶受到的摩擦力为零 D．油桶受到的摩擦力方向无法确定 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析：油桶放在车厢里，汽车在水平地面上向左匀速运动，油桶也和汽车以相同的速度做匀速运动，油桶与车厢底板之间没有相对运动或者是相对运动趋势，即油桶受到的摩擦力为零，故C正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4．(2024·广东汕尾统考期末)如图所示为一个免打孔伸缩晾衣杆的示意图，使用时，先调节杆的长度使其恰好与两侧的竖直墙面接触，然后打开锁紧装置保持杆长不变，最后旋转增压旋钮增加杆头与墙面间的压力，使其在晾衣物时能保持静止，下列说法正确的是(　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 A．杆头与墙面间的压力越大，杆头与墙面间的摩擦力就越大 B．所晾衣物的质量越大，杆头与墙面间的摩擦力就越大 C．在湿衣物晾干的过程中，杆头与墙面间的摩擦力保持不变 D．为了能晾更大质量的衣物，可增加杆头与墙面的接触面积 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析：以晾衣杆与衣物为整体，受力分析可得两边杆头与墙面间的静摩擦力等于晾衣杆与衣物的总重力，即f＝(m衣物＋m晾衣杆)g，故杆头与墙面间的压力越大，杆头与墙面间的摩擦力不变，所晾衣物的质量越大，杆头与墙面间的摩擦力越大，故A错误，B正确；在湿衣物晾干的过程中，晾衣杆与衣物的总重力减小，杆头与墙面间的摩擦力减小，故C错误；为了能晾更大质量的衣物，可增加杆头与墙面的粗糙程度或增大杆头与墙面间的压力，以增大杆头与墙面间的最大静摩擦力，增加杆头与墙面的接触面积时，不能够增大杆头与墙面间的最大静摩擦力，故D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 5．(多选)《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一智能机械臂铁夹夹起一个金属小球后静止在空中，铁夹与球接触面保持竖直，则(　 ) A．若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩 擦力变大 B．小球受到的摩擦力之和与重力大小相等 C．铁夹受到的摩擦力方向竖直向下 D．若减小铁夹对小球的压力，小球一定会脱离铁夹 2 3 4 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析：对小球进行受力分析，如图所示。小球处 于平衡状态，根据力的平衡条件f＝mg，增大铁夹对 小球的压力，小球受到的最大静摩擦力增大，摩擦力 不变，A错误，B正确；小球相对铁夹有向下的运动趋势，则铁夹相对小球有向上的运动趋势，即铁夹受到的摩擦力方向竖直向下，C正确；若减小铁夹对小球的压力，小球的最大静摩擦力减小，如果仍然大于重力，则小球仍然处于静止状态，不会脱离铁夹，D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6.(多选)有一辆遥控电动玩具汽车，已知车内电动马达驱动后轮转动。玩具汽车的后轮、前轮分别放在平板小车甲、乙之上。如图所示。按动遥控器上的“前进”或“后退”键，汽车就能前进或后退，水平地面与甲、乙车之间的摩擦力不计。以下叙述正确的是(　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 A．按动遥控器上的“前进”键，乙车对前轮摩擦力向前，乙车相对地面前进 B．按动遥控器上的“前进”键，甲车对后轮摩擦力向前，甲车相对地面后退 C．按动遥控器上的“后退”键，甲车对后轮摩擦力向后，甲车相对地面前进 D．按动遥控器上的“后退”键，乙车对前轮摩擦力向后，乙车相对地面后退 2 3 4 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析：按动“前进”键，甲车对后轮提供向前的摩擦力作用，以驱动汽车向前运动，甲车受到的摩擦力是向后的，甲车相对地面后退，故选项B正确；同理可得选项C正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7．劳动最光荣。在一次班级大扫除时，有位同学用90 N的水平拉力匀速拉动质量为20 kg的课桌，如果在课桌上放了10 kg的书，这位同学要匀速推动课桌需要的水平推力大小为(　 ) A．90 N B.100 N C．135 N D．150 N 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析：有位同学用90 N的水平拉力匀速拉动质量为20 kg的课桌，课桌在水平方向上受到水平的拉力和滑动摩擦力的作用，这两个力是一对平衡力，此时的滑动摩擦力为f＝90 N。如果在课桌上放了10 kg的书，此时课桌和书的总质量为课桌质量的1.5倍，根据F＝G＝mg可知，课桌对水平面的压力变为原来的1.5倍，接触面的粗糙程度不变，所以滑动摩擦力变为原来的1.5倍，即此时的滑动摩擦力为f′＝1.5f＝90×1.5 N＝135 N，故C正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8．所受重力为200 N的木箱放在水平地板上，至少要用70 N的水平推力，才能使它从原地开始运动。木箱移动后，用60 N的水平推力就可以使它继续做匀速直线运动。则(　 ) A．木箱与地板之间动摩擦因数为0.3 B．运动时木箱所受的滑动摩擦力大小为70 N C．木箱与地板之间最大静摩擦力大小为200 N D．若用40 N水平推力推运动中的木箱，木箱所受的摩擦力大小为40 N 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9.如图所示，一个汽车维修店把四个轮胎叠放在水平地面上，从下往上依次标记为1、2、3和4。一小朋友用大小为F的水平力向左推第3个轮胎，没有推动，每个轮胎的重力大小均为G，则下列判断正确的是(　 ) A．2对3的支持力是因为3发生弹性形变而产生的 B．4对3的摩擦力方向水平向右，大小等于F C．1对地面的摩擦力方向水平向左，大小等于F D．1对地面的压力大小为G 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析： 2对3的支持力是因为2发生弹性形变而产生的，故A错误；由于4处于静止状态，和3之间没有相对运动趋势，所以4和3之间不存在摩擦力作用，故B错误；将四个轮胎作为整体分析，可知地面对1的摩擦力方向水平向右，大小等于F，所以1对地面的摩擦力方向水平向左，大小等于F，故C正确；将四个轮胎作为整体分析，可知1对地面的压力大小为4G，故D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10．(多选)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(　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 A．木块开始运动前，拉力小于摩擦力 B．木块开始运动后，摩擦力随拉力的增大而增大 C．该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小 D．当拉力达到某一数值时木块开始移动，此时拉力会突然变小 2 3 4 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析：开始时木块保持不动，木块受静摩擦力，根据平衡条件可知摩擦力始终等于拉力，故A错误；木块开始运动后，受滑动摩擦力f＝μmg，则摩擦力大小保持不变，故B错误；木块开始移动时，静摩擦力达到最大，此时拉力等于最大静摩擦力，所以该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小，故C正确；当拉力达到某一大小时，木块开始滑动，说明此时木块恰好达到最大静摩擦力；而由于滑动摩擦力要小于最大静摩擦力，所以木块移动后拉力将减小，故D正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 B级——选考进阶 11. 现代的激光打印机都是自动进纸的，其进 纸原理如图所示，进纸槽里叠放有一叠白纸，每 一张纸的质量为m。进纸时滚轮以竖直向下的力 压在第1张白纸上，并沿逆时针方向转动，确保第1张纸与第2张纸相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，滚轮与白纸之间的动摩擦因数为μ1，白纸之间、白纸与进纸槽底座之间的动摩擦因数均为μ2(μ1＞μ2)，则下列说法正确的是(　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 A．第1张白纸受到滚轮的摩擦力方向向左 B．最后一张白纸受到进纸槽底座的摩擦力方向向左 C．某张白纸受到上一张白纸的摩擦力方向一定向左 D．任意两张白纸之间均可能发生相对滑动 解析：第1张白纸相对于滚轮有向左的运动趋势，受到滚轮的摩擦力方向向右，故A错误；对除第1张白纸外的其他白纸进行研究，它们整 体处于静止状态，水平方向受到第1张白纸的滑动摩擦力，方向与滚轮的 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 运动方向相同，则根据平衡条件可知，最后1张白纸受到进纸槽底座的摩擦力方向与滚轮的运动方向相反，即水平向左，故B正确；根据题意，因上一张白纸相对下一张白纸要向右滑动，则上一张白纸受到下一张白纸的摩擦力方向一定向左，那么下一张白纸相对上一张白纸要向左滑动，因此下一张白纸受到上一张白纸的摩擦力方向一定向右，故C错误；对第2张白纸分析，它对第3张白纸的压力等于上面两张白纸的重力及滚轮的压力，最大静摩擦力fmax＝μ2(2mg＋F)，而受到第1张白纸的滑动摩擦力为f＝μ2(mg＋F)＜fmax，则第2张白纸与第3张白纸之间不发生相对滑动，同理，第3张到最后1张白纸之间任意两张白纸都不发生相对滑动，故D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12．小张同学利用如图甲所示的装置研究物块受到的摩擦力情况。质量为4 kg的物块放置在粗糙的长木板上，通过轻绳与固定在水平实验操作台上的力传感器连接。现用水平向左的力F将长木板从物块下面拉出，传感器记录的T-t图像如图乙所示。下列说法正确的是(　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 A．2.5～3.5 s内物块受到的是滑动摩擦力 B．长木板受到的摩擦力总是水平向右 C．物块与长木板间的动摩擦因数约为0.25 D．向左拉长木板的F-t图线和图乙的图线相同 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13. (18分)如图所示，一质量不计的弹簧原长为10 cm，一端固定于质量m＝2 kg的物体上，在另一端施加一水平拉力F。若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当弹簧拉长至12 cm时，物体恰好做匀速运动(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，g取10 m/s2，弹簧始终在弹性限度内)。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (1)求弹簧的劲度系数； 答案：200 N/m　 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (2)若将弹簧拉长至11 cm时，求稳定后物体受到的摩擦力大小； 答案：2 N　 解析：弹力F1＝k(x1－x0)＝200×(0.11－0.10)N＝2 N， 由最大静摩擦力等于滑动摩擦力， 可得fmax＝μmg＝0.2×2×10 N＝4 N， 故将弹簧拉长至11 cm时物体静止，所受静摩擦力f1＝F1＝2 N。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (3)若将弹簧拉长至13 cm时，求物体受到的摩擦力大小； 答案：4 N　 解析：弹力F2＝k(x2－x0)＝200×(0.13－0.10)N＝6 N， F2>fmax， 故将弹簧拉长至13 cm时，物体将运动，此时所受到的滑动摩擦力为 f2＝μFN＝μmg＝0.2×2×10 N＝4 N。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (4)若运动过程中突然撤去拉力，求此时物体受到的摩擦力大小。 答案：4 N 解析：撤去拉力时，物体运动过程中受到的是滑动摩擦力，f3＝μFN＝μmg＝4 N。 2 3 4 解析：木板竖直方向受力平衡，根据平衡条件得，竖直方向FN＝mg，木板受到的滑动摩擦力大小为f＝μFN，联立解得木板与水平地面间的动摩擦因数μ＝＝0.3。 解析：只要用90 N的水平推力就能使书桌继续做匀速运动，所以书桌与地板之间的滑动摩擦力f＝90 N， 由f＝μFN，FN＝G＝300 N得，μ＝＝＝0.3。 解析：由题意可知，运动时木箱与地板之间的滑动摩擦力为60 N，则动摩擦因数为μ＝＝＝0.3，A正确，B错误；木箱与地板之间最大静摩擦力大小为70 N，C错误；若用40 N水平推力推运动中的木箱，木箱所受的摩擦力仍为滑动摩擦力，则大小为60 N，D错误。 解析： 2.5～3.5 s内物块受到的T一直在变化，根据平衡条件，故摩擦力也在变化，正压力和接触面不变，说明这段时间物块受到的是静摩擦力，A错误；根据平衡条件物块受到长木板对它的摩擦力水平向左，根据力的作用是相互的，长木板受到的摩擦力总是水平向右，B正确；根据图像可得绳的拉力稳定时约为8 N，故滑动摩擦力大小约为8 N，则有f＝μFN＝μmg，解得μ＝＝0.2，C错误；长木板与操作台间有摩擦力，且不能保证长木板匀速运动，故拉长木板的力和图乙的轻绳所受的力不同，D错误。 解析：物体做匀速运动时，根据二力平衡有 k(x－x0)＝μmg， 则k＝＝ N/m＝200 N/m。 $$