内容正文:
拔尖专训2 摩擦力
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培优点1 摩擦力的三要素
例1 热爱劳动的小珠用毛刷清洗家中的地垫,清洗过程中,
毛刷水平向右移动,地垫始终保持静止,如图所示,下列说
法正确的是( )
D
A. 地垫始终保持静止,所以不受摩擦力
B. 地垫始终保持静止,所选参照物是毛刷
C. 毛刷移动速度越快,所受摩擦力越大
D. 地垫对毛刷的摩擦力方向为水平向左
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【点拨】了位置的变化,若以毛刷为
参照物,则地垫是运动的,故B错误;
毛刷移动过程中,压力不变、接触面
的粗糙程度不变,所以受到的滑动摩擦力不变,物体所受滑
动摩擦力的大小与其速度大小无关,故C错误。故选D。
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培优点2 摩擦力与物体的运动
例2 如图,放在粗糙水平面上的木箱,受到两个水平拉力
、 的作用,下列说法正确的是( )
D
A. 若木箱保持静止状态,则一定等于
B. 若木箱保持静止状态,则一定小于
C. 若木箱向右做匀速直线运动,则一定等于
D. 若木箱向左做匀速直线运动,则一定大于
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【点拨】当木箱静止在水平面上时,木箱可能
有运动趋势,也可能没有运动趋势。当木箱没
有运动趋势时,水平方向上只受两个水平拉力、 作用,
这两个力是平衡力,大小一定相等;当木箱有运动趋势时,
此时木箱受到拉力、 和摩擦力的作用,这三个力是平衡
力,一定不等于,可能大,也可能大,故 错误。
当木箱向右做匀速直线运动时,木箱受到向左的滑动摩擦
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力,等于和滑动摩擦力之和,则 一定大
于 ,当木箱向左做匀速直线运动时,木箱受
到向右的滑动摩擦力,等于 和滑动摩擦力
之和,则一定大于 ,故C错误,D正确。
故选D。
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巩固训练
1. [2024·合肥模考] 如图所示,一个长弯柄雨伞挂
在桌边处于静止状态,下列说法正确的是( )
A
A. 雨伞受到的支持力竖直向上,雨伞与桌面之间没有摩擦力
B. 雨伞受到的支持力沿伞柄斜向上,雨伞与桌面之间没有
摩擦力
C. 雨伞受到的支持力竖直向上,雨伞与桌面之间有摩擦力
D. 雨伞受到的支持力沿伞柄斜向上,雨伞与桌面之间有摩擦力
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2. 下列图对应说法正确的是( )
D
A. 图甲:货物沿着传送带一起匀速上升,货物受到沿斜面向下的
摩擦力
B. 图乙:人站在电梯上随电梯一起匀速上升,人受到摩擦力
C. 图丙:物体被压在竖直墙壁上保持静止,压力增大,摩擦力增大
D. 图丁:物体被压在竖直墙壁上向下运动,压力增大,摩擦力增大
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3. [2023·日照] 如图所示,在某次书法课上,小明同学在水
平桌面上平铺一张白纸,然后在白纸的左侧靠近边缘处放镇
纸,防止书写过程中白纸在桌面上打滑。书写“一”字时,在
向右行笔的过程中镇纸和白纸都处于静止状态。则( )
A
A. 毛笔受到白纸的摩擦力的方向水平向左
B. 镇纸受到白纸的摩擦力的方向水平向右
C. 白纸受到毛笔的摩擦力的方向水平向左
D. 白纸只受到向左的摩擦力
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4. 物体在同一水平地面上受到水平向右的拉力,用时 ,
此过程中物体相对于地面保持静止。前 内物体所受水平拉
力为,后内物体所受水平拉力为 。物体所受摩擦力
随时间 变化的图像是(忽略空气阻力)( )
D
A. B. C. D.
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【点拨】由题意知,前 内物体处于静止状态,此时物体受
到的水平拉力与其受到的静摩擦力为一对平衡力,即
,后 内物体依然处于静止状态,此时物体受
到的水平拉力与其受到的静摩擦力为一对平衡力,即
。故选D。
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5. [2022·广州期中] 如图所示,用大小为 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 ,则下列判
断正确的是( )
C
A. 2对3的支持力和3对2的压力是一对平衡力
B. 4对3的摩擦力方向水平向右,大小等于
C. 1对地面的摩擦力方向水平向左,大小等于
D. 1对地面的摩擦力大于水平推力
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【点拨】2对3的支持力和3对2的压力是一对
相互作用力,故A错误;由于4与3相对静止,
没有相对运动的趋势,水平方向不受摩擦力
作用,所以4与3之间不存在摩擦力,故B错
误;将四个轮胎作为整体分析,可知整体受向左的推力 ,
地面对整体向右的摩擦力 ,即地面对1的摩擦力方向水
平向右,大小等于 ,所以1对地面的摩擦力方向水平向左,
大小等于 ,故C正确,D错误。故选C。
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6. 有同学根据如图所示的漫
画提出了“摩擦力的大小与什
么因素有关?”的疑问。同学
B
A. 静摩擦力的大小不随外力变化而改变
B. 滑动摩擦力的大小不随运动快慢变化
C. 滑动摩擦力一定大于静摩擦力
D. 运动物体不受摩擦力,只有静止的物体才受摩擦力
们对此作出了几个猜想,其中经得起检验的是( )
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【点拨】当木箱没有被推动时(木箱受到静摩擦力),木箱
在水平方向上受力平衡,根据力的平衡条件可知,静摩擦力
的大小等于沿水平方向的外力大小,静摩擦力的大小随外力
大小变化而改变,故A不符合题意;滑动摩擦力大小与压力
大小和接触面的粗糙程度有关,与运动状态无关,故B符合
题意;静摩擦力不会随外力的增大而无限增大,当外力的大
小达到一定数值时,物体处于将要滑动,但又未开始滑动的
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临界状态,此时只要外力再大一点,物体就开始滑动。当物
体处于这种临界状态时,其受到的静摩擦力达到最大,称为
最大静摩擦力,最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,故C不符
合题意;两个相互接触(接触面粗糙且相互挤压)的物体发
生相对运动或有相对运动的趋势时,就会产生摩擦力,运动
的物体可能受到摩擦力的作用,故D不符合题意。故选B。
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7.[2024·厦门期末] 如图是膨胀螺丝的示意图,安装时需要在
墙上打孔,将膨胀螺丝放入孔中,再拧紧螺母,利用螺栓尾
部的大头挤压膨胀管,膨胀管受力膨胀,说明力可以改变物
体的______;膨胀管挤压孔内壁,通过增大______的方法增
大摩擦力,达到固定效果。
形状
压力
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8.如图,水平地面 点左、右两侧粗糙程度不同,轻质弹簧左
端固定在墙上的点,右端与一质量为的物块相连, 点是
弹簧处于原长时的位置。用向右的力拉物块到 点。现撤去
外力,物块水平向左运动,加速通过了点,还能通过 点,
然后继续运动经过 点(图中未画出),此时未到弹簧压缩
最大值。请在方框内以点代替物块,画出物块在 点时的受
力示意图;物块在段所受的摩擦力 ________
(填“等于”或“不等于”)它在段所受的摩擦力 ,你的
判断依据是_________________________。
不等于
段和段粗糙程度不同
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【解】如图所示
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9.现有3块相同的砖,每块砖重为 ,一个人用两块轻质木
板将三块砖按如图所示方式夹起,则“2号”砖左侧所受摩擦力
大小为___ ,“1号”砖左侧所受摩擦力方向__________,大
小为____ 。
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竖直向上
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【点拨】对“2号”砖竖直方向受力分析,受到
竖直向下的重力 ,“1号”砖和“3号”砖
对它有竖直向上的摩擦力,因为3块砖相同,
所以“1号”砖和“3号”砖对它竖直向上的摩擦力方向、大小相
同,即 ,所以“2号”砖左
侧受到“1号”砖对它的摩擦力大小为 。
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根据力的作用是相互的,“2号”砖对“1号”砖的
摩擦力方向竖直向下,大小为 。对“1号”砖
竖直方向受力分析,它受到竖直向下的重力,
“2号” 砖对它竖直向下的摩擦力,木板对它竖
直向上的摩擦力,且大小为
。
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10.如图所示,小明用细线、长木板、两个完全相同的木块
、 和一个弹簧测力计,在水平台面上进行实验。
(1)实验中,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板
做__________运动。
(2)比较甲、乙两图,得出结论:接触面的粗糙程度相同
时,______越大,滑动摩擦力越大。
匀速直线
压力
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(3)比较乙、丙两图,得出结论:滑动摩擦力大小与接触
面积大小______(填“有关”或“无关”)。
无关
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(4)在某次实验中,小明拉动木块在木板上运动,木块运
动的图像如图丁所示。若用和分别表示 和
时间内弹簧测力计的示数,则可判断___(填“ ”“
”或“ ”) 。
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【点拨】由图像特点知,和 时间段内木块以
不同的速度做匀速直线运动,木块都处于平衡状态,都受力
平衡,且木块受到的滑动摩擦力大小不变,则和
时间段内木块的拉力大小都等于滑动摩擦力,即 。
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(5)实验前,如果小明先在竖直方向对弹簧测力计调零,
然后按上述要求拉动木块,测得的滑动摩擦力大小______
(填“大于”“等于”或“小于”)实际滑动摩擦力大小。
小于
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【点拨】实验前,如果小明先在竖直方向对弹簧测力计调零,
没有在水平方向调零,受弹簧自身重力的影响,弹簧测力计
在水平方向测得的滑动摩擦力大小小于实际的滑动摩擦力。
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(6)另一同学又设计了如图戊所示的实验装置,用力 水平
向左拉动木板,当拉力 时,木块受到木板对它的摩
擦力方向是__________,大小为____ 。在实际操作时发现
弹簧测力计示数仍不稳定,原因可能是__________________
_________。
水平向左
0.4
木板上表面粗糙程度不均匀
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【点拨】由图戊可知,用力 水平向左拉动木板时,木块相
对于水平台面静止,处于平衡状态,受到的滑动摩擦力和弹
簧测力计的拉力是一对平衡力,滑动摩擦力大小等于弹簧测
力计的示数 ,方向水平向左。根据影响滑动摩擦力的因
素可知,在压力不变的情况下,弹簧测力计的示数不稳定,
即滑动摩擦力是变化的,说明木板表面粗糙程度不均匀。
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30
$$