第2章 微专题2 摩擦力的“四类”突变问题-【名师大课堂】2025年高考物理艺术生总复习必备（word教师用书）

微专题二　摩擦力的“四类”突变问题 题型一：“静—静”突变模型 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． 　如图所示，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(　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＝F cos 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－F sin 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． 题型二：“静—动”突变模型 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． 　(多选)如图甲所示，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)(　AD　) 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 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． 题型三：“动—静”突变模型 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． 　如图所示，斜面固定在水平地面上，倾角为θ＝37°(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8).质量为1 kg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)，则该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图像是下图中的(取初速度v0的方向为正方向，g＝10 m/s2)(　B　) 　　 　　 解析：滑块上升过程中受滑动摩擦力，Ff＝μFN，FN＝mg cos θ，联立得Ff＝6.4 N，方向沿斜面向下．当滑块的速度减为零后，由于重力的分力mg sin θ＜μmg cos 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′＝mg sin θ，代入数据可得Ff′＝6 N，方向沿斜面向上，故选项B正确． 题型四：“动—动”突变模型 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． 　如图所示，足够长的传送带与水平面的夹角为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<tan θ，则下面四个图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是(　D　) 解析：小木块从静止开始运动，相对传送带斜向上运动，则所受滑动摩擦力方向沿传送带向下，木块做匀加速直线运动；当木块速度与传送带速度相等时，由于μ<tan θ，木块继续加速，则木块相对传送带斜向下运动，滑动摩擦力方向沿传送带向上，可知木块继续做匀加速直线运动，但加速度变小，所以D正确． 学科网（北京）股份有限公司 $$