第2章 第1讲 微专题 摩擦力的突变问题-【金版教程】2026年高考物理一轮复习解决方案全书word

学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZXXk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 微专题 摩擦力的突变问题 类型 常见突变情形 物体在静摩擦力和其他力作用下处于相对静止状态，当作用在物体上的其他力 “静静” 的合力发生变化时，如果物体仍然保持相对静止状态，则物体受到的静摩擦力 突变 通常将发生突变 “动静” 在滑动摩擦力和其他力作用下，物体突然停止相对滑动，但仍有相对运动趋势 突变 时，物体将不受滑动摩擦力作用，滑动摩擦力“突变”成静摩擦力 “静动” 物体在静摩擦力和其他力作用下处于相对静止状态，当其他力变化时，如果物 突变 体不再保持相对静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力 物体受到滑动摩擦力和其他力的共同作用，当两物体间的压力发生变化时，滑 “动动” 动摩擦力的大小随之改变；或者两物体达到共同速度后相对滑动方向发生变化， 突变 滑动摩擦力的方向随之改变 题组强化 例如图所示，质量为m的小物块，在水平恒力F的作用下紧贴在竖直墙壁上保持静止状态。 自=0时刻起F随时间均匀减小，直至2时刻减为零，重力加速度为g,关于小物块所受摩 擦力f大小随时间t变化的图像，下列可能正确的是() D [答案]B [解析]开始时小物块静止，在竖直方向上，由平衡条件可知，小物块受静摩擦力作用，且 大小等于重力大小，即∫静=m8,随着F逐渐减小，小物块与墙壁间的最大静摩擦力也逐渐 1 学科网书城圆 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 减小，当其小于物块重力时突变为滑动摩擦力，而且此时的滑动摩擦力略小于最大静摩擦力， 即略小于小物块的重力。小物块开始运动后，根据∫=F,可知当F随时间均匀减小到零时， 滑动摩擦力∫随时间均匀减小到零。故选B。 跟进训练(2025·广东省东莞市东莞外国语学校高三上9月月考)如图所示，用由零逐渐增大的 力F,将一重力为G的物体压在粗糙的竖直墙上，下面四幅图中哪一个能正确地表示物体所 受摩擦力∫与作用力F之间的函数关系() 答案：B 解析：开始时F较小，墙对物体的弹力F、=F较小，物体所受最大静摩擦力小于物体的重力 ，物体加速下滑，受滑动摩擦力作用，滑动摩擦力∫滑=FN=F,即∫滑与F成正比。当滑 动摩擦力与重力大小相等后，随着F继续增大，滑动摩擦力继续增大，滑动摩擦力大于重力 ，物体开始减速下滑，直到物体的速度减为0，滑动摩擦力突变为静摩擦力，此时静摩擦力 与重力大小相等，F继续增大，静摩擦力保持不变。综上所述，B正确，A、C、D错误。 课时作业 [A组基础巩固练] 1.下列关于重力和重心的说法正确的是() A.物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力 B.物体静止时，对水平支持物的压力就是物体的重力 C.用细线将物体悬挂起来，静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上 D.重心就是物体所受重力的等效作用点，故重心一定在物体上 答案：C 2 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZxXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 解析：重力是由于地球吸引产生的，是物体所受地球的万有引力的一个分力，两者一般不相 等，A错误。压力和重力是两种性质不同的力，B错误。由平衡条件知，被细线悬挂的物体 静止时，细线拉力和重力平衡，重心在重力作用线上，则一定在悬线所在的直线上，C正确。 重心的位置跟物体的形状、质量分布有关，是重力的等效作用点，但不一定在物体上，如折 弯成直角的均匀直杆，D错误。 2.足球运动有“世界第一运动”的美誉，是全球体育界最具影响力的单项体育运动。如图所 示为四种与足球有关的情景，下列说法正确的是() 甲 丙 A,甲图中，静止在草地上的足球受到的支持力就是它的重力 B.乙图中，静止在光滑水平地面上且相互接触的两个足球会受到相互作用的弹力 C.丙图中，深在脚下且静止在水平草地上的足球可能受到3个力的作用 D.丁图中，落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变而产生的 答案：C 解析：甲图中，静止在草地上的足球受到的支持力与重力平衡，但支持力不是重力，故A错 误：乙图中，假设静止在光滑水平地面上且相互接触的两个足球受到相互作用的弹力，则任 意一个足球在水平方向上只受到这个弹力，不能保持静止，故假设不成立，即两个足球间没 有相互作用的弹力，B错误；丙图中，踩在脚下且静止在水平草地上的足球可能受到重力、 草地的支持力和人脚的压力3个力的作用，故C正确；丁图中，落在球网中的足球受到弹力 是由于球网发生了形变而产生的，故D错误。 3.(2025江苏省苏州市南京师范大学苏州实脸学校高三上期初适应性考试)图中各物体均处于 静止状态。图中画出了小球A所受弹力的情况，其中正确的是() 答案：C 解析：一般来讲轻质杆对物体的弹力不一定沿着杆的方向，A项中小球只受重力和杆的弹力 3 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 1b.ZXXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 且处于静止状态，由二力平衡可得小球受到的弹力应竖直向上，A错误：B项中因为右边的 绳竖直，如果左边的绳有拉力的话，水平方向受力不平衡，小球A不会静止，所以左边的绳 没有拉力，故B错误；球面与球面接触处的弹力方向为过接触点垂直于公切面（即在接触点与 球心的连线上)指向受力物体，故C正确，D错误。 4.中央广播电视总台《2024年春节联欢晚会》以“龙行疆骥，欣欣家国”为主题。中国书法 历史悠久，是中华民族优秀传统文化之一。如图所示，书法家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。书写“龙”字“一”这一笔画时，在向 右行笔的过程中镇纸和白纸都保持静止，则( A.毛笔对白纸的摩擦力向左 B.白纸对镇纸的摩擦力向右 C.桌面对白纸的摩擦力向左 D.桌面对白纸的摩擦力小于毛笔对白纸的摩擦力 答案：C 解析：在向右行笔的过程中，白纸相对毛笔向左运动，毛笔对白纸的摩擦力向右，故A错误： 若白纸对镇纸有摩擦力，因镇纸在水平方向上不受其他力的作用，则镇纸无法处于平衡状态， 故白纸对镇纸没有摩擦力作用，故B错误：对白纸受力分析，桌面对白纸的摩擦力与毛笔对 白纸的摩擦力二力平衡，则结合A项分析知，桌面对白纸的摩擦力向左，大小等于毛笔对白 纸的摩擦力，故C正确，D错误。 5.(2023·山东高考)餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间距竖直 悬挂在水平固定圆环上，下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定 后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300g,相邻两盘间距1.0cm,重力加速度大 小取10ms2。弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为() A.10N/m B.100N/m C.200 N/m D.300N/m 答案：B 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 解析：由题知，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平，则说明一个盘子的重力可以使 三根弹簧均发生相邻两盘间距的形变，即有mg=3a,式中m=300g,x=1.0cm,解得每根 弹簧的劲度系数k=1O0Nm,故选B。 6.(2024江苏省宿迁市高三一模)运动员以图示的姿势静止于水平地面上，则运动员() A.一定受到摩擦力 B.对地面的压力就是重力 C.受到的支持力和重力是一对平衡力 D,受到的支持力是由于脚掌形变产生的 答案：C 解析：运动员静止于水平地面上，水平方向受力平衡，可知运动员一定不受摩擦力的作用， 故A错误：运动员对地面的压力与运动员的重力是不同性质的力，不能说运动员对地面的压 力就是重力，故B错误：运动员受到的支持力和重力是一对平衡力，故C正确：运动员受到 的支持力是由于地面形变产生的，故D错误。 7.一本书重约6N,有424页，书本正面朝上。现将一张A4纸夹在106~107页间，A4纸能 够覆盖几乎整个书页，如图所示。若要将A4纸抽出，至少需用约1N的拉力。不计书皮及 A4纸的质量，则A4纸和书之间的动摩擦因数最接近() A4纸 A.0.33 B.0.45 C.0.56 D.0.67 答案：A 解析：A4纸正反两面均受到与之接触的书页的滑动摩擦力，因为不计书皮及A4纸的质量， 所以两个滑动摩擦力大小相等，均为F=:106424G,式中G=6N,又由平衡条件得最小拉 力F=2F,联立解得A4纸和书之问的动摩擦因数μ≈0.33，故选A。 8如图所示，质量为1kg的物体与地面间的动摩擦因数=02，从=0开始以初速度。沿水 平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力F=1N的作用，g取10ms2,以水平向右 为正方向，该物体受到的摩擦力F随时间变化的图像是（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）() 5 学科网书城圆 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 答案：A 解析：物体从t=0开始以初速度沿水平地面向右做匀减速直线运动，受到的滑动摩擦力 大小为F=ug=0.2×1×10N=2N,方向水平向左，为负值。当物体的速度减为零时，物 体所受的最大静摩擦力大小为F=ug=2N,因为F<F,所以物体不能被拉动而处于静 止状态，受到静摩擦力作用，其大小为F=F=1N,方向水平向右，为正值。故A正确。 9.(2025:宁夏中卫市高三上期中)如图所示，A、B、C三个物体叠放在水平地面上，物体B受 到大小为20N、方向水平向右的力F的作用，物体C受到大小为5N、方向水平向左的力 F2的作用，三者均处于静止状态，则( A.物体B对物体A的摩擦力方向水平向右 B.地面与物体C之间的摩擦力大小为15N C.物体C对物体B的摩擦力方向水平向右 D.地面与物体C之间无摩擦力 答案：B 解析：假设物体B对物体A有摩擦力作用，因水平方向没有其他力与之平衡，A将无法保持 静止，故假设不成立，即物体B对物体A没有摩擦力作用，A错误：对A、B、C整体分析， 由于F,=20N>F2=5N,由平衡条件可知地面对物体C的摩擦力方向水平向左，大小为万= F1一F2=15N,B正确，D错误：对A、B整体分析，在水平方向上由平衡条件可知，物体C 对物体B的摩擦力方向水平向左，C错误。 B组综合提升练] 10.(2024辽宁省沈阳市高三下三模)“雪龙2号”是我国第一艘自主建造的极地破冰船，能 够在1.5米厚的冰层中连续破冰前行。破冰船前行过程中，在船头相对冰层滑动时，碎冰块 对船体弹力和摩擦力的示意图正确的是() 6 学科网书城围 品牌书店·知名教辅·正版资源 Mb.2 zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 船体 船体 冰层 冰层 碎冰块 V硌冰块 A B 船体 船体 冰层 冰层 碎冰块 碎冰块 答案：A 解析：碎冰块对船体的弹力方向过接触点垂直于接触面，指向受力物体：摩擦力方向过接触 点平行于接触面，与相对运动方向相反，故选A。 11.(2024安徽省安庆市高三下二模)如图甲所示，水平桌面上固定一个力传感器，力传感器 通过细绳与一质量为3.5kg的物块连接，物块放置在粗糙的长木板上，开始时细绳伸直且水 平。现水平向左拉长木板，传感器记录的细绳拉力F随时间t变化的图像如图乙所示，重力 加速度g取10ms2,则下列说法正确的是() 力传感器 物块 长木板 分 12 253.03.54.04.55.05.56.06.57.0 A.拉动长木板的最大拉力为10N B.物块与长木板间的动摩擦因数是02 C.长木板与水平桌面间的滑动摩擦力是7N D.增大水平桌面的粗糙程度，图线对应的峰值增大 答案：B 解析：由题意知物块始终处于静止状态，由平衡条件可知，题图乙显示的细绳拉力F的数值 与物块受到的摩擦力大小相等，则物块对长木板的摩擦力也与F大小相等，而长木板还要受 到来自桌面的摩擦力，且两个摩擦力均水平向右，故拉动长木板的最大拉力大于题图乙中F 7 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.2 xxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 的最大值，即大于10N,故A错误：由题图乙知，物块与长木板间的滑动摩擦力大小为F =7N,而长木板与水平桌面间的滑动摩擦力由题给条件不能求出，故C错误：由平衡条件 可知，物块与长木板间的弹力Fx=m物g=35N,则物块与长木板间的动摩擦因数为=FFV =02,故B正确：由A项分析知，图线对应的峰值是物块和长木板间的最大静摩擦力的大 小，由物块和长木板问的弹力及材料、粗糙程度决定，与水平桌面的粗糙程度无关，故D错 误。 12如图，两个弹簧的质量不计，劲度系数分别为、2，它们一端固定在质量为m的物体上 ，另一端分别固定在Q、P点，当物体平衡时上面的弹簧处于原长。若把固定的物体换为质 量为2m的物体（弹簧不变，且弹簧的形变均在弹性限度内），当物体再次平衡时，物体比第一 次平衡时的位置下降了x,则x为() 2m A.mgkl +k2 B.klk2mg (k1+k2) C.2mgk1+k2 D.k1k22mg(k1+2) 答案：A 解析：当物体的质量为m时，下方弹簧被压缩的长度为=mgk1:当物体的质量变为2m时 ,物体比第一次平衡时的位置下降了x,则此时上方弹簧伸长的长度为x,下方弹簧被压缩的 长度为十x,由胡克定律和平衡条件得x十c1十x)=2mg,联立解得x=mgk1+k2,故A 正确，B、C、D错误。 [C组拔尖培优练] 13,学校所使用的答趣卡扫描机如图所示，滚轮压紧答题卡后不断转动带动答题卡进入扫描机。 假设每张答题卡质量均相等，滚轮与所接触的答题卡间始终无相对滑动，答题卡之间、答题 卡与底板之间的动摩擦因数均相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。在打描第1张答题卡的 过程中，下列说法正确的是() A.第1张答题卡受到滚轮的摩擦力方向与答题卡运动方向相反 B.第2张答题卡到最后一张答题卡都不可能相对底板发生滑动 学科网书城圆 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.2XXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 C.第3张答题卡对第2张答题卡的摩擦力大于第1张答题卡对第2张答题卡的摩擦力 D.滚轮与答题卡间的动摩擦因数小于答题卡之间的动摩擦因数 答案：B 解析：由题意知，第1张答题卡在滚轮带动下才能进入扫描仪，则第1张答题卡受到滚轮的 摩擦力方向与答题卡运动方向相同，A错误：因为答题卡之何、答题卡与底板之问的接触面， 越向下弹力越大，又动摩擦因数均相同，则越向下最大静摩擦力（或滑动摩擦力）越大，故分 析可知，第2张答题卡到最后一张答题卡都不可能相对底板发生滑动，对第2张答题卡由平 衡条件知，第3张答题卡对第2张答题卡的静摩擦力等于第1张答题卡对第2张答题卡的滑 动摩擦力，B正确，C错误；设滚轮对第1张答题卡的压力大小为F,第1张答题卡对第2 张答题卡的压力大小为FN',滚轮与答题卡间的动摩擦因数为山，答题卡间的动摩擦因数为 ,分析知滚轮对第1张答题卡的静摩擦力万大于第2张答题卡对第1张答题卡的最大静摩 擦力，即，又≤μFN,=Fx',FNFN',联立可得4>42，D错误。 9