第2章 微点突破1 摩擦力的突变问题(课件PPT) -【赢在微点·顶层设计】2026年高中物理高考一轮总复习

摩擦力的突变问题 微 点 突 破1 2 关|键|能|力 分析摩擦力突变问题的两个关键点。 当物体的受力情况发生变化时，摩擦力的大小和方向往往会发生相应的变化，可能导致静摩擦力或滑动摩擦力的突变问题，摩擦力突变时的状态即为临界状态。分析摩擦力突变问题时有两个关键点。 (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。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考向1 “静-静”突变 物体在摩擦力和其他力的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，如果物体仍然保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 【典例1】　如图所示的是分拣快递件的皮带传输机，转动轮带动倾斜皮带匀速向上运动，快件能随皮带一起向上做匀速运动，其间突遇故障，皮带减速直至停止。假设在上述匀速和减速过程中，快件与皮带始终保持相对静止，则( )  A.快件匀速运动时只受重力与支持力作用 B.快件匀速运动时受到的摩擦力一定沿皮带向上 C.快件减速运动时受到的摩擦力一定沿皮带向下 D.快件减速运动时受到的摩擦力一定沿皮带向上 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 快件匀速运动时受重力、支持力和皮带对快件的静摩擦力，A项错误；快件在倾斜皮带上，虽然与皮带保持相对静止一起做匀速运 动，但快件相对于皮带有向下运动的趋势，因此所受到的静摩擦力一定沿着皮带向上，B项正确；快件做减速运动时，加速度方向与运动方向相反，加速度沿着皮带向下，而根据牛顿第二定律可知，快件所受合外力沿着皮带向下，有mgsin θ+Ff=ma，由于不知道重力分力与合力的大小关系，因此快件受到的摩擦力可能沿皮带向上，可能沿皮带向下，也可能不受摩擦力，C、D两项错误。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考向2 “静-动”突变 或“动-静”突变 物体在静摩擦力和其他力作用下处于稳定状态，当其他力变化时导致物体与接触物体产生相对滑动，则静摩擦力突变为滑动摩擦力；或物体原来受到滑动摩擦力作用，当物体与接触物体的相对速度为零时，滑动摩擦力突变为静摩擦力。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 【典例2】　(多选)如图所示，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的受力和运动情况的是( ) 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 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，小木块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，所以小木块受到静摩擦力作用，方向沿传送带向上，大小等于mgsin θ，小木块做匀速运动，B、C两项正确。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 【典例3】　(多选)质量为10 kg的木箱静止在水平地板上，至少要用35 N的水平推力，才能使它从原地开始运动。现将一水平推力F作用在木箱上，F随时间t变化的图线如图所示。已知木箱在4~6 s时间内做匀速直线运动，重力加速度g取10 m/s2。则下列说法正确的是( ) A.木箱与地板之间的动摩擦因数为0.3 B.0~2 s时间内木箱所受摩擦力大小为0 C.2~4 s时间内木箱所受摩擦力大小为35 N D.4~6 s时间内木箱所受摩擦力大小为30 N 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 木箱在4~6 s时间内做匀速直线运动，根据二力平衡可得此时的摩擦力为Ff=F=30 N，木箱对地面的压力大小等于木箱的重力，即FN=mg=100 N，所以动摩擦因数为μ==0.3，A、D两项正确；因为20 N<35 N，所以木箱在0~2 s时间内处于静止状态，根据二力平衡可得木箱所受摩擦力大小为Ff=20 N，B项错误；根据题意可知，木箱在2~4 s内做加速运动，受到的摩擦力为滑动摩擦力，且滑动摩擦力的大小不变，则2~4 s摩擦力仍然为30 N，C项错误。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 最大静摩擦力往往是静摩擦力突变的临界状态 静摩擦力是被动力，其大小、方向取决于物体间的相对运动趋势，且静摩擦力存在最大值。存在静摩擦力的两物体间，相对滑动与相对静止的临界状态是静摩擦力达到最大值。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考向3 “动-动”突变 　 物体在滑动摩擦力和其他力作用下做减速运动，当物体速度减小到零时，在外力作用下反向运动，则滑动摩擦力的方向发生改变，如典例4；还有另一种情况，物体与接触物体(速度不为零)的相对速度减为零后，不能维持相对静止的状态，滑动摩擦力的方向反向。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 【典例4】　如图所示，斜面固定在地面上，倾角为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0.7)，则该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图像是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取初速度v0的方向为正方向，g取10 m/s2)( ) 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 滑块上升过程中受到滑动摩擦力作用，由Ff=μFN和FN=mgcos θ，联立解得Ff=5.6 N，方向为沿斜面向下。当滑块的速度减为零后，由于重力的分力mgsin θ>μmgcos θ，滑块下滑，滑块受的摩擦力方向为沿斜面向上，C项正确。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 滑动摩擦力突变问题 滑动摩擦力的突变问题包含两个方面：一是滑动摩擦力大小突变，由滑动摩擦力公式可知，需判断是动摩擦因数的变化引起的还是正压力的变化引起的；二是滑动摩擦力方向突变，由相对运动方向的改变引起。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 微|点|训|练 1.(2025·郑州模拟)一个质量为2 kg的物体置于水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ=0.1。物体从t=0开始以一定的初速度向右滑动的同时，受到一个水平向左的恒力F=1 N的作 用，则物体受到摩擦力Ff随时间变化的图像正确的是(取向右为正方向，重力加速度g=10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( ) 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 物体向右运动过程中，受向左的滑动摩擦力为Ff=μmg=2 N，当物体静止时，由于水平向左的恒力小于最大静摩擦力，则物体保持静止状态，所受静摩擦力向右，大小为1 N，D项正确。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.(多选)(2025·济宁模拟)如图甲所示，通过一拉力传感器(能测量力大小的装置)水平向右拉一水平面上质量为4.0 kg的木块，A端的拉力随时间均匀增加，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)( ) 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.若F=4.0 N，则木块与水平面间的摩擦力为4.0 N B.若F=7.0 N，则木块与水平面间的摩擦力为5.5 N C.木块与水平面间的动摩擦因数为0.125 D.木块与水平面间的动摩擦因数为0.137 5 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 由题图乙可知，若F=4.0 N，木块与水平面间的摩擦力为静摩擦 力，故摩擦力为Ff1=F=4.0 N，A项正确；若F=7.0 N，木块与水平面间的摩擦力为滑动摩擦力，由题图乙可得此时摩擦力为Ff2= 5.0 N，B项错误；由题图乙可知木块与水平面的滑动摩擦力大小Ff2=5.0 N，因此木块与水平面的动摩擦因数为μ==0.125，C项正确，D项错误。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.如图所示，原来轻弹簧两端分别与物块和竖直墙相连，弹簧处于压缩状态，对物块的弹力大小为5 N，物块恰好能静止在水平面上。现在对物块施加水平向左的推力F。推力F的大小必须满足什么条件，物块才会开始滑动(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( ) A.F必须大于10 N B.F必须大于11 N C.F必须大于5 N D.F必须大于6 N 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 开始不加力F时，物块恰好静止在水平面上，此时弹力等于最大静摩擦力，即F弹=5 N=Ffm；加水平向左的力F后，要想使物块滑 动，则F>F弹+Ffm=10 N，A项正确。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4.(2025·南通模拟)甲图中，木板一半悬空，一半在粗糙桌面上；乙图中，木板一半在光滑平面上，一半在粗糙桌面上，现分别用F1、F2的水平推力匀速推动两木板，使其全部运动到桌面上。已知木板质量为m，木板与桌面间动摩擦因数为μ，重力加速度为g。则下面正确反映推力大小与时间变化关系的是( ) 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 对于题图甲，一开始木板一半悬空，一半在粗糙桌面上，则此时就有FN1=mg，而推动过程中木板做匀速运动，则有F1=μFN1= μmg，A项正确，C项错误；对于题图乙，设木板长为L，在匀速推动的过程中设速度为v，则有F2=μFN2，而FN2=，联立可得F2=+·t，B、D两项错误。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 $$