内容正文:
第2讲 摩擦力
第二章 相互作用
[学习目标] 1. 摩擦力有无及方向的判断。2.会分析计算摩擦力的大小。3. 能解决摩擦力的突变问题。
基础知识 自主梳理
核心知识 典例研析
内容索引
考点一 摩擦力有无及方向的判断
考点二 摩擦力的分析与计算
考点三 摩擦力的突变问题
分层训练 巩固提高
基础知识 自主梳理
一
4
一、静摩擦力与滑动摩擦力
项目 静摩擦力 滑动摩擦力
定义 两 的物体间的摩擦力 两 的物体间的摩擦力
产生
条件 (1)接触面_____
(2)接触处有_____
(3)两物体间有____________ (1)接触面_____
(2)接触处有______
(3)两物体间有_ _______
大小 (1)静摩擦力为被动力,与正压力无关,满足0<F≤Fmax
(2)最大静摩擦力Fmax的大小与正压力大小____ f=_______
方向 与受力物体相对运动趋势的方向_____ 与受力物体相对运动的方向
_______
作用效果 总是阻碍物体间的________________ 总是阻碍物体间的_________
相对静止
粗糙
压力
相对运动趋势
有关
相反
相对运动趋势
相对运动
粗糙
压力
相对运动
μF压
相反
相对运动
二、动摩擦因数
1.定义:彼此接触的物体发生 时,摩擦力的大小和压力的比值,μ=。
2.决定因素:与接触面的材料和 有关。
相对运动
粗糙程度
【基础检测·自我诊断】
1.(鲁科版必修第一册习题改编)如图所示,用大小为100 N的握力握住一个重为 40 N 的油瓶,油瓶始终处于竖直方向和静止状态。已知手掌与油瓶间的动摩擦因数μ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是 ( )
A.瓶子受到的摩擦力大小为50 N
B.当瓶中油的质量增大时,手握瓶的力必须增大
C.当握力进一步增大时,瓶子受到的摩擦力将成正比增大
D.不论手握得多紧,油瓶总重不变时所受到的摩擦力总是一定的
D
解析:瓶子所受重力为40 N,处于静止状态,则瓶子受到的摩擦力等于重力,为40 N,选项A错误;手与瓶子间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,大小为f=μN=0.5×100 N=50 N,当瓶中油的质量增大时,只要重力不超过50 N,手握瓶的力就不需增大,选项B错误;当握力再增大时,瓶子受到的重力不变,则摩擦力不变,选项C错误;不论手握得多紧,油瓶总重不变时所受到的摩擦力总等于重力,即摩擦力总是一定的,选项D正确。
2.(教科版必修第一册习题改编)(多选)如图所示,重力为500 N的沙发放在水平地面上,某同学沿水平方向推沙发,当水平推力大小为90 N时沙发恰好开始运动。沙发运动后,用85 N的水平力即可使沙发保持匀速直线运动。以下说法正确的是( )
A.沙发与地面之间的动摩擦因数为0.18
B.沙发与地面之间的最大静摩擦力为90 N
C.若用100 N的水平力推静止的沙发,沙发所受的摩擦力大小为100 N
D.若用60 N的水平力推已经运动的沙发,沙发所受的摩擦力大小为85 N
BD
解析:用85 N的水平力可使沙发保持匀速直线运动,则沙发的滑动摩擦力f=85 N,由f=μN=μG可知,沙发与地面之间的动摩擦因数μ==0.17,A错误;由于当水平推力大小为90 N时沙发恰好开始运动,可知最大静摩擦力为90 N,B正确;100 N的水平推力大于最大静摩擦力,沙发所受摩擦力为滑动摩擦力,即85 N,C错误;由于沙发处于运动状态,所以即使缩小水平力的大小,其所受摩擦力仍为滑动摩擦力,则沙发所
受的摩擦力大小为85 N,D正确。
3.(教科版必修第一册习题改编)一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力,即F1、F2和摩擦力的作用,木块处于静止状态,如图所示,其中F1=10 N,F2=2 N。 若撤去F1,则木块受到的摩擦力为 ( )
A.10 N,方向向左 B.6 N,方向向右
C.2 N,方向向右 D.0
C
解析:当木块受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时,由平衡条件可知木块所受的摩擦力的大小为8 N,方向向左,可知最大静摩擦力f静max≥8 N。当撤去力F1后,F2=2 N<f静max,木块仍处于静止状态,由平衡条件可知木块所受的静摩擦力大小和方向发生突变,与作用在木块上的F2等大反向,选项C正确。
二
核心知识 典例研析
12
考点一 摩擦力有无及方向的判断 基础考点
1.明晰“三个方向”
名称 释义
运动方向 一般指物体相对地面(以地面为参考系)的运动方向
相对运动方向 指以其中一个物体为参考系,另一个物体相对参考系的运动方向
相对运动趋势方向 导致两物体间存在静摩擦力,可以发生却没有发生的相对运动的方向
2.掌握静摩擦力有无及方向的判断“三法”
(1)假设法:利用假设法判断的思维程序如下。
(2)状态法:先判明物体的运动状态,再利用牛顿第二定律(F=ma)或平衡条件确定静摩擦力的大小及方向。
(3)牛顿第三定律法:先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向。
[典例1] (多选)图甲为小张站在阶梯电梯上随电梯匀速上行的情景,图乙为小李站在斜面电梯上随电梯匀速下行的情景。下列说法正确的是( )
A.阶梯电梯对小张没有摩擦力作用
B.斜面电梯对小李没有摩擦力作用
C.阶梯电梯对小张的作用力方向竖直向上
D.斜面电梯对小李的作用力方向竖直向上
ACD
[解析] 图甲中电梯为阶梯电梯,对小张进行受力分析,他受重力与支持力,两者相互平衡,不受摩擦力作用,故A正确;图乙中电梯为斜面电梯,小李受到重力、垂直于斜面的支持力与沿斜面向上的静摩擦力,故B错误;由A中分析可知,阶梯电梯对小张的作用力方向竖直向上,故C正确;根据力的合成法则可知,小李所受支持力与摩擦力的
合力与重力平衡,方向竖直向上,即斜面电梯对
小李的作用力方向竖直向上,故D正确。
[典例2] (2024·辽宁卷)利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”,如图,在研磨过程中,砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时 ( )
A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向左
C.桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力
D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力
C
[解析] 当墨条速度方向水平向左时,墨条相对于砚台向左运动,故砚台对墨条的摩擦力方向水平向右,故A错误;根据牛顿第三定律,墨条对砚台的摩擦力方向水平向左,由于砚台处于静止状态,故桌面对砚台的摩擦力方向水平向右,故B错误;由于砚台处于静止状态,水平方向桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力,故C正确;桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力加上墨条对其的压力,故桌面对砚台的支
持力大于墨条对砚台的压力,故D错误。
判断摩擦力有无及方向的三点注意
1.静摩擦力的方向与物体的运动方向没有必然关系,可能相同,也可能相反,还可能成一定的夹角。
2.分析摩擦力方向时,要注意静摩擦力方向的“可变性”和滑动摩擦力方向的“相对性”。
3.受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,受滑动摩擦力作用的物体也不一定是运动的。
易错警示
考点二 摩擦力的分析与计算 基础考点
1.静摩擦力的分析与计算
(1)物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时,利用力的平衡条件来判断静摩擦力的大小。
(2)物体有加速度时,若只受静摩擦力,则f=ma。若除受静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求静摩擦力。
2.滑动摩擦力的分析与计算
滑动摩擦力的大小用公式f=μF压来计算,应用此公式时要注意以下几点:
(1)μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关;F压为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力。
(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关。
[典例3] (2022·重庆卷)如图所示,吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具,在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力(图中未画出摩擦力)的共同作用做匀速直线运动。若拉力大小与重力大小相等,方向水平向右,重力加速度为g,则擦窗工具所受摩擦力( )
A.大小等于mg B.大小等于mg
C.方向竖直向上 D.方向水平向左
B
[解析] 擦窗工具做匀速直线运动,其受力平衡,对擦窗工具进行正视图的受力分析如图所示,则擦窗工具所受摩擦力与重力和拉力的合力F合等大反向,大小为f=mg,方向与水平方向成45°角斜向左上方,故选B。
[典例4] (2024·广西卷)工人卸货时常利
用斜面将重物从高处滑下。如图,三个完
全相同的货箱正沿着表面均匀的长直木板
下滑,货箱各表面材质和粗糙程度均相同。若1、2、3号货箱与直木板间摩擦力的大小分别为f1、f2和f3,则 ( )
A.f1<f2<f3 B.f1=f2<f3 C.f1=f3<f2 D.f1=f2=f3
[解析] 根据滑动摩擦力的公式f=μN,可知滑动摩擦力的大小与接触面积无关,只与接触面的粗糙程度和压力大小有关,由题可知三个货箱各表面材质和粗糙程度均相同,压力大小也相同,故摩擦力相同,即f1=f2=f3,故选D。
D
分析计算摩擦力时的三点注意
1.在确定摩擦力的大小之前,首先分析物体所处的状态,分清其所受的是静摩擦力还是滑动摩擦力。
2.滑动摩擦力有具体的计算公式,而静摩擦力要借助其他公式判断,如利用平衡条件或牛顿第二定律列方程等。
3.“f=μF压”中F压并不总是等于物体的重力。
易错警示
考点三 摩擦力的突变问题 能力考点
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变化,也可能导致静摩擦力和滑动摩擦力之间的相互转化。
常见的摩擦力突变模型如下:
分类 诠释
“静—静”突变 当作用在物体上的其他力的合力发生变化时,物体仍保持静止,而所受静摩擦力发生“突变”,则“突变”点是静摩擦力为零时
“静—动”突变 物体放在粗糙水平面上,作用在物体上的水平力F从零逐渐增大,当物体开始滑动时,物体受水平面的摩擦力由静摩擦力“突变”为滑动摩擦力
分类 诠释
“动—静”突变 滑块以v0冲上斜面做减速运动,当到达某位置时速度减为零而后静止在斜面上,滑动摩擦力“突变”为静摩擦力
“动—动”突变 某物体相对于另一物体滑动的过程中,若相对运动方向变了,则滑动摩擦力方向发生“突变”,“突变”点为两物体相对速度为零时
考向1 “静—静”突变
[典例5] 如图所示,一质量为m的物块静止在倾角θ=60°的粗糙斜面上,用一个与斜面底边平行的力F=(g为重力加速度)作用在物块上,该物块仍保持静止,则下列说法正确的是 ( )
A.该物块受到的摩擦力大小为mg
B.该物块受到的摩擦力大小为
C.若撤掉该外力F,此物块可能发生滑动
D.若撤掉该外力F,此物块仍静止不动
D
[解析] 对物块受力分析,在斜面所在平面上,物块受力如图所示,根据平衡条件,有f==mg,故A、B错误;当撤去外力之后,只需要沿斜面向上且大小为mgsin θ=mg的摩擦力就可以平衡,故此物块仍静止不动,故C错误,D正确。
考向2 “动—静”突变
[典例6] 如图所示,斜面体固定在地面上,倾角
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f随时间变化的图像是选项图中的(取初速度v0的方向为正方向,g取10 m/s2)( )
B
[解析] 滑块上滑过程中受滑动摩擦力,f=μFN,FN=mgcos θ,联立得f=
6.4 N,方向沿斜面向下。当滑块的速度减为零后,由于重力沿斜面向下的分力mgsin θ<μmgcos θ,滑块静止,滑块受到的摩擦力为静摩擦力,由平衡条件得f'=mgsin θ,代入数据可得f'=6 N,方向沿斜面向上,故选项B正确。
考向3 “静—动”突变
[典例7] (多选)如图甲所示,A、B两个物体叠放在水平面上,B的上下表面均水平,A物体与一拉力传感器相连接,连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平。从t=0时刻起,用一水平向右的力F=kt(k为常数)作用在B物体上,拉力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示,k、t1、t2已知,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。据此可求 ( )
A.A、B之间的最大静摩擦力
B.水平面与B之间的滑动摩擦力
C.A、B之间的动摩擦因数μAB
D.B与水平面间的动摩擦因数μ
AB
[解析] 当F大于B与水平面间的最大静摩擦力后,拉力传感器才有示数,水平面对B的最大静摩擦力为fm=kt1,A、B相对滑动后,拉力传感器的示数保持不变,则fAB=kt2-fm=k(t2-t1),选项A、B正确;由于A、B的质量未知,则μAB和μ不能求出,选项C、D错误。
考向4 “动—动”突变
[典例8] 如图所示,足够长的传送带与水平面间
的夹角为θ,传送带以速度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,选沿传送带向下为正方向,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 ( )
D
[解析] 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;当小木块速度与传送带速度相同时,由于μ<tan θ,即μmgcos θ<mgsin θ,所以速度能够继续增大,此时滑动摩擦力的大小不变,而方向突变为沿传送带向上,且a=gsin θ-μgcos θ,加速度变小,则v-t图像的斜率变小,所以D正确。
分层训练 巩固提高
三
1.(2025·四川雅安高三期中)放学后,小李在水平路面上逆风匀速行走,他行走过程中没有打滑。关于小李所受路面的摩擦力,下列说法正确的是 ( )
A.受到静摩擦力,方向向前 B.受到静摩擦力,方向向后
C.受到滑动摩擦力,方向向前 D.受到滑动摩擦力,方向向后
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A
A 夯实基础
解析:放学后,小李在水平路面上逆风匀速行走,他行走过程中没有打滑,则小李受到静摩擦力作用,方向向前,故选A。
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2.(多选)如图所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数也相同。三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示,则下列说法正确的是 ( )
A.A物体受到的摩擦力方向向右
B.三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零
C.B、C受到的摩擦力方向相同 D.B、C受到的摩擦力方向相反
BC
解析:A物体与传送带一起匀速运动,它们之间无相对运动或相对运动趋势,即无摩擦力作用,A错误;B、C两物体虽运动方向不同,但都处于平衡状态,由沿传送带方向所受合力为零可知,B、C两物体均受沿传送带向上的摩擦力作用,B、C正确,D错误。
3.(2025·四川南充高三期中诊断)如图所示为军校学生的日常体能训练的场景,该同学开始阶段沿杆加速向上运动,然后匀速运动,最后在最高点停留片刻。已知该同学的质量为m,双手与杆之间的动摩擦因数为μ,手与杆之间的弹力为N,重力加速度为g。下列说法中正确的是( )
A.整个运动过程中,手与杆之间的摩擦力为f=μN
B.在匀速运动阶段,该同学受到的摩擦力为静摩
擦力,加速阶段为滑动摩擦力
C.无论加速、还是匀速阶段,该同学与杆之间的
摩擦力可能均是静摩擦力
D.该同学手与杆之间的弹力越大,所受的摩擦力越大
C
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解析:向上运动的过程中,该同学双手可能始终与
竖直杆之间没有相对滑动,所以杆与手之间的摩擦
力为静摩擦力,而公式f=μN是计算滑动摩擦力的公
式,故A错误;若该同学在上升过程中,双手始终与竖
直杆之间没有相对滑动,则不管是在匀速运动阶段
还是加速阶段,该同学受到的摩擦力均为静摩擦力,故B错误;若无相对滑动,无论加速、还是匀速阶段,该同学与杆之间的摩擦力均是静摩擦力,但若在爬升过程中有相对滑动,则会出现滑动摩擦力,因此无论加速、还是匀速阶段,该同学与杆之间的摩擦力可能均是静摩擦力,故C正确;该同学双手可能始终与竖直杆之间没有相对滑动,所以杆与手之间的摩擦力为静摩擦力,而手与杆之间的弹力越大,最大静摩擦力越大,而不能说摩擦力越大,若爬升过程中无相对滑动,则摩擦力为静摩擦力,静摩擦力与手与杆之间的弹力无关,故D错误。
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4.(多选)如图所示,用水平力F拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动,从t=0时刻起水平力F的大小随时间均匀减小,到t1时刻,F减小为零。物体所受的摩擦力f随时间t变化的图像可能是 ( )
AD
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解析:由题意可知,开始时物体做匀速运动,从t=0时刻,拉力F开始均匀减小,t1时刻拉力减小为零,则摩擦力有两种可能,一种是当拉力为零时,物体仍在滑动,则受到的一直是滑动摩擦力,即大小不变,A正确;另一种是当拉力为零前,物体已静止,则物体先受到滑动摩擦力,后受到静摩擦力,滑动摩擦力大小不变,而静摩擦力的大小与拉力大小相等,因物体静止瞬间拉力小于滑动摩擦力大小,则物体静止瞬间静摩擦力小于滑动摩擦力大小,D正确,B、C错误。
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5.(多选)如图所示,倾角为θ的斜面体C置于水平地面上,小物块B置于斜面体上,并通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行。已知A、B、C都处于静止状态,则( )
A.B受到C的摩擦力一定不为零
B.C受到地面的摩擦力一定为零
C.C有沿地面向右滑动的趋势,一定受到地
面向左的摩擦力
D.将细绳剪断,若B依然静止在斜面上,此时地面对C的摩擦力为零
CD
解析:若绳对B的拉力恰好与B的重力沿斜面向下的分力平衡,则B与C间的摩擦力为零,A错误;将B和C看成一个整体,则B和C受到细绳斜向右上方的拉力作用,故C有向右滑动的趋势,一定受到地面向左的摩擦力,B错误,C正确;将细绳剪断,若B依然静止在斜面上,利用整体法判断,B、C整体在水平方向上不受其他外力作用,处于平衡状态,则地面对C的摩擦力为零,D正确。
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6.(2025·四川资阳高三阶段检测)将一重为G的圆柱形工件放在“V”形槽中,如图所示,槽的两侧面与水平面的夹角相同,“V”形槽两侧面的夹角为120°。当槽的棱与水平面的夹角为30°时,工件恰好能够匀速下滑,则 ( )
A.工件对槽每个侧面的压力均为G
B.工件对槽每个侧面的压力均为G
C.工件与槽间的动摩擦因数为
D.工件与槽间的动摩擦因数为
C
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解析:工件的重力可以分解为沿槽棱方向向下的分力Gsin 30°与垂直于槽棱方向的分力Gcos 30°,如图甲所示,垂直于槽棱方向的分力Gcos 30°又进一步分解为两个挤压斜面的压力,如图乙所示,由几何关系可知2F1cos 30°=Gcos 30°,解得F1=F2=G,故A、B错误;此时沿槽棱方向的分力Gsin 30°与圆柱体和槽之间的摩擦力大小相等,则f=2μF1=Gsin 30°,解得μ=,故C正确,D错误。
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7.试卷读卡器的原理可简化成如图所示的模型,搓纸轮与答题卡之间的动摩擦因数为μ1,答题卡与答题卡之间的动摩擦因数为μ2,答题卡与底部摩擦片之间的动摩擦因数为μ3,正常情况下,读卡器能做到“每次只进一张答题卡”。搓纸轮沿逆时针方向转动,带动第一张答题卡向左运动,下列说法正确的是( )
A.第一张答题卡受到搓纸轮的摩擦力向右
B.后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力向右
C.最后一张答题卡受到摩擦片的摩擦力向右
D.μ1>μ2>μ3
C
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解析:搓纸轮转动带动第一张答题卡运动时,答题卡有相对搓纸轮向右运动的趋势,受到搓纸轮的摩擦力向左,故A错误;前一张答题卡相对后一张答题卡向左运动或有向左运动的趋势,则前一张答题卡受到后一张答题卡向右的摩擦力,由牛顿第三定律知,后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力向左,故B错误;最后一张答题卡有相对摩擦片向左运动的趋势,受到摩擦片的摩擦力向右,故C正确;对第一张答题卡,能向左运动,有μ1>μ2,倒数第二张答题卡进入读卡器时,最后一
张答题卡不能有相对滑动,有μ2≤μ3,故D错误。
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8.如图所示,物块A放在倾斜的木板上,木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相等,则物块和木板间的动摩擦因数为( )
A. C.
C
B 能力提升
解析:当木板倾角为30°时,物块受到的是静摩擦力,其大小等于mgsin 30°。当木板倾角为45°时,物块受到的是滑动摩擦力,其大小等于μmgcos 45°。由题意可得μmgcos 45°=mgsin 30°,解得μ=,故选C。
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9.如图所示,完全相同的A、B两物体放在水平地面上,与水平地面间的动摩擦因数均为μ=0.2,每个物体的重力G=10 N,设物体A、B与水平地面间的最大静摩擦力均为Fmax=2.5 N。若对A施加一个向右的由0均匀增大到6 N的水平推力F,有四位同学将A物体所受的摩擦力fA随水平推力F的变化情况在图中表示出来,其中表示正确的是( )
D
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解析:A、B开始运动时,受到的推力为F=2Fmax=5 N。当推力F由0均匀增大到2.5 N时,A、B均未动,由平衡条件知fA由0均匀增大到2.5 N;当推力F由2.5 N增大到5 N时,A受到的摩擦力等于最大静摩擦力,fA=2.5 N;当推力F由5 N增大到6 N时,A处于运动状态,fA=μG=2 N,故D项正确。
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10.如图所示,有8个完全相同的长方体木板叠放在一起,每个木板的质量为100 g,某人用手在这叠木板的两侧分别加一大小为F的水平压力,使木板在空中水平静止。若手与木板之间的动摩擦因数为μ1=0.5,木板与木板之间的动摩擦因数为μ2=0.2,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2,则水平压力F至少为( )
A.8 N B.15 N
C.16 N D.30 N
B
解析:先把所有木板看成整体,由平衡条件知2μ1F1≥8mg,解得F1≥8 N;以中间6块木板为研究对象,要使木板不滑下去,由平衡条件知2μ2F2≥6mg,解得F2≥15 N,故F≥15 N,故选B。
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11.(多选)(2025·四川攀枝花高三开学考)如图所示,物体置于水平传送带上,物体两边安装了固定光滑的水平杆A、B限制物体只能在其间运动。已知物体质量为m,物体与传送带间的动摩擦因数为μ,物体在水平拉力F的作用下以恒定速度v0匀速运动。传送带向右运动,其速度大小可改变,则下列说法正确的是( )
A.物体受摩擦力大小f=μmg,与传送带速度无关
B.传动带速度越大,所需拉力越大
C.物体对水平杆B有压力
D.水平拉力F等于μmg
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解析:由题意可知,传送带的速度为v,物体在水平拉力F的作用下以恒定速度v0匀速运动,v与v0垂直,则有物体相对传送带的速度大小为v相对=,设相对速度v相对与v0的夹角为θ,则有tan θ=,可知物体受摩擦力方向与物体相对速度方向相反,其大小为f=μmg,可知摩擦力大小与传送带速度无关,A正确;物体受力平衡,由平衡条件可得水平拉力F=
μmgcos θ=μmg,由上式可知,传送带的速度越大,所需的拉力F越小,B错误,D正确;由题意可知,A杆受到压力作用,大小为N=μmgsin θ=
μmg,可知B杆不受压力作用,C错误。
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12.(10分)(经典高考题改编)如图所示,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直),此时A恰好不滑动,B刚好不下滑。已知A与B间的动摩擦因数为μ1,A与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求A与B的质量之比。
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解析:设滑块A的质量为m1,滑块B的质量为m2,对A、B整体分析,其受重力、支持力、推力和最大静摩擦力,根据平衡条件有
F=μ2(m1+m2)g ①
再对滑块B分析,其受推力、重力、向左的支持力和向上的最大静摩擦力,根据平衡条件,水平方向有F=N
竖直方向有m2g=f,其中f=μ1N
联立有m2g=μ1F ②
联立①②解得。
答案:
$$