易错点2.2 摩擦力 讲义 -2026届高考物理一轮复习
2025-12-04
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普通
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.10 MB |
| 发布时间 | 2025-12-04 |
| 更新时间 | 2025-12-04 |
| 作者 | 王者风范物理工作室 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-12-04 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55260106.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
高考易错点解读和针对训练
第二章 相互作用
易错点2.2 摩擦力
易错点解读
一、摩擦力
1.定义:相互接触且发生形变的粗糙物体间,有 相对运动 或 相对运动趋势 时,在接触面上所产生的阻碍 相对运动 或 相对运动趋势 的力。
2.产生条件:接触面 粗糙 ;接触面间有弹力;物体间有 相对运动 或相对运动趋势。
3.大小:滑动摩擦力f= μFN ,静摩擦力:0≤f≤fmax。
4.方向:与相对运动或相对运动趋势方向 相反 。
5.作用效果:阻碍物体间的 相对运动 或 相对运动趋势 。
二、静摩擦力的有无及方向判断
1.假设法
2.状态法
根据平衡条件、牛顿第二定律,判断静摩擦力的方向。
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的方向。
三、静摩擦力大小的计算方法
1.物体处于平衡状态:利用平衡条件求解。
2.物体处于加速状态:应用牛顿第二定律F合=ma求解。
3.最大静摩擦力:与接触面间的压力成正比,其值略大于滑动摩擦力,通常认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,即Fmax=μFN。
易错点:对摩擦力的方向及突变性认识不足
1.在分析摩擦力的方向时,一定要注意摩擦力方向的可变性,尤其是在分析静摩擦力的时候,二者共速(转折点)的时刻往往是摩擦力方向发生突变的关键时刻。
2.摩擦力的的突变问题
(1)“静→静”突变:物体受到静摩擦力和其他力的共同作用,当其他力的合力发生变化时,如果仍保持相对静止,则静摩擦力的大小和(或)方向可能发生突变。
(2)“静→动”突变:物体受到静摩擦力和其他力的共同作用,当其他力变化时,如果发生相对滑动,则静摩擦力可能突变为滑动摩擦力。
(3)“动→静”突变:物体受到滑动摩擦力和其他力的共同作用,当相对滑动突然停止时,滑动摩擦力可能突变为静摩擦力。
(4)“动→动”突变:物体受到滑动摩擦力和其他力的共同作用,当两物体间的正压力发生变化时,滑动摩擦力的大小随之而变;或两物体达到共同速度时相对滑动方向发生变化,滑动摩擦力的方向也会随之而变对摩擦力的方向及突变性认识不足
【典例剖析】
【典例1】如图所示,传送带与地面的夹角为θ=37°,从A到B的长度为8.8 m,传送带以v0=6 m/s的速度逆时针转动,在传送带上端无初速度放一个质量为1 kg的物体,它与传动带之间的动摩擦因数为μ=0.5,重力加速度g=10 m/s2(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。
(1)求物体从A运动到B所需的时间;
(2)若物体在传送带上可以留下划痕,求划痕的长度。
易错分析:摩擦力的方向与物体自身的运动方向没有必然联系。本题中,当物体向下滑动的速度小于传送带的速度时,物体相对于传送带向上滑动,此时物体受到的滑动摩擦力的方向平行于传送带向下;而当物体的速度大于传送带的速度后,物体相对于传送带向下滑动,此时物体受到的滑动摩擦力的方向则变为平行于传送带向上。
【解析】 (1)开始阶段,传送带对物体的滑动摩擦力的方向平行于传送带向下,物体由静止开始下滑,受力分析如图(a)所示。由牛顿第二定律可得mgsin θ+μmgcos θ=ma1,代入数据解得a1=10 m/s2。物体加速至与传送带速度相等时需要的时间t1==0.6 s,运动的位移x1=a1t12=1.8 m<8.8 m,即物体加速到6 m/s时仍未到达B点。由于μ<tan θ,故当物体加速至与传送带速度相同时,物体在重力沿传送带向下的分力的作用下,将继续做加速运动,此后物体的速度大于传送带的速度,传送带对物体的滑动摩擦力的方向平行于传送带向上,受力分析如图(b)所示,由牛顿第二定律有mgsin θ-μmgcos θ=ma2,代入数据解得a2=2 m/s2。设物体从位移为x1处至运动到B点所需的时间为t2,则lAB-x1=v0t2+a2t22,代入数据解得t2=1 s(另一解不符合题意已舍去),故物体从A运动到B所需的时间为t=t1+t2=1.6 s。
(2)物体加速至与传送带速度相同时,传送带前进的距离为x2=v0t1=3.6 m,而物体运动的距离等于其位移x1=1.8 m,物体相对于传送带向上运动的距离为Δx1=x2-x1=1.8 m。物体的速度大于传送带的速度后,传送带运动的距离为x3=v0t2=6 m,物体运动的距离为x4=7 m,物体相对于传送带向下滑行的距离为Δx2=x4-x3=1 m,由于Δx1>Δx2,故物体在传送带上的划痕长度为Δx1=1.8 m。
【答案】(1)1.6 s (2)1.8 m
【针对性训练】
1.(2025·河南洛阳期末)如图甲、乙所示,物体P、Q在力F作用下一起以相同速度沿力F方向匀速运动,图乙中斜面体固定不动,关于物体P所受的摩擦力,下列说法正确的是( )
A.图甲、乙中物体P均受摩擦力,且方向均与力F相同
B.图甲、乙中物体P均受摩擦力,且方向均与力F相反
C.图甲、乙中物体P均不受摩擦力
D.图甲中物体P不受摩擦力,图乙中物体P受摩擦力,且方向与力F方向相同
答案:D
解析:在题图甲中,物体P做匀速直线运动,其在水平方向所受合力为零,所以物体P不受摩擦力;在题图乙中,假设物体P不受摩擦力,物体P将相对Q沿斜面向下运动,与题意不符,因此物体P受力与F方向相同的摩擦力。D正确。
2.(2025·山西运城期中)如图所示,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在斜面P上,整个系统处于静止状态。若将a与b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示,则( )
A.f1=0,f2≠0,f3≠0 B.f1≠0,f2=0,f3=0
C.f1≠0,f2≠0,f3=0 D.f1≠0,f2≠0,f3≠0
答案 C
解析: 首先对整体受力分析可知整体相对地面没有运动趋势,故f3=0,再将a和b看成一个整体,a、b整体有相对斜面向下运动的趋势,故b与P之间有摩擦力,即f2≠0,再对a进行受力分析可知由于a处于静止状态,且a相对于b有向下运动的趋势,故a和b之间存在摩擦力作用,即f1≠0,故C正确。
3. (2025·山东淄博期末)如图所示,某大型快递物流公司使用电动传输机进行货物运送,现将一箱子放置在倾斜的传送带上,与传送带一起斜向下匀速运动。若突然停电,传送带减速直至停止的整个过程中,箱子与传送带始终保持相对静止,下列说法正确的是( )
A.斜向下匀速运动时,箱子只受重力与支持力作用
B.斜向下匀速运动时,箱子受到的静摩擦力沿传送带向下
C.斜向下减速运动时,箱子受到的静摩擦力沿传送带向下
D.斜向下减速运动时,箱子受到的静摩擦力沿传送带向上
答案:D
解析:斜向下匀速运动时,根据受力平衡可知,箱子受重力、支持力和沿传送带向上的静摩擦力作用,故A、B错误;斜向下减速运动时,箱子与传送带保持相对静止,箱子相对传送带有向下运动的趋势,则箱子所受的静摩擦力沿传送带向上,故C错误,D正确。
4(2025·浙江湖州期末)如图所示为一款家用免打孔单杠,安装非常方便,无需打孔,只要通过调节单杠两端的卡槽,增加卡槽与墙面的弹力就可以将单杠牢牢地固定在两竖直墙面之间,孩子可以在单杠上进行训练,以下说法正确的是( )
A.只增大墙面的粗糙程度,墙面对单杠的摩擦力增大
B.只增大卡槽与墙面的弹力时,墙面对单杠的摩擦力增大
C.当孩子挂在单杠静止时,墙面对单杠的摩擦力沿墙面向上
D.当孩子挂在单杠上,单杠没有沿墙面下滑,是因为墙面对单杠摩擦力大于单杠和孩子的总重力
答案:C
解析:由共点力的平衡条件可知,墙面对单杠的摩擦力等于孩子和单杠的总重力,则只增大墙面的粗糙程度,墙面对单杠的摩擦力不变,选项A错误;只增大卡槽与墙面的弹力时,墙面对单杠的最大摩擦力增大,但是墙面对单杠的摩擦力等于孩子和单杠的总重力,即摩擦力不变,选项B错误;当孩子挂在单杠静止时,墙面对单杠的摩擦力与孩子和单杠的总重力等大反向,则墙面对单杠的摩擦力沿墙面向上,选项C正确;当孩子挂在单杠上,单杠没有沿墙面下滑,是因为墙面对单杠的最大静摩擦力大于单杠和孩子的总重力,而墙面对单杠的静摩擦力等于单杠和孩子的总重力,选项D错误。
5.(2025·陕西渭南开学考试)在建筑装修中,工人用一质量为m、与墙面动摩擦因数为μ的磨石打磨竖直粗糙墙面,在与竖直面成θ角的推力F作用下,磨石以速度v向上匀速运动,如图所示。下列说法正确的是( )
A.磨石受到的摩擦力大小为μFcos θ
B.若撤掉F,磨石会立刻向下运动
C.若撤掉F,磨石受到的摩擦力大小变为0
D.若仅略微减小θ角,则磨石将做减速运动
答案:C
解析:磨石受到的摩擦力大小为f=μFN=μFsin θ,故A错误;若撤掉F,墙面对磨石的弹力为0,磨石受到的摩擦力大小变为0,磨石只受重力的作用,做竖直上抛运动,故磨石先向上运动再向下运动,故B错误,C正确;磨石向上匀速运动,根据平衡条件有Fcos θ-mg=f=μFsin θ,若仅略微减小θ角,cos θ增大,sin θ减小,则Fcos θ-mg-μFsin θ=ma>0,可知若仅略微减小θ角,则磨石将做加速运动,故D错误。
6. 如图所示的实验可以用来研究物体所受到的滑动摩擦力,已知木块的质量为m,细绳与木板之间装有拉力传感器,木板的质量为M(传感器的质量可忽略不计),通过手拉绳子将木板从木块下匀速抽出时,弹簧测力计的示数为f,传感器的示数为F,且在该过程中木块保持静止状态,由此可知( )
A.木板与桌面间的滑动摩擦力大小等于F
B.木块与木板间的滑动摩擦力大小等于F-f
C.该实验可测出木板与木块之间的动摩擦因数为
D.该实验可测出木板与桌面之间的动摩擦因数为
答案 C
解析: 木块在水平方向上受木板水平向右的滑动摩擦力和弹簧测力计水平向左的拉力作用,由于木块静止,则其所受滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数f,所以木块与木板间的滑动摩擦力大小为f,B错误;手拉绳子将木板从木块下匀速抽出时,对木板受力分析,其受到水平向右的拉力F,木块给木板的水平向左的摩擦力,大小等于f,桌面给木板水平向左的摩擦力,木板匀速,则木板与桌面间的滑动摩擦力大小为F-f,A错误;根据滑动摩擦力公式Ff=μF压,由于木块与木板间的滑动摩擦力大小等于f,则该实验可测出木板与木块之间的动摩擦因数μ=,C正确;同理,由于木板与桌面间的滑动摩擦力大小为F-f,则该实验可测出木板与桌面之间的动摩擦因数μ'=,D错误。
7.(2025·四川宜宾期末)如图所示,一重力为50 N的木块原来静止在水平桌面上,某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用,其中F1=20 N,F2=8 N,已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.3,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则( )
A.木块受到的摩擦力的大小为15 N,方向水平向左
B.木块受到的摩擦力的大小为12 N,方向水平向左
C.若将F1撤去,木块受到的摩擦力的大小为8 N,方向水平向右
D.若将F1撤去,木块受到的摩擦力的大小为8 N,方向水平向左
答案:BC
解析:最大静摩擦力为Ffm=μFN=15 N,F1、F2的合力F=F1-F2=12 N<15 N,方向向右,所以木块处于静止状态,所受的合力为零,故木块受到的静摩擦力向左,大小为12 N,A错误,B正确;若将F1撤去,因为F2<15 N,木块在F2的作用下仍然处于静止状态,则木块受到的摩擦力大小等于F2的大小为8 N,方向与力F2的方向相反,即方向水平向右,C正确,D错误。
8 (2025·安徽合肥期末)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。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( )
答案:B
解析:设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=Fcos θ,F增大,f增大;当拉力达到一定值,箱子运动瞬间,静摩擦力突变为滑动摩擦力,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FN=G-Fsin θ,F增大,FN减小,此时箱子受到的是滑动摩擦力,大小为f=μFN,FN减小,则f减小,故B正确,A、C、D错误。
9 (2025·广东深圳期末)图所示,质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,从t=0时刻开始以初速度v0沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力F=1 N的作用,取向右为正方向,该物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图像是下列图中的(取g=10 m/s2)( )
答案:A
解析:开始的物体受到水平向左的滑动摩擦力,则Ff=μmg=0.2×1×10 N=2 N,物体速度减为0后,F<Ff,所以物体受到水平向右的静摩擦力,则Ff'=F=1 N,故选A。
10 (2025·湖北武汉期末)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,则图中能客观地反映小木块的运动情况的是( )
答案:BD
解析:小木块刚放在传送带上之后的一段时间内,其所受滑动摩擦力沿斜面向下,由牛顿第二定律可得mgsin θ+μmgcos θ=ma1,小木块与传送带共速后,因μ<tan θ,小木块将继续向下加速运动,此时有mgsin θ-μmgcos θ=ma2,所以a1>a2,故B、D正确,A、C错误。
11(2025·内蒙古鄂尔多斯开学考试)关于静摩擦力,下列说法正确的是( )
A.两个接触且相对静止的物体间一定有静摩擦力作用
B.只有静止的物体才会受到静摩擦力作用,运动物体不会
C.静摩擦力方向总是会与物体的运动方向相反
D.物体受到的静摩擦力方向可能与其运动方向相同
答案 D
解析: 两个接触且相对静止的物体间若无相对运动趋势,则没有静摩擦力作用,故A错误;静摩擦力产生在相对静止的物体之间,与物体本身的静止、运动无关,故B错误;静摩擦力方向总是与物体的相对运动趋势方向相反,可能会与物体的运动方向相反,也可能相同,故C错误,D正确。
12.
如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为,以速度逆时针匀速转动。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,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( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块的速度小于传送带的速度,小木块受的摩擦力沿斜面向下,随着小木块速度的增大,当小木块的速度等于传送带的速度时,因为,小木块不可能与传送带相对静止,一定继续加速,超过传送带的速度,这时小木块所受的摩擦力沿斜面向上,而在这个过程中,小木块对斜面的压力不变,摩擦力的大小也不改变,A错误,B正确;
摩擦力沿斜面向下时,由牛顿第二定律得摩擦力沿斜面向上时,由牛顿第二定律得则a1>a2,C错误,D正确。
13 如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为,在传送带上某位置轻轻放置一小木块,小木块与传送带间动摩擦因素为,小木块速度随时间变化关系如图所示,v0、t0已知,则( )
A.传送带一定逆时针转动 B.
C.传送带的速度大于v0 D.t0后滑块的加速度为
【答案】AD
【解析】若传送带顺时针转动,当滑块下滑时,将一直匀加速到底端;当滑块上滑时,先匀加速运动,在速度与传送带速度相等后将匀速运动,两种均不符合运动图像;故传送带是逆时针转动,A错误;滑块在0~t0内,滑动摩擦力向下,做匀加速下滑,即有由题图可知,则故B错误;经过分析,由图可知,传送带的速度等于,C错误;滑块与传送带的速度相等后的加速度代入μ值得,故D正确
14 如图所示,一质量为m的物块静置在倾角θ= 60°的粗糙斜面上,用一个与斜面底边平行的力F=作用在物块上,该物块仍保持静,则下刻说法正确的是( )
A.
该物块受到的摩擦力大小为
B.该物块受到的摩擦力大小为mg
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
【答案】BD
【解析】对物块受力分析,可以简化成如图所示的受力分析,根据平衡条件,则有
故A错误,B正确。
当撤去外力之后,只需要沿斜面向上大小为的摩擦力就可以平衡,故C错误,D正确。
15 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。关于摩擦力f的大小随拉力F的变化关系,下列四副图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】设F与水平方向的夹角为θ,木箱处于静止状态时,根据平衡条件得:木箱所受的静摩擦力为
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;木箱运动时,所受的支持力,F增大,N减小,此时木箱受到的是滑动摩擦力,大小为,N减小,则f减小,故B正确,ACD错误。
16 如图所示,质量为1kg的物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,从t=0开始以初速度v0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10m/s2,向右为正方向,该物体受到的摩擦力Ff随时间t变化的图像是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】物体从t=0开始以初速度v0沿水平地面向右做匀减速运动,受到的滑动摩擦力大小为Ff1=μmg=0.2×1×10N=2N方向向左,为负值。当物体的速度减到零时,物体所受的最大静摩擦力为Ffm=μmg=2N则F<Ffm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Ff2=F=1N,方向向右,为正值。故选A。
17 (2020年北京高考真题)某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器,传感器用棉线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板,传感器记录的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.实验中必须让木板保持匀速运动
B.图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线
C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7
D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
【答案】C
【解析】为了能研究摩擦力随时间的变化曲线,故物块一直要处于静止状态,则向左的摩擦力一直与向右轻绳的拉力平衡,图乙是向右轻绳的拉力随时间变化曲线,故图乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线,由图可乙知向右轻绳的拉力先增大后减小,最后趋于不变,故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用,所以不需要让木板保持匀速运动,故AB错误;
由图可知,最大静摩擦力约为10N,滑动摩擦力约为7N,故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7,故C正确;根据,可知,由于不知道物块的重力,故无法求物块与木板间的动摩擦因数,故D错误。故选C。
18 (.2023·宁夏六盘山高级中学模拟预测)如图所示,水平面上有质量的静止物块,受到随时间t变化的水平拉力F作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力的大小,取重力加速度。下列判断正确的是( )
A.物块与木板之间的动摩擦因数为0.3
B.5s内拉力对物体做的功为0
C.4s末物块所受合力大小为4.0N
D.6s~9s内物块的加速度的大小为2.0m/s2
【答案】 AD
【解析】从题图可知,物块开始滑动后,物块所受滑动摩擦力为3N,依题意有
,解得,故A正确;从题图可知,物块前四秒静止,第5秒开始拉力大于摩擦力,物块开始加速运动,则根据功的定义,可知第5秒内拉力对物体做正功,所以5s内拉力对物体做的功不为0,故B错误;由题图可知,竖直方向上重力与支持力平衡;水平方向上,物块4s末受水平拉力为4N、与之等大反向的最大摩擦力,则物块所受合力为0,故C错误;从题图可知,从第6秒开始,物块受到水平拉力与滑动摩擦力恒定,则有
解得,故D正确。
19 (2024·广西高考2题) 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Ff1、Ff2和Ff3,则( )
A.Ff1<Ff2<Ff3 B.Ff1=Ff2<Ff3
C.Ff1=Ff3<Ff2 D.Ff1=Ff2=Ff3
答案 D
解析: 根据滑动摩擦力的公式f=μFN,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,由题意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Ff1=Ff2=Ff3,D正确。
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高考易错点解读和针对训练
第二章 相互作用
易错点2.2 摩擦力
易错点解读
一、摩擦力
1.定义:相互接触且发生形变的粗糙物体间,有 相对运动 或 相对运动趋势 时,在接触面上所产生的阻碍 相对运动 或 相对运动趋势 的力。
2.产生条件:接触面 粗糙 ;接触面间有弹力;物体间有 相对运动 或相对运动趋势。
3.大小:滑动摩擦力f= μFN ,静摩擦力:0≤f≤fmax。
4.方向:与相对运动或相对运动趋势方向 相反 。
5.作用效果:阻碍物体间的 相对运动 或 相对运动趋势 。
二、静摩擦力的有无及方向判断
1.假设法
2.状态法
根据平衡条件、牛顿第二定律,判断静摩擦力的方向。
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的方向。
三、静摩擦力大小的计算方法
1.物体处于平衡状态:利用平衡条件求解。
2.物体处于加速状态:应用牛顿第二定律F合=ma求解。
3.最大静摩擦力:与接触面间的压力成正比,其值略大于滑动摩擦力,通常认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,即Fmax=μFN。
易错点:对摩擦力的方向及突变性认识不足
1.在分析摩擦力的方向时,一定要注意摩擦力方向的可变性,尤其是在分析静摩擦力的时候,二者共速(转折点)的时刻往往是摩擦力方向发生突变的关键时刻。
2.摩擦力的的突变问题
(1)“静→静”突变:物体受到静摩擦力和其他力的共同作用,当其他力的合力发生变化时,如果仍保持相对静止,则静摩擦力的大小和(或)方向可能发生突变。
(2)“静→动”突变:物体受到静摩擦力和其他力的共同作用,当其他力变化时,如果发生相对滑动,则静摩擦力可能突变为滑动摩擦力。
(3)“动→静”突变:物体受到滑动摩擦力和其他力的共同作用,当相对滑动突然停止时,滑动摩擦力可能突变为静摩擦力。
(4)“动→动”突变:物体受到滑动摩擦力和其他力的共同作用,当两物体间的正压力发生变化时,滑动摩擦力的大小随之而变;或两物体达到共同速度时相对滑动方向发生变化,滑动摩擦力的方向也会随之而变对摩擦力的方向及突变性认识不足
【典例剖析】
【典例1】如图所示,传送带与地面的夹角为θ=37°,从A到B的长度为8.8 m,传送带以v0=6 m/s的速度逆时针转动,在传送带上端无初速度放一个质量为1 kg的物体,它与传动带之间的动摩擦因数为μ=0.5,重力加速度g=10 m/s2(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。
(1)求物体从A运动到B所需的时间;
(2)若物体在传送带上可以留下划痕,求划痕的长度。
【针对性训练】
1.(2025·河南洛阳期末)如图甲、乙所示,物体P、Q在力F作用下一起以相同速度沿力F方向匀速运动,图乙中斜面体固定不动,关于物体P所受的摩擦力,下列说法正确的是( )
A.图甲、乙中物体P均受摩擦力,且方向均与力F相同
B.图甲、乙中物体P均受摩擦力,且方向均与力F相反
C.图甲、乙中物体P均不受摩擦力
D.图甲中物体P不受摩擦力,图乙中物体P受摩擦力,且方向与力F方向相同
2.(2025·山西运城期中)如图所示,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在斜面P上,整个系统处于静止状态。若将a与b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示,则( )
A.f1=0,f2≠0,f3≠0 B.f1≠0,f2=0,f3=0
C.f1≠0,f2≠0,f3=0 D.f1≠0,f2≠0,f3≠0
3. (2025·山东淄博期末)如图所示,某大型快递物流公司使用电动传输机进行货物运送,现将一箱子放置在倾斜的传送带上,与传送带一起斜向下匀速运动。若突然停电,传送带减速直至停止的整个过程中,箱子与传送带始终保持相对静止,下列说法正确的是( )
A.斜向下匀速运动时,箱子只受重力与支持力作用
B.斜向下匀速运动时,箱子受到的静摩擦力沿传送带向下
C.斜向下减速运动时,箱子受到的静摩擦力沿传送带向下
D.斜向下减速运动时,箱子受到的静摩擦力沿传送带向上
4(2025·浙江湖州期末)如图所示为一款家用免打孔单杠,安装非常方便,无需打孔,只要通过调节单杠两端的卡槽,增加卡槽与墙面的弹力就可以将单杠牢牢地固定在两竖直墙面之间,孩子可以在单杠上进行训练,以下说法正确的是( )
A.只增大墙面的粗糙程度,墙面对单杠的摩擦力增大
B.只增大卡槽与墙面的弹力时,墙面对单杠的摩擦力增大
C.当孩子挂在单杠静止时,墙面对单杠的摩擦力沿墙面向上
D.当孩子挂在单杠上,单杠没有沿墙面下滑,是因为墙面对单杠摩擦力大于单杠和孩子的总重力
5.(2025·陕西渭南开学考试)在建筑装修中,工人用一质量为m、与墙面动摩擦因数为μ的磨石打磨竖直粗糙墙面,在与竖直面成θ角的推力F作用下,磨石以速度v向上匀速运动,如图所示。下列说法正确的是( )
A.磨石受到的摩擦力大小为μFcos θ
B.若撤掉F,磨石会立刻向下运动
C.若撤掉F,磨石受到的摩擦力大小变为0
6. 如图所示的实验可以用来研究物体所受到的滑动摩擦力,已知木块的质量为m,细绳与木板之间装有拉力传感器,木板的质量为M(传感器的质量可忽略不计),通过手拉绳子将木板从木块下匀速抽出时,弹簧测力计的示数为f,传感器的示数为F,且在该过程中木块保持静止状态,由此可知( )
A.木板与桌面间的滑动摩擦力大小等于F
B.木块与木板间的滑动摩擦力大小等于F-f
C.该实验可测出木板与木块之间的动摩擦因数为
D.该实验可测出木板与桌面之间的动摩擦因数为
7.(2025·四川宜宾期末)如图所示,一重力为50 N的木块原来静止在水平桌面上,某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用,其中F1=20 N,F2=8 N,已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.3,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则( )
A.木块受到的摩擦力的大小为15 N,方向水平向左
B.木块受到的摩擦力的大小为12 N,方向水平向左
C.若将F1撤去,木块受到的摩擦力的大小为8 N,方向水平向右
D.若将F1撤去,木块受到的摩擦力的大小为8 N,方向水平向左
8 (2025·安徽合肥期末)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。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( )
9 (2025·广东深圳期末)图所示,质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,从t=0时刻开始以初速度v0沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力F=1 N的作用,取向右为正方向,该物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图像是下列图中的(取g=10 m/s2)( )
10 (2025·湖北武汉期末)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,则图中能客观地反映小木块的运动情况的是( )
11(2025·内蒙古鄂尔多斯开学考试)关于静摩擦力,下列说法正确的是( )
A.两个接触且相对静止的物体间一定有静摩擦力作用
B.只有静止的物体才会受到静摩擦力作用,运动物体不会
C.静摩擦力方向总是会与物体的运动方向相反
D.物体受到的静摩擦力方向可能与其运动方向相同
12.
如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为,以速度逆时针匀速转动。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,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( )
A. B.
C. D.
13 如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为,在传送带上某位置轻轻放置一小木块,小木块与传送带间动摩擦因素为,小木块速度随时间变化关系如图所示,v0、t0已知,则( )
A.传送带一定逆时针转动 B.
C.传送带的速度大于v0 D.t0后滑块的加速度为
14 如图所示,一质量为m的物块静置在倾角θ= 60°的粗糙斜面上,用一个与斜面底边平行的力F=作用在物块上,该物块仍保持静,则下刻说法正确的是( )
A.
该物块受到的摩擦力大小为
B.该物块受到的摩擦力大小为mg
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
15 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。关于摩擦力f的大小随拉力F的变化关系,下列四副图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
16 如图所示,质量为1kg的物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,从t=0开始以初速度v0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10m/s2,向右为正方向,该物体受到的摩擦力Ff随时间t变化的图像是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
A. B.
C. D.
17 (2020年北京高考真题)某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器,传感器用棉线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板,传感器记录的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.实验中必须让木板保持匀速运动
B.图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线
C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7
D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
18 (.2023·宁夏六盘山高级中学模拟预测)如图所示,水平面上有质量的静止物块,受到随时间t变化的水平拉力F作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力的大小,取重力加速度。下列判断正确的是( )
A.物块与木板之间的动摩擦因数为0.3
B.5s内拉力对物体做的功为0
C.4s末物块所受合力大小为4.0N
D.6s~9s内物块的加速度的大小为2.0m/s2
19 (2024·广西高考2题) 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Ff1、Ff2和Ff3,则( )
A.Ff1<Ff2<Ff3 B.Ff1=Ff2<Ff3
C.Ff1=Ff3<Ff2 D.Ff1=Ff2=Ff3
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