第3章 专题提升课2 摩擦力综合分析-【优学精讲】2024-2025学年高中物理必修第一册教用Word(教科版)

专题提升课2　摩擦力综合分析 微专题一　对摩擦力的理解和分析 1．两种摩擦力的比较 项目 静摩擦力 滑动摩擦力 定义 两相对静止的物体间的摩擦力 两相对运动的物体间的摩擦力 产生条件 ①接触面粗糙②接触处有压力 ③两物体间有相对运动趋势 ①接触面粗糙 ②接触处有压力 ③两物体间有相对运动 大小 0＜f静≤f静max f静＝μN 方向 与受力物体相对运动趋势的方向相反 与受力物体相对运动的方向相反 作用效果 总是阻碍物体间的相对运动趋势 总是阻碍物体间的相对运动 2.“三点”注意 (1)摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反，但不一定与物体的运动方向相反。 (2)摩擦力总是阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势)，但不一定阻碍物体的运动，即摩擦力可以是阻力，也可以是动力。 (3)受静摩擦力作用的物体不一定静止，但一定与施力物体保持相对静止。 　(2024·广东汕头市金山中学期中)如图所示，一个与水平方向夹角为θ的传送带，现将一物块轻轻地放在传送带最上端，各接触面粗糙。关于物块刚放上传送带的一小段时间内，下列说法正确的是(　　) A.当传送带逆时针转动时，物块轻放后受静摩擦力 B．当传送带顺时针转动时，物块轻放后摩擦力方向沿斜面向上 C．如果传送带不运动，物块一定不受摩擦力作用 D．传送带的速度越大，物块轻放后受到的摩擦力越大 [解析]　当传送带逆时针转动时，物块轻放后受沿传送带向下的滑动摩擦力，A错误；当传送带顺时针转动时，物块轻放后受沿斜面向上的摩擦力，B正确；如果传送带不运动，物块轻放后可能下滑，受沿斜面向上的滑动摩擦力，也可能静止，受沿斜面向上的静摩擦力，C错误；物块轻放后受到的滑动摩擦力与传送带的速度大小无关，D错误。 [答案]　B 　(2024·江苏镇江中学期中)如图所示，一木板B放在水平面上，木块A放在木板B的上面，A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在直立墙壁上，用力F向左拉动木板B，使它以速度v做匀速运动，这时轻绳的张力为FT，下列说法正确的是(　　) A．木块A受到静摩擦力，方向向右 B．木块A受到的滑动摩擦力大小等于FT C．若木板B以2v的速度匀速运动，则A受到的摩擦力大小等于2FT D．若木板B以2v的速度匀速运动，则向左的拉力大小为2F [解析]　因为两物体相对运动，所以木块A受到滑动摩擦力，方向向左，故A错误；根据二力平衡，木块A受到的滑动摩擦力大小等于FT，故B正确；木板运动的速度大小不影响两物体间的滑动摩擦力大小，所以A受到的摩擦力大小等于FT，故C错误；只要木板匀速运动，木板所受到的合力就为零，则拉力不变，故D错误。 [答案]　B 　(2024·北京101中学期中)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，传感器用轻绳拉住物块，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F－t图像如图乙所示。下列说法正确的是(　　) A.实验中木板可以向左做变速运动 B．图乙中的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1∶1 D．只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数 [解析]　为了能研究摩擦力随时间的变化曲线，物块一直要处于静止状态，则向左的摩擦力一直与向右的轻绳上的拉力平衡，题图乙是轻绳上的拉力随时间的变化曲线，故题图乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线，由题图乙知轻绳上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，木板可以向左做变速运动，故A正确，B错误；由题图乙可知，最大静摩擦力约为10 N，滑动摩擦力约为7 N，故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7，故C错误；根据Ff＝μFN＝μmg可知，由于不知道物块受到的重力，故无法求出物块与木板间的动摩擦因数，故D错误。 [答案]　A 微专题二　连接体中摩擦力问题 　木块A、B所受的重力均为40 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25。夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2 cm，弹簧的劲度系数为400 N/m。系统置于水平地面上静止不动。现用F＝1 N的水平拉力作用在木块B上，如图所示，则在力F作用后(　　) A．木块A所受摩擦力大小是10 N B．木块A所受摩擦力大小是7 N C．木块B所受摩擦力大小是9 N D．木块B所受摩擦力大小是7 N [解析]　施加水平拉力F之前，以A为研究对象进行受力分析，有fA＝kx＝400×0.02 N＝8 N<μmAg＝10 N，施加水平拉力F之后，假设物体B依然静止，以B为研究对象进行受力分析，木块B所受摩擦力大小fB＝F＋kx＝1 N＋400×0.02 N＝9 N<μmBg＝10 N，故物体B依然静止，所受摩擦力大小是9 N，C正确，D错误；弹簧保持原状态，即物体A所受摩擦力不变，大小依然是8 N，A、B错误。 [答案]　C 　(2023·四川江油一中期中)如图所示，物体A、B和C叠放在水平桌面上，水平力Fb＝5 N，Fc＝8 N，分别作用于物体B、C上，A、B和C仍保持静止。以f1、f2、f3分别表示A与B、B与C、C与桌面间的静摩擦力的大小，则(　　) A．f1＝5 N，f2＝5 N，f3＝8 N B．f1＝5 N，f2＝8 N，f3＝3 N C．f1＝0，f2＝5 N，f3＝3 N D．f1＝0，f2＝8 N，f3＝5 N [解析]　由题意可知A、B之间没有相对运动趋势，所以f1＝0，根据二力平衡可知f2＝Fb＝5 N 进而可知f3＝Fc－f2＝3 N。 [答案]　C 微专题三　摩擦力作用下的临界问题 　(2023·江苏苏州统考期末)图示为某同学课桌上整齐竖直摆放的一堆书，中间夹了一本物理课本，课本的质量为0.4 kg，两侧相邻书对物理课本的压力为10 N，书与物理课本之间的动摩擦因数均为0.3，重力加速度g取10 m/s2。为了将物理课本竖直向上抽出，该同学提供的拉力至少大于(　　) A．4 N B．7 N C．10 N D．14 N [解析]　物理课本与书的两个接触面都有滑动摩擦力，则有f＝2μN＝2×0.3×10 N＝6 N，为了将物理课本竖直向上抽出，该同学提供的拉力F＝f＋mg＝(6＋0.4×10) N＝10 N，故C正确。 [答案]　C 　如图所示，一位同学用双手水平夹起一摞书，并停留在空中。已知手掌与书间的动摩擦因数μ1＝0.3，书与书间的动摩擦因数μ2＝0.2，设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小。若每本书的质量为0.2 kg，该同学对书的水平正压力为100 N，每本书均呈竖直静止状态，重力加速度g取10 m/s2，则下列说法正确的是(　　) A．每本书受到的摩擦力的合力大小不等 B．书与书之间的摩擦力大小均相等 C．他最多能夹住22本书 D．他最多能夹住30本书 [解析]　因为每本书均呈竖直静止状态，所以每本书所受的摩擦力的合力都能与书所受的重力平衡，即每本书受到的摩擦力的合力大小相等，A错误；越靠近外侧书与书之间的摩擦力越大，即书与书之间的摩擦力大小不相等，B错误；先将所有的书(设有n本)当作整体，受力分析，竖直方向受重力、静摩擦力，根据二力平衡条件得2μ1F≥nmg，则有n≤＝30，再考虑除最外侧两本书外的其他书(n－2本)，受力分析，竖直方向受重力、静摩擦力，根据二力平衡条件得2μ2F≥(n－2)mg，则有n≤＋2＝22，故最多可以夹住22本书，C正确，D错误。 [答案]　C 1．(摩擦力的理解和分析)(2023·陕西延安期末)传送带是生活及生产中的常见设备，它能帮助人们运送物品。如图所示，粮食包随倾斜的传送带向上移动，移动中粮食包与传送带上某点的相对位置保持不变，关于粮食包或传送带所受摩擦力的说法，其中正确的是(　　) A．传送带对粮食包的摩擦力是滑动摩擦力 B．粮食包对传送带的摩擦力方向沿传送带向下 C.若传送带匀速移动，则粮食包不受传送带的摩擦力作用 D．粮食包所受传送带的摩擦力的方向可能与传送带垂直 解析：选B。粮食包相对于传送带静止，随倾斜的传送带向上移动，传送带对粮食包的摩擦力是静摩擦力，方向沿传送带向上，传送带相对于粮食包有沿传送带方向向上运动的趋势，故粮食包对传送带的摩擦力方向沿传送带向下，A错误，B正确；若传送带匀速移动，粮食包仍受传送带的静摩擦力作用，C错误；粮食包所受传送带的摩擦力方向不可能与传送带垂直，D错误。 2.(摩擦力的深入分析)(2024·河北石家庄联考期中)把一小木块放在逆时针转动的水平传送带上，其右端用一根细绳拴在墙上。小木块质量为1 kg，小木块与传送带之间的动摩擦因数为0.3，则(重力加速度g取10 m/s2)(　　) A．小木块受到的滑动摩擦力水平向右 B．小木块受到细绳的拉力大小为0.3 N C.小木块与传送带之间的滑动摩擦力大小为3 N D.剪断细绳后，小木块静止不动 解析：选C。传送带向左运动，小木块静止，小木块相对于传送带向右运动，所以小木块受到传送带水平向左的滑动摩擦力，故A错误；根据滑动摩擦力公式Ff＝μmg，代入数据可得Ff＝3 N，故C正确；小木块处于平衡状态，受到的向右的拉力和向左的滑动摩擦力大小相等，即FT＝Ff＝3 N，故B错误；剪断细线后，小木块受到水平向左的滑动摩擦力，所以小木块向左运动，故D错误。 3.(连接体中的摩擦力)如图所示，物体A、B间的最大静摩擦力为3 N，B与地面间的最大静摩擦力为6 N，现同时有方向相反、大小均为F＝1 N的两个水平力分别作用于A和B上，下列判断正确的是(　　) A.A对B的摩擦力方向向右 B．地面对B的摩擦力方向向左 C．B和地面间的摩擦力为1 N D．A、B间的摩擦力为1 N 解析：选D。对A受力分析，拉力为1 N，小于A、B间的最大静摩擦力，故拉不动A，由平衡条件可知，A、B间的静摩擦力大小为1 N，A对B的摩擦力方向向左，故A错误，D正确；对A、B整体受力分析，两个拉力恰好平衡，所以整体相对于地面没有运动趋势，不受摩擦力，即地面和B之间没有摩擦力，故B、C错误。 4.(摩擦力作用下的临界问题)一本书所受重力约为6 N，有424页，书本正面朝上。现将一张A4纸夹在106页与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1 N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(　　) A．0.33 B．0.45 C．0.56 D．0.67 解析：选A。需用约1 N的拉力克服最大静摩擦力，A4纸受正反两面的两个摩擦力，不计书皮及A4纸的质量，有1 N＝2×μ××n1＝2×μ××106 N，解得μ≈0.33。 学科网（北京）股份有限公司 $