專題（08）摩擦力（原卷版）

2021年高考物理一輪復(fù)習(xí)考點全攻關(guān)專題（08）摩擦力（原卷版）雙基過關(guān)：一、靜摩擦力與滑動摩擦力1．兩種摩擦力的比較名稱項目靜摩擦力滑動摩擦力定義兩相對靜止的物體間的摩擦力兩相對運動的物體間的摩擦力產(chǎn)生條件①接觸面粗糙②接觸處有壓力③兩物體間有相對運動趨勢①接觸面粗糙②接觸處有壓力③兩物體間有相對運動大小0<Ff≤FfmFf＝μFN方向與受力物體相對運動趨勢的方向相反與受力物體相對運動的方向相反作用效果總是阻礙物體間的相對運動趨勢總是阻礙物體間的相對運動2．動摩擦因數(shù)(1)定義：彼此接觸的物體發(fā)生相對運動時，摩擦力和正壓力的比值．公式μ＝eq\f(Ff,FN).(2)決定因素：接觸面的材料和粗糙程度．二、“三點”注意1．摩擦力的方向總是與物體間相對運動(或相對運動趨勢)的方向相反，但不一定與物體的運動方向相反．2．摩擦力總是阻礙物體間的相對運動(或相對運動趨勢)，但不一定阻礙物體的運動，即摩擦力可以是阻力，也可以是動力．3．受靜摩擦力作用的物體不一定靜止，但一定與施力物體保持相對靜止．【自測1】下列關(guān)于摩擦力的說法中錯誤的是()A．兩物體間有摩擦力時，一定有彈力，且摩擦力的方向和它們間的彈力方向垂直B．兩物體間的摩擦力大小和它們間的壓力一定成正比C．在兩個運動的物體之間可以存在靜摩擦力，且靜摩擦力的方向可以與運動方向成任意角度D．滑動摩擦力的方向可以與物體的運動方向相同，也可以相反命題熱點一：摩擦力的有無及方向判斷1．假設(shè)法2．運動狀態(tài)法此法關(guān)鍵是先確定物體的運動狀態(tài)，再利用平衡條件或牛頓第二定律確定靜摩擦力的有無及方向．3．牛頓第三定律法“力是物體間的相互作用”，先確定受力較少的物體是否受到靜摩擦力及方向，再根據(jù)牛頓第三定律確定另一物體是否受到靜摩擦力及方向．【例1】(多選)中國書法歷史悠久，是中華民族優(yōu)秀傳統(tǒng)文化之一．在楷書筆畫中，長橫的寫法要領(lǐng)如下：起筆時一頓，然后向右行筆，收筆時略向右按，再向左上回帶．某同學(xué)在水平桌面上平鋪一張白紙，為防打滑，他在白紙的左側(cè)靠近邊緣處用鎮(zhèn)紙壓住，如圖1所示．則在向右行筆的過程中()圖1A．鎮(zhèn)紙受到向左的摩擦力B．毛筆受到向左的摩擦力C．白紙只受到向右的摩擦力D．桌面受到向右的摩擦力【變式1】(多選)如圖2所示，A、B、C三個物體質(zhì)量相等，它們與傳送帶間的動摩擦因數(shù)也相同．三個物體隨傳送帶一起勻速運動，運動方向如圖中箭頭所示，則下列說法正確的是()圖2A．A物體受到的摩擦力方向向右B．三個物體中只有A物體受到的摩擦力是零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命題熱點二：摩擦力的分析與計算1．靜摩擦力的分析(1)物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速直線運動)，利用力的平衡條件來判斷靜摩擦力的大?。?2)物體有加速度時，若只受靜摩擦力，則Ff＝ma.若除受靜摩擦力外，物體還受其他力，則F合＝ma，先求合力再求靜摩擦力．2．滑動摩擦力的分析滑動摩擦力的大小用公式Ff＝μFN來計算，應(yīng)用此公式時要注意以下幾點：(1)μ為動摩擦因數(shù)，其大小與接觸面的材料、接觸面的粗糙程度有關(guān)；FN為兩接觸面間的正壓力，其大小不一定等于物體的重力．(2)滑動摩擦力的大小與物體的運動速度和接觸面的大小均無關(guān)．題型1靜摩擦力的分析與計算【例2】(多選)如圖3所示，長木板A與物體B疊放在水平地面上，物體與木板左端立柱間放置水平輕質(zhì)彈簧，在水平外力F作用下，木板和物體都靜止不動，彈簧處于壓縮狀態(tài)．將外力F緩慢減小到零，物體始終不動，在此過程中()圖3A．彈簧彈力不變B．物體B所受摩擦力逐漸減小C．物體B所受摩擦力始終向左D．木板A所受地面的摩擦力逐漸減小【變式2】如圖4所示，傾角為θ＝30°的斜面體靜止在粗糙的水平面上，一質(zhì)量為m、可看成質(zhì)點的光滑小球在不可伸長的輕繩拉力的作用下靜止在斜面上．已知輕繩與斜面間的夾角也為θ，重力加速度為g，則水平面對斜面體的摩擦力大小為()圖4A.eq\f(1,2)mgB.eq\f(\r(3),6)mgC.eq\f(3,4)mgD.eq\f(\r(3),3)mg【變式3】如圖5所示，在粗糙水平面上放置A、B、C三個物塊，物塊之間由兩根完全相同的輕彈簧相連接，兩彈簧的伸長量相同，且它們之間的夾角∠ABC＝120°，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)．已知A物塊所受的摩擦力大小為Ff，則B物塊所受的摩擦力大小為()圖5A.eq\f(\r(3),2)FfB．FfC.eq\r(3)FfD．2Ff題型2滑動摩擦力的分析與計算【例3】物塊在輕繩的拉動下沿傾角為30°的固定斜面向上勻速運動，輕繩與斜面平行．已知物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)為eq\f(\r(3),3)，重力加速度取10m/s2.若輕繩能承受的最大張力為1500N，則物塊的質(zhì)量最大為()A．150kg B．100eq\r(3)kgC．200kg D．200eq\r(3)kg【變式4】如圖6，一物塊在水平拉力F的作用下沿水平桌面做勻速直線運動．若保持F的大小不變，而方向與水平面成60°角，物塊也恰好做勻速直線運動．則物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為()圖6命題熱點三：摩擦力的兩類典型突變問題類型1“靜—動”突變物體在靜摩擦力和其他力作用下處于靜止狀態(tài)，當其他力變化時，如果物體不能保持靜止狀態(tài)，則物體受到的靜摩擦力將“突變”成滑動摩擦力．【例4】(多選)在探究靜摩擦力變化規(guī)律及滑動摩擦力變化規(guī)律的實驗中，設(shè)計了如圖7甲所示的演示裝置，力傳感器A與計算機連接，可獲得力隨時間變化的規(guī)律，將力傳感器固定在光滑水平桌面上，測力端通過細繩與一滑塊相連(調(diào)節(jié)力傳感器高度可使細繩水平)，滑塊放在較長的小車上，小車一端連接一根輕繩并跨過光滑的輕質(zhì)定滑輪系一只空沙桶(調(diào)節(jié)滑輪可使桌面上部輕繩水平)，整個裝置處于靜止狀態(tài)．實驗開始時打開力傳感器同時緩慢向沙桶里倒入沙子，小車一旦運動起來，立即停止倒沙子，若力傳感器采集的圖象如圖乙，則結(jié)合該圖象，下列說法正確的是()圖7A．可求出空沙桶的重力B．可求出滑塊與小車之間的滑動摩擦力的大小C．可求出滑塊與小車之間的最大靜摩擦力的大小D．可判斷第50s后小車做勻速直線運動(滑塊仍在車上)類型2“動—靜”突變在滑動摩擦力和其他力作用下，做減速運動的物體突然停止滑行時，物體將不再受滑動摩擦力作用，滑動摩擦力“突變”為靜摩擦力．【例5】如圖9所示，斜面固定在地面上，傾角為θ＝37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．質(zhì)量為1kg的滑塊以初速度v0從斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足夠長，該滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.8)，則該滑塊所受摩擦力Ff隨時間變化的圖象是下圖中的(取初速度v0的方向為正方向，g＝10m/s2)()圖9課時精練一、雙基鞏固練1.浙江烏鎮(zhèn)一帶的農(nóng)民每到清明時節(jié)將舉辦民俗活動，在一個巨型石臼上插入一根碩大的毛竹，表演者爬上竹梢表演各種驚險動作．如圖1所示，下列說法正確的是()圖1A．在任何位置表演者靜止時只受重力和彈力作用B．在任何位置竹竿對表演者的作用力必定與竹竿垂直C．表演者靜止時，竹竿對其作用力必定豎直向上D．表演者越靠近竹竿底部所受的摩擦力就越小2．一物塊放在水平桌面上，在水平輕彈簧的拉力F作用下，沿桌面做勻速直線運動，彈簧的伸長量為x；將彈簧方向變成與水平面成60°角，物塊在拉力作用下仍沿桌面做勻速直線運動，此時彈簧的伸長量是(物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為eq\f(\r(3),2)，彈簧始終處于彈性限度內(nèi))()A.eq\f(1,2)xB.eq\f(4,5)xC．2xD.eq\f(4\r(3),9)x3.(多選)如圖2所示，物體A在水平推力F的作用下緊靠豎直墻壁保持靜止不動，下列說法正確的是()圖2A．由于物體A靜止，所以物體A受到靜摩擦力作用B．物體受到靜摩擦力的大小與推力F成正比C．物體受到靜摩擦力的大小與其重力大小相等D．當F減小時，物體一定會下滑4.如圖3所示，A、B兩個物體質(zhì)量分別為m1和m2，A與B間的動摩擦因數(shù)為μ1，B與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2，重力加速度為g.現(xiàn)用力F拉著A物體向右運動，B保持靜止，則關(guān)于地面對B物體的摩擦力大小和方向，下列說法正確的是()圖3A．μ2(m1＋m2)g，方向水平向左B．μ2(m1＋m2)g，方向水平向右C．μ2m2g，方向水平向左D．μ1m1g，方向水平向左5．某活動小組利用如圖4所示的裝置測定物塊A與桌面間的最大靜摩擦力，步驟如下：圖4①按圖組裝好器材，使連接物塊A的細線與水平桌面平行；②緩慢向礦泉水瓶內(nèi)加水，直至物塊A恰好開始運動；③用天平測出礦泉水瓶及水的總質(zhì)量m；④用天平測出物塊A的質(zhì)量M；(1)該小組根據(jù)以上過程測得的物塊A與桌面間的最大靜摩擦力為________，本小組采用注水法的好處是________________________________________．(當?shù)刂亓铀俣葹間)(2)若認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則物塊A與桌面間的動摩擦因數(shù)為________．二、綜合提升練6．如圖5所示，甲、乙兩物塊質(zhì)量相同，靜止放在水平地面上．甲、乙之間、乙與地面間的動摩擦因數(shù)均相同，現(xiàn)對甲施加一水平向右的由零開始不斷增大的水平拉力F(物體間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)，則經(jīng)過一段時間后()圖5A．甲相對于乙會發(fā)生相對滑動B．乙相對于地面會發(fā)生相對滑動C．甲相對乙不會發(fā)生相對滑動D．甲相對于乙、乙相對于地面均不會發(fā)生相對滑動7.如圖6所示，一固定斜面上兩個質(zhì)量均為m的小物塊A和B緊挨著勻速下滑，A與B的接觸面光滑．已知A與斜面之間的動摩擦因數(shù)是B與斜面之間的動摩擦因數(shù)的2倍，斜面傾角為α，重力加速度為g.B與斜面之間的動摩擦因數(shù)μ與A、B間彈力FN的大小分別是()圖6A．μ＝eq\f(2,3)tanα，F(xiàn)N＝eq\f(1,3)mgsinαB．μ＝eq\f(2,3)tanα，F(xiàn)N＝eq\f(1,2)mgsinαC．μ＝tanα，F(xiàn)N＝eq\f(1,3