第二章 微專題9　摩擦力的分析與計算-2025年物理《加練半小時》新教材版

第二章相互作用微專題9摩擦力的分析與計算1．物體運(yùn)動方向是指物體相對地面的運(yùn)動方向；物體的相對運(yùn)動方向是指物體相對接觸物體的運(yùn)動方向。2.摩擦力的方向與兩物體間的相對運(yùn)動方向或相對運(yùn)動趨勢方向相反，而不一定與物體運(yùn)動的方向相反。3.靜摩擦力的大小與接觸面間的彈力大小無關(guān)，與物體所受外力和物體運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)；滑動摩擦力的大小與接觸面間的彈力大小有關(guān)，而與拉力(或其他外力)及運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)。4.求解摩擦力大小時一定要先判斷是靜摩擦力還是滑動摩擦力，還要注意它們之間可能的轉(zhuǎn)換(突變)。1.如圖所示為一個與水平方向夾角為θ的傳送帶，現(xiàn)將一物塊輕輕地放在傳送帶最上端，各接觸面粗糙。關(guān)于物塊剛放上傳送帶的一小段時間內(nèi)，下列說法正確的是()A．當(dāng)傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動時，物塊受到的摩擦力方向沿傳送帶向上B．當(dāng)傳送帶順時針轉(zhuǎn)動時，物塊受到的摩擦力方向沿傳送帶向上C．如果傳送帶不運(yùn)動，物塊可能不受摩擦力作用D．無論傳送帶怎樣運(yùn)動，物塊受到的摩擦力方向都沿傳送帶向上答案B解析當(dāng)傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動時，物塊相對于傳送帶向上滑動，則物塊受到的摩擦力方向沿傳送帶向下，故A、D錯誤；當(dāng)傳送帶順時針轉(zhuǎn)動時，物塊相對于傳送帶向下滑動，物塊受到的摩擦力方向沿傳送帶向上，故B正確；如果傳送帶不運(yùn)動，物塊相對于傳送帶有向下滑動的趨勢，物塊受到的摩擦力方向沿傳送帶向上，故C錯誤。2.(多選)為了測定木塊和豎直墻壁之間的動摩擦因數(shù)，某同學(xué)設(shè)計了一個實驗：用一根彈簧將木塊壓在墻上，同時在木塊下方有一個拉力F2作用，使木塊恰好勻速向下運(yùn)動(彈簧隨木塊一起向下運(yùn)動)，如圖所示?，F(xiàn)分別測出了彈簧的彈力F1、拉力F2和木塊的重力G，則以下結(jié)論正確的是()A．木塊受到豎直向下的滑動摩擦力B．木塊所受的滑動摩擦力阻礙木塊下滑C．木塊與墻壁之間的動摩擦因數(shù)為eq\f(F2,F1)D．木塊與墻壁之間的動摩擦因數(shù)為eq\f(F2＋G,F1)答案BD解析木塊相對于豎直墻壁下滑，受到豎直向上的滑動摩擦力，阻礙木塊下滑，A錯誤，B正確。木塊受力分析如圖所示，由平衡條件可得：FN＝F1，F(xiàn)f＝G＋F2，又Ff＝μFN，以上三式聯(lián)立解得：μ＝eq\f(G＋F2,F1)，故C錯誤，D正確。3.如圖所示，小明同學(xué)用手握住一只圓柱形水杯，杯身豎直，處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)緩慢向杯中倒水(水未溢出)，杯子始終保持靜止，下列關(guān)于緩慢倒水過程的說法正確的是()A．手握水杯的握力一定增大B．水杯對手的摩擦力可能減小C．水杯對手的摩擦力可能不變D．水杯對手的摩擦力一定增大答案D解析對杯子受力分析，豎直方向上受到的摩擦力和重力平衡，當(dāng)杯子中的水增加時，重力變大，杯子與手未出現(xiàn)相對滑動，則杯子受到的靜摩擦力變大，根據(jù)牛頓第三定律可知，杯子對手的摩擦力一定增加，但是手握杯子的握力不一定增大，選項A、B、C錯誤，D正確。4.將一張A4紙(質(zhì)量可忽略不計)夾在物理習(xí)題冊內(nèi)，放在水平桌面上，A4紙上方書頁總質(zhì)量為0.3kg，A4紙下方書頁總質(zhì)量為0.5kg，A4紙與書頁之間、書與桌面之間的動摩擦因數(shù)均為0.4，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，要把A4紙從書中拉出，拉力至少應(yīng)為(取g＝10m/s2)()A．4N B．5.6NC．2.4N D．3.2N答案C解析A4紙與書上下兩個接觸面都有滑動摩擦力，動摩擦因數(shù)相同，且正壓力均等于上方書頁總重力。FN＝m上g＝3N，則有：Ff＝2μFN＝2×0.4×3N＝2.4N。桌面與書的最大靜摩擦力Ff′＝μ(0.3kg＋0.5kg)g＝3.2N>Ff，拉出A4紙時，書未動，故最小拉力F＝2.4N，故C正確。5.(2024·廣東北江實驗中學(xué)月考)如圖所示，物塊放在傾斜的木板上，木板的傾角α分別為30°和45°時物塊所受摩擦力的大小恰好相同，則物塊和木板間的動摩擦因數(shù)為()A.eq\f(1,2)B.eq\f(\r(3),2)C.eq\f(\r(2),2)D.eq\f(\r(5),2)答案C解析由題意經(jīng)分析可以判斷出，當(dāng)傾角α＝30°時，物塊受到的摩擦力是靜摩擦力，大小為Ff1＝mgsin30°；當(dāng)α＝45°時，物塊受到的摩擦力為滑動摩擦力，大小為Ff2＝μFN＝μmgcos45°，由Ff1＝Ff2得μ＝eq\f(\r(2),2)，選項C正確。6．(2023·廣東惠州市模擬)如圖所示，用輕彈簧連接的兩相同滑塊甲、乙置于粗糙的水平桌面上，甲滑塊通過繞過光滑定滑輪的輕繩a懸掛質(zhì)量為m的重物，乙滑塊通過繞過光滑定滑輪的輕繩b懸掛質(zhì)量為2m的重物，滑塊甲、乙均靜止，彈簧處于伸長狀態(tài)。已知彈簧彈力的大小F滿足mg≤F≤2mg，重力加速度大小為g。下列說法正確的是()A．甲、乙兩滑塊受到的摩擦力一定不相同B．乙滑塊受到的摩擦力一定大于甲滑塊受到的摩擦力C．若突然將b繩剪斷，則剪斷瞬間乙滑塊受到的摩擦力大小可能不變D．若突然將b繩剪斷，則剪斷瞬間甲滑塊受到的摩擦力可能變大答案C解析當(dāng)彈簧彈力滿足mg<F<2mg時，甲和乙受摩擦力方向均向左，由2mg＝F＋Ff乙，mg＋Ff甲＝F，則可以取Ff甲＝Ff乙＝eq\f(1,2)mg，F(xiàn)＝eq\f(3,2)mg，A、B錯誤；剪斷b繩之前，若F＝mg，則此時乙受靜摩擦力大小為mg，方向向左，突然將b繩剪斷，則摩擦力方向變?yōu)橄蛴?，大小等于彈簧彈力mg，C正確；突然將b繩剪斷，彈簧彈力不突變，甲物體的受力狀態(tài)不變，受到的摩擦力不變，D錯誤。7．(多選)某同學(xué)利用如圖所示的裝置研究摩擦力的變化情況。水平光滑的實驗臺上固定著一個力傳感器，力傳感器與一質(zhì)量為3.5kg的物塊用輕繩連接，物塊放置在粗糙的長木板上。水平向左拉長木板，傳感器記錄的F－t圖像如圖乙所示。重力加速度g取10m/s2，下列說法正確的是()A．當(dāng)長木板相對物塊滑動后，可以向左做勻加速直線運(yùn)動B．向左拉長木板的力的大小與時間的關(guān)系圖線和圖乙中的曲線一定相同C．物塊受到的滑動摩擦力大小約為10ND．物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)約為0.2答案AD解析長木板相對物塊滑動后，受到的摩擦力大小不變，若拉力不變且大于滑動摩擦力，則長木板做勻加速直線運(yùn)動，故A正確；長木板相對物塊滑動前，拉力隨時間的變化關(guān)系和題圖乙相同，但相對滑動后，拉力的大小與物塊受到的摩擦力大小無關(guān)，故B錯誤；由題圖乙可知，物塊受到的最大靜摩擦力約為10N，滑動摩擦力約為7N，故C錯誤；由Ff＝μFN，F(xiàn)N＝mg可知物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)約為0.2，故D正確。8．如圖甲所示，質(zhì)量為0.4kg的物塊在水平力F作用下由靜止釋放，物塊與墻面間的動摩擦因數(shù)為0.4，力F隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g＝10m/s2。下列圖像中，能正確反映物塊所受摩擦力大小與時間(Ff－t)變化關(guān)系的是()答案C解析物塊水平方向受力平衡，F(xiàn)＝FN＝5t，滑動摩擦力方向豎直向上，F(xiàn)f＝μFN＝0.4×5t＝2t。所以Ff－t圖像是過原點的傾斜直線，斜率k＝2，當(dāng)物塊靜止時，物塊受到靜摩擦力作用Ff＝m