2024屆一輪復(fù)習新人教版 第二章第2講　摩擦力 學案

第2講摩擦力一、靜摩擦力與滑動摩擦力對比項目靜摩擦力滑動摩擦力定義相互接觸的兩個物體之間只有相對運動的趨勢,而沒有相對運動時的摩擦力兩個相互接觸的物體,當它們相對滑動時,在接觸面上產(chǎn)生的一種阻礙相對運動的力產(chǎn)生條件(1)接觸面粗糙。(2)接觸處有彈力。(3)兩物體間有相對運動趨勢(1)接觸面粗糙。(2)接觸處有彈力。(3)兩物體間有相對運動大小0<F≤FmaxFf=μFN,其中μ為動摩擦因數(shù)方向總是跟接觸面平行,與相對運動趨勢的方向相反總是跟接觸面平行,與相對運動的方向相反二、動摩擦因數(shù)1.定義:彼此接觸的物體發(fā)生相對運動時,摩擦力的大小和壓力的比值,μ=Ff2.決定因素:與接觸面的材料和粗糙程度有關(guān)。三、彈力與摩擦力的關(guān)系若兩物體間有摩擦力,兩物體間一定有彈力;若兩物體間有彈力,兩物體間不一定有摩擦力。(均選填“一定有”或“不一定有”)[教材情境](魯科版必修第一冊第84頁“摩擦力的調(diào)控”)在生產(chǎn)生活中,我們有時需要盡可能加大摩擦力,有時又希望把摩擦力減到最小,掌握了摩擦力的有關(guān)規(guī)律,就可根據(jù)需要找到調(diào)控摩擦力的方法。我們需要增大摩擦力時,可采用加大壓力的方法或選用動摩擦因數(shù)更大的材料等;我們需要減小摩擦力時,則可采用相反的方法。例如,為了打開密封的瓶裝罐頭蓋子,人們發(fā)明了可增大摩擦力的開瓶器(圖甲);在冰壺比賽中,為了讓冰壺能夠在賽道上按照期望的方式滑動,運動員就要反復(fù)刷冰以減小摩擦力(圖乙)。1.正誤辨析(1)開瓶器開瓶過程中,瓶蓋受兩個摩擦力。(√)(2)冰壺受到的滑動摩擦力阻礙冰壺的運動。(√)(3)刷冰減小了冰壺與地面間的動摩擦因數(shù),冰壺受到的滑動摩擦力減小。(√)(4)摩擦力總是與彈力同時產(chǎn)生,同時消失。(×)2.(多選)開瓶器在轉(zhuǎn)動瓶蓋的過程中,關(guān)于瓶蓋受到的摩擦力,下列說法正確的是(ACD)A.握開瓶器的手握得越緊瓶蓋受到的滑動摩擦力越大B.瓶蓋受的摩擦力都是阻力C.瓶蓋受靜摩擦力的方向與瓶蓋的轉(zhuǎn)動方向相同D.瓶蓋受滑動摩擦力的方向與瓶蓋的轉(zhuǎn)動方向相反解析:瓶蓋受到瓶子的滑動摩擦力,大小與壓力大小成正比,手握得越緊瓶蓋對瓶子的壓力越大,瓶蓋受到的滑動摩擦力越大,故A正確;瓶蓋受到開瓶器的靜摩擦力與瓶蓋的轉(zhuǎn)動方向相同,是動力,瓶蓋受滑動摩擦力的方向與瓶蓋的轉(zhuǎn)動方向相反,是阻力,故B錯誤,C、D正確?？键c一摩擦力的有無及方向的判斷1.明確三個方向名稱釋義運動方向一般指物體相對地面(以地面為參考系)的運動方向相對運動方向指以其中一個物體為參考系,另一個物體相對參考系的運動方向相對運動趨勢方向能發(fā)生卻沒有發(fā)生的相對運動的方向,導致兩物體間存在靜摩擦力2.摩擦力的有無及方向的判斷方法(1)條件法:根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件判斷。(2)假設(shè)法。(3)狀態(tài)法:先判斷物體的運動狀態(tài),再根據(jù)平衡條件、牛頓第二定律,通過受力分析判斷靜摩擦力的有無及方向。(4)牛頓第三定律法:先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向,再根據(jù)“力的相互性”確定另一物體受到的靜摩擦力方向。[例1][摩擦力有無和方向的判斷——條件法、狀態(tài)法]關(guān)于摩擦力,下列說法正確的是(B)A.瓶子靜止在粗糙的水平桌面上時,一定受到水平方向的靜摩擦力作用B.瓶子靜止在傾斜的桌面上時,一定受到沿斜面向上的靜摩擦力的作用C.瓶子被握在手中且瓶口朝上做勻速直線運動時,瓶子可能受到豎直向下的滑動摩擦力作用D.瓶子被握在手中,突然松手,瓶子自由下落,離手之前瓶子受到滑動摩擦力解析:瓶子靜止在粗糙的水平桌面上,瓶子相對于水平桌面無運動和運動趨勢,所以無摩擦力,故A錯誤;瓶子靜止在傾斜的桌面上,由于自身的重力,瓶子有沿斜面向下的運動趨勢,所以瓶子受到沿斜面向上的靜摩擦力,故B正確;瓶子被握在手中,瓶口朝上做勻速直線運動時,瓶子與手相對靜止,瓶子受向下的重力,相對于手有向下的運動趨勢,瓶子受到的靜摩擦力向上,故C錯誤;突然松手,瓶子自由下落,離手之前手對瓶子沒有壓力,所以瓶子不受摩擦力,故D錯誤。(1)瓶子壓著一張紙條,扶住瓶子把紙條抽出,瓶子受到的摩擦力方向與紙條的運動方向相同還是相反?(2)瓶子被握在手中且瓶口朝上,斜向左上方勻速直線運動時,瓶子所受靜摩擦力沿什么方向?大小為多少?(3)瓶子被握在手中且瓶口朝上,斜向右上方勻加速運動時,瓶子所受靜摩擦力沿什么方向?提示:(1)瓶子相對于紙條的運動方向與紙條的運動方向相反,故瓶子受到的摩擦力方向與紙條的運動方向相同。(2)斜向左上方勻速直線運動時,瓶子與手相對靜止,瓶子受向下的重力,相對于手有向下的運動趨勢,瓶子受到的靜摩擦力豎直向上,根據(jù)二力平衡可知,靜摩擦力大小等于瓶子的重力大小。(3)斜向右上方勻加速直線運動時,瓶子與手相對靜止,瓶子受向下的重力,相對于手有向下的運動趨勢,瓶子受到的靜摩擦力仍向上。[例2][摩擦力方向的判斷——狀態(tài)法、假設(shè)法、牛頓第三定律法](2022·安徽黃山模擬)(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,如圖所示。則在向右行筆的過程中(BD)A.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解析:白紙和鎮(zhèn)紙始終處于靜止狀態(tài),假設(shè)鎮(zhèn)紙受水平方向的靜摩擦力作用,鎮(zhèn)紙將不能保持靜止狀態(tài),故鎮(zhèn)紙不受摩擦力,鎮(zhèn)紙的作用是增大白紙與桌面之間的彈力與最大靜摩擦力,故A錯誤;在書寫的過程中,毛筆相對紙面向右運動,受到向左的滑動摩擦力,故B正確;白紙與鎮(zhèn)紙之間沒有摩擦力,白紙始終處于靜止狀態(tài),則白紙在水平方向受到毛筆對白紙向右的滑動摩擦力以及桌面對白紙向左的靜摩擦力,故C錯誤;根據(jù)牛頓第三定律,白紙對桌面的摩擦力向右,故D正確。(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。即摩擦力可以作為阻力使物體減速,也可以作為動力使物體加速。(3)受靜摩擦力作用的物體不一定靜止,但一定與靜摩擦力的施力物體保持相對靜止。考點二摩擦力的分析與計算1.判斷摩擦力的性質(zhì)分析物體的狀態(tài),分清是靜摩擦力還是滑動摩擦力。2.滑動摩擦力的大小計算(1)公式法:若μ已知,可以用公式Ff=μFN計算,公式中的FN并不總是等于物體受到的重力。(2)狀態(tài)法:若μ未知,可結(jié)合物體的運動狀態(tài)和其他受力情況,利用平衡條件或牛頓第二定律列方程求解。3.靜摩擦力的分析與大小計算(1)靜摩擦力是被動力,其大小隨狀態(tài)而變,介于0～Fmax之間。(2)靜摩擦力大小可利用平衡條件或牛頓第二定律列方程計算。(3)靜摩擦力的大小與壓力無關(guān),僅與外部條件有關(guān)。最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力,一般情況下,為分析問題方便,可認為二者相等,故最大靜摩擦力的大小與正壓力有關(guān)且成正比。4.注意摩擦力的大小與物體速度的大小、接觸面積的大小無關(guān)。[例3][應(yīng)用平衡條件和公式計算摩擦力](2022·湖南衡陽一模)如圖所示,物體b疊放在物體a上,a、b的質(zhì)量均為m,且上、下表面均與斜面平行,它們以共同速度沿傾角為θ的固定斜面c勻速下滑,則(D)A.a、b間沒有靜摩擦力B.a受到b的靜摩擦力方向沿斜面向上C.a受到斜面的滑動摩擦力大小為mgsinθD.a與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=tanθ解析:對物體b受力分析可知,b一定受重力、支持力,將重力分解,可知重力有沿斜面向下的分力,b能勻速下滑,受力一定平衡,故a對b應(yīng)有沿斜面向上的靜摩擦力;根據(jù)力的相互作用規(guī)律可知,a受到b的靜摩擦力應(yīng)沿斜面向下,故A、B錯誤;對a、b整體分析,并將整體受的重力分解,可知沿斜面方向,重力的分力與摩擦力等大反向,故a受的滑動摩擦力沿斜面向上,大小為2mgsinθ,且有2mgsinθ=μ·2mgcosθ,解得μ=tanθ,故C錯誤,D正確。計算摩擦力大小的思維流程[例4][應(yīng)用牛頓第二定律計算摩擦力](2023·重慶北碚區(qū)模擬)如圖所示,質(zhì)量為10kg的物體拴在一個被水平拉伸的彈簧一端,彈簧的拉力為5N時,物體處于靜止狀態(tài)。若小車以1m/s2的加速度向右運動,則(g取10m/s2)(C)A.物體相對小車向右運動B.物體受到的摩擦力減小C.物體受到的摩擦力大小不變D.物體受到的彈簧拉力增大解析:由題意得物體與小車的上表面間的最大靜摩擦力Fmax≥5N,小車向右做勻加速運動,對物體受力分析,可得F合=ma=10N,可知此時小車對物體的摩擦力大小為5N,方向變?yōu)橄蛴?且為靜摩擦力,所以物體相對小車仍然靜止,所受彈簧拉力的大小不變,故A、D錯誤;物體受到的摩擦力大小不變,仍為5N,故B錯誤,C正確?？键c三摩擦力的突變問題當物體的受力情況發(fā)生變化時,摩擦力的大小和方向往往會發(fā)生變化,有可能導致靜摩擦力和滑動摩擦力之間的相互轉(zhuǎn)化。常見的摩擦力突變模型如下:分類案例圖示“靜靜”突變在水平力F作用下物體靜止于斜面上,F突然增大時物體仍靜止,則物體所受靜摩擦力的大小或方向?qū)ⅰ巴蛔儭薄办o動”突變物體放在粗糙水平面上,作用在物體上的水平力F從零逐漸增大,當物體開始滑動時,物體受水平面的摩擦力由靜摩擦力“突變”為滑動摩擦力“動靜”突變滑塊以v0沖上斜面做減速運動,當?shù)竭_某位置時速度減為零,而后靜止在斜面上,滑塊受到的滑動摩擦力“突變”為靜摩擦力“動動”突變水平傳送帶的速度v1大于滑塊的速度v2,滑塊受滑動摩擦力的方向水平向右,當傳送帶突然被卡住時,滑塊受到的滑動摩擦力方向“突變”為向左[例5][“靜靜”突變](2022·內(nèi)蒙古赤峰一模)(多選)如圖甲所示,兩物體A、B疊放在光滑的水平面上,對物體A施加一水平變力F,F-t關(guān)系圖像如圖乙所示。兩物體在力F作用下由靜止開始運動,且始終相對靜止,規(guī)定水平向右為正方向,則(AD)A.兩物體一直向右做直線運動B.兩物體沿直線做往復(fù)運動C.在2～3s時間內(nèi)兩物體間的摩擦力逐漸減小D.物體B所受摩擦力的方向始終與力F的方向相同解析:在0～2s內(nèi)兩物體向右做加速運動,加速度先增大后減小;2～4s內(nèi)加速度反向,兩物體做減速運動,因為兩段時間內(nèi)受力是對稱的,所以4s末速度變?yōu)榱?在0～4s內(nèi)兩物體一直向右運動,然后以此為周期重復(fù)以前的運動,A正確,B錯誤。在2～3s內(nèi),F逐漸增大,兩物體加速度逐漸增大,隔離對物體B分析,B所受的合力逐漸增大,即B所受的摩擦力逐漸增大,C錯誤;對整體分析,兩物體的加速度與F的方向相同,物體B所受的合力為摩擦力,故摩擦力的方向與加速度方向相同,即與F的方向相同,D正確。[例6][“靜動”突變](多選)在探究摩擦力變化的規(guī)律的實驗中,設(shè)計了如圖甲所示的演示裝置,將力傳感器A固定在光滑水平桌面上,測力端通過細繩與一滑塊相連(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定滑輪系一只空沙桶(輕繩水平),整個裝置處于靜止狀態(tài)。實驗開始時打開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像如圖乙所示,則結(jié)合該圖像,下列說法正確的是(ABC)A.可求出空沙桶受到的重力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)解析:t=0時刻,力傳感器顯示拉力為2N,則滑塊受到的摩擦力為靜摩擦力,大小為2N,由力的相互性可知車受到滑塊的摩擦力為2N,由車與空沙桶受力平衡可知,空沙桶受到的重力也等于2N,A項正確;t=50s時摩擦力達到最大值,即滑塊與小車間的最大靜摩擦力為3.5N,同時小車開始運動,說明帶有沙的沙桶重力等于3.5N,此時摩擦力立即變?yōu)榛瑒幽Σ亮?最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力,故摩擦力突變?yōu)?N的滑動摩擦力,B、C項正確;此后由于沙和沙桶受到的重力3.5N大于滑動摩擦力3N,故第50s后小車將加速運動,D項錯誤。[例7][“動靜”突變](2022·吉林長春二模)如圖所示,質(zhì)量為1kg的物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,從t=0時刻開始以初速度v0沿水平地面向右滑行,同時受到一個水平向左的恒力F=1N的作用,取向右為正方向,該物體受到的摩擦力Ff隨時間變化的圖像是下列圖中的(g取10m/s2)(A)解析:開始物體受到水平向左的滑動摩擦力Ff=μmg=0.2×1×10N=2N,物體速度減為0后,F<Ff,所以物體受到水平向右的靜摩擦力Ff′=F=1N,故選A。[例8][“動動”突變](2022·河南鄭州一模)如圖所示,足夠長的傳送帶與水平面間夾角為θ,以速度v0逆時針勻速轉(zhuǎn)動。在傳送帶的上端輕輕放置一個質(zhì)量為m的小木塊,小木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ<tanθ,則下面四個圖中能客觀地反映小木塊的速度隨時間變化關(guān)系的是(D)解析:小木塊從靜止開始運動,相對傳送帶斜向上運動,則所受滑動摩擦力方向沿傳送帶向下,木塊做勻加速直線運動;當木塊速度與傳送帶速度相等時,由于μ<tanθ,木塊繼續(xù)加速,則木塊相對傳送帶斜向下運動,滑動摩擦力方向沿傳送帶向上,可知木塊繼續(xù)做勻加速直線運動,但加速度變小,所以D正確。摩擦力的突變問題,無論怎樣變化,其根本就是靜摩擦力和滑動摩擦力大小或方向的變化分析問題,解題時應(yīng)注意以下三點:(1)題目中出現(xiàn)“最大”“最小”和“剛好”等關(guān)鍵詞時,一般隱藏著臨界問題,有時臨界問題中并不含上述常見的“臨界術(shù)語”,但審題時發(fā)現(xiàn)某個物理量在變化過程中會發(fā)生突變,則該物理量突變時物體所處的狀態(tài)即為臨界狀態(tài)。(2)靜摩擦力是被動力,其存在及大小、方向取決于物體間的相對運動趨勢,而且靜摩擦力存在最大值。存在靜摩擦力的連接系統(tǒng),相對滑動與相對靜止的臨界條件是靜摩擦力達到最大值。(3)研究傳送帶問題時,物體和傳送帶的速度相等的時刻往往是摩擦力的大小、方向和運動性質(zhì)改變的臨界點?？键c四動摩擦因數(shù)的測定方法原理利用彈簧測力計借助動態(tài)平衡法測定動摩擦因數(shù)如圖所示,使金屬板靜止在水平桌面上,用手通過彈簧測力計向右拉鐵塊P,使鐵塊P向右做勻速直線運動,讀出此時彈簧測力計的讀數(shù)F,再用彈簧測力計測出鐵塊P的重力,由平衡條件可知,FN=GP,且Ff=μFN=F,所以μ=F利用砝碼和彈簧測力計借助動態(tài)平衡法測量滑動摩擦力和動摩擦因數(shù)如圖所示,向砝碼盤C內(nèi)加減砝碼,輕推鐵塊P,使其恰能在水平木板B上向左勻速滑動,鐵塊P處于平衡狀態(tài)。用彈簧測力計測出P和C的重力GP和GC,則P所受的滑動摩擦力Ff=GC,可求出P、B間的動摩擦因數(shù)μ=G利用彈簧測力計測木板A和木塊B之間的動摩擦因數(shù)實驗裝置如圖所示,在水平拉力F作用下,只要使木板A相對木塊B滑動,就可由彈簧測力計的讀數(shù)得到A、B間的動摩擦力Ff,再用彈簧測力計測出木塊B受到的重力GB,根據(jù)豎直方向上二力平衡知B受A的支持力與B受到的重力GB大小相等、方向相反,所以可由公式μ=FfFN說明:方案三相比于方案一、二的優(yōu)點在于拉動木板A做勻速直線運動或變速直線運動都可以,只要木板A相對于上面的木塊B滑動,則木塊B就在木板A水平向右的滑動摩擦力和水平向左的彈簧測力計的拉力的作用下處于平衡狀態(tài)。[例9][利用力傳感器借助動態(tài)平衡法測定動摩擦因數(shù)]在研究摩擦力特點的實驗中,將物塊放在足夠長的固定的水平板上,如圖所示。用力沿水平方向拉物塊,拉力從0開始逐漸增大,分別用力傳感器采集拉力和物塊所受到的摩擦力,并用計算機繪制出摩擦力Ff隨拉力F變化的圖像,如圖所示。已知物塊質(zhì)量為1kg。(g取10m/s2)已知幾種材料間動摩擦因數(shù)如下表:材料鋼—鋼木—木木—金屬動摩擦因數(shù)0.250.300.20材料皮革—鑄鐵鋼—冰木—冰動摩擦因數(shù)0.280.020.03則兩接觸面的材料可能是(B)A.鋼—鋼 B.木—木C.木—金屬 D.木—冰解析:根據(jù)題圖乙可知物塊所受滑動摩擦力Ff=3N,物塊對水平板的壓力FN=mg=10N,根據(jù)滑動摩擦力公式Ff=μFN,有μ=FfFN[例10][利用彈簧測力計測動摩擦因數(shù)]某同學在做“測定木板與木塊間動摩擦因數(shù)”的實驗時,設(shè)計了兩種實驗方案。方案一:木板固定,用彈簧測力計拉動木塊,如圖甲所示。方案二:用彈簧測力計鉤住木塊,用力拉動木板,如圖乙所示。除了實驗必需的彈簧測力計、木塊、木板、細線外,該同學還準備了若干重力均為2.00N的砝碼。(1)上述兩種方案中,更合理的方案是,理由是。

(2)該同學在木塊上加放砝碼,改變木塊對木板的壓力,記錄了5組實驗數(shù)據(jù),如下表所示。實驗次數(shù)12345砝碼/個01234砝碼對木塊壓力/N02.004.006.008.00測力計讀數(shù)/N1.502.002.502.903.50請根據(jù)上述數(shù)據(jù)在坐標紙上(圖丙)作出摩擦力Ff和砝碼對木塊的壓力F的關(guān)系圖像(以F為橫坐標),并分析圖像不過原點的原因是。則木塊間的動摩擦因數(shù)為。

解析:(1)方案一中對摩擦力的測量是采用“間接法”進行的,只有當彈簧測力計拉動木塊勻速直線運動時,拉力與摩擦力才是一對平衡力,它們大小相等。方案二中,拉動木板時,木塊受到向左的摩擦力,由于木塊相對地面靜止,則摩擦力與彈簧測力計的拉力是一對平衡力。題圖乙中固定彈簧測力計,拉動木板做相對運動,更容易控制拉動的速度,使示數(shù)更穩(wěn)定,測量更準確。方案二更合理。(2)采用描點法畫出的圖像如圖所示。當砝碼對木塊的壓力F=0時,摩擦力Ff≠0,所以圖像不過原點的原因是壓力中漏掉了木塊受的重力。由題意可知,圖像的斜率k=μ=ΔF答案:(1)方案二圖乙中固定彈簧測力計,拉動木板做相對運動,更容易控制拉動的速度,使示數(shù)更穩(wěn)定,測量更準確(2)圖見解析壓力F中漏掉了木塊受的重力0.251.(2022·廣東興寧階段檢測)關(guān)于摩擦力,下列說法正確的是(C)A.受靜摩擦力作用的物體一定靜止B.物體受到摩擦力作用時,不一定受到彈力作用C.滑動摩擦力和靜摩擦力都可以充當動力D.手中的瓶子握得越緊越不容易滑落,是因為靜摩擦力增大解析:受靜摩擦力作用的物體與接觸的物體有相對運動趨勢,但不一定靜止,故A錯誤;產(chǎn)生摩擦力的條件是①有彈力,②接觸面粗糙,③有相對運動或相對運動趨勢,可見有摩擦力時一定受到彈力作用,故B錯誤;滑動摩擦力和靜摩擦力都可以與運動方向相同,故都可以充當動力,故C正確;手中的瓶子握得越緊越不容易滑落,是因為最大靜摩擦力變大了,而摩擦力與重力平衡,即靜摩擦力沒變,故D錯誤。2.(2022·江西上饒月考)一木塊放在水平桌面上,在水平方向共受到三個力,即F1、F2和摩擦力的作用,木塊處于靜止狀態(tài),如圖所示,其中F1=10N,F2=2N。若撤去F1,則木塊受到的摩擦力為(C)A.10N,方向向左 B.6N,方向向右C.2N,方向向右 D.0解析:當木塊受F1、F2及摩擦力的作用而處于平衡狀態(tài)時,由平衡條件可知木塊所受的摩擦力的大小為8N,可知最大靜摩擦力Ffmax≥8N。當撤去力F1后,F2=2N<Ffmax,木塊仍處于靜止狀態(tài),由平衡條件可知木塊所受的靜摩擦力大小和方向發(fā)生突變,且與作用在木塊上的F2等大反向,故選C。3.如圖所示,甲、乙兩物塊疊放在一起,乙受到一水平向左的作用力F,甲、乙在粗糙的水平地面上保持相對靜止地向右做直線運動。在向右運動的過程中,下列關(guān)于甲、乙所受到的摩擦力的說法正確的是(C)A.甲受到水平向右的摩擦力B.甲可能不受摩擦力作用C.乙受到地面水平向左的摩擦力D.乙可能不受地面的摩擦力作用解析:先對整體受力分析,根據(jù)相對地面的運動方向可知地面對乙的摩擦力方向水平向左;根據(jù)合外力方向判斷整體的加速度方向水平向左,隔離甲受力分析可知,乙對甲的摩擦力方向水平向左,故選C。4.(2022·江蘇鎮(zhèn)江二模)(多選)大型商場或者大型超市為了方便顧客上下樓,都會安裝自動扶梯。某同學經(jīng)過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)自動扶梯分為兩大類,一種無臺階,另一種有臺階,兩種自動扶梯分別如圖所示。此外,該同學還發(fā)現(xiàn),為了節(jié)約能源,在沒有乘客乘行時,這兩種自動扶梯都以較小的速度勻速運行,當有乘客乘行時,自動扶梯經(jīng)過先加速再勻速兩個階段運行。則自動扶梯在勻速運送乘客上樓的過程中(AC)A.圖甲所示的無臺階自動扶梯中,乘客受到摩擦力作用B.圖乙所示的有臺階自動扶梯中,乘客受到摩擦力作用C.圖甲所示的無臺階自動扶梯中,乘客對扶梯的作用力方向豎直向下D.圖乙所示的有臺階自動扶梯中,乘客對扶梯的作用力方向豎直向下解析:乘客在無臺階的扶梯上運動時,在勻速階段,乘客的加速度為零,受重力、支持力、摩擦力作用,扶梯對乘客的作用力豎直向上,由牛頓第三定律可知,乘客對扶梯的作用力豎直向下,對有臺階的扶梯,在扶梯勻速上升階段,乘客不受摩擦力作用,綜上所述,A、C正確,B、D錯誤。5.(2022·湖北黃岡質(zhì)檢)如圖所示是汽車45°極限爬坡時的照片,汽車緩慢逐步沿斜坡攀爬,斜坡的傾角逐漸增大至45°。下列關(guān)于汽車這一爬坡過程的說法正確的是(C)A.斜坡的傾角越大,汽車對坡面的壓力也越大B.汽車受到沿坡面向下、大小不斷減小的滑動摩擦力作用C.汽車受到沿坡面向上、大小不斷增大的靜摩擦力作用D.若汽車能順利爬坡,則輪胎與坡面間的最大靜摩擦力至少為車重的大小解析:坡面上的汽車受到重力、坡面的支持力與摩擦力作用,設(shè)斜坡的傾角為θ,則其中支持力FN=Gcosθ,斜坡的傾角增大,則汽車受到的支持力減小,根據(jù)牛頓第三定律可知,斜坡的傾角增大,則汽車對坡面的壓力減小,故A錯誤;汽車受到的摩擦力Ff=Gsinθ,方向沿坡面向上,當θ增大時,汽車受到的摩擦力增大,故B錯誤,C正確;要使汽車不打滑,則θ=45°時靜摩擦力達到最大,為22G,可知若汽車能順利爬坡,則輪胎與坡面間的最大靜摩擦力大小至少為26.(2023·廣東茂名階段檢測)“葉問蹲”是詠春拳的一個基礎(chǔ)動作,在單腿下蹲時,另一條腿伸直并保持與地面平行,虛放地面,如圖所示,該動作對大腿肌肉力量、身體柔韌性以及腳踝的力量要求較高,保持這個姿態(tài)的時長是衡量鍛煉水平的標準。若某人在水平地面上保持“葉問蹲”姿勢不動,則下列說法正確的是(A)A.該人受到地面豎直向上的支持力B.該人受到水平向前的摩擦力C.該人受到水平向后的摩擦力D.該人對地面的壓力大于地面對該人的支持力解析:人在豎直方向受力平衡,受到水平地面豎直向上的支持力和豎直向下的重力,A正確;以題圖所示的姿勢蹲在水平地面上,人在水平方向無運動的趨勢,則地面對人無摩擦力,B、C錯誤;人對地面的壓力與地面對人的支持力是一對作用力與反作用力,大小相等,D錯誤。7.(2022·陜西西安月考)(多選)某同學利用圖甲所示裝置研究摩擦力的變化情況。實驗臺上固定一個力傳感器,傳感器用輕繩拉住物塊,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Ft圖像如圖乙所示。下列說法正確的是(BC)A.實驗中必須讓長木板保持勻速運動B.圖乙中曲線可以反映摩擦力隨時間的變化曲線C.最大靜摩擦力與滑動摩擦力之比約為10∶7D.只用圖乙中數(shù)據(jù)可得出物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)解析:物塊一直處于靜止狀態(tài),則水平方向上向左的摩擦力一直與向右的輕繩的拉力平衡,所以不需要讓木板保持勻速運動,故A錯誤;圖乙是輕繩拉力隨時間的變化曲線,也可以反映摩擦力隨時間變化的關(guān)系,故B正確;由圖乙可知輕繩的拉力先增大后減小,最后趨于不變,故物塊先受靜摩擦力后受滑動摩擦力,最大靜摩擦力約為10N,滑動摩擦力約為7N,故最大靜摩擦力與滑動摩擦力之比約為10∶7,C正確;根據(jù)Ff=μFN和FN=mg,由于不知道物塊受到的重力,故無法求物塊與長木板間的動摩擦因數(shù),D錯誤。8.(2022·天津河西區(qū)一模)如圖所示,斜面固定在地面上,傾角為θ=37°。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t變化的圖像是(取初速度v0的方向為正方向,g取10m/s2,取sin37°=0.6,cos37°=0.8)(B)解析:滑塊上滑過程中受滑動摩擦力,由Ff=μFN和FN=mgcosθ,得Ff=6.4N,方向沿斜面向下。當滑塊的速度減為零后,由于重力沿斜面向下的分力mgsinθ<μmgcosθ,滑塊將靜止,滑塊受到的摩擦力為靜摩擦力,由平衡條件得Ff=mgsinθ,代入可得Ff=6N,方向沿斜面向上,故B正確。9.(多選)有一種圓珠筆,內(nèi)部有一根小彈簧。如圖所示,當筆桿豎直放置時,在圓珠筆尾部的按鈕上放一個100g的砝碼,砝碼靜止時,彈簧壓縮量為2mm?，F(xiàn)用這支圓珠筆水平推一本放在水平桌面上質(zhì)量為900g的書,當按鈕壓縮量為3.6mm(未超過彈簧的彈性限度)時,這本書恰好勻速運動。下列說法正確的是(g取10m/s2)(AD)A.筆內(nèi)小彈簧的勁度系數(shù)是500N/mB.筆內(nèi)小彈簧的勁度系數(shù)是50N/mC.書與桌面間的動摩擦因數(shù)是0.02D.書與桌面間的動摩擦因數(shù)是0.2解析:由于砝碼處于靜止狀態(tài),則kΔx=mg,所以有k=mgΔx=500N/m,A正確,B錯誤;要使書恰好能勻速運動,則水平方向上有kΔx′=μm10.如圖所示,水平傳送帶上放一物塊,當傳送帶向右以速度v勻速運動時,物塊在輕彈簧水平拉力的作用下處于靜止狀態(tài),此時彈簧的伸長量為Δx?，F(xiàn)令傳送帶向右加速到2v,這時彈簧的伸長量為Δx′。則以下關(guān)于前、后彈簧伸長量的說法,正確的是(D)A.彈簧伸長量將減小,即Δx′<ΔxB.彈簧伸長量將增加,即Δx′>ΔxC.彈簧伸長量在傳送帶向右加速時將有所變化,最終Δx′=ΔxD.彈簧伸長量在整個過程中始終保持不變,即始