備考2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)講義第二章相互作用第2講摩擦力牛頓第三定律考點2摩擦力的突變模型

考點2摩擦力的突變模型分類靜—靜“突變”靜—動“突變”動—靜“突變”動—動“突變”案例說明物體在摩擦力和其他力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)作用在物體上的其他力發(fā)生突變時，物體仍能保持靜止?fàn)顟B(tài)，物體受到的靜摩擦力的大小或方向發(fā)生了“突變”物體在摩擦力和其他力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)其他力變更時，若物體不能保持靜止?fàn)顟B(tài)，則物體受到的靜摩擦力將“突變”為滑動摩擦力在摩擦力和其他力作用下，做減速運動的物體突然停止滑動時，物體將不受摩擦力作用或滑動摩擦力“突變”為靜摩擦力某物體相對于另一物體滑動的過程中，若突然相對運動方向變更了，則滑動摩擦力方向?qū)l(fā)生“突變”案例圖示在水平力F作用下物體靜止于斜面上，F(xiàn)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發(fā)生了“突變”放在粗糙水平面上的物體，作用在其上的水平力F從零漸漸增大，某一時刻物體起先滑動，物體受地面的摩擦力由靜摩擦力“突變”為滑動摩擦力滑塊以初速度v0沖上斜面后做減速運動，當(dāng)?shù)竭_(dá)某位置時靜止，滑動摩擦力“突變”為靜摩擦力水平傳送帶的速度v1大于滑塊的初速度v2，滑塊所受滑動摩擦力的方向向右，當(dāng)傳送帶突然被卡住不動時，滑塊受到的滑動摩擦力方向“突變”為向左研透高考明確方向命題點1“靜—靜”突變8.一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?fàn)顟B(tài)，如圖所示，其中F1＝10N，F(xiàn)2＝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(dāng)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，方向向左，可知最大靜摩擦力Ffmax≥8N，當(dāng)撤去力F1后，F(xiàn)2＝2N＜Ffmax，木塊仍處于靜止?fàn)顟B(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，C項正確.命題點2“靜—動”突變9.某同學(xué)用力傳感器來探究摩擦力，他將力傳感器接入數(shù)據(jù)采集器，再連接到計算機(jī)上.將一質(zhì)量m＝3.75kg的木塊置于水平桌面上，用細(xì)繩將木塊和傳感器連接起來進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后沿水平方向緩慢地拉動傳感器至木塊運動一段時間后停止拉動.獲得的數(shù)據(jù)在計算機(jī)上顯示出如圖所示的圖像.下列有關(guān)這個試驗的說法正確的是（g取10m/s2）（B）A.0～6s內(nèi)木塊始終受到靜摩擦力的作用B.最大靜摩擦力比滑動摩擦力大C.木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)約為0.8D.木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)約為0.11解析在0～2s內(nèi)，木塊不受外力，此時沒有摩擦力，A錯誤.由題圖可知，用力沿水平方向拉木塊，拉力從零起先漸漸增大.剛起先木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，木塊受拉力和水平桌面給的靜摩擦力，二力平衡，當(dāng)拉力達(dá)到4N時，木塊起先發(fā)生相對滑動，木塊與水平桌面間產(chǎn)生了滑動摩擦力.由題圖可知木塊與水平桌面間的最大靜摩擦力Ffm＝4N，而滑動摩擦力Ff＝3N，B正確.依據(jù)滑動摩擦力公式得μ＝FfFN命題點3“動—靜”突變10.如圖所示，把一重力為G的物體，用一水平方向的推力F＝kt（k為恒量，t為時間）壓在豎直的足夠高的平整墻上，從t＝0起先物體所受的摩擦力f隨時間t的變更關(guān)系圖是選項中的（B）ABCD解析當(dāng)墻壁對物體的摩擦力f小于重力G時，物體加速下滑；當(dāng)f增大到等于G時（即加速度為零時），物體速度達(dá)到最大，物體接著下滑；當(dāng)f＞G時，物體減速下滑.上述過程中摩擦力f＝μF＝μkt，即f－t圖像是一條過原點的斜向上的線段.當(dāng)物體速度減到零后，物體靜止，物體受到的滑動摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力，由平衡條件知f＝G，此時圖像為一條水平線，B正確.命題點4“動—動”突變11.如圖所示，斜面固定在地面上，傾角為37°（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）.質(zhì)量為1kg的滑塊以初速度v0從斜面底端沿斜面對上滑行（斜面足夠長，該滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.7），則該滑塊所受摩擦力Ff隨時間變更的圖像是（最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取初速度v0的方向為正方向，g取10m/s2）（C）解析滑塊上升過程中受到滑動摩擦力作用，由Ff＝μFN和FN＝mgcosθ，聯(lián)立解得Ff＝5.6N，方向沿斜面對下.當(dāng)滑塊的速度減為零后，由于重力的分力mgsinθ＞μmgcosθ，滑塊下滑，滑塊所受的摩擦力方向為沿斜面對上，故C項正確.命題拓展命題條件變更，突變類型變更若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隨時間變更的圖像是（B）解析滑塊上升過程中受到滑動摩擦力作用，由Ff＝μFN和FN＝mgcosθ，聯(lián)立解得Ff＝6.4N，方向