高考物理一轮复习单元综合训练专题08 摩擦力（2份，原卷版+解析版）

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摩擦力的大小和方向
1.静摩擦力和滑动摩擦力
注意：①运动方向：一般指物体相对地面(以地面为参考系)的运动方向；
②相对运动（趋势）方向：以其中一个物体为参考系,另一个物体相对参考系的运动方向。
2.判断静摩擦力的有无及方向的三种方法
（1）假设法：
（2）状态法：
（3）牛顿第三定律法：“力是物体间的相互作用”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据牛顿第三定律确定相互作用的另一物体受到的静摩擦力的方向。
（4）带动法：①“主动带动被动”②“同向快带慢，反向互相阻”，多用于传送带和板块模型中，摩擦力方向的判断。
注意：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，但与物体的运动方向可能相反，也可能相同，还有可能不在同一一线上。
【例1】（状态法）如图所示，木块A、B分别重50 N和60 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.20，夹在A、B之间的弹簧被压缩了1 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（可认为木块与水平地面之间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力）。现用F=2 N的水平拉力作用在木块B上，此时木块A、B所受摩擦力分别记为fA和fB。则（ ）
A．fA=10 NB．fA的方向水平向左
C．fB=6 ND．fB的方向水平向左
【答案】CD
【详解】两个木块的最大静摩擦力为；弹簧的弹力为现用的水平拉力作用在木块B上，拉力与弹簧的弹力之和小于B的最大静摩擦力，木块B仍然处于静止状态，木块B所受的静摩擦力为，方向水平向左弹簧弹力不变,木块A仍然处于静止状态
，方向水平向右故选CD。
【例2】（牛顿第三定律法）如图所示，质量为m的物块和质量为M的木板叠放在水平地面上，现给物块一个初速度，使它在木板上向右滑行。木板与地面间动摩擦因数为μ1，物块与木板间动摩擦因数为μ2，已知木板始终处于静止状态，那么下列说法正确的是（ ）
A．物块对木板的摩擦力方向水平向右
B．物块受到的摩擦力大小为
C．地面对木板的摩擦力大小可能是
D．地面对木板的摩擦力是水平向左的静摩擦力
【答案】ABD
【详解】A．物块相对木板向右滑动，物块受到的摩擦力水平向左，据牛顿第三定律可知，物块对木板的摩擦力水平向右，A正确；
B．物块受到的滑动摩擦力大小为，B正确；
CD．相互作用力大小相等，可知物块对木板的摩擦力大小为，而木板处于静止状态，据平衡条件可知，地面对木板的摩擦力是水平向左的静摩擦力，大小为，C错误，D正确。故选ABD。
3.摩擦力大小的计算

【例3】如图，倾角为斜面固定在地面上，斜面上有一物块受到外力F作用，F平行于斜面向上．物块在斜面上保持静止，已知F的最大值和最小值分别为F1和F2（F1和F2的方向均沿斜面向上），已知重力加速度为g，物块与斜面间的最大静摩擦力fmax和物块的质量m为（ ）
A．B．C．D．
【答案】AD
【详解】对物块受力分析，受重力、拉力、支持力、静摩擦力，物体保持静止，受力平衡，合力为零；
当静摩擦力平行斜面向下且达到最大值时，拉力F最大，有F1-mgsinθ-fmax=0 ①
当静摩擦力平行斜面向上且达到最大值时，拉力最小，有F2+fmax-mgsinθ=0 ②
联立解得 ； 故AD正确，BC错误。故选AD。
【例4】如图所示，质量为m的物体放在水平放置的钢板C上，与钢板间的动摩擦因数为μ。由于受到相对于地面静止的光滑导槽A、B的控制，物体只能沿水平导槽运动。现使钢板以速度v1向右匀速运动，同时用力F拉动物体（方向沿导槽方向）使物体以速度v2沿导槽匀速运动，则拉力F的大小为（ ）
A．mgB．μmg
C．μmgD．μmg
【答案】D
【详解】根据题意，物体相对钢板具有向左的速度分量v1和沿导槽方向的速度分量v2，故相对钢板的合速度v的方向如图所示
物体所受滑动摩擦力的方向与v的方向相反，根据平衡条件可得F=fcs θ=μmg故选D。
二、摩擦力的突变问题
1.“静→静”突变：物体受到静摩擦力和其他力的共同作用，当其他力的合力发生变化时，如果仍保持相对静止，则静摩擦力的大小和(或)方向可能发生突变。
【例5】如图所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向受到向左的力F1＝8N和向右的力F2＝3N作用，而处于静止状态，如图。则正确的是（ ）
A．若撤去F1，物体所受合力不为零
B．若撤去F1，物体所受摩擦力为3N
C．若撤去F2，物体所受摩擦力一定为8N
D．若保持F1、F2大小不变，而方向相反，则物体仍保持静止
【答案】BD
【详解】依题意，可知木块所受最大静摩擦力满足即
AB．若撤去F1，物体受和地面的摩擦力作用，有所以物体所受合力为零，所受摩擦力为3 N。故A错误；B正确；
C．若撤去F2，不能确定最大静摩擦和的大小关系，所以物体所受摩擦力不一定为8N。故C错误；
D．若保持F1、F2大小不变，而方向相反，可知物体所受F1、F2的合力为5N，小于或等于最大静摩擦力，所以物体仍保持静止。故D正确。故选BD。
2.“静→动”突变：物体受到静摩擦力和其他力的共同作用，当其他力变化时，如果发生相对滑动，则静摩擦力可能突变为滑动摩擦力。
【例6】如图甲所示，A、B两个质量均为m的物体叠放在水平面上，B的上下表面均水平，A物体与一拉力传感器相连接，连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平。从时刻起，用一个水平向右且随时间逐渐增加的力F作用在B物体上，拉力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B，B与水平面间的动摩擦因数均为μ，下列说法正确的是（ ）
A．0～t1时间内A、B之间的静摩擦力逐渐增加
B．t1～t2时间内，水平面与B之间为滑动摩擦力
C．t1～t2时间内，水平面与B之间的摩擦力逐渐增加
D．t2时刻，B与水平面之间的摩擦力为2μmg
【答案】D
【详解】A． 0～t1时间内传感器的拉力等于零，A、B之间没有摩擦力，A错误；
BC．t1～t2时间内，传感器的拉力增大，A受的摩擦力增大，A、B之间的摩擦力一定是静摩擦力，B一定是静止的，所以水平面与B之间为静摩擦力；又因为只有当B与水平面之间的静摩擦力到达最大值以后，A、B之间才产生静摩擦力，所以t1～t2时间内，水平面与B之间的静摩擦力始终等于最大静摩擦力，大小不变，BC错误；
D．从 t2时刻开始，随着F的增大，传感器的拉力不变，说明A、B两个物体之间的摩擦力不变，一定是滑动摩擦力，B一定开始运动了，B与水平面之间的摩擦力为滑动摩擦力，滑动摩擦力的大小为
，D正确。故选D。
3.“动→静”突变：物体受到滑动摩擦力和其他力的共同作用，当相对滑动突然停止时，滑动摩擦力可能突变为静摩擦力。
【例7】如图所示，一倾角为θ=37°的斜面固定在地面上，质量为1 kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行，设斜面足够长，已知该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8，sin 37°=0.6，cs 37°=0.8，g取10 m/s2。取初速度v0的方向为正方向，则该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图像是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【详解】滑块上升过程中受滑动摩擦力，有Ff=μFN，FN=mgcs θ联立，解得Ff=6.4 N方向沿斜面向下。当滑块的速度减为零后，由于重力的分力mgsin θ=6N