高考物理一轮复习第二章相互作用第二节摩擦力学案

这是一份高考物理一轮复习第二章相互作用第二节摩擦力学案，共7页。学案主要包含了静摩擦力，滑动摩擦力等内容，欢迎下载使用。
第二节　摩擦力一、静摩擦力答案：接触面粗糙　接触处有弹力　相对运动趋势0　Ffm　相反【基础练1】　(2020·浙江省选考模拟)体操运动员在平衡杆上进行静态平衡训练，如图所示，则(　　)A．平衡杆对人的力等于人对平衡杆的力B．平衡杆对人的摩擦力方向向左C．人对平衡杆的摩擦力方向向左D．人受到的支持力是因为脚底发生了形变解析：选A。平衡杆对人的力、人对平衡杆的力属于相互作用力，所以A正确；人受到重力、平衡杆对人的支持力，处于平衡状态，没有受到摩擦力，所以B、C错误；人受到的支持力是平衡杆形变造成的，所以D错误。二、滑动摩擦力答案：μFN　相反　粗糙程度【基础练2】　(多选)(2020·广东五华县期末质检)如图所示，物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑时，传送带突然启动，方向如图中箭头所示，若传送带的速度大小也为v则传送带启动后(　　)A．M受到的摩擦力不变B．M静止在传送带上C．M可能沿斜面向上运动D．M下滑的速度不变解析：选AD。由题意知，物块受到的摩擦力为滑动摩擦力，传送带启动后物块仍然受到的是滑动摩擦力，由Ff＝μmgcos θ可知，物块M受到的摩擦力不变，A正确；由于物体受力情况没有变化，所以物体运动状态不变，物体仍沿传送带匀速下滑，B、C错误，D正确。 考点一　静摩擦力的有无及方向的判断假设法思维程序如下：状态法先判断物体的状态(即加速度的方向)，再利用牛顿第二定律(F＝ma)确定合力，然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向牛顿第三定律法　先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力的方向　(2020·庐巢七校联盟第三次联考)智能化电动扶梯如图所示，乘客站上扶梯，先缓慢加速，然后再匀速上升，则(　　) A．乘客始终处于超重状态B．加速阶段乘客受到的摩擦力方向与v相同C．电梯对乘客的作用力始终竖直向上D．电梯匀速上升时，电梯对乘客的作用力竖直向上[解析]　加速运动阶段，乘客的加速度沿电梯斜向上，有竖直向上的分加速度，根据牛顿第二定律，电梯对他的支持力大于其重力，处于超重状态；匀速运动阶段，加速度为0，所以既不超重也不失重，故A错误；加速阶段乘客加速度方向沿电梯斜向上，加速度有水平向右的分量，则受到的摩擦力方向水平向右，B错误；加速阶段，乘客受到竖直向上的支持力和水平向右的摩擦力，则电梯对乘客的作用力斜向右上方；电梯匀速上升时，电梯对乘客只有向上的支持力，即电梯对乘客的作用力竖直向上，C错误，D正确。[答案]　D【对点练1】　某运动员以如图所示的姿势蹲在水平地面上，则该运动员(　　)A．受到水平向前的摩擦力B．受到水平向后的摩擦力C．受到竖直向上的支持力D．所受支持力由脚底形变产生解析：选C。运动员在水平方向无运动的趋势，则地面对人无摩擦力，A、B错误；运动员竖直方向受力平衡，受到地面竖直向上的支持力和竖直向下的重力，C正确；人所受支持力由地面的形变产生，D错误。考点二　摩擦力的分析与计算　(2020·荆门市上学期调考)如图所示，某中学新校区装修时，工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨，当对磨石施加方向竖直向上、大小为F的推力时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动，已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为μ，则磨石受到的摩擦力大小为(　　)A．μ(F－mg)cos θ　　 B．(F－mg)sin θC．(F－mg)cos θ D．μ(F－mg)[解析]　磨石受重力、推力、斜壁的弹力及摩擦力而处于平衡状态，由图可知，F一定大于重力；先将重力与向上的推力合成后，将二者的合力向垂直于斜面方向及沿斜面方向分解可得在沿斜面方向有：f＝(F－mg)cos θ；在垂直于斜面方向上有：FN＝(F－mg)sin θ则f＝(F－mg)cos θ＝μ(F－mg)sin θ。[答案]　C【对点练2】　(2021·重庆高三一模)某活动小组利用如图所示的装置测定物块A与桌面间的最大静摩擦力，步骤如下：①按图组装好器材，使连接物块A的细线与水平桌面平行；②缓慢向矿泉水瓶内加水，直至物块A恰好开始运动；③用天平测出矿泉水瓶及水的总质量m；④用天平测出物块A的质量M。(1)该小组根据以上过程测得物块A与桌面间的最大静摩擦力；实验中采用注水法的好处是：____________________________________。(当地重力加速度为 g)(2)若认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块 A 与桌面间的动摩擦因数为________。答案：(1)可使物块A所受拉力连续增加，使测量更加准确　(2)　(2020·江苏如皋中学模拟)如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行。初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v－t图象(以地面为参考系)如图乙所示。已知v2>v1。则(　　)A．t2时刻，小物块到A处的距离达到最大B．t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C．0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D．0～t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用[解析]　t1时刻小物块向左运动到速度为零，到A处的距离达到最大，故A错误；t2时刻前小物块相对传送带向左运动，之后相对静止，故B正确；0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向向右，故C错误；t2～t3时间内小物块不受摩擦力作用，故D错误。[答案]　B【对点练3】　(多选)(2020·黄冈市上学期期末)自动卸货车始终静止在水平地面上。车厢在液压机的作用下改变与水平面间的倾角，用以卸下车厢中的货物。当倾角增大到θ时，质量为M的木箱A与装在箱内的质量为m的物体B一起以共同的速度v沿车厢底匀速滑下，则下列说法正确的是(　　)A．A受到的静摩擦力方向沿斜面向上B．A受到的摩擦力为Mgsin θ，方向沿底面向上C．A受到车厢底面的滑动摩擦力大小为Mgsin θD．A与车厢底面间的动摩擦因数μ＝tan θ解析：选BD。A受到车厢地面的摩擦力是滑动摩擦力，方向沿斜面向上，受到B的摩擦力是静摩擦力，方向沿斜面向下，故A错误；对A受力分析，受重力、支持力、车厢底面的摩擦力和B的静摩擦力，根据A匀速运动，受力平衡知，A受到的摩擦力大小为Mgsin θ，方向沿底面向上，故B正确；将A、B作为整体，匀速运动，受力平衡，所以A受到车厢底面的滑动摩擦力大小为(M＋m)gsin θ，故C错误；对于A、B整体，根据受力平衡：(M＋m)gsin θ＝μ(M＋m)gcos θ，所以μ＝tan θ，故D正确。考点三　摩擦力的突变问题当物体的受力情况发生变化时，摩擦力的大小和方向往往会发生变化，有可能导致静摩擦力和滑动摩擦力之间的相互转化。常见的摩擦力突变模型如下。分类案例图示“静—静”突变在水平力F作用下物体静止于斜面上，F突然增大时物体仍静止，则物体所受静摩擦力的大小或方向将“突变”“静—动”突变物体放在粗糙水平面上，作用在物体上的水平力F从零逐渐增大，当物体开始滑动时，物体受水平面的摩擦力由静摩擦力“突变”为滑动摩擦力“动—静”突变滑块以v0冲上斜面做减速运动，当到达某位置时速度减为零而后静止在斜面上，滑动摩擦力“突变”为静摩擦力“动—动”突变水平传送带的速度v1大于滑块的速度v2，滑块受滑动摩擦力方向水平向右，当传送带突然被卡住时，滑块受到的滑动摩擦力方向“突变”为向左　(多选)(2021·湖南省适应性考试模考)如图，三个质量均为1 kg的物体A、B、C叠放在水平桌面上，B、C用不可伸长的轻绳跨过一光滑轻质定滑轮连接，A与B之间、B与C之间的接触面以及轻绳均与桌面平行，A与B之间、B与C之间以及C与桌面之间的动摩擦因数分别为0.4、0.2和0.1，重力加速度g取10 m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用力F沿水平方向拉物体C，以下说法正确的是(　　)A．拉力F小于11 N时，不能拉动CB．拉力F为17 N时，轻绳的拉力为4 NC．要使A、B保持相对静止，拉力F不能超过23 ND．A的加速度将随拉力F的增大而增大[解析]　当C物体即将运动时，C物体水平方向受桌面给C的向右的摩擦力f桌，绳子向右的拉力T，B给C向右的摩擦力fBC，其中f桌＝0.1g＝3 N，fBC＝0.2g＝4 N，当即将滑动时应有F＝f桌＋fBC＋T，T＝fBC＝4 N，可解得F＝11 N，故A正确；因此B和C的加速度大小相等，在A和B即将发生相对滑动时，对A受力分析可得fAB＝0.4mAg＝mAa对AB整体受力分析可得T1－fBC＝a对C物体受力分析可得F－T1－fBC－f桌＝mCa联立解得F＝23 N说明A和B发生相对滑动的临界力大小为F＝23 N，故C正确；当F＝17 N时，没有发生相对滑动，此时对AB整体T2－fBC＝a1，对C物体受力分析F－T2－fBC－f桌＝mCa1，联立解得T2＝8 N，故B错误；当拉力增大，A和B发生相对滑动时，则A物体受到滑动摩擦力，加速度为a＝0.4g＝4 m/s2，加速度不变，D错误。[答案]　AC【对点练4】　(多选) 物体M位于斜面上，受到平行于斜面的水平力F的作用处于静止状态，如图所示，如果将外力F撤去，则物体(　　)A．会沿斜面下滑　　 B．摩擦力方向一定变化C．摩擦力变大 D．摩擦力变小解析：选BD。有F时，静摩擦力与F和mgsin θ的合力大小相等方向相反，无F时，静摩擦力与mgsin θ大小相等方向相反，故B、D正确。【对点练5】　(多选)(2020·原创经典)传送带与水平面夹角为37°，传送带以6 m/s 的速率沿顺时针方向转动，如图所示。今在传送带上端A处无初速度地放上一个质量为m＝2 kg的小物块，它与传送带之间的动摩擦因数为0.75，若传送带足够长，g取10 m/s2，则(　　)A．滑块刚放上传送带时，摩擦力沿传送带向上B．滑块下滑1.5 m将与传送带共速C．共速后摩擦力的方向将发生突变D．共速后摩擦力的大小将发生突变解析：选BC。物体刚放上传送带时，相对传送带速度较慢，传送带对物体的摩擦力为动力，方向沿斜面向下，A错误；用正交分解法可得F合＝μmgcos θ＋mgsin θ，a＝＝12 m/s2，当v＝6 m/s时，由x＝得x＝1.5 m，B正确；共速时，摩擦力将由滑动摩擦力突变成静摩擦力，且共速瞬间物体有相对于传送带下滑的趋势，所以摩擦力的方向将发生突变，由原来的向下突变为向上，C正确；由于重力沿斜面方向的分力mgsin θ恰好等于μmgcos θ，摩擦力的大小之前为μmgcos θ，共速时为mgsin θ，但μmgcos θ＝mgsin θ，所以摩擦力大小不变，D错误。