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1、第 2 节 摩擦力第 2 节 摩擦力 1静摩擦力 (1)定义：两个物体之间只有相对运动趋势，而没有相对运动时的摩擦力。 (2)产生条件：接触面粗糙；接触处有弹力；两物体间有相对运动趋势。 物体受静摩擦力作用时不一定处于静止状态。 实际最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。 (3)方向：沿两物体的接触面，与相对运动趋势的方向相反。 (4)大小：0F，则 C 项正确；若初态mgsin F，则 D 项正确。 答案 BCD 二“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 2 如图所示，一箱子放在水平地面上，现对箱子施加一斜向上 的拉
2、力F，保持拉力的方向不变， 在拉力F的大小由零逐渐增大的过程中(箱子未离开地面)。 关于摩擦力f的大小随拉力F的变化关系，下列四副图可能正确的是( ) 解析 F与水平方向的夹角为，木箱处于静止状态时，根据平衡条件得 ： 木箱所受 的静摩擦力为fFcos ，F增大，f增大；当拉力达到一定值，箱子运动瞬间，静摩擦力 变为滑动摩擦力，由于最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故摩擦力有个突然减小的过程 ； 木 箱运动时，所受的支持力NGFsin ，F增大，N减小，此时木箱受到的是滑动摩擦力， 大小为fN，N减小，则f减小；故 A、C、D 错误，B 正确。 答案 B 三“动静”突变 物体受到滑动摩擦力和其他力
3、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 3 如图所示，斜面固定在地面上，倾角为37(sin 370.6， cos 370.8)。 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(斜面足够长， 该滑块与斜面间的动摩擦因数为 0.8)，则该滑块所受摩擦力Ff 随时间变化的图像是选项图中的(取初速度v0的方向为正方向，g10 m/s2)( ) 解析 滑块上升过程中受滑动摩擦力，由FfFN和FNmgcos 联立，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 mgcos ， 滑块将静止，滑块受到的摩擦力为静摩擦力，
4、由平衡条件得Ffmgsin ，代入可得Ff6 N，方向沿斜面向上，故选项 B 正确。 答案 B 四“动动”突变 物体受到滑动摩擦力和其他力的共同作用， 当两物体间的正压力发生变化时， 滑动摩擦 力的大小随之而变 ； 或者两物体达到共同速度时相对滑动方向发生变化，滑动摩擦力的方向 也会随之而变。 例 4 (多选)如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为，以速度 v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木 块与传送带间的动摩擦因数tan，则下列选项中能客观地反映小木块的 受力和运动情 况的是( ) 解析 当小木块速度小于传送带速度时， 小木块相对于传送带向上滑动， 小木块受
5、到 的滑动摩擦力沿传送带向下，加速度agsin gcos ；当小木块速度达到传送带速 度时，由于tan ，即mgcos mgsin ，所以速度能够继续增加，此时滑动摩擦力 的大小不变，而方向突变为向上，agsin gcos ，加速度变小，则vt图像的斜率 变小，所以 B、D 正确。 答案 BD 共性归纳 摩擦力的突变问题， 无论怎样变化， 其题根就是静摩擦力和滑动摩擦力大小或方向的变 化分析问题，解题时应注意以下三点： (1)题目中出现“最大”“最小”和“刚好”等关键词时，一般隐藏着临界问题，有时， 有些临界问题中并不含上述常见的“临界术语” ，但审题时发现某个物理量在变化过程中会 发生突变，
6、则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态。 (2)静摩擦力是被动力，其存在及大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势，而且静 摩擦力存在最大值。 存在静摩擦力的连接系统， 相对滑动与相对静止的临界状态时静摩擦力 达到最大值。 (3)研究传送带问题时，物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和 运动性质的分界点。 “易错问题”辨清楚摩擦力方向与运动方向的三类关系 (一)摩擦力方向与运动方向相同 1(多选)水平的皮带传动装置如图所示，皮带的速度大小保持不变，将一滑块轻轻地 放在A点， 开始时滑块在皮带上滑动， 当它到达位置C时滑动停止， 之 后随皮带一起匀速运动，直至传送到目的地B端。
7、在传送过程中，滑 块受到的摩擦力情况为( ) A在AC段受水平向左的滑动摩擦力 B在AC段受水平向右的滑动摩擦力 C在CB段不受静摩擦力 D在CB段受水平向右的静摩擦力 解析：选 BC 在AC段滑块向右加速运动，加速度向右，故合力向右，即滑动摩擦力向 右，A 错误，B 正确；在CB段滑块做匀速直线运动，即摩擦力为零，C 正确，D 错误。 2如图所示，质量为 10 kg 的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端， 弹簧的拉力为 5 N 时，物体A处于静止状态。 若小车以 1 m/s2的加速度向 右运动后， 则(g10 m/s2)( ) A物体A相对小车向右运动 B物体A受到的摩擦力减小 C物体A受到
8、的摩擦力大小不变 D物体A受到的弹簧拉力增大 解析：选 C 由题意得物体A与小车的上表面间的最大静摩擦力Fm5 N，小车向右运 动后，对物体A受力分析，可得F合ma10 N，可知此时小车对物体A的摩擦力为 5 N，方 向向右，且为静摩擦力，所以物体A相对于小车仍然静止，故 A 错误；F合ma10 N，此 时小车对物体A的摩擦力为 5 N， 方向向右， 所以物体A受到的摩擦力大小不变， 故 B 错误， C 正确；物体A相对于小车仍然静止，所以受到的弹簧的拉力大小不变，故 D 错误。 (二)摩擦力方向与运动方向相反 3.(多选)为了测定木块和竖直墙壁之间的动摩擦因数，某同学设计 了一个实验 ： 用
9、一根弹簧将木块压在墙上，同时在木块下方有一个拉力F2作用，使木块恰好 匀速向下运动(弹簧随木块一起向下运动)，如图所示。 现分别测出了弹簧的弹力F1、 拉力F2 和木块的重力G，则以下结论正确的是( ) A木块受到竖直向下的滑动摩擦力 B木块所受的滑动摩擦力阻碍木块下滑 C木块与墙壁之间的动摩擦因数为F 2 F1 D木块与墙壁之间的动摩擦因数为F 2G F1 解析 ： 选 BD 木块相对于竖直墙壁下滑， 受到竖直向上的滑动摩擦力， 阻碍木块下滑，A 错误， B 正确。 分析木块受力如图所示。 由平衡条件可得 ：FN F1，FfGF2， 又FfFN，以上三式联立可解得：，故 C 错误，D 正确。
10、 GF2 F1 4如图所示，固定斜面C上有A、B两个物体一起相对静止地沿斜 面匀速下滑，则A受摩擦力的情况为( ) A受到沿斜面向上的滑动摩擦力 B受到沿斜面向下的滑动摩擦力 C受到沿斜面向上的静摩擦力 D不受摩擦力 解析：选 C 物体A匀速下滑，摩擦力方向沿斜面向上，又物体A、B相对静止，只能 是静摩擦力，选项 C 正确。 (三)摩擦力方向与运动方向不共线 5(多选)如图所示，质量为m的长方体物块放在水平放置的钢板C上，物块与钢板间 的动摩擦因数为，由于光滑固定导槽A、B的控制，该物块只能沿水平导槽运动。现使钢 板以速度v1向右匀速运动，同时用水平力F拉动物块使其以速度v2(v2的方向与v1
11、的方向 垂直，沿y轴正方向)沿槽匀速运动，以下说法正确的是( ) A若拉力F的方向在第一象限，则其大小一定大于mg B若拉力F的方向在第二象限，则其大小可能小于mg C若拉力F的方向沿y轴正方向，则此时F有最小值，其值为mg v1 v12v22 D若拉力F的方向沿y轴正方向，则此时F有最小值，其值为mg v2 v12v22 解析：选 BD 物块有相对于钢板水平向左的速度v1和沿导槽的速度v2，故 物块相对于 钢板的速度如图所示， 滑动摩擦力方向与相对运动方向相反， 物块做 匀速运动， 所受导槽的作用力和拉力F的合力与滑动摩擦力大小相等、 方向相反， 由几何关系易知，F的方向沿y轴正方向时有最小值，即Ffcos mgcos mg mg，故 B、D 正确。 v2 v12v22 反思领悟 摩擦力的方向可与物体的运动方向相同或相反， 也可与物体的运动方向不共线， 但与物 体间的相对运动或相对运动趋势的方向一定相反。