2020-2021学年新教材高中物理 第3章 相互作用 3.docx

1、第3节 摩擦力课时2 静摩擦力考点1静摩擦力的大小和方向1.(2019江苏扬州高三调考)某电视台每周都有棋类节目,铁质的棋盘竖直放置,每个棋子都是一个小磁铁,能吸在棋盘上,如图3-3-2-1所示。不计棋子间的相互作用力,下列说法正确的是()。图3-3-2-1A.小棋子共受三个力作用B.棋子对棋盘的压力大小等于重力C.磁性越强的棋子所受的摩擦力越大D.质量不同的棋子所受的摩擦力不同答案：D解析：小棋子受到重力、摩擦力、棋盘的吸引力和棋盘的支持力作用,选项A错误;棋盘对棋子的摩擦力等于棋子的重力,故无论棋子的磁性多强,摩擦力是不变的,质量不同的棋子所受的重力不同,故摩擦力不同,选项B、C错误,选项

2、D正确。2.(2019上海南洋模范中学学业水平测试)一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力,即F1、F2和摩擦力的作用,木块处于静止状态,如图3-3-2-2所示,其中F1=10 N,F2=2 N,若撤去F1,则木块受到的摩擦力为()。图3-3-2-2A.10 N,方向向左B.6 N,方向向右C.2 N,方向向右D.0答案：C解析：当木块受F1、F2及摩擦力的作用而处于静止状态时,由平衡条件可知木块所受的摩擦力的大小为8 N,方向向左。可知最大静摩擦力Ffmax8 N。当撤去力F1后,F2=2 NFfmax,木块仍处于静止状态,由平衡条件可知木块所受的静摩擦力大小和方向发生突变,且与作用在

3、木块上的F2等大、反向,选项C正确。3.(2019湖南长沙一中高一月考)(多选)如图3-3-2-3所示,人握住旗杆匀速上爬,之后又匀速下滑,则()。图3-3-2-3A.向上爬时人受到的摩擦力的方向是向下的B.向下滑时人受到的摩擦力的方向是向上的C.手握旗杆的力越大,人受到的摩擦力越大D.若手握旗杆的力增加,人受到的摩擦力仍保持不变答案：BD解析：不管匀速上爬还是匀速下滑,人受到的摩擦力总是与重力平衡,方向与重力相反,B正确,A错误;静摩擦力并不与正压力成正比,静摩擦力总是与使之产生相对滑动趋势的力的大小相等,方向相反,D正确,C错误。4.(2019北京人大附中月考)如图3-3-2-4所示,放在

4、水平桌面上的木块A处于静止状态,所挂的托盘和砝码总质量为0.6 kg,弹簧测力计读数为2 N,滑轮摩擦不计。若轻轻取走部分砝码,使总质量减小为0.4 kg,将会出现的情况是(g=10 m/s2)()。图3-3-2-4A.A对桌面的摩擦力不变B.A所受合力增大C.A仍静止不动D.弹簧测力计的读数减小答案：C解析：初状态时,利用平衡条件有摩擦力f0=mg-F1=4 Nfm;当总质量减小为0.4 kg时,摩擦力为f1=4 N-2 N=2 N,方向水平向左,故A错误,物体处于平衡状态,所受合外力为零,B错误;因为物体A仍静止,弹簧伸长量不变,D错误,C正确。5.(2019湖南湘潭一中月考)如图3-3-

5、2-5所示,有一个重力不计的方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注入一定质量的水,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,则下列说法中正确的是()。图3-3-2-5A.容器受到的摩擦力不变B.容器受到的摩擦力逐渐减小C.水平力F可能不变D.水平力F必须逐渐增大答案：C解析：静摩擦力大小等于水和容器的重力,随水的不断注入,静摩擦力不断增大,A、B错误;当一开始推力F就比较大时,即满足Fm总g时,水平力F可以不变,C正确,D错误。6.(2019安徽寿县一中高三月考)(多选)在探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力变化的规律的实验中,设计了如图3-3-2-6甲所

6、示的演示装置,力传感器A与计算机连接,可获得力随时间变化的规律,将力传感器固定在光滑水平桌面上,测力端通过细绳与一滑块相连(调节传感器高度使细绳水平),滑块放在较长的小车上,小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶(调节滑轮使桌面上方细绳水平),整个装置处于静止状态。实验开始时,打开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子,小车一旦运动起来,立即停止倒沙子,若力传感器采集的图像如图3-3-2-6乙所示,则结合该图像,下列说法正确的是()。图3-3-2-6A.可求出空沙桶的重力B.可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小C.可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小D.可判断第50 s后小车做匀速

7、直线运动(滑块仍在车上)答案：ABC解析：t=0时,传感器显示拉力为2 N,则滑块受到的摩擦力为静摩擦力,大小为2 N,分析可知空沙桶的重力也等于2 N,A正确;t=50 s时摩擦力达到最大值,即最大静摩擦力为3.5 N,同时小车开始运动,说明带有沙的沙桶重力等于3.5 N,此时摩擦力立即变为滑动摩擦力,最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,故摩擦力突变为3 N的滑动摩擦力,B、C正确;此后由于沙和沙桶重力3.5 N大于滑动摩擦力3 N,故第50 s后小车将加速运动,D错误。7.(2019湖北黄梅高一月考)如图3-3-2-7所示,人重600 N,木块A重400 N,人与木块、木块与水平面间的动摩擦因数

8、均为0.2。现人用水平力拉绳,使他与木块一起向右做匀速直线运动,滑轮摩擦不计,求:图3-3-2-7(1)人对绳的拉力大小;答案：设绳子的拉力为FT,木块与地面间的摩擦力为FfA。(1)取人和木块为整体,并对其进行受力分析,如图甲所示,由题意可知FfA=(mA+m人)g=200 N。由于系统处于平衡状态,故2FT=FfA,所以FT=100 N。(2)人脚对A的摩擦力的大小和方向。答案：取人为研究对象,对其进行受力分析,如图乙所示。由于人处于平衡状态,故FT=Ff人=100 N,由于人与木块A处于相对静止状态,故人与木块A之间的摩擦力为静摩擦力。由牛顿第三定律可知人脚对木块A的摩擦力方向水平向右,

9、大小为100 N。考点2摩擦力种类的突变问题8.(2019安徽淮南二中高一月考)水平桌面上一重为200 N的物体,与桌面间的动摩擦因数为0.2,当依次用15 N、30 N、80 N的水平力拉此物体时,物体受到的摩擦力依次为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()。A.15 N,30 N,40 NB.15 N,30 N,80 NC.0,0,40 ND.40 N,40 N,40 N答案：A解析：物体与桌面间的最大静摩擦力Fm=mg=40 N,故F1=15 NFm,物体受静摩擦力Ff1=F1=15 N,F2=30 NFm,物体受滑动摩擦力Ff3=mg=40 N,故A项正确。9.(2019湖南淮北一中模拟

10、)(多选) 如图3-3-2-8所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上,木块m受到向右的拉力F的作用而向右滑行,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为1,木板与地面间的动摩擦因数为2。下列说法正确的是()。图3-3-2-8A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是1mgB.木板受到地面的摩擦力的大小一定是2(m+M)gC.当F2(m+M)g时,木板便会开始运动D.无论怎样改变F的大小,木板都不可能运动答案：AD解析：由于木块在木板上运动,所以木块受到木板的滑动摩擦力的作用,其大小为1mg,根据牛顿第三定律可得木块对木板的滑动摩擦力也为1mg。又由于木板处于静止状态,木板在水平方向上受到木

11、块的摩擦力1mg和地面的静摩擦力的作用,二力平衡,A正确,B错误;若增大F的大小,只能使木块加速运动,但木块对木板的滑动摩擦力大小不变,因而也就不可能使木板运动起来,C错误,D正确。10.(2019河南安阳联考)如图3-3-2-9甲所示,A、B两个物体叠放在水平面上,A物体与一拉力传感器相连接,连接传感器和物体A的细绳保持水平。从t=0时起,用一水平向右的力F=kt(k为常数)作用在B物体上,传感器的示数随时间变化的图像如图3-3-2-9乙所示,已知k、t1、t2,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。据此可求()。图3-3-2-9A.A、B之间的最大静摩擦力B.水平面与B之间的滑动摩擦力C.A、B之

12、间的动摩擦因数ABD.B与水平面间的动摩擦因数答案：AB解析：当A与B之间有相对滑动后,力传感器才有示数,地面对B的最大静摩擦力为Ffm=kt1,A、B相对滑动后,力传感器的示数保持不变,则FfAB=kt2-Ffm=k(t2-t1),A、B正确;因为A、B的质量未知,所以AB和不能求出,C、D错误。11.(2019上海大同中学高一月考)如图3-3-2-10所示,O1是主动轮,O2是从动轮,传送带水平放置。当主动轮顺时针匀速转动时,重10 N的物体A同传送带一起匀速运动,已知物体与传送带间的最大静摩擦力为5 N。图3-3-2-10(1)分析物体A的受力情况;答案：物体A受重力和传送带对其的支持力

13、作用。假设物体A受到向右的静摩擦力作用,则物体运动状态必发生变化,这与题目所给状态相矛盾,故物体A不受静摩擦力作用。(2)请讨论传送带上P、Q两点静摩擦力的方向。答案：假设传送带不转动,当主动轮转动时,主动轮相对于传送带顺时针转动,题图中主动轮受到P处的静摩擦力竖直向上,则P点受到的静摩擦力竖直向下;从动轮O2是由沿顺时针方向转动的传送带带动,受到Q处的摩擦力竖直向上,则Q点受到的摩擦力竖直向下。12.(2019浙江镇海中学周测)试分析你骑着自行车匀速前进和推着自行车匀速前进时,前、后轮受摩擦力的方向。答案：如图,骑着自行车匀速前进时,人通过链条给后轮一个力,使后轮逆时针转动,若轮与地面接触处光滑,则轮应逆时针转动,即轮相对于地面有向后转动的趋势,由于静摩擦力的方向与物体的运动趋势方向相反,故后轮所受静摩擦力F1的方向向前如图甲所示。前轮转动是由于前轮受到力的作用,若前轮与地面接触处光滑,则前轮就不会转动,故前轮相对于地面有向前的运动趋势,其所受摩擦力向后,如图甲所示。当推着自行车匀速前进时,前、后轮的情况是相同的,都是由于受到地面的摩擦力作用才转动的,所以受到的摩擦力方向均向后,如图乙所示。