2022版高考物理 专题8 摩擦力的分析与计算练习（含解析）.docx

1、专题8摩擦力的分析与计算1摩擦力方向是与“该接触面两侧物体”间的相对运动或相对运动趋势方向相反，而不一定是与物体运动的方向相反.2.静摩擦力的大小与接触面间的弹力大小无关，与之平衡的外力和物体运动状态有关；滑动摩擦力的大小与接触面间的弹力大小有关，而与拉力(或其他外力)及运动状态无关.3.求解摩擦力大小时一定要先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力，还要注意它们之间可能的转换(突变)1(2019江苏泰州市联考)大型商场或者大型超市为了方便顾客上下楼，都会安装自动扶梯小王同学经过调查研究发现，不同商场或超市中的自动扶梯是不一样的，可以分为两大类，一种有台阶，另一种无台阶，两种自动扶梯分别如图1所示此外，

2、小王同学还发现，为了节约能源，在没有顾客乘行时，这两种自动扶梯都以较小的速度匀速运行，当有顾客乘行时自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行则电梯在运送顾客上楼的整个过程中()图1A图甲所示的无台阶自动扶梯中，乘客始终受摩擦力作用B图乙所示的有台阶自动扶梯中，乘客始终受摩擦力作用C图甲所示的无台阶自动扶梯中，乘客对扶梯的作用力始终竖直向下D图乙所示的有台阶自动扶梯中，乘客对扶梯的作用力始终竖直向下答案A解析乘客在无台阶的电梯上运动时，在加速和匀速阶段，都受到重力、支持力和静摩擦力匀速阶段乘客对扶梯的作用力竖直向下，在加速阶段偏离竖直方向乘客在有台阶的电梯上运动时，加速阶段受到重力、支持力和静摩擦力

3、，乘客对扶梯的作用力偏离竖直方向；匀速阶段受到重力与支持力，乘客对扶梯的作用力竖直向下综上分析，A正确2.如图2所示，粗糙水平面上有一长木板，一个人在长木板上用水平力F向右推着箱子做匀速运动，人的质量大于箱子的质量若鞋与长木板、箱子与长木板间的动摩擦因数相同，则下列说法正确的是()图2A人受到的滑动摩擦力方向水平向右B箱子受到的滑动摩擦力方向水平向左C木板受到地面施加的摩擦力方向水平向右D木板受到地面施加的摩擦力方向水平向左答案B解析人在长木板上用水平力F向右推着箱子匀速运动，受到水平向右的静摩擦力作用，大小等于F，A错误；箱子在木板上向右做匀速运动，受到的滑动摩擦力方向水平向左，大小等于F，

4、B正确；由牛顿第三定律可知，木板受到的人和箱子施加给它的两个摩擦力大小相等、方向相反，所以地面对木板无摩擦力的作用，C、D错误3.如图3所示为研究物块与木板之间摩擦力大小的实验装置将一物块和木板叠放于水平桌面上轻质弹簧测力计一端固定，另一端用细线与物块水平相连现在用轻绳与长木板连接，用手向右水平拉轻绳，使长木板在桌面上滑动弹簧测力计示数稳定后，下列说法正确的是()图3A物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力B木板必须在桌面上做匀速直线运动C弹簧测力计示数一定等于物块受到的摩擦力D弹簧测力计示数一定等于木板受到的摩擦力答案C解析物块与长木板间发生相对运动，是滑动摩擦力，只要两者间发生相对运动即可，木板

5、不一定在桌面上做匀速直线运动，A、B错误；物块受力平衡，弹簧测力计示数大小等于物块受到的滑动摩擦力，C正确；木板与物块、桌面间都会有摩擦力，D错误4.(2020江西上高二中月考)如图4所示，一轻质弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连接，弹簧、地面水平A、B两点离墙壁的距离分别为x1、x2，物块在A、B两点均恰好静止，物块与地面间的最大静摩擦力为F1，则弹簧的劲度系数为()图4A.B.C.D.答案C解析物块在A、B两点均能恰好静止，所受摩擦力为最大静摩擦力，设弹簧原长为x0，由平衡条件得F1k(x0x1)，F1k(x2x0)，由以上两式解得k，C正确，A、B、D错误5.(2020山东青岛二中期末)如图

6、5所示，物块a、b的质量分别为2m、m，水平地面和竖直墙面均光滑，在水平推力F作用下，两物块均处于静止状态，则()图5A物块b受四个力作用B物块b受到的摩擦力大小等于2mgC物块b对地面的压力大小等于mgD物块a受到物块b的作用力水平向右答案B解析由于竖直墙面光滑，所以墙面对物块a无摩擦力作用，故物块b对物块a有竖直向上的静摩擦力作用，根据平衡条件可知，物块b对物块a的摩擦力大小为2mg，对物块b受力分析可知，物块b受到重力、推力F、物块a对b的弹力和竖直向下的静摩擦力，根据平衡条件可知，b还受地面对它的支持力，大小为3mg，A错误；由于b对a的摩擦力大小为2mg，由牛顿第三定律可知，a对b的

7、摩擦力大小也等于2mg，B正确；地面对b的支持力大小等于3mg，则物块b对地面的压力大小等于3mg，C错误；物块a受到物块b水平向右的压力和竖直向上的静摩擦力，它们的合力斜向右上方，即物块a受到物块b的作用力斜向右上方，D错误6.如图6，某同学在沙料场中发现沙子堆积时会形成圆锥体，且堆积过程中圆锥体的底角保持不变他测得某堆沙子的底部周长约为30 m，沙子之间的动摩擦因数约为0.8，则这堆沙子的体积约为(圆锥体的体积等于底面积与高的乘积的三分之一)()图6A1102 m3B2102 m3C3102 m3D8102 m3答案A解析对圆锥面上的任一沙子有：mgsin mgcos (为圆锥体的底角)，

8、即有tan 0.8.根据数学知识得圆锥底部的半径r m，圆锥体的高为hrtan m，圆锥体的体积为VShr2h91.3 m3，选项A正确7.如图7所示，完全相同、质量均为m的物块A、B用轻弹簧相连，置于带有挡板C的固定斜面上斜面的倾角为，弹簧的劲度系数为k，轻弹簧与斜面平行，挡板与斜面垂直初始时弹簧处于原长，A恰好静止现用一沿斜面向上的力F拉A，直到B刚要离开挡板C，则此过程中物块A的位移为(弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g)()图7A. B. C. D.答案D解析初始时弹簧处于原长，A恰好静止，A受到的静摩擦力恰好达到最大值，根据平衡条件，有mgsin Ff，B刚要离开挡板C时，弹簧拉

9、力大小等于物块B的重力沿斜面向下的分力和最大静摩擦力之和，即kxmgsin Ff.由题意知，A、B所受的最大静摩擦力相等，解得x，故D正确8如图8所示，质量为M的磁铁，吸在竖直放置的磁性黑板上静止不动某同学沿着黑板面，用水平向右的恒力F轻拉磁铁，磁铁向右下方做匀速直线运动，重力加速度为g，则磁铁受到的摩擦力Ff()图8A大小为MgB大小为C大小为FD方向水平向左答案B解析由题意可知，在竖直平面内，磁铁受向下的重力、向右的拉力的作用，二力的合力为：F合；由力的平衡条件可知，摩擦力应与重力和拉力的合力大小相等、方向相反，故A、C、D错误，B正确9.长直木板的上表面的一端放有一个木块，如图9所示，木

10、板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角变大)，另一端不动，则木块受到的摩擦力Ff随角度的变化图象是选项图中的()图9答案C解析开始时，0，Ff静0；木板缓慢竖起时，木块相对木板静止，所受的是静摩擦力，由平衡关系可知，静摩擦力大小等于木块重力沿斜面向下的分力：Ff静mgsin ，因此，静摩擦力随的增大而增大，它们呈正弦规律变化，图线为正弦函数图线，在木块刚好要滑动而没滑动时，Ff静达到最大值；继续增大，木块将开始滑动，静摩擦力变为滑动摩擦力，且满足：Ff静mFf滑；开始滑动后，Ff滑mgcos ，因此，滑动摩擦力随的增大而减小，呈余弦规律变化，图线为余弦函数图线；最后，时，Ff滑0.综上分

11、析可知，C正确10(多选)如图10所示，水平面上复印机纸盒里放一叠(共计10张)复印纸，每一张纸的质量均为m.用一摩擦轮以竖直向下的力F压第1张纸，并以一定的角速度逆时针转动摩擦轮，确保摩擦轮与第1张纸之间、第1张纸与第2张纸之间均有相对滑动设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，摩擦轮与第1张纸之间的动摩擦因数为1，纸张间的动摩擦因数均为2，且有12，则下列说法正确的是()图10A第2张纸与第3张纸之间可能发生相对滑动B第2张纸与第3张纸之间不可能发生相对滑动C第1张纸受到摩擦轮的摩擦力方向向左D第6张纸受到的合力为零答案BD解析第1张纸相对于摩擦轮有向左运动的趋势，则受到的滑动摩擦力与轮的运动方向

12、相同，向右，C错误；对第2张纸分析，它的下表面与第3张纸之间的最大静摩擦力Fm2(F2mg)，上表面受到第1张纸向右的滑动摩擦力为Ff2(Fmg)Fcos 时，静摩擦力沿着斜面向上，大小为Ff2mgsin Fcos ，当F增大时，Ff2变小；当mgsin Fcos 时，静摩擦力为零，当F增大时，Ff2变大；当mgsin 240 N，所以拉力一定不水平，假设拉力与水平方向夹角为，对货物受力分析有竖直方向：FNFsin mg水平方向：Fcos FNFf，联立解得：161.2 NFf238 N，故A、B、D错误，C正确13.如图12所示，质量m110 kg和m230 kg的两物体，叠放在动摩擦因数为

13、0.50的粗糙水平地面上，一处于水平位置的轻弹簧，劲度系数为250 N/m，一端固定于墙壁，另一端与质量为m1的物体相连，弹簧处于自然状态，现用一水平推力F作用于质量为m2的物体上，使它缓慢地向墙壁一侧移动，当移动0.40 m时，两物体开始相对滑动，这时水平推力F的大小为(g取10 m/s2)()图12A100 N B300 N C200 N D250 N答案B解析当质量为m2的物体向左移动0.40 m时，弹簧的压缩量为x0.40 m，根据胡克定律得，此时弹簧的弹力大小为F弹kx2500.40 N100 N以质量为m1、m2的物体组成的整体为研究对象，分析整体水平方向的受力情况如图所示，根据平

14、衡条件得FF弹Ff，又Ff(m1m2)g，得FF弹(m1m2)g100 N(1030)100.50 N300 N，B正确14.(多选)如图13所示，三角形ABC是固定在水平面上的三棱柱的横截面，A30，B37，C处有光滑小滑轮，质量分别为m1、m2的a、b两物块通过细线跨放在AC面和BC面上，且均处于静止状态已知AC面光滑，物块b与BC面间的动摩擦因数0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin 370.6，cos 370.8，则两物块的质量之比m1m2可能是()图13A35 B11 C21 D52答案ABC解析若m1较小，当物块b恰好静止时物块b受到的摩擦力沿斜面向上，根据共点力的平衡条件可得m1gsin 30m2gcos 37m2gsin 37，解得；若m1较大，当物块b恰好静止时物块b受到的摩擦力沿斜面向下，根据共点力的平衡条件可得m1gsin 30m2gcos 37m2gsin 37，解得2，所以满足条件的两个物块质量之比为2，则两物块的质量之比m1m2可能是A、B、C.