北京版2021高考物理一轮复习第二章相互作用第2讲摩擦力牛顿第三定律教材研读练习含解析.docx

1、第2讲摩擦力牛顿第三定律一、静摩擦力和滑动摩擦力1.静摩擦力:两个有相对运动趋势的物体间在接触面上产生的阻碍相对运动趋势的力叫静摩擦力。2.滑动摩擦力:两个相对运动的物体间在接触面上产生的阻碍相对运动的力叫滑动摩擦力。二、两种摩擦力的对比静摩擦力滑动摩擦力产生条件(1)接触面粗糙(2)接触处有弹力(3)两物体有相对运动趋势(仍保持相对静止)(1)接触面粗糙(2)接触处有弹力(3)两物体有相对运动大小(1)静摩擦力Ff为被动力,满足0tan ,滑块将下滑B.给滑块沿斜面向下的初速度,如果tan 时,mg cos mg sin ,滑块将处于静止,A错误;tan 时,mg cos mg sin ,滑

2、块将加速下滑,B错误;=tan 时,mg cos =mg sin ,在沿斜面向上的拉力作用下滑块匀速上滑,即F拉=mg sin +mg cos =2mg sin ,C正确;匀速下滑时,F拉+mg sin =mg cos ,由=tan 可得F拉=0,D错误。2-2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,由于光滑导槽A、B的控制,物体只能沿水平导槽运动。现使钢板以速度v1向右运动,同时用力F沿导槽的方向拉动物体使物体以速度v2沿导槽运动,重力加速度为g,则F的大小() A.等于mg B.大于mgC.小于mg D.不能确定答案C物体相对钢板既有向左的速度v1,又有垂直

3、于v1方向的速度v2,故物体相对钢板的速度应为这两个速度的合速度v,如图所示。物体所受滑动摩擦力的方向与v的方向相反。拉力F的大小与f的分力f2大小相等,而f=mg,故Fmg,即C正确。考点三摩擦力的突变当物体受力或运动状态发生变化时,摩擦力常常会发生突变。摩擦力的突变,又会导致物体的受力情况和运动性质的突变,其突变的临界点(时刻或位置)往往具有很深的隐蔽性。解决摩擦力的“突变”问题,关键是找出摩擦力发生突变的临界点和临界条件。也就是突变前后摩擦力的分界点,再利用相应规律分别对突变前后进行分析求解。【情景素材教师备用】3-1(多选)(2018海淀期中)用如图所示装置研究摩擦力的变化规律,把木块

4、放在水平长木板上,在弹簧测力计的指针下轻放一个小纸团,它只能被指针向左推动。用弹簧测力计沿水平方向拉木块,使拉力由零缓慢增大。下列说法正确的是()A.木块开始运动前,摩擦力逐渐增大B.当拉力达到某一数值时木块开始移动,此时拉力会突然变小C.该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小D.木块开始运动前,拉力小于摩擦力答案ABC木块受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用,运动前处于静止状态,拉力等于静摩擦力,随着拉力增大,静摩擦力逐渐变大,选项A正确,选项D错误;当拉力等于最大静摩擦力时,木块开始运动,此时静摩擦力会突然变为滑动摩擦力,又因为滑动摩擦力略小于最大静摩擦力,所以木块开始移动时拉力会突然变小,选

5、项B正确;木块开始运动时的拉力等于最大静摩擦力,所以该装置可以记录最大静摩擦力的大小,选项C正确。3-2长直木板的上表面的一端放有一铁块,木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与水平面的夹角变大),另一端不动,如图所示。则铁块受到的摩擦力Ff随角度的变化图像可能正确的是下图中的(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()答案C设木板与水平面间的夹角增大到时,铁块开始滑动,显然当时,铁块与木板相对静止。由力的平衡条件可知,铁块受到的静摩擦力的大小为Ff=mg sin ;当时铁块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力,设动摩擦因数为,由滑动摩擦力公式得,铁块受到的滑动摩擦力为Ff=mg cos 。通过上述分析知道:G1

6、,斜面对物块的摩擦力f 沿斜面向下,若F1G1,斜面对物块的摩擦力f 沿斜面向上,若F1=G1,则物块不受摩擦力,即f =0。若f 沿斜面向上或为0,则f G2=N,因此B项对,A、C、D项错误。 图图2.如图所示,一长木板在水平地面上运动,在某时刻(t=0)将一相对于地面静止的物块轻放到木板上,已知物块与木板的质量相等,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦,物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上。在物块放到木板上之后,木板运动的速度-时间图像可能是图中的()答案A由于物块刚放到木板上时,运动的木板会给它一个向右的滑动摩擦力,则物块就会给木板一个向左的摩擦力,此时木板还受到

7、地面给它的向左的摩擦力,木板在这两个摩擦力的作用下做匀减速直线运动;当物块的速度与木板的速度相同时,物块与木板间没有了相对运动,木板受到的物块的摩擦力由向左变为向右,地面对它的摩擦力不变,故其加速度变小,木板做匀减速直线运动,故选项A正确。3.在水平桌面上有一个倾角为的斜面体。一个质量为m的物块,在平行于斜面的拉力F作用下,沿斜面向上做匀速运动。斜面体始终处于静止状态。已知物块与斜面体间的动摩擦因数为,重力加速度为g。下列结论正确的是()A.斜面体对物块的摩擦力大小是FB.斜面体对物块的摩擦力大小是mgC.桌面对斜面体的摩擦力大小是0D.桌面对斜面体的摩擦力大小是F cos 答案D对物块应用平衡条件,有F-f1-mg sin =0得F=f1+mg sin ,故A错f1=N1=mg cos ,B错对物块和斜面体组成的整体应用平衡条件有F cos =f2,故C错、D对。