第三章 培优提升六 摩擦力综合问题分析(课件 学案 练习,共3份)教科版(2019)必修 第一册

文档属性

名称 第三章 培优提升六 摩擦力综合问题分析(课件 学案 练习,共3份)教科版(2019)必修 第一册
格式 zip
文件大小 1.8MB
资源类型 教案
版本资源 教科版(2019)
科目 物理
更新时间 2025-04-16 09:53:10

文档简介

第三章培优提升六 摩擦力综合问题分析
(分值:100分)
选择题1~11题,每小题8分,共88分。
基础对点练
题组一 摩擦力的理解与计算
1.如图所示,两块竖直木板紧紧夹住木块,整体一直保持静止,木块重力为30 N,木块与木板间的动摩擦因数为0.2。若左、右两端的压力F都是100 N,则两木板对木块的摩擦力大小和方向是 (  )
30 N,方向向上 20 N,方向向上 40 N,方向向下 100 N,方向向上
2.如图所示,小明正在擦一块竖直放置的黑板。下列关于擦黑板的几种说法正确的是 (  )
黑板擦与黑板间的摩擦力是静摩擦力
摩擦力的大小一定与黑板擦的重力成正比
压力越大,黑板与黑板擦之间的摩擦力越大
若黑板擦不小心脱手,则其在自由下落的过程中也可能把字擦掉
3.如图所示,物体A、B叠放在水平地面上,水平力F作用在A上,使二者一起向左做匀速直线运动,下列说法正确的是 (  )
A、B之间无摩擦力
A受到B的摩擦力水平向左
B受到A的摩擦力水平向左
地面对B的摩擦力为静摩擦力,水平向右
4.一块质量为1 kg、长为0.4 m的匀质长木板放在固定的水平桌面上,已知木板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度g取10 m/s2,用水平力F=3 N推木板,当它经过如图所示的位置时,桌面对木板的摩擦力大小为 (  )
3 N 2 N 1.5 N 0.5 N
题组二 摩擦力的突变
5.如图所示,一滑块静止在粗糙的水平木板上,现将木板的一端缓慢抬高,直至木板与水平面成90°角。在0<θ<90°的过程中,关于滑块所受的摩擦力,下列说法正确的是 (  )
滑块先受静摩擦力,然后受滑动摩擦力
滑块先不受摩擦力,然后受滑动摩擦力
滑块始终受到静摩擦力
滑块始终受到滑动摩擦力
6.如图甲所示,某同学用水平绳拉放在平台上的行李包,一直没有拉动,通过手上的弹簧测力计测出拉力F与时间t的关系如图乙所示,则行李包与地面间摩擦力的大小与时间t的关系图像正确的是 (  )
A B C D
7.如图所示,在研究摩擦力的实验中,通过向小桶中增加沙子来增大对小车的拉力F,小桶的质量忽略不计,则小物块A所受的摩擦力f随拉力F的变化关系是 (  )
A B C D
8.如图甲所示,用水平力F将质量为0.4 kg的物块压在竖直墙壁上静止不动,物块与墙面间的动摩擦因数为0.4。若力F随时间t变化的规律如图乙所示,取g=10 m/s2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列图像中,能正确反映物块所受墙的摩擦力大小f随时间t变化规律的是 (  )
A B C D
综合提升练
9.(2024·四川成都高一期中)如图所示,质量为m的木块在质量为M的木板上滑行,木板与地面间的动摩擦因数为μ1,木块与木板间的动摩擦因数为μ2,木板一直静止,那么木块与木板间、木板与地面间的摩擦力大小分别为 (  )
μ2mg μ1Mg
μ2mg μ2mg
μ2mg μ1(m+M)g
μ2mg μ1Mg+μ2mg
10.
两本相同的书,每本书的质量为m,将书分成质量相等的两部分后两本对叠,底部固定在水平面上,其侧视图如图所示,已知书本接触面间的动摩擦因数均为μ,取重力加速度大小为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用一个水平拉力F恰好能将两本书分开,则F的大小可为 (  )
2μmg 3μmg 5μmg 8μmg
11.某同学利用如图甲所示的装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器,传感器与物块之间用棉线相连,物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板,传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法正确的是 (  )
实验中必须让木板保持匀速运动
图乙中曲线就是摩擦力随时间变化的曲线
最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7
只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
培优加强练
12.(12分)如图所示,一个M=2 kg的物体A放在水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2,物体通过一条绕过定滑轮的质量不计的细绳和一个m0=0.1 kg的小桶B相连。已知A与水平面间的最大静摩擦力f静max=4.5 N,滑轮上的摩擦不计,g=10 N/kg,求在以下情况中,A受到的摩擦力的大小。
(1)(3分)只挂B,A处于静止状态时;
(2)(3分)只挂B,但在A上再放一个M'=3 kg的物体时;
(3)(3分)只在桶内加入m1=0.33 kg的砂子时;
(4)(3分)只在桶内加入m2=0.5 kg的砂子时。
培优提升六 摩擦力综合问题分析
1.A [木块在重力和静摩擦力作用下处于静止状态,根据二力平衡可知,木块受到的静摩擦力方向竖直向上,大小为30 N,故A正确。]
2.C [黑板擦相对黑板滑动,黑板擦与黑板间的摩擦力是滑动摩擦力,故A错误;摩擦力的大小与手压黑板擦的力成正比,与黑板擦的重力无关,故B错误;根据滑动摩擦力公式f=μN可知滑动摩擦力与压力成正比,所以压力越大,黑板与黑板擦之间的摩擦力越大,故C正确;若黑板擦不小心脱手,黑板擦对黑板的压力为零,则不存在摩擦力,即在自由下落的过程中不可能把字擦掉,故D错误。]
3.C [对A物体,由于A匀速运动,由水平方向二力平衡可知,B对A的摩擦力必与F等大反向,故选项A、B错误;对B物体,由力的作用的相互性可知,A对B的摩擦力一定与B对A的摩擦力反向,故B受到A的摩擦力水平向左,故选项C正确;对A、B整体分析,由于A、B一起向左匀速运动,则地面对B的摩擦力为滑动摩擦力,且水平向右,故选项D错误。]
4.B [因为木板被推动,所以木板受的摩擦力为滑动摩擦力,木板对桌面的压力N=mg=10 N,所以桌面对木板的滑动摩擦力大小为f=μN=2 N,B正确。]
5.A [木板与水平方向夹角较小时,滑块相对木板静止,滑块受到静摩擦力,木板与水平方向夹角达到某一角度时,滑块相对木板下滑,滑块受到滑动摩擦力,故A正确。]
6.A [该同学没有拉动行李包,说明行李包与平台间的摩擦力是静摩擦力,此时静摩擦力的大小与拉力大小相等,故A正确。]
7.B [当F较小时,小车不动,与A之间是静摩擦力,随着F的增大而增大,当F达到最大静摩擦力后小车滑动,与A之间是滑动摩擦力,比最大静摩擦力稍小,之后F增大,但滑动摩擦力不变,故选项B正确。]
8.B [物块受到的最大静摩擦力f静max=μF=0.4×20 N=8 N,重力G=mg=0.4×10 N=4 N,故开始时,物块处于静止状态,受到静摩擦力作用。当最大静摩擦力等于重力时,有mg=μF′,得F′=10 N,由题图乙知对应时刻为2 s,所以0~2 s内,物块受到的静摩擦力大小为4 N;2~4 s内,物块受到的滑动摩擦力f=μF,随F减小而逐渐减小,B正确。]
9.B [木块m相对木板M向右滑动,受到向左的滑动摩擦力,大小为f1=μ2N=μ2mg;力的作用是相互的,故m对M有向右的滑动摩擦力,故M有向右运动的趋势,受到地面对其向左的静摩擦力,根据二力平衡条件,可知地面对木板的摩擦力大小f2=f1=μ2mg,选项B正确。]
10.B [以右边书为研究对象,从上到下每个接触面上的摩擦力为f1=μmg,f2=μmg,f3=μmg,要想恰好能将两本书分开,则F=f1+f2+f3=3μmg,故A、C、D错误,B正确。]
11.C [该实验不需要使木板保持匀速运动,选项A错误;乙图是拉力随时间变化的图像,能间接地反映出摩擦力随时间变化的关系,选项B错误;拉力较小的情况下,物块和木板之间没有相对运动,此时摩擦力为静摩擦力,而拉力较大的情况下,物块和木板之间产生相对运动,此时摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力和速度无关,由图像可知,最大静摩擦力和滑动摩擦力之比约为10∶7,选项C正确;动摩擦因数等于滑动摩擦力和物块对木板的压力之比,只用图乙中数据不能确定压力的大小,所以无法求出动摩擦因数,选项D错误。]
12.(1)1 N (2)1 N (3)4.3 N (4)4 N
解析 (1)因为m0g=1 N(2)在A上再放一个M′=3 kg的物体,A仍静止,故受静摩擦力f2=f1=m0g=1 N。
(3)因为(m0+m1)g=4.3 N(4)因为(m0+m2)g=6 N>f静max,故物体A开始运动,受到滑动摩擦力作用,由公式知f4=μN=μMg=4 N。培优提升六 摩擦力综合问题分析
学习目标 1.进一步理解摩擦力的概念,能判断摩擦力的有无与方向。2.理解滑动摩擦力大小与静摩擦力大小各自遵循的规律。3.会分析摩擦力的各种突变。
提升1 摩擦力的理解与计算
1.摩擦力是指发生在两个相互接触的物体之间的阻碍两个物体间的相对运动或相对运动趋势的力。
2.受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,运动的物体可能受到静摩擦力的作用。例如:在倾斜传送带上随传送带匀速传送的物体受到的摩擦力是静摩擦力。
3.受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的,静止的物体可能受到滑动摩擦力的作用。例如:擦黑板时,静止的黑板受到的摩擦力是滑动摩擦力。
4.无论是静摩擦力还是滑动摩擦力,都可以是动力,也可以是阻力,如果物体受到的摩擦力的方向与该物体运动的方向相同,则摩擦力为动力,如果物体受到的摩擦力的方向与该物体运动的方向相反,则摩擦力为阻力。
例1 如图所示,长木板B放在水平地面上,物块A放在长木板上表面右端,给A施加一个水平向左、大小为F的拉力,使物块A在长木板上表面向左匀速运动,长木板B仍保持静止,长木板足够长,则A在B上表面匀速运动过程中(  )
A.B受到A的摩擦力与拉力F大小相等,方向相反
B.B受到地面的摩擦力小于F
C.突然增大拉力F,地面对B的摩擦力大小不变
D.突然减小拉力F,地面对B的摩擦力会减小
听课笔记_____________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
例2 如图所示,用水平力F将一木块压在竖直墙壁上,已知木块重力G=6 N,木块与墙壁间的动摩擦因数μ=0.25,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,问:
(1)当F=25 N时,木块静止,木块受到的摩擦力为多大?
(2)当F增大为30 N时,木块仍静止,木块受到的摩擦力为多大?
(3)当F=10 N时,木块沿墙壁下滑,此时木块受到的摩擦力为多大?
(4)当F=6 N时,木块受到的摩擦力为多大?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
提升2 摩擦力的突变
其中相对滑动与相对静止的临界条件为静摩擦力恰好达到最大值。
例3 (多选)如图甲所示,水平木板上有质量m=3.75 kg的物块,受到随时间t变化的水平拉力F作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力f的大小如图乙所示,取重力加速度g=10 m/s2,下列判断正确的是(  )
A.t=1 s时外力F等于零
B.t=6 s时外力F可能等于5 N
C.物块与木板间的动摩擦因数为0.08
D.物块与木板间的动摩擦因数为0.11
听课笔记____________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
例4 (教科版必修第一册P80自我评价4改编)
如图所示,物体A的质量为1 kg,置于水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,从t=0开始,物体以一定的初速度v0向右滑行的同时,受到一个水平向左、大小恒为F0=1 N的作用力,则反映物体受到的摩擦力f随时间变化的图像正确的是(取向右为正方向,g取10 N/kg)(  )
听课笔记_____________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
训练 (多选)如图甲所示,一人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上质量为10 kg的木箱,木箱所受的摩擦力f与F的关系如图乙所示,g取10 m/s2,下列说法正确的是(  )
A.木箱所受的最大静摩擦力f静max=21 N
B.木箱所受的最大静摩擦力f静max=20 N
C.木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.21
D.木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.2
听课笔记____________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
培优提升六 摩擦力综合问题分析
提升1
例1 C [物块A在长木板上表面向左匀速运动,长木板B仍保持静止,则B对A的摩擦力方向向右,大小等于F,根据力作用的相互性,则B受到A的摩擦力与拉力F大小相等,方向相同,A错误;物块A在长木板上表面向左匀速运动,长木板B仍保持静止,B受到地面的摩擦力与A对B的摩擦力等大反向,即大小等于F,B错误;突然减小或突然增大拉力F,但是由于压力不变,则A对B的滑动摩擦力大小不变,因此地面对B的摩擦力大小不变,C正确,D错误。]
例2 (1)6 N (2)6 N (3)2.5 N (4)1.5 N
解析 (1)当F=25 N时,木块静止,则木块在竖直方向上受到的重力和静摩擦力平衡,
即f1=G=6 N。
(2)当F增大为30 N时,木块仍静止,木块在竖直方向上仍然受重力和静摩擦力,且平衡,
即f2=G=6 N。
(3)当F=10 N时,在水平方向上,木块受水平力F和墙壁的弹力平衡,则N′=F=10 N,木块沿墙面下滑,此时木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,则f3=μN′=2.5 N。
(4)当F=6 N时,N″=6 N,最大静摩擦力fm″=μN″=1.5 N<6 N,木块沿竖直墙壁下滑,则此时木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,则f4=1.5 N。
提升2
例3 ABC [根据题意可知水平木板表面粗糙,因为物块在水平方向上的摩擦力在t=1 s时为零,若受到不为零的外力F作用,则必定会产生摩擦力,因此t=1 s时F=0,故A正确;由图乙可知,物块受到的最大静摩擦力为4 N,外力需要大于最大静摩擦力才可能让该物块受到的摩擦力从静摩擦力变成滑动摩擦力,而在t=6 s时,该物块受到的摩擦力刚好从静摩擦力变成滑动摩擦力,所以外力F必定大于4 N,可能是5 N,故B正确;由图乙可知,物块受到的滑动摩擦力f=3 N,根据f=μN=μmg可得动摩擦因数μ===0.08,故C正确,D错误。]
例4 C [物体A向右滑动时,受到地面向左的滑动摩擦力,由f=μmg,得f=2 N;物体静止后,因受到向左的拉力F0=1 N<f,故物体A不再运动,由二力平衡可知,物体A受到向右的静摩擦力,f1=F0=1 N,故C正确。]
训练 AD [木箱受到的静摩擦力随推力的增大而增大,最大静摩擦力为21 N,当推力F>21 N后,静摩擦力变为滑动摩擦力,大小为20 N,木箱与地面间的动摩擦因数μ==0.2,选项A、D正确。](共36张PPT)
培优提升六 摩擦力综合问题分析
第三章 相互作用
1.进一步理解摩擦力的概念,能判断摩擦力的有无与方向。2.理解滑动摩擦力大小与静摩擦力大小各自遵循的规律。3.会分析摩擦力的各种突变。
学习目标
目 录
CONTENTS
提升
01
课后巩固训练
02
提升
1
提升2 摩擦力的突变
提升1 摩擦力的理解与计算
提升1 摩擦力的理解与计算
1.摩擦力是指发生在两个相互接触的物体之间的阻碍两个物体间的相对运动或相对运动趋势的力。
2.受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,运动的物体可能受到静摩擦力的作用。例如:在倾斜传送带上随传送带匀速传送的物体受到的摩擦力是静摩擦力。
3.受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的,静止的物体可能受到滑动摩擦力的作用。例如:擦黑板时,静止的黑板受到的摩擦力是滑动摩擦力。
4.无论是静摩擦力还是滑动摩擦力,都可以是动力,也可以是阻力,如果物体受到的摩擦力的方向与该物体运动的方向相同,则摩擦力为动力,如果物体受到的摩擦力的方向与该物体运动的方向相反,则摩擦力为阻力。
例1 如图所示,长木板B放在水平地面上,物块A放在长木板上表面右端,给A施加一个水平向左、大小为F的拉力,使物块A在长木板上表面向左匀速运动,长木板B仍保持静止,长木板足够长,则A在B上表面匀速运动过程中(  )
A.B受到A的摩擦力与拉力F大小相等,方向相反
B.B受到地面的摩擦力小于F
C.突然增大拉力F,地面对B的摩擦力大小不变
D.突然减小拉力F,地面对B的摩擦力会减小
C
解析 物块A在长木板上表面向左匀速运动,长木板B仍保持静止,则B对A的摩擦力方向向右,大小等于F,根据力作用的相互性,则B受到A的摩擦力与拉力F大小相等,方向相同,A错误;物块A在长木板上表面向左匀速运动,长木板B仍保持静止,B受到地面的摩擦力与A对B的摩擦力等大反向,即大小等于F,B错误;突然减小或突然增大拉力F,但是由于压力不变,则A对B的滑动摩擦力大小不变,因此地面对B的摩擦力大小不变,C正确,D错误。
例2 如图所示,用水平力F将一木块压在竖直墙壁上,已知木块重力G=6 N,木块与墙壁间的动摩擦因数μ=0.25,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,问:
(1)当F=25 N时,木块静止,木块受到的摩擦力为多大?
(2)当F增大为30 N时,木块仍静止,木块受到的摩擦力为多大?
(3)当F=10 N时,木块沿墙壁下滑,此时木块受到的摩擦力为多大?
(4)当F=6 N时,木块受到的摩擦力为多大?
解析 (1)当F=25 N时,木块静止,则木块在竖直方向上受到的重力和静摩擦力平衡,即f1=G=6 N。
(2)当F增大为30 N时,木块仍静止,木块在竖直方向上仍然受重力和静摩擦力,且平衡,即f2=G=6 N。
(3)当F=10 N时,在水平方向上,木块受水平力F和墙壁的弹力平衡,则N′=F=10 N,木块沿墙面下滑,此时木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,则f3=μN′=2.5 N。
(4)当F=6 N时,N″=6 N,最大静摩擦力fm″=μN″=1.5 N<6 N,木块沿竖直墙壁下滑,则此时木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,则f4=1.5 N。
答案 (1)6 N (2)6 N (3)2.5 N (4)1.5 N
提升2 摩擦力的突变
其中相对滑动与相对静止的临界条件为静摩擦力恰好达到最大值。
例3 (多选)如图甲所示,水平木板上有质量m=3.75 kg的物块,受到随时间t变化的水平拉力F作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力f的大小如图乙所示,取重力加速度g=10 m/s2,下列判断正确的是(   )
ABC
A.t=1 s时外力F等于零
B.t=6 s时外力F可能等于5 N
C.物块与木板间的动摩擦因数为0.08
D.物块与木板间的动摩擦因数为0.11
解析 根据题意可知水平木板表面粗糙,因为物块在水平方向上的摩擦力在t=1 s时为零,若受到不为零的外力F作用,则必定会产生摩擦力,因此t=1 s时F=0,故A正确;由图乙可知,物块受到的最大静摩擦力为4 N,外力需要大于最大静摩擦力才可能让该物块受到的摩擦力从静摩擦力变成滑动摩擦力,而在t=6 s时,该物块受到的摩擦力刚好从静摩擦力变成滑动摩擦力,所以外力F必定大于4 N,可能是5 N,故B正确;由图乙可知,物块受到的滑动摩擦
例4 (教科版必修第一册P80自我评价4改编)如图所示,物体A的质量为1 kg,置于水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,从t=0开始,物体以一定的初速度v0向右滑行的同时,受到一个水平向左、大小恒为F0=1 N的作用力,则反映物体受到的摩擦力f随时间变化的图像正确的是(取向右为正方向,g取10 N/kg)(  )
C
解析 物体A向右滑动时,受到地面向左的滑动摩擦力,由f=μmg,得f=2 N;物体静止后,因受到向左的拉力F0=1 N<f,故物体A不再运动,由二力平衡可知,物体A受到向右的静摩擦力,f1=F0=1 N,故C正确。
训练 (多选)如图甲所示,一人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上质量为10 kg的木箱,木箱所受的摩擦力f与F的关系如图乙所示,g取10 m/s2,下列说法正确的是(  )
A.木箱所受的最大静摩擦力f静max=21 N
B.木箱所受的最大静摩擦力f静max=20 N
C.木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.21
D.木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.2
AD
课后巩固训练
2
A
题组一 摩擦力的理解与计算
1.如图所示,两块竖直木板紧紧夹住木块,整体一直保持静止,木块重力为30 N,木块与木板间的动摩擦因数为0.2。若左、右两端的压力F都是100 N,则两木板对木块的摩擦力大小和方向是(  )
A.30 N,方向向上 B.20 N,方向向上
C.40 N,方向向下 D.100 N,方向向上
解析 木块在重力和静摩擦力作用下处于静止状态,根据二力平衡可知,木块受到的静摩擦力方向竖直向上,大小为30 N,故A正确。
基础对点练
C
2.如图所示,小明正在擦一块竖直放置的黑板。下列关于擦黑板的几种说法正确的是(  )
A.黑板擦与黑板间的摩擦力是静摩擦力
B.摩擦力的大小一定与黑板擦的重力成正比
C.压力越大,黑板与黑板擦之间的摩擦力越大
D.若黑板擦不小心脱手,则其在自由下落的过程
中也可能把字擦掉
解析 黑板擦相对黑板滑动,黑板擦与黑板间的摩擦力是滑动摩擦力,故A错误;摩擦力的大小与手压黑板擦的力成正比,与黑板擦的重力无关,故B错误;根据滑动摩擦力公式f=μN可知滑动摩擦力与压力成正比,所以压力越大,黑板与黑板擦之间的摩擦力越大,故C正确;若黑板擦不小心脱手,黑板擦对黑板的压力为零,则不存在摩擦力,即在自由下落的过程中不可能把字擦掉,故D错误。
C
3.如图所示,物体A、B叠放在水平地面上,水平力F作用在A上,使二者一起向左做匀速直线运动,下列说法正确的是(  )
A.A、B之间无摩擦力
B.A受到B的摩擦力水平向左
C.B受到A的摩擦力水平向左
D.地面对B的摩擦力为静摩擦力,水平向右
解析 对A物体,由于A匀速运动,由水平方向二力平衡可知,B对A的摩擦力必与F等大反向,故选项A、B错误;对B物体,由力的作用的相互性可知,A对B的摩擦力一定与B对A的摩擦力反向,故B受到A的摩擦力水平向左,故选项C正确;对A、B整体分析,由于A、B一起向左匀速运动,则地面对B的摩擦力为滑动摩擦力,且水平向右,故选项D错误。
B
4.一块质量为1 kg、长为0.4 m的匀质长木板放在固定的水平桌面上,已知木板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度g取10 m/s2,用水平力F=3 N推木板,当它经过如图所示的位置时,桌面对木板的摩擦力大小为(  )
A.3 N B.2 N
C.1.5 N D.0.5 N
解析 因为木板被推动,所以木板受的摩擦力为滑动摩擦力,木板对桌面的压力N=mg=10 N,所以桌面对木板的滑动摩擦力大小为f=μN=2 N,B正确。
A
题组二 摩擦力的突变
5.如图所示,一滑块静止在粗糙的水平木板上,现将木板的一端缓慢抬高,直至木板与水平面成90°角。在0<θ<90°的过程中,关于滑块所受的摩擦力,下列说法正确的是(  )
A.滑块先受静摩擦力,然后受滑动摩擦力
B.滑块先不受摩擦力,然后受滑动摩擦力
C.滑块始终受到静摩擦力
D.滑块始终受到滑动摩擦力
解析 木板与水平方向夹角较小时,滑块相对木板静止,滑块受到静摩擦力,木板与水平方向夹角达到某一角度时,滑块相对木板下滑,滑块受到滑动摩擦力,故A正确。
A
6.如图甲所示,某同学用水平绳拉放在平台上的行李包,一直没有拉动,通过手上的弹簧测力计测出拉力F与时间t的关系如图乙所示,则行李包与地面间摩擦力的大小与时间t的关系图像正确的是(  )
解析 该同学没有拉动行李包,说明行李包与平台间的摩擦力是静摩擦力,此时静摩擦力的大小与拉力大小相等,故A正确。
B
7.如图所示,在研究摩擦力的实验中,通过向小桶中增加沙子来增大对小车的拉力F,小桶的质量忽略不计,则小物块A所受的摩擦力f随拉力F的变化关系是(  )
解析 当F较小时,小车不动,与A之间是静摩擦力,随着F的增大而增大,当F达到最大静摩擦力后小车滑动,与A之间是滑动摩擦力,比最大静摩擦力稍小,之后F增大,但滑动摩擦力不变,故选项B正确。
B
8.如图甲所示,用水平力F将质量为0.4 kg的物块压在竖直墙壁上静止不动,物块与墙面间的动摩擦因数为0.4。若力F随时间t变化的规律如图乙所示,取g=10 m/s2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列图像中,能正确反映物块所受墙的摩擦力大小f随时间t变化规律的是(  )
解析 物块受到的最大静摩擦力f静max=μF=0.4×20 N=8 N,重力G=mg=0.4×10 N=4 N,故开始时,物块处于静止状态,受到静摩擦力作用。当最大静摩擦力等于重力时,有mg=μF′,得F′=10 N,由题图乙知对应时刻为2 s,所以0~2 s内,物块受到的静摩擦力大小为4 N;2~4 s内,物块受到的滑动摩擦力f=μF,随F减小而逐渐减小,B正确。
B
9.(2024·四川成都高一期中)如图所示,质量为m的木块在质量为M的木板上滑行,木板与地面间的动摩擦因数为μ1,木块与木板间的动摩擦因数为μ2,木板一直静止,那么木块与木板间、木板与地面间的摩擦力大小分别为(  )
综合提升练
A.μ2mg μ1Mg B.μ2mg μ2mg
C.μ2mg μ1(m+M)g D.μ2mg μ1Mg+μ2mg
解析 木块m相对木板M向右滑动,受到向左的滑动摩擦力,大小为f1=μ2N=μ2mg;力的作用是相互的,故m对M有向右的滑动摩擦力,故M有向右运动的趋势,受到地面对其向左的静摩擦力,根据二力平衡条件,可知地面对木板的摩擦力大小f2=f1=μ2mg,选项B正确。
B
10.两本相同的书,每本书的质量为m,将书分成质量相等的两部分后两本对叠,底部固定在水平面上,其侧视图如图所示,已知书本接触面间的动摩擦因数均为μ,取重力加速度大小为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用一个水平拉力F恰好能将两本书分开,则F的大小可为(  )
A.2μmg B.3μmg
C.5μmg D.8μmg
C
11.某同学利用如图甲所示的装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器,传感器与物块之间用棉线相连,物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板,传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法正确的是(  )
A.实验中必须让木板保持匀速运动
B.图乙中曲线就是摩擦力随时间变化的曲线
C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7
D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
解析 该实验不需要使木板保持匀速运动,选项A错误;乙图是拉力随时间变化的图像,能间接地反映出摩擦力随时间变化的关系,选项B错误;拉力较小的情况下,物块和木板之间没有相对运动,此时摩擦力为静摩擦力,而拉力较大的情况下,物块和木板之间产生相对运动,此时摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力和速度无关,由图像可知,最大静摩擦力和滑动摩擦力之比约为10∶7,选项C正确;动摩擦因数等于滑动摩擦力和物块对木板的压力之比,只用图乙中数据不能确定压力的大小,所以无法求出动摩擦因数,选项D错误。
培优加强练
12.如图所示,一个M=2 kg的物体A放在水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2,物体通过一条绕过定滑轮的质量不计的细绳和一个m0=0.1 kg的小桶B相连。已知A与水平面间的最大静摩擦力f静max=4.5 N,滑轮上的摩擦不计,g=10 N/kg,求在以下情况中,A受到的摩擦力的大小。
(1)只挂B,A处于静止状态时;
(2)只挂B,但在A上再放一个M′=3 kg的物体时;
(3)只在桶内加入m1=0.33 kg的砂子时;
(4)只在桶内加入m2=0.5 kg的砂子时。
答案 (1)1 N (2)1 N (3)4.3 N (4)4 N
解析 (1)因为m0g=1 Nf1=m0g=1 N。
(2)在A上再放一个M′=3 kg的物体,A仍静止,故受静摩擦力f2=f1=m0g=1 N。
(3)因为(m0+m1)g=4.3 N(4)因为(m0+m2)g=6 N>f静max,故物体A开始运动,受到滑动摩擦力作用,由公式知f4=μN=μMg=4 N。