第三章 相互作用
第3节 摩擦力
知识
一、摩擦力
1.概念:两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时,就会在接触面上产生_____相对运动的力,这种力叫做摩擦力。
2.分类:摩擦力分_________和__________。
3.性质:摩擦力是接触力,属除_______、_______之外的另一种性质的力。
二、静摩擦力
1.定义:两个物体之间只有相对运动的趋势,而没有相对运动时,在接触面上产生的阻碍物体间相对运动趋势的力。
2.产生条件
(1)两物体接触且_______,即存在弹力;
(2)接触面______;
(3)接触物体间有____________。
3.方向:沿着________,跟物体的相对运动的趋势方向________。
4.大小:由物体的运动状态和周围物体对它施加的力的情况决定,但有一个最大值。
5.最大静摩擦力:静摩擦力的最大值fmax在数值上等于物体刚开始运动时的外力。
6.静摩擦力f的大小范围:__________。
三、滑动摩擦力
1.定义:当一个物体在另一个物体表面滑动的时候,会受到另一个物体阻碍它滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力。
2.产生条件
(1)两物体接触且相互挤压,即存在弹力;
(2)接触面粗糙;
(3)接触物体间有____________。
3.方向:总是沿着接触面,并且跟物体的相对运动的方向相反。
4.大小:滑动摩擦力的大小跟正压力成_____,即跟两个物体表面间的弹力成_____,表达式F=________,其中μ为___________,它的数值跟相互接触的两个物体的______和接触面的情况(如粗糙程度)有关。
阻碍 静摩擦力 滑动摩擦力 重力 弹力
相互挤压 粗糙 相对运动的趋势 接触面 相反 0相对运动 正比 正比 μN 动摩擦因数 材料
重点
一、摩擦力
1.摩擦力阻碍的是相对运动的趋势或相对运动的方向。
2.摩擦力可以是阻力,也可以是动力。
3.受摩擦力作用的物体可以是静止的,也可以是运动的。
4.最大静摩擦力与接触面的粗糙程度及正压力有关,且与正压力成正比。
【例题1】关于摩擦力的理解下列说法正确的是
A.摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反
B.摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同
C.当动摩擦因数确定时,滑动摩擦力的大小一定与重力成正比
D.当动摩擦因数确定时,静摩擦力的大小一定与重力成正比
参考答案:B
二、摩擦力的计算
1.静摩擦力的计算
(1)物体处于平衡状态(静止或匀速运动),利用力的平衡条件来判断其大小。
(2)物体有加速度时,若只有静摩擦力,则f=ma;若除静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求静摩擦力。
2.滑动摩擦力的计算
滑动摩擦力的大小用公式f=μN来计算,应用此公式时要注意以下几点:
(1)μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;N为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力。
(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关。
【例题2】如图所示,轻绳跨过两定滑轮,两端分别与A、C两物体相连,物体A、B、C间及C与地面间的动摩擦因数均为μ=0.1,A、B、C的质量分别为mA=1 kg,mB=2 kg,mC=3 kg,轻绳与滑轮间的摩擦忽略不计,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若要用力将C拉动,则作用在C上水平向左的拉力至少为________。(重力加速度g=10 m/s2)
参考答案:8 N
三、摩擦力有无及方向的判定
1.判断静摩擦力的方向时,可用“假设法”判定,方便快捷。
2.摩擦力的方向可以与物体运动的方向相同,也可以与物体运动的方向相反,即摩擦力可以是动力也可以是阻力。
3.受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的。
4.摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势,但摩擦力不一定阻碍物体的运动,即摩擦力不一定是阻力。
【例题3】如图甲、乙所示,图乙中斜面体固定不动,物体P、Q在力F作用下一起以相同速度沿F方向匀速运动,关于物体P所受的摩擦力,下列说法正确的是
A.图甲、乙中物体P均受摩擦力,且方向均与F相同
B.图甲、乙中物体P均受摩擦力,且方向均与F相反
C.图甲、乙中物体P均不受摩擦力
D.图甲中物体P不受摩擦力,图乙中物体P受摩擦力,方向与F相同
参考答案:D
方法提炼:
(1)假设法:假设法有两种。一种是假设接触面光滑,不存在摩擦力,看所研究的物体是否改变原来的运动状态;另一种是假设摩擦力存在,看所研究的物体是否改变原来的运动状态。
(2)状态法:静摩擦力的大小与方向可变。明确物体的运动状态,分析物体的受力情况,根据平衡方程或牛顿第二定律求解静摩擦力的大小和方向。
(3)牛顿第三定律法:此法的关键是抓住“力是成对出现的”,先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力的方向。
四、摩擦力的突变问题
当物体的受力情况发生变化时,摩擦力的大小和方向往往也会发生变化,有可能会导致静摩擦力和滑动摩擦力之间的相互转化。解决该类问题需注意以下四点:
1.如题干中无特殊说明,一般认为最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。
2.由于此类问题设计的过程较为复杂,采用特殊位置法解题往往比采用过程分析法解题更简单。
3.静摩擦力是被动力,它的存在及大小、方向取决于物体间的相对运动趋势,且静摩擦力存在最大值。静摩擦力为零的状态,是方向变化的临界状态;静摩擦力达到最大值,是物体恰好保持相对静止的临界状态。
4.滑动摩擦力存在于发生相对运动的物体之间,因此两物体的速度相同时,滑动摩擦力要发生突变(摩擦力大小为零或为静摩擦力)。
【例题4】如图,人重600 N,木块A重400 N,人与A、A与地面间的动摩擦因数均为0.2。现用水平力拉绳,使他与木块一起向右做匀速直线运动,滑轮摩擦不计,求:
(1)人对绳的拉力;
(2)人脚对A的摩擦力。
参考答案:100 N 100 N,水平向右
试题解析:(1)取人和木块为整体,受到地面的摩擦力fA=μ(mA+m人)g=200 N
由系统处于平衡状态,故2T=fA,得T=100 N
(2)取A为研究对象,由A处于平衡状态,有T+f人=fA,得f人=100 N,水平向右
基础训练
1.关于静摩擦的说法,下列正确的是
A.静摩擦的方向总是与物体的相对运动方向相反
B.静摩擦的方向总是与物体的相对运动趋势方向相反
C.两个相对静止的物体之间一定有静摩擦力的作用
D.受静摩擦力作用的物体一定是静止的
2.(2019·云南省曲靖市麒麟区六中)以下关于滑动摩擦力的说法中,正确的是
A.滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
B.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动
C.滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反
D.两个相互接触的物体发生相对滑动时,它们都要受到滑动摩擦力的作用
3.(2019·宁夏育才中学)下列关于物体所受的滑动摩擦力的表述正确的是
A.方向垂直于接触面 B.大小与正压力成正比
C.大小与正压力成反比 D.方向始终与物体的运动方向相同
4.下列关于摩擦力和滑动摩擦系数的说法,其中正确的是
A.只要物体间接触面是粗糙的,则它们间一定有摩擦力的作用
B.两个相对滑动的物体,其接触面之间一定存在滑动摩擦力
C.由公式μ=f/FN可知,两个物体之间的滑动摩擦系数μ与正压力FN成反比
D.一般情况下,滑动摩擦系数μ只跟相互接触的两个物体的材料和表面情况有关,与其他条件无关
5.(2019·山东省烟台市)两个物体相互接触,关于接触处的弹力和摩擦力,以下说法正确的是
A.如果有弹力,则一定有摩擦力
B.如果有摩擦力,则一定有弹力
C.一定有弹力,但不一定有摩擦力
D.如果有摩擦力,则其大小一定与弹力大小成正比
6.(2019·广东仲元中学)关于摩擦力,下列说法中正确的是
A.摩擦力的方向总是和物体运动的方向相反
B.滑动摩擦力的方向不可能和物体运动的方向相同
C.物体所受摩擦力总是阻碍物体的运动
D.物体受的摩擦力的方向总是和物体的相对运动或相对运动趋势的方向相反
7.(2019·海南省昌江县矿区中学)用手握瓶子,瓶子静止在手中,如图所示,瓶始终处于竖直方向,则下列说法正确的是
A.手对瓶子的压力等于瓶子所受的重力
B.手对瓶子的摩擦力等于瓶子所受的重力
C.手握得越紧,手对瓶子的摩擦力越大
D.手对瓶子的摩擦力必须大于瓶子所受的重力
8.(2019·广东仲元中学)在下列各种现象中,静摩擦力起作用的是
A.纱线织成布,把布缝成衣服
B.物块在水平传送带上随传送带一起做匀速运动
C.皮带运输机将物块运往高处
D.握在手中的瓶子不会滑落
9.如图所示,为运动员立定跳远脚蹬地起跳瞬间的受力示意图,正确的是
A. B.
C. D.
10.如图所示,重力G=20 N的物体,在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动,同时受到大小为10 N的,方向向右的水平力F的作用,则物体所受摩擦力大小和方向是
A.2 N,水平向左 B.2 N,水平向右
C.10 N,水平向左 D.12 N,水平向右0
11.(2019·福建省福清龙西中学)重200 N的木箱在80 N的水平拉力作用下沿水平面运动,它与水平面间的动摩擦因数为0.2,则木箱受到的摩擦力大小为
A.200 N B.80 N C.40 N D.16 N
12.运动员用双手握住竖直的竹杆匀速攀上和匀速下滑,他所受的摩擦力分别是f1和f2,那么
A.f1向下,f2向上,f1=f2 B.f1向下,f2向上,f1>f2
C.f1向上,f2向上,f1=f2 D.f1向上,f2向下,f1=f2
13.(2019·福建省福清龙西中学)如图所示,一轻质弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连接,物块位于水平面上。A、B是物块能保持静止的位置中离墙壁最近和最远的点,A、B两点离墙壁的距离分别是x1、x2。物块与地面的最大静摩擦力为Ffm,则弹簧的劲度系数为
A. B. C. D.
14.水平的皮带传输装置如图所示,皮带的速度保持不变,物体被轻轻地放在A端皮带上,开始时物体在皮带上滑动,当它到达位置C后滑动停止,随后就随皮带一起匀速运动,直至传送到目的地B端,在传输过程中,该物体受摩擦力情况是
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
15.如图所示,水平地面上的L形木板M上放着小木块m,M与m间有一处于压缩状态的弹簧,整个装置处于静止状态。下列说法正确的是
A.地面对M的摩擦力方向向右 B.地面对M的摩擦力方向向左
C.M对m的摩擦力方向向右 D.M对m的摩擦力方向向左
16.如图所示,质量为m的物体A以一定的初速度v沿粗糙斜面上滑,物体A在上滑过程受到的力有
A.冲力、重力、斜面的支持力和摩擦力
B.重力、斜面的支持力
C.重力、对斜面的正压力、沿斜面向下的摩擦力
D.重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力
17.(2019·北京市西城区普通高中合格性考试模拟)一物块放在固定斜面上,物块处于静止状态,如图所示。下列说法正确的是
A.物块不受摩擦力
B.物块受到沿斜面向上的摩擦力
C.物块受到沿斜面向下的摩擦力
D.物块受到水平向右的摩擦力
18.如右图所示,质量为m1的木块P在质量为m2的长木板ab上滑行,长木板放在水平地面上一直处于静止状态。若ab与地面间的动摩擦因数为μ1,木块P与长木板ab间的动摩擦因数为μ2,则长木板ab受到地面的摩擦力大小为
A.μ1m2g B.μ2m1g
C.μ1(m1+m2)g D.μ1m2g+μ2m1g
19.(2019·浙江省杭州市)中国书法是一种艺术。在楷书笔画中,长横的写法要领如下:起笔时一顿,然后向右行笔,收笔时略向右按,再向左上回带,该同学在水平桌面上平铺一张白纸,为防止打滑,他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。则下列关于行笔过程中各物体的受力情况
A.镇纸受到了向右的静摩擦力
B.毛笔对纸的压力一定大于毛笔的重力
C.白纸受到了3个摩擦力
D.桌面受到了向右的静摩擦力
20.(2019·云南省云天化中学)某活动小组利用如图所示的装置测定物块A与桌面间的最大静摩擦力,步骤如下:
①按图组装好器材,使连接物块A的细线与水平桌面平行;
②缓慢向矿泉水瓶内加水,直至物块A恰好开始运动;
③用天平测出矿泉水瓶及水的总质量m;
④用天平测出物块A的质量M;
(1)该小组根据以上过程测得的物块A与桌面间的最大静摩擦力为_________;(当地重力加速度为g)
(2)若认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则物块A与桌面间的动摩擦因数为_______,测量结果与真实值相比____________________。(填“偏大”“偏小”“相等”)
能力提升
21.(2019·四川省广安市岳池中学)关于力,下列说法正确的是
A.物体的重力就是地球对物体的吸引力,它的方向总是垂直向下
B.重力、弹力、摩擦力、动力、阻力都是按力的性质命名的
C.放在桌面上的木块受到桌面对它向上的支持力,这是由于桌面发生微小形变而产生的
D.滑动摩擦力一定产生于两运动的物体之间,且方向一定与物体运动方向相反
22.如图所示,在甲图中,小孩用80 N的水平力推木箱,木箱不动,则木箱此时受到的静摩擦力大小为f1;在乙图中,小孩用至少100 N的水平力推木箱,木箱才能被推动,则木箱与地面间的最大静摩擦力大小为f2;在丙图中,小孩把木箱推动了,若此时木箱与地面间摩擦力大小为90 N,木箱对的压力大小为200 N,则木箱与地面间动摩擦因数μ。则f1、f2、μ依次为
A.0、80 N、0.45 B.80 N、100 N、0.90
C.80 N、100 N、0.45 D.80 N、80 N、0.90
23.(2019·河北省保定市)如图所示,长方形物体各个面与水平地面间的动摩擦因数均相同,使物体以甲、乙、丙三种方式在水平地面上滑行,物体受到的摩擦力分别为、、,则
A. B.
C. D.
24.如图所示,以水平力F压物体A,这时A沿竖直墙壁匀速下滑,若物体A与墙面间的动摩擦因素为μ,A物体的质量为m,那么A物体与墙面间的滑动摩擦力大小等于
A.μmg B.mg
C.F D.μF
25.(2019·黑龙江省哈尔滨市第六中学)将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在物理习题册内,A4纸上方书页总质量为0.3 kg,A4纸下方书页总质量为0.5 kg,A4纸与书页之间、书与桌面之间的动摩擦因数均为0.4,要把A4纸从书中拉出,拉力至少应为(取g=10 m/s2)
A.4 N B.5.6 N
C.2.4 N D.3.2 N
26.下列关于摩擦力的说法中,正确的是
A.滑动摩擦力的大小一定与正压力成正比
B.滑动摩擦力的方向一定与运动方向相反
C.摩擦力可能是动力
D.摩擦力一定是阻力
27.如图所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用,木块处于静止状态,其中F1=10 N、F2=4 N。若撤去力F1,则木块在水平方向受到的摩擦力为
A.10 N,方向向左 B.6 N,方向向右
C.4 N,方向向右 D.4 N,方向向左
28.(2019·山东省莱芜市)如图所示为皮带传送带的示意图,A为传送带上的货物,随着传送带一起无滑动地运动,则关于运送货物的说法不正确的是
A.如果传送带带着货物向上匀速运动,A受到沿斜面向上的摩擦力
B.如果传送带带着货物向下匀速运动,A受到沿斜面向下的摩擦力
C.如果传送带带着货物向下匀速运动,A可能不受摩擦力的作用
D.如果传送带与货物一起静止不动,货物不受摩擦力的作用
29.(2019·江西省鄱阳中学)如图所示,用水平力F推乙物块,使甲、乙、丙、丁四个完全相同的物块一起沿水平地面以相同的速度匀速运动,各接触面均粗糙,关于各物块受到摩擦力,下列说法正确的是
A.甲物块没有受摩擦力的作用
B.乙物体受到一个摩擦力的作用
C.丙物体受到两个摩擦力的作用
D.丁物体没有受到摩擦力的作用
30.(2019·山东省济南外国语学校)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧测力计相连,滑轮和木块之间的细线保持水平,在木块上放置砝码。缓慢向左拉动水平放置的木板,当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时,弹簧测力计的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据在下表中给出,其中的值从图(b)中弹簧测力计的示数读出。
砝码的质量m/kg
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
滑动摩擦力f/N
2.15
2.36
2.55
2.93
回答下列问题:
(1)=__________N;
(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f–m图线;
(3)f与m、木块质量M、木板和木块之间的滑动摩擦因数及重力加速度大小g之间的关系式f=__________,f–m图线(直线)的斜率的表达式k=____________;
(4)取g=9.80 m/,由绘出的f–m图线求得__________(保留2位有效数)。
31.水平地面上放一个重为200 N的铁块,铁块与地面间的最大静摩擦力大小为85 N,铁块与地面间的动摩擦因数为0.4,一个人用沿着水平方向的力推原静止的铁块,试求下列各种情况下铁块所受的摩擦力大小:
(1)推力为50 N时;
(2)推力为100 N时
32.一根弹簧原长10 cm,劲度系数为200 N/m,用此弹簧水平拉一重为20 N的物体,如图所示,求:
(1)当弹簧长为11 cm时,物体未动,求此时物体所受的静摩擦力的大小;
(2)当弹簧长为12.5 cm时,物体刚好开始运动,则物体与地面间的最大静摩擦力为多大;
(3)物体与平面间的动摩擦因数μ=0.22,则当物体匀速运动时,它所受到的滑动摩擦力为多大?求此时弹簧的长度。
真题练习
33.(海南卷)如图,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在P的斜面上,整个系统处于静止状态。若将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。则
A.f1=0,f2≠0,f3≠0 B.f1≠0,f2=0,f3=0
C.f1≠0,f2≠0,f3=0 D.f1≠0,f2≠0,f3≠0
34.(广东卷)如图所示,水平地面上堆放着原木,关于原木P在支撑点M、N处受力的方向,下列说法正确的是
A.M处受到的支持力竖直向上
B.N处受到的支持力竖直向上
C.M处受到的静摩擦力沿MN方向
D.N处受到的静摩擦力沿水平方向
35.(山东卷)如图,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直),此时A恰好不滑动,B刚好不下滑。已知A与B间的动摩擦因数为μ1,A与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B的质量之比为
A. B.
C. D.
36.(上海卷)如图,一质量为m的正方体物块置于风洞内的水平面上,其一面与风速垂直,当风速为v0时刚好能推动该物块。已知风对物块的推力F正比于Sv2,其中v为风速、S为物块迎风面积。当风速变为2v0时,刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块,则该物块的质量为
A.4m B.8m
C.32m D.64m
37.(新课标全国卷Ⅱ)某学生用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz,物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示,图中标出了5个连续点之间的距离。
(1)物块下滑时的加速度a=________m/s2;打点C时物块的速度v=________m/s。
(2)已知重力加速度大小为g,要求出动摩擦因数,还需测量的物理量是________(填正确答案标号)。
A.物块的质量
B.斜面的高度
C.斜面的倾角
参考答案
【点睛】滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反;滑动摩擦力产生的条件:①两物体接触并挤压;②两物体之间有相对运动;③接触面不光滑。
3.B【解析】A.滑动摩擦力方向总是沿接触面,故A错误;BC.根据公式F=μFN,滑动摩擦力大小与正压力成正比,故B正确,C错误。D.滑动摩擦力方向总是与物体间相对运动的方向相反,不一定与物体的运动方向相同,故D错误。故选B。
4.D【解析】根据摩擦力产生的条件可知,若两物体之间没有相互挤压及相对运动或相对运动趋势,则不会有摩擦力,故A错误;两个相对滑动的物体,若接触面是光滑的,则不会有滑动摩擦力,故B错误;滑动摩擦系数是由物体的材料或接触面的粗糙程度有关,与正压力无关;故C错误,D正确。
5.B【解析】AC项:有弹力不一定有摩擦力,因为物体之间不一定粗糙也不一定有相对运动或相对运动趋势,故AC错误;B项:有摩擦力物体之间一定有挤压,因此一定有弹力,故B正确;D项:静摩擦力大小与物体之间弹力无关,滑动摩擦力与弹力成正比,故D错误。
【点睛】要解答本题要掌握:摩擦力和弹力之间的关系,有摩擦力一定有弹力,有弹力不一定有摩擦力,摩擦力方向和弹力方向垂直,静摩擦力大小和弹力无关,滑动摩擦力和弹力成正比。
6.D【解析】A、物体所受的摩擦力方向总是与相对运动或相对运动趋势相反,不一定和运动方向相反,故A错误;B、滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反,如小物块轻轻地放在粗糙的匀速运动的长木板上时小物块相对于木板向后运动,故小物块所受的滑动摩擦力向前,与其运动方向相同,对物体的运动提供动力,故BC错误;D、物体受摩擦力的方向总是与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反,故D正确;故选D。
【点睛】本题考查静摩擦力和滑动摩擦力的方向,要在记忆的基础通过实例加以理解。
【点睛】静摩擦力的方向可以根据静摩擦力总是阻碍物体间相对运动趋势来理解其方向。静摩擦力的方向可能与物体的运动方向相反,也可能与物体的运动方向相同,但一定与物体相对运动趋势方向相反。静止物体所受静摩擦力不一定为零。
9.A【解析】运动员受到重力、地面的向上的支持力以及向前的静摩擦力作用,故选项A正确,BCD错误;故选A。
10.B【解析】物体在水平面上向左运动,受到水平面滑动摩擦力方向向右,物体对水平面的压力大小N等于物体的重力G,则摩擦力大小为:,故B正确,ACD错误。
11.C【解析】根据题意可知,木箱在水平面运动,则受到是滑动摩擦力,依据滑动摩擦力公式,f=μFN=0.2×200 N=40 N,故C正确,ABD错误。故选C。
12.C【解析】运动员匀速攀上过程受力平衡,竖直方向受到重力和静摩擦力,由于重力向下,根据二力平衡,静摩擦力一定向上,大小等于重力;运动员匀速下滑过程受力平衡,竖直方向受到重力和滑动摩擦力,由于重力向下,根据二力平衡,滑动摩擦力一定向上,大小等于重力,所以可得:f1向上,f2向上,f1=f2,故C正确,ABD错误。
13.C【解析】物块在离墙壁的最近和最远点,受到的静摩擦力等于最大静摩擦力Ffm,由平衡条件和胡克定律可得:Ffm=k(L0–x1),Ffm=k(x2–L0),解得:k=,C正确。故选C。
14.BC【解析】在AC段滑块向右加速运动,加速度向右,故合力向右;滑块受重力、支持力和滑动摩擦力,滑动摩擦力提供加速度,所以滑动摩擦力向右,故A错误,B正确;在CB段滑块匀速直线运动,加速度为零,故合力为零;滑块受到重力和支持力,若有摩擦力,合力不为零,故C正确,D错误。
17.B【解析】若斜面光滑,物块会下滑,说明物块相对于斜面有向下滑动的趋势,故物块受到沿斜面向上的静摩擦力,故B正确,ACD错误。故选B。
【点睛】对于摩擦力的判断可以用假设法,若假设没有摩擦力,则物体会发生滑动,从而判断出相对运动趋势方向,即可分析出静摩擦力方向。
18.B【解析】小木块在长木板上滑行时受到的摩擦力为,同时小木块对长木块亦有相同大小的摩擦力。由于木板始终处于静止状态,说明地面对木板的摩擦力(静摩擦力)应与木块给木板的摩擦力相平衡。故大小为,B正确,ACD错误
19.D【解析】A项:起笔时一顿,起笔时一顿,然后向右行笔,毛笔对纸有向右的摩擦力,纸有向右运动的趋势,镇纸受到了向右的静摩擦力,向左上回带时,毛笔对纸有向左的摩擦力,纸有向左运动的趋势,镇纸受到向左的静摩擦力,故A错误;B项:在向左上回带时,毛笔受到斜向上的力的作用,毛笔对纸的压力小于毛笔的重力,故B错误;C项:在向左上回带时,白纸受毛笔和桌面的两个摩擦力,故C错误;D项:在书写过程中纸有向右运动的趋势,所以桌面受到向右的静摩擦力,故D正确。
20.(1)mg (2) 偏大
【解析】(1)根据受力平衡可知,最大静摩擦力f=mg;
(2)根据平衡条件可知,μMg=mg,解得μ=m/M,实验测得的是最大静摩擦因数,当物块A开始运动后,只需小于mg的拉力就可以使得物块A保持运动,则测得的滑动摩擦因数比真实值偏大。
21.C【解析】物体的重力是由于地球对物体的吸引而产生的,它的方向总是竖直向下,选项A错误;重力、弹力、摩擦力都是按力的性质命名的,动力、阻力是按照效果命名的,选项B错误;放在桌面上的木块受到桌面对它向上的支持力,这是由于桌面发生微小形变而产生的,选项C正确;滑动摩擦力一定产生于两相对运动的物体之间,且方向一定与物体相对运动方向相反,选项D错误;故选C。
22.C【解析】甲图中,推力与静摩擦力平衡,所以f1=80 N,乙图中,至少推动木箱的水平推力等于最大静摩擦力f2,所以f2=100 N,丙图中的摩擦力为滑动摩擦力,所以,故C正确,ABD错误。
23.A【解析】根据Ff=μFN可知,滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数和正压力有关,与接触面积无关,故选A。
24.BD
的力F2=4 N,小于最大静摩擦力,木块仍处于静止状态,则此时受的静摩擦力为f′=F2=4 N,方向与F2的方向相反,即为方向向右。选项ABD错误。C正确。故选C。
【点睛】解答本题的关键是根据已知条件判断木块与地面的最大静摩擦力的大小,同时要注意,施加的外力发生变化时,静摩擦力往往是要跟着变化的。
28.BCD【解析】如果传送带带着货物无相对滑动地斜向上匀速运动,A受到的摩擦力一定沿斜面向上,与重力在斜面方向上的分力相等,A正确;如果传送带带着货物无相对滑动地斜向下匀速运动,A受到的摩擦力一定沿斜面向上,与重力在斜面方向上的分力相等,BC错误;如果货物A与传送带都静止,则A受到沿斜面向上的静摩擦力的作用,与重力在斜面方向上的分力相等,选项D错误;此题选择不正确的选项,故选BCD。
【点睛】本题考查了静摩擦力的大小和方向,尤其是注意静摩擦力方向和相对运动趋势方向相反,和运动方向可能相同,也可能垂直。
【点睛】本题考查摩擦力的判断,注意当判断不出接触面上有无摩擦力时我们可借助物体的运动状态进行分析,分析的顺序一般是从上到下,从外到里.
30.(1)2.75 (2)如图所示 (3)μ(M+m)g μg (4)0.40
【解析】(1)由图可以看出,弹簧测力计的指针在2.70和2.80之间,读数为2.75 N。
(2)图中确定m=0.05 kg和m=0.20 kg时的点,通过描点后,画图如图所示。
(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f=μ(M+m)g,k的表达式为k=μg。
(4)由图象可以得出斜率为,可得:。
【点睛】在计算摩擦力时,首先需要弄清楚物体受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力,如果是静摩擦力,其大小取决于与它反方向上的平衡力大小,与接触面间的正压力大小无关,如果是滑动摩擦力,则根据公式去计算。
33.C【解析】对整体受力分析可知,整体相对地面没有相对运动趋势,故f3=0;再将a和b看成一个整体,a、b整体有相对斜面向下运动的趋势,故b与P之间有摩擦力,即f2≠0;再对a受力分析可知,a相对于b有向下运动的趋势,a和b之间存在摩擦力作用,即f1≠0。C正确。
34.A【解析】M处支持力方向与支持面(地面)垂直,即竖直向上,A正确;N处支持力与支持面(原木接触面)垂直,即垂直MN向上,B错误;摩擦力与接触面平行,故CD错误。
35.B【解析】物体A、B整体在水平方向受力平衡,由平衡条件有F=μ2(mA+ mB)g;对物体B在竖直方向平衡有μ1F=mBg,联立解得=,B正确。