2018-2019高中物理 第三章 研究物體間的相互作用 第二節(jié) 研究摩擦力學(xué)案 粵教版必修1.doc

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第二節(jié)　研究摩擦力 [學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.理解靜摩擦力和滑動摩擦力的產(chǎn)生條件.2.會判斷摩擦力的方向及計(jì)算摩擦力的大小.3.了解最大靜摩擦力的概念. 一、滑動摩擦力 1.定義：在滑動摩擦中，物體間產(chǎn)生的阻礙物體相對滑動的作用力，叫做滑動摩擦力. 2.方向：總是與物體相對滑動的方向相反，與它們的接觸面相切. 3.大?。夯瑒幽Σ亮的大小跟垂直接觸面的壓力(正壓力)FN成正比. 4.公式：f＝μFN，μ為動摩擦因數(shù)，它與相互接觸的兩個物體的材料和接觸面的粗糙程度有關(guān)(填“有關(guān)”或“無關(guān)”). 二、研究靜摩擦力 1.定義：當(dāng)物體具有相對滑動趨勢時，物體間產(chǎn)生的摩擦叫做靜摩擦，這時產(chǎn)生的摩擦力叫做靜摩擦力. 2.方向：總與接觸面相切，并與物體相對運(yùn)動趨勢的方向相反. 3.最大靜摩擦力 定義：物體所受到的靜摩擦力有一個最大限度，這個最大值叫做最大靜摩擦力. 1.判斷下列說法的正誤. (1)有相對運(yùn)動或有相對運(yùn)動趨勢的物體間一定有摩擦力.() (2)兩個相對靜止的物體之間一定有靜摩擦力作用.() (3)摩擦力的方向不可能與物體的運(yùn)動方向相同.() (4)物體所受的滑動摩擦力與物體的重力成正比.() 2.已知木箱重200 N，木箱與水平桌面間的動摩擦因數(shù)為0.2，當(dāng)木箱在水平桌面上以10 m/s的速度運(yùn)動時，木箱所受桌面的摩擦力大小為________ N；當(dāng)木箱以15 m/s的速度運(yùn)動時，木箱所受摩擦力大小為________ N；當(dāng)在該木箱上放一相同的木箱，兩箱一起 以10 m/s的速度運(yùn)動時，木箱所受桌面的摩擦力大小為________ N. 答案　40　40　80  一、滑動摩擦力 1.按如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置做一做：用力拉動木板，使之在桌面上滑動. 圖1 (1)木塊受到的摩擦力大小和彈簧測力計(jì)示數(shù)有什么關(guān)系？ (2)在木塊上添加重物，增大木塊對木板的壓力時，摩擦力如何變化？ (3)在木板上鋪一塊較粗糙的毛巾，摩擦力如何變化？ 答案　(1)相等　(2)增大　(3)增大 2.(1)如圖2所示，在光滑水平地面上，B的速度v2大于A的速度v1，畫出A、B所受滑動摩擦力的方向.(A、B接觸面粗糙) 圖2 (2)滑動摩擦力總是阻礙物體的運(yùn)動嗎？ 答案　(1)如圖所示 (2)滑動摩擦力一定阻礙物體的相對運(yùn)動，但與物體的運(yùn)動方向可能相同，也可能相反，即滑動摩擦力可能是阻力，也可能是動力. 1.滑動摩擦力的產(chǎn)生條件 (1)兩物體直接接觸且相互擠壓(即有彈力). (2)接觸面粗糙. (3)兩物體間有相對運(yùn)動. 2.滑動摩擦力的方向 與相對運(yùn)動方向相反，與物體的運(yùn)動方向無直接關(guān)系，與物體的運(yùn)動方向可能相同，也可能相反. 3.滑動摩擦力的大小 由公式f＝μFN計(jì)算(也可以由二力平衡來求解) (1)FN是兩個相接觸的物體間的正壓力，它不一定等于重力，F(xiàn)N的大小可以與重力G大小相等，也可以不等. (2)動摩擦因數(shù)μ的大小由接觸面的材料和接觸面的粗糙程度決定，與FN無關(guān). (3)滑動摩擦力的大小與接觸面的面積無關(guān)，與物體間相對運(yùn)動速度的大小無關(guān). 例1　下列有關(guān)滑動摩擦力的說法中，正確的是(　　) A.有壓力一定有滑動摩擦力 B.有滑動摩擦力一定有壓力 C.滑動摩擦力方向一定與物體的運(yùn)動方向相反 D.只有運(yùn)動物體才受滑動摩擦力 答案　B 解析　產(chǎn)生滑動摩擦力的條件有三個：正壓力(相互接觸且擠壓)、接觸面粗糙、發(fā)生相對滑動，缺一不可.由產(chǎn)生條件可知，A錯誤，B正確.滑動摩擦力方向與物體相對運(yùn)動方向相反，C錯誤.滑動摩擦力發(fā)生于相對滑動的兩物體之間，兩個物體中可能有一個相對地面是靜止的，故D錯誤. 【考點(diǎn)】滑動摩擦力 【題點(diǎn)】對滑動摩擦力的理解及滑動摩擦力的方向 二、靜摩擦力 (1)把木塊放在水平桌面上，用彈簧測力計(jì)沿水平方向向右拉木塊，如圖3所示. 圖3 當(dāng)測力計(jì)的示數(shù)為1 N時，木塊沒有動；逐漸增大拉力到2 N 時，木塊仍靜止；繼續(xù)增大拉力到4 N時，木塊開始移動，此時拉力突然變小到3.8 N，此后木塊勻速運(yùn)動，拉力保持3.8 N不變. ①木塊受到拉力為1 N時，有相對桌面運(yùn)動的趨勢但沒有運(yùn)動，說明什么呢？ ②隨著外力的增大，靜摩擦力有什么變化？ ③靜摩擦力在哪里產(chǎn)生？沿什么方向？ (2)如圖4所示，物體隨傾斜傳送帶斜向上勻速運(yùn)動. 圖4 ①寫出物體所受靜摩擦力的方向. ②只有靜止的物體才受靜摩擦力嗎？ ③靜摩擦力一定是阻力嗎？ 答案　(1)①說明桌面對木塊施加了一個與拉力方向相反、大小也為1 N的力，這個力就是桌面對木塊的靜摩擦力. ②靜摩擦力的大小隨著外力的增大而增大，但有一個最大值. ③靜摩擦力產(chǎn)生在相對靜止但有相對運(yùn)動趨勢的相互接觸的物體之間.靜摩擦力的方向與接觸面相切，與物體相對運(yùn)動趨勢的方向相反. (2)①靜摩擦力方向沿傳送帶向上. ②不是.運(yùn)動的物體也可能受靜摩擦力. ③不是.靜摩擦力可能是阻力，也可能是動力. 靜摩擦力 1.產(chǎn)生條件 (1)兩物體直接接觸且相互擠壓(即有彈力). (2)接觸面粗糙. (3)兩物體間有相對運(yùn)動趨勢. 2.方向 與相對運(yùn)動趨勢方向相反，與物體運(yùn)動方向無直接關(guān)系，既可與運(yùn)動方向相同，也可與運(yùn)動方向相反或成某一夾角. 3.大小 (1)范圍：0＜f≤fmax. (2)計(jì)算：物體勻速運(yùn)動或靜止時，根據(jù)二力平衡條件求解. (3)靜摩擦力大小與壓力無關(guān)，最大靜摩擦力與正壓力成正比. 例2　關(guān)于靜摩擦力的說法，正確的是(　　) A.兩個相對靜止的物體間一定有靜摩擦力的作用 B.受靜摩擦力作用的物體一定是靜止的 C.物體間壓力一定時，靜摩擦力的大小可以變化，但有一個限度 D.靜摩擦力一定是阻力 答案　C 解析　當(dāng)兩個物體有相對運(yùn)動趨勢時才有可能產(chǎn)生靜摩擦力，A錯；受靜摩擦力作用的物體有可能是運(yùn)動的，比如人正常走路時，受到的就是靜摩擦力，B錯；物體間壓力一定時，靜摩擦力的大小可以變化，但有一個限度，這個限度就是最大靜摩擦力，C對；靜摩擦力可能是阻力也可能是動力，D錯. 例3　(多選)如圖5所示，一質(zhì)量為m的木塊靠在粗糙的豎直墻壁上，且受到水平力F的作用，下列說法正確的是(　　) 圖5 A.若木塊靜止，則木塊受到的靜摩擦力大小等于mg，方向豎直向上 B.若木塊靜止，當(dāng)F增大時，木塊受到的靜摩擦力隨之增大 C.若木塊靜止，當(dāng)F增大時，最大靜摩擦力隨之增大 D.若開始時木塊靜止，當(dāng)撤去F，木塊沿墻壁下滑時，木塊不受摩擦力作用 答案　ACD 解析　若木塊靜止，則木塊受到的靜摩擦力與mg平衡，大小為mg，方向豎直向上，故A正確，B錯誤；最大靜摩擦力與正壓力成正比，故C正確；當(dāng)撤去F時，墻壁與木塊間無彈力，則木塊不受摩擦力作用，故D正確. 【考點(diǎn)】靜摩擦力 【題點(diǎn)】靜摩擦力的大小及計(jì)算 1.靜摩擦力的方向與相對運(yùn)動趨勢的方向相反，與運(yùn)動方向可能相同，也可能相反. 2.靜摩擦力發(fā)生在相對靜止的兩物體之間，受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的，運(yùn)動的物體也可能受靜摩擦力作用. 3.物體靜止或勻速直線運(yùn)動時，靜摩擦力的大小可由平衡條件求得. 三、摩擦力大小的計(jì)算 例4　如圖6所示，一重為40 N的木塊原來靜止在水平桌面上，某瞬間在水平方向上同時受到兩個方向相反的力F1、F2的作用，其中F1＝13 N，F(xiàn)2＝6 N.已知木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，求： 圖6 (1)木塊所受的摩擦力的大小和方向； (2)當(dāng)將F1撤去時，木塊受到的摩擦力的大小和方向； (3)若撤去的力不是F1而是F2，求木塊受到的摩擦力的大小和方向. 答案　(1)7 N　水平向左　(2)6 N　水平向右 (3)8 N　水平向左 解析　當(dāng)木塊運(yùn)動時受到的滑動摩擦力為f＝μFN＝μG＝0.240 N＝8 N，故木塊受到桌面的最大靜摩擦力為8 N. (1)加上F1、F2后，F(xiàn)1和F2相當(dāng)于一個方向向右的力F＝F1－F2＝7 N.由于F小于最大靜摩擦力，故木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，則木塊受到桌面靜摩擦力的作用，大小為7 N，方向水平向左. (2)將F1撤去后，由于F2小于最大靜摩擦力，故木塊仍然保持靜止.由二力平衡知識知，木塊受到的靜摩擦力大小等于F2，即大小為6 N，方向水平向右. (3)撤去F2后，由于F1大于最大靜摩擦力，則木塊受到的摩擦力為滑動摩擦力，大小為8 N，方向水平向左. 求解物體受到的摩擦力大小時，要先判斷物體受到的是靜摩擦力還是滑動摩擦力，只有滑動摩擦力才能用f＝μFN來計(jì)算. 1.(對滑動摩擦力的理解)裝修工人在搬運(yùn)材料時施加一個水平拉力將其從水平臺面上拖出(材料重心未離開臺面)，如圖7所示，則在勻速拖出的過程中(　　) 圖7 A.材料與平臺之間的接觸面積逐漸減小，摩擦力逐漸減小 B.材料與平臺之間的接觸面積逐漸減小，拉力逐漸減小 C.平臺對材料的支持力逐漸減小，摩擦力逐漸減小 D.材料與平臺之間的動摩擦因數(shù)不變，支持力也不變，因而工人的拉力也不變 答案　D 解析　勻速拉動的過程只能持續(xù)到重心離開臺面的瞬間，物體的重心在臺面上，故物體對臺面的壓力不變，故物體受到的支持力不變，C錯誤；而在拉動過程中動摩擦因數(shù)不變，由f＝μFN可知摩擦力是不變的，A錯誤；因?yàn)槲矬w做勻速直線運(yùn)動，摩擦力不變，所以工人的拉力是不變的，B錯誤，D正確. 2.(對靜摩擦力的理解)關(guān)于靜摩擦力與彈力的關(guān)系，下列說法正確的是(　　) A.有彈力一定有靜摩擦力 B.有靜摩擦力一定有彈力 C.彈力越大，靜摩擦力越大 D.靜摩擦力越大，彈力一定越大 答案　B 解析　靜摩擦力的產(chǎn)生條件之一是接觸面間有彈力，但還需另兩個條件同時具備，即接觸面粗糙和物體間存在相對運(yùn)動趨勢，才會有靜摩擦力，所以說，有靜摩擦力一定有彈力，但有彈力不一定有靜摩擦力，A錯，B對；靜摩擦力大小與彈力大小無關(guān)，C、D錯. 3.(靜摩擦力的大小)如圖8所示，質(zhì)量為m的木塊放在粗糙的水平地面上，木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為0.5，水平推力F作用于木塊上，但未把木塊推動，則在選項(xiàng)圖中反映木塊受到的靜摩擦力f隨水平推力F變化的關(guān)系圖線是(　　) 圖8 答案　A 解析　推而未動，故摩擦力f＝F，所以A正確. 【考點(diǎn)】靜摩擦力 【題點(diǎn)】靜摩擦力的大小及計(jì)算 4.(滑動摩擦力的大小及計(jì)算)質(zhì)量為3.0 kg的空木箱，放置在水平地面上，沿水平方向施加拉力，當(dāng)拉力F1＝8.0 N時，木箱靜止；當(dāng)拉力F2＝10.3 N時，木箱做勻速直線運(yùn)動，求：(g取9.8 N/kg) (1)木箱與地面間的動摩擦因數(shù)； (2)木箱在8.0 N的拉力作用下受到的摩擦力的大?。? (3)木箱在12.0 N水平拉力作用下，受到的摩擦力的大小. 答案　(1)0.35　(2)8.0 N　(3)10.3 N 解析　(1)當(dāng)拉力F2＝10.3 N時，木箱勻速運(yùn)動，木箱水平方向受到拉力F2和滑動摩擦力f1，根據(jù)二力平衡條件有：f1＝F2＝10.3 N 木箱放在水平地面上，則有木箱對地面壓力大小等于木箱的重力，即FN＝mg 根據(jù)滑動摩擦力公式f＝μFN，則木箱與地面間的動摩擦因數(shù)為μ＝ 聯(lián)立解得μ≈0.35. (2)當(dāng)拉力F1＝8.0 N時，木箱靜止，木箱水平方向所受到的靜摩擦力f2與F1是一對平衡力，則有：f2＝F1＝8.0 N. (3)當(dāng)拉力F3＝12.0 N時，木箱將在地面上滑動，此時木箱所受到的摩擦力為滑動摩擦力.由第(1)問可以知道，f3＝f1＝10.3 N. 【考點(diǎn)】摩擦力的綜合應(yīng)用 【題點(diǎn)】摩擦力的大小計(jì)算 1.生活中的摩擦力 摩擦力在我們的生活中無處不在.踢出去的足球會慢慢停下來，是由于受到摩擦力的作用.用力推一輛汽車，沒有推動，也是由于摩擦力的作用.火車頭對車廂的拉力來源于火車車輪和鐵軌之間的摩擦力.傳送帶把貨物運(yùn)往高處的過程中，貨物受到一個沿斜面向上的靜摩擦力的作用，以阻礙貨物向下滑的運(yùn)動趨勢. 2.摩擦力的利與弊 人走路要利用鞋底與地面間的摩擦，為了增大摩擦，鞋底上有凹凸不平的花紋，使接觸面粗糙些.要使制動后的汽車快點(diǎn)停下來，就要利用輪胎與地面間的摩擦力，下雪天路滑，摩擦力小，剎車時不容易停住，因而發(fā)生交通事故.為了減少這類事故的發(fā)生，人們在輪胎上弄了凹凸不平的花紋，在下雪時還在馬路上撒上灰渣，以增大摩擦，防止車子打滑.以上都是有益摩擦對人們的幫助，所以我們要合理利用并要想辦法增大這些有益摩擦. 事物都是一分為二的，有時候摩擦力也確實(shí)給我們增加了一些麻煩，如在現(xiàn)代汽車中，20%的功率要用來克服摩擦；飛機(jī)上的活塞式發(fā)動機(jī)因摩擦損耗的功率要占10%，就是最先進(jìn)的渦輪噴氣發(fā)動機(jī)也要為克服摩擦損耗2%的功率.因此，減小這些摩擦所帶來的損耗，是我們需要一直研究的問題. 由以上可以看出，摩擦力可能是物體運(yùn)動的阻力，也可能是物體運(yùn)動的動力.上述足球運(yùn)動過程中受到的摩擦力是足球運(yùn)動的阻力，而傳送帶將貨物運(yùn)到高處的過程中，貨物受到的摩擦力便是貨物運(yùn)動的動力. 典題　如圖9所示，在平直公路上有一輛汽車，車廂中裝有一木箱.試判斷下列情況中，木箱所受摩擦力的方向，并說明摩擦力是動力還是阻力. 圖9 (1)汽車由靜止加速運(yùn)動時(木箱和車廂無相對滑動)； (2)汽車剎車時(二者無相對滑動)； (3)汽車勻速運(yùn)動時(二者無相對滑動)； (4)汽車剎車，木箱在車上向前滑動時； (5)汽車在勻速行駛過程中突然加速，木箱在車上滑動時. 答案　(1)木箱受到向前的靜摩擦力，動力 (2)木箱受到向后的靜摩擦力，阻力 (3)木箱與汽車間沒有摩擦力 (4)木箱受到向后的滑動摩擦力，阻力 (5)木箱受到向前的滑動摩擦力，動力 解析　(1)木箱隨汽車一起由靜止加速運(yùn)動時，假設(shè)二者的接觸面是光滑的，木箱將相對于汽車向后滑動，實(shí)際上兩者無相對滑動，說明木箱有相對汽車向后滑動的趨勢，所以木箱受到向前的靜摩擦力，是木箱運(yùn)動的動力. (2)汽車剎車時，速度減小，假設(shè)木箱與汽車的接觸面是光滑的，則木箱將相對于汽車向前滑動，實(shí)際木箱沒有滑動，說明有相對汽車向前滑動的趨勢，所以木箱受到向后的靜摩擦力，是木箱運(yùn)動的阻力. (3)木箱隨汽車一起勻速運(yùn)動時，二者無相對滑動，也無相對滑動趨勢，木箱與汽車間沒有摩擦力. (4)汽車剎車，木箱相對汽車向前滑動，所以木箱受到向后的滑動摩擦力，是木箱運(yùn)動的阻力. (5)汽車在勻速行駛過程中突然加速，木箱相對汽車向后滑動，所以木箱受到向前的滑動摩擦力，是木箱運(yùn)動的動力. 一、選擇題 考點(diǎn)一　滑動摩擦力和靜摩擦力的理解 1.關(guān)于靜摩擦力，下列說法中正確的是(　　) A.兩個表面粗糙的物體，只要直接接觸就會產(chǎn)生靜摩擦力 B.靜摩擦力總是阻力 C.靜摩擦力的方向跟物體間相對運(yùn)動趨勢的方向相反 D.兩個物體之間的靜摩擦力總是一個定值 答案　C 解析　靜摩擦力產(chǎn)生在彼此直接接觸且相互擠壓、接觸面粗糙、具有相對運(yùn)動趨勢的物體之間，A錯誤；靜摩擦力的作用是阻礙物體間的相對運(yùn)動趨勢，方向與物體間相對運(yùn)動趨勢的方向相反，但可能與運(yùn)動方向相同，B錯誤，C正確；兩物體間靜摩擦力的大小隨物體所受外力的變化而變化，因此D錯誤. 2.關(guān)于由滑動摩擦力公式推出的μ＝，下列說法中正確的是(　　) A.動摩擦因數(shù)μ與摩擦力f成正比，f越大，μ越大 B.動摩擦因數(shù)μ與正壓力FN成反比，F(xiàn)N越大，μ越小 C.動摩擦因數(shù)μ與摩擦力f成正比，與正壓力FN成反比 D.動摩擦因數(shù)μ的大小由兩物體接觸面的粗糙程度及材料決定 答案　D 解析　動摩擦因數(shù)取決于相互接觸的兩個物體，由兩物體接觸面的粗糙程度及材料決定，與接觸面的面積大小無關(guān)，與正壓力及摩擦力無關(guān)，選項(xiàng)A、B、C錯誤，D正確. 【考點(diǎn)】滑動摩擦力 【題點(diǎn)】對μ的理解 3.在中學(xué)秋季田徑運(yùn)動會上，高一2班李好同學(xué)奮力拼搏，勇奪男子100 m冠軍，如圖1所示為該同學(xué)奔跑途中的兩個瞬間，用f1、f2分別表示該同學(xué)在圖甲、乙兩瞬間所受到的摩擦力，則關(guān)于f1、f2的方向，以下說法正確的是(　　) 圖1 A.f1向后，f2向后 B.f1向前，f2向前 C.f1向前，f2向后 D.f1向后，f2向前 答案　C 解析　該同學(xué)奔跑途中，后腳用力向后蹬，人才向前運(yùn)動，正是由于地面給后腳有個向前的靜摩擦力，使運(yùn)動員能向前運(yùn)動.而當(dāng)前腳向前跨時，地面給前腳有個向后的靜摩擦力，否則運(yùn)動員會向前滑動，所以前腳受到地面對其向后的靜摩擦力.故選C. 【考點(diǎn)】靜摩擦力 【題點(diǎn)】靜摩擦力的方向及有無判斷 4.(多選)運(yùn)動員雙手握住豎直桿勻速攀上和勻速滑下的過程中，運(yùn)動員受到的摩擦力分別為f1和f2，不計(jì)空氣阻力，那么(　　) A.f1方向豎直向下，f2方向豎直向上，且f1＝f2 B.f1方向豎直向上，f2方向豎直向上，且f1＝f2 C.f1為靜摩擦力，f2為滑動摩擦力 D.f1為靜摩擦力，f2為靜摩擦力 答案　BC 解析　運(yùn)動員攀上豎直桿過程中受靜摩擦力作用，滑下過程受到滑動摩擦力作用，選項(xiàng)C正確，D錯誤；運(yùn)動員向上、向下都是勻速運(yùn)動，且只受重力和摩擦力的作用，由二力平衡知，運(yùn)動員所受的摩擦力總是向上，大小等于其重力，選項(xiàng)A錯誤，B正確. 【考點(diǎn)】滑動摩擦力 【題點(diǎn)】對滑動摩擦力的理解及滑動摩擦力的方向 5.一物體置于粗糙水平地面上，按圖2所示不同的放法，在水平力F的作用下運(yùn)動，設(shè)地面與物體各接觸面間的動摩擦因數(shù)相等，則物體受到的摩擦力的大小關(guān)系是(　　) 圖2 A.F甲＞F乙＞F丙 B.F乙＞F甲＞F丙 C.F丙＞F乙＞F甲 D.F甲＝F乙＝F丙 答案　D 解析　滑動摩擦力f＝μFN，滑動摩擦力與接觸面的動摩擦因數(shù)以及正壓力有關(guān)，三種情況下μ相同，F(xiàn)N也相等，故三種情況下的滑動摩擦力大小相等. 【考點(diǎn)】滑動摩擦力 【題點(diǎn)】對滑動摩擦力的理解及滑動摩擦力的方向 考點(diǎn)二　摩擦力的大小 6.(多選)如圖3所示，有一重力不計(jì)的方形容器，被水平力F壓在豎直的墻面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)緩慢地向容器內(nèi)注水，直到將容器剛好盛滿為止，在此過程中容器始終保持靜止，則下列說法中正確的是(　　) 圖3 A.容器受到的摩擦力不變 B.容器受到的摩擦力逐漸增大 C.水平力F可能不變 D.水平力F一定逐漸增大 答案　BC 解析　容器處于平衡狀態(tài)，在豎直方向上重力與摩擦力平衡，盛滿水前墻面對容器的靜摩擦力一直增大，如果一直沒有達(dá)到正壓力F作用下的最大靜摩擦力，則水平力F可能不變，選項(xiàng)B、C正確. 7.(多選)如圖4甲所示，一人用由零逐漸增大的水平力F推靜止于水平地面上質(zhì)量為10 kg的木箱，木箱所受的摩擦力f與F的關(guān)系如圖乙所示，g取10 m/s2，下列說法正確的是(　　) 圖4 A.木箱所受的最大靜摩擦力fm＝21 N B.木箱所受的最大靜摩擦力fm＝20 N C.木箱與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.21 D.木箱與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2 答案　AD 解析　木箱受到的靜摩擦力隨推力的增大而增大，最大靜摩擦力為21 N，當(dāng)推力F>21 N后，摩擦力為滑動摩擦力，大小為20 N，木箱與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝＝0.2，選項(xiàng)A、D正確. 【考點(diǎn)】滑動摩擦力 【題點(diǎn)】滑動摩擦力的計(jì)算 8.如圖5所示，用大小為100 N的握力握住一個重為40 N的瓶子.瓶子豎直，始終處于靜止?fàn)顟B(tài).已知手掌與瓶子間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，則(　　) 圖5 A.瓶子受到的摩擦力大小為40 N B.瓶子受到的摩擦力大小為50 N C.當(dāng)握力進(jìn)一步增大時，瓶子受到的摩擦力將成正比增大 D.當(dāng)握力持續(xù)減小時，瓶子(始終靜止)受到的摩擦力大小將持續(xù)減小 答案　A 解析　瓶子重力為40 N，處于靜止?fàn)顟B(tài)，則瓶子受到的摩擦力大小等于其重力，為40 N，故A正確，B錯誤；當(dāng)握力增大時，瓶子受到的重力不變，摩擦力不變，故C錯誤；當(dāng)握力逐漸減小時，導(dǎo)致瓶子的最大靜摩擦力減小，但只要瓶子仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，則摩擦力大小不變，故D錯誤. 【考點(diǎn)】靜摩擦力 【題點(diǎn)】靜摩擦力的大小及計(jì)算 9.如圖6所示，物體在F＝100 N、方向水平向左的拉力作用下，沿水平面向右運(yùn)動.已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，物體質(zhì)量m＝5 kg，可知物體在向右運(yùn)動過程中所受摩擦力為(g＝10 m/s2)(　　) 圖6 A.10 N，水平向左　　　　　　 B.10 N，水平向右 C.20 N，水平向左 D.20 N，水平向右 答案　A 解析　物體相對地面運(yùn)動，故物體受到的是滑動摩擦力，則摩擦力的大小為f＝μFN＝μmg＝0.2510 N＝10 N；滑動摩擦力的方向與相對運(yùn)動方向相反，故摩擦力方向水平向左，故A正確. 【考點(diǎn)】滑動摩擦力 【題點(diǎn)】滑動摩擦力的計(jì)算 10.一物塊在水平力拉動下，沿靜止的水平傳送帶由A端運(yùn)動到B端，如圖7甲所示，這時所受摩擦力為f1；現(xiàn)開動機(jī)械讓傳送帶向左勻速傳動，再次將同樣的物塊由傳送帶的A端勻速拉動到B端，這時所受摩擦力大小為f2，如圖乙所示.則f1、f2的大小關(guān)系滿足(　　) 圖7 A.f1＝f2 B.f1f2 D.上述三種情況都有可能 答案　A 解析　滑動摩擦力的大小與相對速度的大小無關(guān)，所以A正確. 【考點(diǎn)】滑動摩擦力 【題點(diǎn)】滑動摩擦力的計(jì)算 二、非選擇題 11.(摩擦力的大小計(jì)算)如圖8甲所示，用一拉力傳感器(能感應(yīng)力大小的裝置)水平向右拉一水平面上的木塊，A端的拉力均勻增加，0～t1時間木塊靜止；木塊運(yùn)動后改變拉力大小，使木塊在t2時刻后處于勻速直線運(yùn)動狀態(tài).計(jì)算機(jī)對數(shù)據(jù)擬合處理后，得到如圖乙所示的拉力隨時間變化的圖線.則：當(dāng)用F＝5.3 N的水平拉力拉靜止的木塊時，木塊所受摩擦力大小為__________N；若用F＝5.8 N的水平拉力拉木塊，木塊所受摩擦力大小為__________N. 圖8 答案　5.3　5.1 解析　當(dāng)用F＝5.3 N的水平拉力拉靜止的木塊時，木塊所受靜摩擦力大小等于拉力大小，即為5.3 N；若用F＝5.8 N的水平拉力拉木塊，木塊所受滑動摩擦力大小為5.1 N. 【考點(diǎn)】摩擦力的綜合應(yīng)用 【題點(diǎn)】摩擦力的大小計(jì)算 12.(摩擦力的大小計(jì)算)重為100 N、長為L＝2 m的均勻木棒放在水平桌面上，如圖9甲所示，至少要用35 N的水平推力，才能使它從原地開始運(yùn)動.木棒從原地移動以后，用30 N的水平推力，就可以使木棒繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動.求： 圖9 (1)木棒與桌面間的最大靜摩擦力fmax. (2)木棒與桌面間的動摩擦因數(shù)μ. (3)當(dāng)水平推力使木棒勻速運(yùn)動至木棒有0.5 m露出桌面時，如圖乙所示，水平推力的大小F. (4)當(dāng)撤去推力后，木棒減速向右運(yùn)動(露出桌面的長度小于1 m)的過程中，受到的摩擦力大小. 答案　(1)35 N　(2)0.3　(3)30 N　(4)30 N 解析　(1)木棒從原地開始運(yùn)動必須克服最大靜摩擦力，所以fmax＝F1＝35 N. (2)推力F2與滑動摩擦力相等時，木棒做勻速運(yùn)動，所以F2＝μmg，μ＝＝＝0.3. (3)當(dāng)水平推力使木棒勻速運(yùn)動至木棒有0.5 m露出桌面時，水平推力等于此時的滑動摩擦力，而滑動摩擦力與接觸面的面積大小無關(guān)，則滑動摩擦力f＝μFN＝μmg不變，所以f＝30 N. (4)滑動摩擦力的大小與速度無關(guān)，大小仍為30 N. 【考點(diǎn)】摩擦力的綜合應(yīng)用 【題點(diǎn)】摩擦力的大小計(jì)算 13.(摩擦力的大小計(jì)算)如圖10所示，一質(zhì)量不計(jì)的彈簧原長為10 cm，一端固定于質(zhì)量m＝2 kg的物體上，在另一端施加一水平拉力F.若物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2，當(dāng)彈簧拉長至12 cm時，物體恰好勻速運(yùn)動.(設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，g取10 m/s2，彈簧始終在彈性限度內(nèi)) 圖10 (1)求彈簧的勁度系數(shù)； (2)若將彈簧拉長至11 cm時，穩(wěn)定后物體受到的摩擦力大小為多少？ (3)若將彈簧拉長至13 cm時，物體受到的摩擦力大小為多少？ (4)若運(yùn)動過程中突然撤去拉力，此時物體受到的摩擦力大小為多少？ 答案　(1)200 N/m　(2)2 N　(3)4 N　(4)4 N 解析　(1)物體勻速運(yùn)動時，根據(jù)平衡條件有 k(x－x0)＝μmg， 則k＝＝ N/m＝200 N/m. (2)彈力F1＝k(x1－x0)＝200(0.11－0.10) N＝2 N.最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，故fm＝0.2210 N＝4 N.物體靜止，故所受靜摩擦力f1＝F1＝2 N. (3)彈力F2＝k(x2－x0)＝200(0.13－0.10 )N＝6 N>fm，物體將運(yùn)動，此時所受到的滑動摩擦力為f2＝μFN＝μmg＝0.2210 N＝4 N. (4)撤去拉力時，物體運(yùn)動過程中受到的是滑動摩擦力，f3＝μFN＝μmg＝4 N. 【考點(diǎn)】摩擦力的綜合應(yīng)用 【題點(diǎn)】摩擦力的大小計(jì)算