專題08 摩擦力（學(xué)生版）新高一物理多維度導(dǎo)學(xué)與分層專練

高一物理多維度導(dǎo)學(xué)與分層專練專題08摩擦力導(dǎo)練目標導(dǎo)練內(nèi)容目標1摩擦力的大小和方向目標2摩擦力的四類突變問題目標3全反力和摩擦角【知識導(dǎo)學(xué)與典例導(dǎo)練】摩擦力的大小和方向1.靜摩擦力和滑動摩擦力靜摩擦力滑動摩擦力定義兩個具有相對運動趨勢的物體間在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對運動趨勢的力兩個具有相對運動的物體間在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對運動的力產(chǎn)生條件(1)接觸面粗糙;(2)接觸處有彈力;(3)兩物體間有相對運動趨勢(1)接觸面粗糙;(2)接觸處有彈力;(3)兩物體間有相對運動大小(1)靜摩擦力大小，與正壓力無關(guān)，即0<Ff≤Ffmax(2)最大靜摩擦力Ffmax的大小與正壓力大小有關(guān)滑動摩擦力的大小與正壓力成正比，即f=μFN(μ：取決于接觸面的材料及粗糙程度，與FN為無關(guān))方向與接觸面相切，與物體相對運動趨勢的方向相反與接觸面平行，與物體相對運動方向相反注意：①運動方向：一般指物體相對地面(以地面為參考系)的運動方向；②相對運動（趨勢）方向：以其中一個物體為參考系,另一個物體相對參考系的運動方向。2.判斷靜摩擦力的有無及方向的三種方法（1）假設(shè)法：（2）狀態(tài)法：（3）牛頓第三定律法：“力是物體間的相互作用”，先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向，再根據(jù)牛頓第三定律確定相互作用的另一物體受到的靜摩擦力的方向。（4）帶動法：①“主動帶動被動”②“同向快帶慢，反向互相阻”，多用于傳送帶和板塊模型中，摩擦力方向的判斷。注意：摩擦力的方向總是與物體間相對運動（或相對運動趨勢）的方向相反，但與物體的運動方向可能相反，也可能相同，還有可能不在同一一線上?！纠?】（假設(shè)法）如圖，甲乙兩人分別乘坐兩種電動扶梯，此時兩電梯均勻速向上運轉(zhuǎn)，則（）A．甲受到三個力的作用B．甲受到的摩擦力水平向右C．扶梯對乙的作用力方向垂直扶梯向上D．扶梯對乙的作用力方向豎直向上【例2】（狀態(tài)法）最近，不少人喜歡踩著一種獨輪車，穿梭街頭。這種獨輪車全名叫電動平衡獨輪車，其中間是一個窄窄的輪子，兩側(cè)各有一塊踏板。當人站在踏板上向右運動時，可簡化為如圖甲、乙所示的模型。關(guān)于人在運動中踏板對人腳的摩擦力，下列說法正確的是（）A．考慮空氣阻力，當人以如圖甲所示的狀態(tài)向右勻速運動時，腳所受摩擦力向左B．不計空氣阻力，當人以如圖甲所示的狀態(tài)向右加速運動時，腳所受摩擦力向左C．考慮空氣阻力，當人以如圖乙所示的狀態(tài)向右勻速運動時，腳所受摩擦力可能為零D．不計空氣阻力，當人以如圖乙所示的狀態(tài)向右加速運動時，腳所受摩擦力不可能為零【例3】（牛頓第三定律法）如圖所示，A、B、C三個物體疊放在水平地面上，物體B受到大小為15N、方向水平向右的力F1的作用，物體C受到大小為5N、方向水平向左的力F2的作用，三者均處于靜止狀態(tài)，則（）A．物體B對物體A的摩擦力方向水平向右B．物體C對物體B的摩擦力方向水平向左C．地面與物體C之間的摩擦力大小為5ND．地面與物體C之間無摩擦力3.摩擦力大小的計算【例4】如圖所示，木塊A、B所受重力分別為50N和60N，它們與水平地面間的動摩擦因數(shù)均為0.25，夾在A、B之間的輕彈簧被壓縮了2cm，彈簧的勁度系數(shù)為400N/m，系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動?，F(xiàn)用F=1N的水平拉力作用在木塊B上，力F作用瞬間（）A．木塊B所受摩擦力大小是10NB．木塊B所受摩擦力大小是7NC．木塊A所受摩擦力大小是12.5ND．木塊A所受摩擦力大小是8N【例5】如圖所示，在粗糙的水平面上放一質(zhì)量為2kg的物體，現(xiàn)用的力，斜向下推物體，力F與水平面成角，物體與水平面之間的滑動摩擦系數(shù)為，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取，則（）A．物體對地面的壓力為20N B．物體所受的摩擦力為14.5NC．物體所受的摩擦力為 D．物體將向右勻速運動二、摩擦力的突變問題1.“靜→靜”突變：物體受到靜摩擦力和其他力的共同作用，當其他力的合力發(fā)生變化時，如果仍保持相對靜止，則靜摩擦力的大小和(或)方向可能發(fā)生突變?！纠?】如圖所示為分揀快件的皮帶傳輸機，轉(zhuǎn)動輪帶動傾斜皮帶勻速向上運動，快件能隨皮帶一起向上做勻速運動，其間突遇故障，皮帶減速直至停止。假設(shè)在上述過程中，快件與皮帶始終保持相對靜止，則（）A．快件勻速運動時受到的摩擦力對其做正功B．快件勻速運動時受到的摩擦力一定為零C．快件減速運動時受到的摩擦力不可能為零D．快件減速運動時受到的摩擦力方向一定沿皮帶向下2.“靜→動”突變：物體受到靜摩擦力和其他力的共同作用，當其他力變化時，如果發(fā)生相對滑動，則靜摩擦力可能突變?yōu)榛瑒幽Σ亮Α！纠?】如圖所示，一箱子放在水平地面上，現(xiàn)對箱子施加一斜向上的拉力F，保持拉力的方向不變，在拉力F的大小由零逐漸增大的過程中。關(guān)于摩擦力f的大小隨拉力F的變化關(guān)系，下列四副圖可能正確的是（）A． B．C． D．3.“動→靜”突變：物體受到滑動摩擦力和其他力的共同作用，當相對滑動突然停止時，滑動摩擦力可能突變?yōu)殪o摩擦力。【例8】將質(zhì)量為m的磚塊靠在足夠高的豎直墻壁上，對其施加F＝kt（k為正的常數(shù)）的水平推力，如圖所示，t＝0時將磚塊由靜止釋放，用f、a、v分別表示它的摩擦力、加速度和速度，下列圖像正確的是（）A． B．C． D．4.“動→動”突變：物體受到滑動摩擦力和其他力的共同作用，當兩物體間的正壓力發(fā)生變化時，滑動摩擦力的大小隨之而變；或兩物體達到共同速度時相對滑動方向發(fā)生變化，滑動摩擦力的方向也會隨之而變。【例9】如圖所示，足夠長的傳送帶與水平面夾角為，在傳送帶上某位置輕輕放置一小木塊，小木塊與傳送帶間動摩擦因素為，小木塊速度隨時間變化關(guān)系如圖所示，v0、t0已知，則（）A．傳送帶一定逆時針轉(zhuǎn)動 B．C．傳送帶的速度大于v0 D．t0后滑塊的加速度為三、全反力和摩擦角1.全反力：物體所受滑動摩擦力與支持力的合力稱全反力，一般用R表示。2.摩擦角：全反力與支持力的夾角稱摩擦角，且μ=tanθ（μ為動摩擦因素）【例10】如圖所示，斜面靜止在粗糙的水平地面上，一個物體恰能沿斜面勻速下滑。若以平行于斜面方向的力向下推此物體，使物體加速下滑，則A．斜面一定靜止，且與地面之間沒有摩擦力B．斜面可能靜止，且受到地面向右的靜摩擦力C．斜面一定運動，且受到地面向右的摩擦力D．斜面一定靜止，且受到地面向右的靜摩擦力【多維度分層專練】1．輪椅分為電動和手動輪椅，是用于傷員、病員、殘疾人居家康復(fù)、周轉(zhuǎn)運輸、就診、外出活動的重要移動工具。如圖是一款手動輪椅，該輪椅共有4個輪子，人用雙手推動手輪圈，輪椅向前運動。關(guān)于地面對4個輪子的摩擦力，下列說法正確的是（）A．前輪、后輪受到的摩擦力都向前B．前輪、后輪受到的摩擦力都向后C．前輪受到的摩擦力向前，后輪受到的摩擦力向后D．前輪受到的摩擦力向后，后輪受到的摩擦力向前2．物塊A、B疊放在水平桌面上，裝有沙子的鐵桶C通過細線繞過光滑的滑輪連接B，使A、B在水平面上一起向右做勻加速運動，設(shè)A、B間的摩擦力為，B與桌面間的摩擦力為。若取出C桶內(nèi)的一些沙子放在物塊A上方的凹槽中，A、B恰好能一起向右勻速運動，則摩擦力和的變化情況是（）A．變?yōu)?，變大 B．變?yōu)?，變小C．不變，不變 D．不變，變小3．如圖，重50N的物體在水平面上向右運動，同時受到一個水平向左的F=8N的恒力作用，物體和水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2，取水平向左為正方向，則該物體所受的摩擦力隨時間變化的關(guān)系圖像為（）A．B．C． D．4．木塊A、B的質(zhì)量分別為5kg和6kg，它們與水平地面之間的動摩擦因數(shù)均為0.25。夾在A、B之間的輕質(zhì)彈簧被壓縮了2cm，彈簧的勁度系數(shù)為400N/m，初始時兩木塊在水平地面上靜止不動。現(xiàn)用與水平方向成60°的拉力F＝6N作用在木塊B上，如圖所示。最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度取g＝10m/s2，則在力F作用后（

）A．木塊A所受摩擦力的方向向左 B．木塊A所受摩擦力大小是12.5NC．木塊B所受摩擦力大小是11N D．木塊B所受摩擦力大小是15N5．如圖所示，A、B兩物塊疊放在一起，在光滑水平面上向右勻速運動，此時給物塊A施加一個水平向左的拉力，物塊A和B仍保持相對靜止一起向右運動過程中（

）A．物塊B對A的摩擦力方向水平向左 B．物塊B受到的摩擦力大小等于FC．物塊A和B各受到四個力的作用 D．物塊B對物塊A的支持力是由于物塊B形變引起的6．如圖甲所示，A、B兩個質(zhì)量均為m的物體疊放在水平面上，B的上下表面均水平，A物體與一拉力傳感器相連接，連接拉力傳感器和物體A的細繩保持水平。從t＝0時刻起，用一水平向右且隨時間逐漸增加的力F作用在B物體上，拉力傳感器的示數(shù)隨時間變化的圖線如圖乙所示，已知k、t1、t2，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。A與B，B與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ，下列說法正確的是（）A．時間內(nèi)A、B之間的靜摩擦力逐漸增加B．時間內(nèi)，水平面與B之間為滑動摩擦力C．時間內(nèi)A、B之間無摩擦力D．時刻，B與水平面之間的摩擦力為2μmg7．如圖所示，用水平力推著物塊沿斜面勻速運動，已知物塊的質(zhì)量為，斜面傾角為，物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為。關(guān)于摩擦力大小的計算可能正確的是（）A． B．C． D．條件不足，無法計算8．如圖所示，