第二章 第2讲 摩擦力的综合分析学案答案公开课.docx

第2讲摩擦力的综合分析考点一；擦力的综合分析与计算状态法判断摩擦力的有无及方向【例1】如图1所示，物体A、3在力产作用下一起以相同速度沿尸方向匀速运动，关于物体A所受的摩擦力，以下说法正确的选项是（）图1A.甲、乙两图中物体A均受摩擦力，且方向均与尸相同B.甲、乙两图中物体A均受摩擦力，且方向均与尸相反C.甲、乙两图中物体A均不受摩擦力D.甲图中物体A不受摩擦力，乙图中物体A受摩擦力，方向和尸相同答案D【例2】（2019陕西汉中市下学期模拟）如图2所示，A、B两物块叠放在一起，B受到一水平 向左的作用力R A、B在粗糙的水平地面上保持相对静止地向右做直线运动，在向右运动的 过程中，以下关于A、8所受到的摩擦力的说法正确的选项是（）aU A B卜F77777777777777777777777777777777777777777图2A. A受到水平向右的摩擦力B. A可能不受摩擦力作用C. B受到地面水平向左的摩擦力D. 3可能不受地面的摩擦力作用答案C解析 先对整体受力分析，根据相对地面的运动方向可知地面对8的摩擦力方向水平向左; 根据合外力方向判断整体的加速度方向水平向左，隔离A受力分析可知5对A的摩擦力方向 水平向左，应选C.考向2摩擦力的综合分析【例3】（2019江西东湖南昌二中期末）如图3所示，质量为加=10 kg的物体放在水平传送带C上，与传送带间的动摩擦因数为川=04由于受到相对于地面静止的光滑导槽A、8的控制， 物体只能沿水平导槽运动（图为俯视图，导槽与传送带间有空隙）.现传送带以。1 = 8 m/s的速 度向右匀速运动，同时用力尸拉动物体（方向沿导槽方向）使物体以s = 6 m/s的速度沿导槽匀 速运动，g 10 m/s2,求拉力厂大小.答案24 N解析 物体有相对于传送带水平向左的速度。和沿导槽的速度02,故物体相对于传送带的 速度如下图，vi 8 4 °tan8=X=Z邙，即 8=53。；滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，所以有：F=FfCos e=2gcos 0=QAX 10X 10X0.6 N = 24 N.跟进训练1.（摩擦力有无及方向的判断）（多项选择）如图4甲、乙所示，倾角为。的斜面上放置一滑块 在滑块M上放置一个质量2的物块，M和根相对静止一起沿斜面匀速下滑，以下说法正确 的是（）甲乙A.图甲中物块2受到摩擦力B.图乙中物块机受到摩擦力C.图甲中物块机受到水平向左的摩擦力D.图乙中物块根受到与斜面平行向上的摩擦力答案BD解析 对题图甲：设物块机受到摩擦力，那么物块机受到重力、支持力、摩擦力，而重力、支 持力平衡，假设受到摩擦力作用，其方向与接触面相切，方向水平，那么物块根受力将不平衡, 与题中条件矛盾，故假设不成立，A、C错误.对题图乙：设物块2不受摩擦力，由于物块 m匀速下滑，物块m受力平衡，假设物块机只受重力、支持力作用，由于支持力与接触面垂直， 那么重力、支持力不可能平衡，假设不成立，由受力分析知：物块根受到与斜面平行向上的摩 擦力，B、D正确.2.（摩擦力的分析与计算）（2020.四川泸县第四中学高三开学考试沐块A、8的重力分别为50 N 和60N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25；夹在48之间的水平轻弹簧被压缩了 2 cm,弹簧的劲度系数为400 N/m,系统置于水平地面上静止不动.现用歹=1N的水平拉力 作用在木块3上，如图5所示，力尸作用后（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（）A.木块A所受摩擦力大小是12.5NB.木块A所受摩擦力大小是11.5 NC.木块3所受摩擦力大小是9 ND.木块8所受摩擦力大小是7 N答案C解析 由于弹簧被压缩了 Ax=2cm,故弹簧的弹力/弹= &5=400N/mX0.02m=8N,弹簧 对木块A的力是向左的，大小为8N,而A静止，A所受最大静摩擦力为尸行向=5（） NX0.25 = 12.5N尸弹，那么A力争止，A受到的摩擦力与尸弹等大反向，尺4 =尸弹= 8N,故A受到的摩擦 力为8N,方向水平向右，选项A、B均错误；B所受最大静摩擦力Ffmfi=60NX0.25 = 15N, 它受向右的8 N的弹簧弹力，还有向右的b=1 N的拉力，故两力的合力大小为9N,方向水 平向右，也小于其最大静摩擦力，8也处于静止状态，受力平衡，故它受到的摩擦力等于弹 簧对它的弹力和拉力的合力9N,方向水平向左，选项C正确，D错误.3.（滑动摩擦力的计算）（2019云南民族中学高三月考）如图6,位于水平桌面上的物块P,由 跨过轻质定滑轮的轻绳与物块。相连，从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的，。与 尸之间以及尸与桌面之间的动摩擦因数都为两物块的质量都是2,不计滑轮的摩擦，重 力加速度为g，假设用一水平向右的力尸拉P使其做匀速运动，那么产的大小为（）B 3/btmgD. /umg答案A解析 对。物块，设跨过定滑轮的轻绳拉力为Ft,木块。与。间的滑动摩擦力R=2g, 根据共点力平衡条件有Fr=Ff ,那么得：臼=吆；对木块P受力分析，P水平方向受到拉力 F,。对P向左的摩擦力R,地面对P向左的摩擦力居, 根据共点力平衡条件，有尸=4+ F/+Ft ,地面对P物体向左的摩擦力：F，=m2mg,联立解得：F=4pmg,应选A.考点二摩擦力的突变.题目中出现“最大”“最小”和“刚好”等关键词时，一般隐藏着摩擦力突变的临界问 题.题意中某个物理量在变化过程中发生突变，可能导致摩擦力突变，那么该物理量突变时的 状态即为临界状态.1 .存在静摩擦力的情景中，相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力到达最大值.2 .研究传送带问题时，物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性 质改变的分界点.考向1 “静一动”突变 【例4】（多项选择）在探究静摩擦力变化规律及滑动摩擦力变化规律的实验中，设计了如图7甲所 示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在 光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连（调节力传感器高度可使细绳水平），滑块放 在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻质定滑轮系一只空沙桶（调节滑轮可 使桌面上部轻绳水平），整个装置处于静止状态.实验开始时翻开力传感器同时缓慢向沙桶里 倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，假设力传感器采集的图象如图乙，那么结合该 图象，以下说法正确的选项是（）A.可求出空沙桶的重力B.可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小C.可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小D.可判断第50 s后小车做匀速直线运动（滑块仍在车上）答案ABC解析 看=0时刻，力传感器显示拉力为2N,那么滑块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为2N, 由小车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2 N, A选项正确；t=50 s时静摩擦力达 到最大值，即最大静摩擦力为3.5N,同时小车启动，说明沙子与沙桶总重力等于3.5N,此 时摩擦力突变为滑动摩擦力，滑动摩擦力大小为3N, B、C选项正确；此后由于沙子和沙桶 总重力3.5N大于滑动摩擦力3N,故50s后小车将做勺加速运动，D选项错误.|考向2 “动二静”突变 【例5】如图8所示，斜面固定在地面上，倾角为。=37。（5皿37。=0.6, cos 37°=0.8）.质量为 1 kg的滑块以初速度内从斜面底端沿斜面向上滑行（斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦 因数为0.8）,那么该滑块所受摩擦力用随时间变化的图象是以下图中的（取初速度的方向为正方向，g=10 m/s2)()图8答案B解析 滑块上升过程中受滑动摩擦力，3=吗,FN=mgcos 0,联立得Ff=6.4N,方向沿斜 面向下.当滑块的速度减为零后，由于重力的分力机gsin ev/mgcos滑块静止，滑块受到 的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得衣，=mgsina 代入数据可得=6N,方向沿斜面 向上，应选项B正确.跟进训练4.(“静一静”突变X2020.福建三明市质检)如图9所示，质量为10 kg的物体A拴在一个被 水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为5 N时，物体A与小车均处于静止状态.假设小车以1 m/s2 的加速度向右运动，那么(g= 10 m/s2)()图9A.物体4相对小车向右运动B.物体A受到的摩擦力减小C.物体A受到的摩擦力大小不变D.物体A受到的弹簧的拉力增大答案C解析 由题意得，物体A与小车的上外表间的最大静摩擦力Rm25N,小车加速运动时，假 设物体A与小车仍然相对静止，那么物体A所受合力/合=加=10 N,可知此时小车对物体A 的摩擦力为5 N,方向向右，且为静摩擦力，所以假设成立，物体A受到的摩擦力大小不变， 应选项A、B错误，C正确；弹簧长度不变，物体A受到的弹簧的拉力大小不变，故D错误.5 .（ “动动”突变X2020.山东潍坊市质检）如图10所示,足够长的传送带与水平面夹角为仇 以速度逆时针匀速转动.在传送带的上端轻轻放置一个质量为2的小木块，小木块与传送 带间的动摩擦因数<tan仇那么下面四个图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是 （）图10答案D 解析 小木块从静止开始运动，相对传送带斜向上运动，那么所受滑动摩擦力方向沿传送带向 下，木块做匀加速直线运动；当木块速度与传送带速度相等时，由于vtan。，木块继续加速， 那么木块相对传送带斜向下运动，滑动摩擦力方向沿传送带向上，可知木块继续做匀加速直线 运动，但加速度变小，所以D正确.6 .（ “动一动”突变、“动一静”突变）如图11所示，质量为1 kg的物体紧贴足够高的竖直墙 面且处于静止状态，与墙间的动摩擦因数为0.5, /=0时刻施加担=10 N的向左的力，同时 释放物体.，=2s时力增大到F2=30N,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取竖直向上为正 方向，画出。6 s内物体所受摩擦力与时间的关系图象.（g= 10 m*）图11答案见解析图 解析 。2 s, Fi=/j.F<mg,故为滑动摩擦力，Ffi=5 N,由加g一尸口=/篦0，打2=/2,解得42=故物体在/=4 S时停止运动；24 s内为滑动摩擦力b12=F2=15N,4 s以后物体静止，Fn=mg= 10 N. 06 s内物体所受摩擦力与时间的关系图象如下图.