高频考点解密物理-力与物体的平衡考点摩擦力

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精1．摩擦力产生的条件(1）两物体接触且有挤压（存在弹力）；（2）接触面粗糙；（3）两物体存在相对运动趋势（静摩擦力）或相对运动（滑动摩擦力)。2．摩擦力方向的判断（1）两物体相对静止时，可假设不存在摩擦力，此时物体运动趋势的反方向即为摩擦力方向。（2）两物体相对运动时，以其中一物体为参考系，看另一物体的运动方向,反方向即为摩擦力方向。（3）摩擦力的方向一定与弹力垂直,但不一定与运动方向反向，也可能为与运动方向相同的动力，摩擦力方向也不一定与运动方向平行,可能成一角度。3．摩擦力大小的计算（1）根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿第二定律计算。(2）用滑动摩擦力公式f=μN计算，应用此公式时要注意：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，与接触面积大小无关；N为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力。（3)最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，一般常假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力.粗糙水平面上的物体所受摩擦力f随水平外力F变化的情况如图所示。（2012·海南卷）下列关于摩擦力的说法，正确的是A．作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速，不可能使物体加速B．作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速，不可能使物体减速C．作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速,也可能使物体加速D．作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速,也可能使物体减速【参考答案】CD【试题解析】作用在物体上的滑动摩擦力方向，若与物体的运动方向相同时,能使物体加速，如物体轻轻放在水平匀速传动的传送带上时，物体受到滑动摩擦力作用而加速，A错误；当静摩擦力与物体的运动方向相反时，物体可能做减速运动,B错误；当滑动摩擦力方向与物体的运动方向相同时，物体可能做加速运动，当滑动摩擦力方向与物体的运动方向相反时，物体可能做减速运动，C正确；当静摩擦力方向与物体的运动方向相同时，物体可能做加速运动,当静摩擦力方向与物体的运动方向相反时，物体可能做减速运动，D正确。【名师点睛】由本题解析可知，摩擦力既可以充当阻力使物体减速,也可以充当动力使物体加速。尤其是在多物体系统中，摩擦力的方向，即相对运动趋势方向的反方向或相对运动方向的反方向，与物体的运动方向未必相同或相反。实际上，判断摩擦力的方向时，是以相互接触的两物体中一个物体为参考系，判断另一个物体的运动方向或运动趋势方向来分析摩擦力方向，而一般描述物体的运动方向时，常以地面为参考系，因为判断运动方向和摩擦力方向依据的参考系不一定相同，自然实际情况中,二者的方向就不一定相同或相反，甚至会不共线。我们在生活中常把摩擦力作为阻力的认识，主要是建立在摩擦力会消耗机械能的现象上，在无外部能量补充的情况下，系统的机械能会因为摩擦力的存在而消耗，常常就表现为速率（动能）的减小。事实上以相互接触的一个物体为参考系，在滑动摩擦力的作用下，另一个物体的相对速度一定是减小的。1．码头上两个人用水平力推集装箱，想让它动一下，但都推不动，其原因是A．集装箱太重B．推力总小于摩擦力C．集装箱所受合外力始终为零D．推力总小于最大静摩擦力2．物体b在力F作用下将物体a压向光滑的竖直墙壁,a始终处于静止状态。如图所示，当F逐渐增大时，下列说法中正确的是A．a受到的摩擦力有两个B．a与b间的摩擦力大小随F的增大而增大C．a受到的摩擦力大小不随F的增大而变化D．b相对a的运动趋势方向竖直向下3．如图所示，物体P、Q在力F的作用下一起以相同速度沿F方向匀速运动，忽略空气阻力，关于物体P所受的摩擦力，下列说法中正确的是A．甲、乙两图中物体P均受摩擦力作用，且方向均与F相同B．甲、乙两图中物体P均受摩擦力作用，且方向均与F相反C．甲、乙两图中物体P均不受摩擦力作用D．甲图中物体P不受摩擦力作用，乙图中物体P受摩擦力作用，方向和F方向相同4．某人骑一普通自行车，在水平路面上用脚蹬车前进，两轮皆不打滑，下列说法中正确的是A．前轮受静摩擦力，方向向后B．前轮受静摩擦力，方向向前C．后轮受静摩擦力，方向向后D．后轮受静摩擦力，方向向前5．质量m1=3kg、m2=2kg、m3=1kg的三个物体a、b、c如图所示叠放在光滑水平地面上,a与b、b与c之间的动摩擦因数均为0。1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力.现用水平力F=8N拉b，已知重力加速度g=10m/s2,不计绳的重力和绳与滑轮间的摩擦，则b与c间的摩擦力大小为A．4NB．5NC．3ND．N6．一般教室的门上都安装一种暗锁，这种暗锁由外壳A、骨架B、弹簧C(劲度系数为k）、锁舌D（倾斜角θ=45°，质量忽略不计）、锁槽E、连杆、锁头等部件组成，如图甲所示(俯视图)。设锁舌D与外壳A和锁槽E间的动摩擦因数均为μ,且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。有一次放学后,小明准备锁门，但他用力拉门时，不能将门关上。此刻暗锁所处的状态如图乙所示，P为锁舌D与锁槽E的接触点，弹簧由于被压缩而缩短的长度为x。（1)求此时外壳A、锁槽E对锁舌D的摩擦力方向.（2)当μ满足一定条件时，无论用多大的力，也不能将门关上(这种现象称为自锁）。求暗锁能够保持自锁状态时μ的取值范围。1．CD【解析】集装箱推不动，是因为集装箱在水平方向上受到的推力与静摩擦力等大反向，合力为零,推力总小于最大静摩擦力，AB错误,CD正确。【易错点拨】本题易错选A项，集装箱太重，所以对地面的压力大，导致最大静摩擦力大，但如果在集装箱上加小轮，仍然有可能推动集装箱,故由“集装箱太重”这一条件不能独立得到“推不动”的结果，“集装箱太重”不能构成“推不动”的充分原因。2．C【解析】对a，由于墙壁光滑，故a只受到b对a的摩擦力和重力作用而平衡，A错误；a与b间的摩擦力是静摩擦力,其大小等于a的重力，其大小不随F的变化而变化,B错误，C正确；a相对b有向下的运动趋势,故b相对a有向上的动趋势，D错误.3．D【解析】甲图中，P做匀速直线运动，P在水平方向不受外力，故P没有相对Q的运动趋势，故甲中P不受摩擦力作用;乙图中，P也处于平衡状态，但在重力作用下，P有沿斜面下滑的运动趋势,故Q对P有沿斜面向上的摩擦力作用，摩擦力方向与F方向相同，选D.4．AD【解析】因为自行车后轮是驱动轮,前轮是从动轮，故正常前进时，后轮相对地面有向后运动的趋势，地面给后轮一个水平向前的摩擦力，这个摩擦力驱动自行车向前运动，当前轮向前运动时，地面的摩擦力将阻碍它向前运动，故地面对前轮的摩擦力方向是水平向后的，AD正确。【思维拓展】车轮与地面在不打滑时，车轮上接触位置的运动是相对轮轴的转动，与地面没有相对滑动，故车轮与地面间的摩擦力为静摩擦力.即不打滑时，滚动摩擦力属于静摩擦力。5．D【解析】a、b间的最大静摩擦力f1=μm1g=3N，b、c间的最大静摩擦力f2=μ（m1+m2)g=5N,由f1<f2<F,a、b间先开始相对滑动，且F–f1=f2,b、c相对静止,即a向左运动，b、c整体向右运动，根据牛顿第二定律，对a有T–f1=m1a，对b、c整体有F–T–f1=(m2+m3)a,解得a=m/s2，对b,根据牛顿第二定律有F–f1–f=m2a，解得f=N,选D。【解题思路】本题为多物体问题中的叠加体模型，涉及到多个摩擦力，分析出各物体的运动状态是解题的关键。外力F是主动力，而摩擦力为阻碍物体运动或运动趋势的从动力，由于是拉的中间物体,中间物体的上、下两个接触面就可能存在两个摩擦力，应先求出最大静摩擦力，哪个最大静摩擦力小，就说明这个接触面的静摩擦力先达到最大,先开始滑动，摩擦力就变为滑动摩擦力，然后再判断外力、滑动摩擦力的合力是否大于另一接触面的最大静摩擦力.本题中判断得到a对b间滑动摩擦力与外力的合力恰好等于c对b的最大静摩擦力，则恰好b、c不会发生相对滑动,这样就能判断出三个物体的运动状态，接着运用相关的规律，题目就可迎刃而解了。6．（1）向右沿锁舌斜面斜向右(2)–1【解析】（1）用力关门时，锁舌D有向拉门方向及向左的运动趋势,故外壳A对锁舌D的摩擦力方向向右,锁槽E对锁舌D的摩擦力方向沿锁舌斜面斜向右(2）设外壳A对锁舌D的压力