素养提升⑨摩擦力的突变及动摩擦因数的测定

素养提升⑨摩擦力的突变及动摩擦因数的测定1.摩擦力的突变(1)静摩擦力大小或方向发生突变．(2)静摩擦力突然变为滑动摩擦力．(3)滑动摩擦力突然变为静摩擦力．可概括为“静—静”突变，“静—动”突变，“动—静”突变，其中相对滑动与相对静止的临界条件为静摩擦力恰好达到最大值．【典例1】[2022·广东深圳南头中学高一检测](多选)如图甲所示，一人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上质量为10kg的木箱，木箱所受的摩擦力Ff与F的关系如图乙所示，g取10ms2，下列说法正确的是A.木箱所受的最大静摩擦力Ffm＝21NB.木箱所受的最大静摩擦力Ffm＝20NC.木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.21D.木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.22.动摩擦因数的测定方案一利用木板和弹簧测力计(拉铁块)(1)原理和步骤：如图，使木板静止在水平桌面上，用水平力拉弹簧测力计，使铁块P向右匀速运动，读出此时弹簧测力计的读数F，再用弹簧测力计测出铁块P的重力G，由二力平衡条件可知，FN＝G，且Ff＝μFN、Ff＝F，可求出P、B间的动摩擦因数．(2)结论：μ＝F方案二利用木板和弹簧测力计(拉木板)(1)原理和步骤：如图，在水平拉力F拉作用下，只要使木板B相对铁块P滑动，弹簧测力计的读数F与P、B间的滑动摩擦力Ff相等，再用弹簧测力计测出铁块P的重力G，由Ff＝F、Ff＝μFN、FN＝G，可求出P、B间的动摩擦因数．(2)结论：μ＝F【典例2】如图，甲、乙两图表示用同一套器材测量铁块P与长金属板之间的动摩擦因数的两种不同方法．已知铁块P所受重力大小为5N，甲图使金属板静止在水平桌面上，用手通过弹簧测力计向右拉P，使P向右运动；乙图把弹簧测力计的一端固定在墙上，用力水平向左拉金属板，使金属板向左运动．(1)你认为哪种方法较好？你判断的理由是________________________________________________．(2)图中已经把两种方法中弹簧测力计的示数(单位：N)情况放大画出，则铁块P与金属板间的动摩擦因数为________．素养训练1.如图所示，水平地面上有一重为40N的物体受到F1＝12N和F2＝6N的水平力作用而保持静止，可认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．已知物体与水平地面间的动摩擦因数为μ＝0.2，求：(1)此时物体所受摩擦力的大小和方向；(2)若将F1撤去，物体所受摩擦力的大小和方向；(3)若将F2撤去，物体所受摩擦力的大小和方向．2．[2022·广州高一检测](多选)如图所示，质量为2kg的木块P放在质量为4kg的水平长木板上，向左抽动长木板时，木块P始终处于静止状态，此时弹簧测力计的指针在4N处．已知木块P与长板之间，长板与地面间动摩擦因数相同，g取10m/s2，由此可知()A．木块P受到的摩擦力大小为4N，方向向左B．长木板受到的摩擦力大小为4NC．长木板受到的摩擦力大小为12ND．长木板与地面间动摩擦因数为0.2评价检测·素养达标——突出创新性素养达标1.(多选)关于摩擦力，下列说法中正确的是()A．物体受到静摩擦力，就一定受到弹力B．两个物体之间的静摩擦力总是一个定值C．运动的物体可以受静摩擦力作用，静止的物体也可以受滑动摩擦力作用D．静摩擦力的大小与物体所受正压力成正比2．[2022·吉林长春外国语学校高一期中]放在水平地面上的木块受到一个水平拉力作用始终保持静止状态，下列说法正确的是()A．拉力越大，摩擦力越大B．拉力越大，摩擦力越小C．无论拉力大小如何，摩擦力都不变D．由于木块静止不动，所以木块不受摩擦力的作用3．用拖把拖地时，如果发现某个地方的污渍特别顽固，我们常会使劲向下压拖把，这样就有可能把污渍清除．对于使劲向下压拖把的原因，下列解释最合理的是()A．将拖把中的水挤出，将污渍洗掉B．可以帮助人握紧拖把C．通过增大正压力从而增大拖把与地面之间的摩擦力D．没有任何作用4．下列图片中的人或物体没有利用摩擦力的是()5．用如图所示的装置研究静摩擦力，逐渐增大水平拉力，当弹簧测力计的示数小于10N时，物体保持静止；当弹簧测力计的示数等于10N时，物体恰好开始运动．下列说法正确的是()A．物体与桌面间的最大静摩擦力大小为10NB．物体与桌面间的静摩擦力大小和水平拉力大小无关C．当弹簧测力计的示数为15N时，物体仍受到静摩擦力作用D．当弹簧测力计的示数为5N时，物体受到的静摩擦力大小为10N素养提升⑨理想模型【典例1】【解析】A对，B错：由图乙知木箱受的最大静摩擦力为Ffm＝21N．C错，D对：当木箱运动后受的是滑动摩擦力，大小为Ff＝μmg＝20N，解得μ＝0.2.【答案】AD【典例2】【解析】(1)以铁块P为研究对象，显然，在甲图所示方法下，弹簧测力计对铁块P的拉力只有在铁块匀速前进时才等于滑动摩擦力的大小，但这种操作方式很难保证铁块P匀速前进．而在乙图所示方法下，不论金属板如何运动，铁块P总是处于平衡状态，弹簧测力计的示数等于铁块所受滑动摩擦力的大小，故第二种方法较好．(2)通过两弹簧测力计的读数可知铁块所受摩擦力Ff＝2.45N.由于铁块在水平方向运动，其在竖直方向受力平衡，故此时正压力在数值上等于铁块所受重力大小，即FN＝5N．由Ff＝μFN解得μ＝FfF【答案】(1)见解析(2)0.49素养训练1．解析：(1)物体受到静摩擦力和F1、F2的作用，处于静止状态，受力平衡，则有f＝F1－F2＝6N，方向水平向右；(2)设物体与地面间的最大静摩擦力为fm，则有fm＝μG＝8N，撤去F1，由于F2＝6N<fm，物体仍然静止，则物体所受静摩擦力f1应与F2平衡，大小为f1＝F2＝6N，方向水平向左；(3)若撤去F2，由于F1＝12N>fm，物体会向左运动，所受滑动摩擦力为f2＝μG＝8N，方向水平向右．答案：(1)6N水平向右(2)6N水平向左(3)8N水平向右2．解析：A对：木块P受到的摩擦力等于弹簧测力计的拉力4N，方向向左．D对，B、C错：长木板受到的摩擦力大小为Ff＝μmg＋μ(m＋M)g①又4N＝μmg②解得μ＝0.2，Ff＝16N.答案：AD评价检测·素养达标1．解析：根据摩擦力的产生条件可知，物体受到静摩擦力作用，就一定受到弹力作用，故A正确；两个物体之间的静摩擦力是根据受力平衡来确定的，其值可能是变化的，故B错误；运动的物体可以受静摩擦力作用，静止的物体也可以受滑动摩擦力作用，比如正在传送带上斜向上匀速运行的物体，受到静摩擦力作用，但物体是运动的；在地面上滑动的物体，地面受到滑动摩擦力，而地面是静止的，故C正确；滑动摩擦力的大小与正压力成正比，静摩擦力的大小与外力有关，故D错误．答案：AC2．解析：木块受到一个水平拉力作用保持静止状态，则拉力等于静摩擦力，则拉力越大，摩擦力越大．答案：A3．解析：拖地时使劲向下压拖把，就是为了增加正压力从而增大拖把与地面之间的滑动摩擦力．答案：C4．解析：传送带将货物送到高处，依靠传送带给货物的静摩擦力，A错误；乘客在竖直上升电梯中，不满足摩擦力产生条件，即没有相对运动或相对运动趋势，因此乘客不受摩擦力作用，B正确；运动员跑步，脚底相对地面有向后运动的趋势，因此地面给人向前的静摩擦力，C错误；手拿住杯子，满足摩擦力产生的条件，杯子相对手有向下滑的趋势，因此手给杯子有向上的静摩擦力，D错误．答案：B5．解析：物体在水平方向上受拉力和摩擦力，二力