备考2025届高考物理一轮复习讲义第二章相互作用第2讲摩擦力牛顿第三定律考点2摩擦力的突变模型

考点2摩擦力的突变模型分类静—静“突变”静—动“突变”动—静“突变”动—动“突变”案例说明物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力发生突变时，物体仍能保持静止状态，物体受到的静摩擦力的大小或方向发生了“突变”物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变更时，若物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”为滑动摩擦力在摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体突然停止滑动时，物体将不受摩擦力作用或滑动摩擦力“突变”为静摩擦力某物体相对于另一物体滑动的过程中，若突然相对运动方向变更了，则滑动摩擦力方向将发生“突变”案例图示在水平力F作用下物体静止于斜面上，F突然增大时物体仍静止，则物体所受静摩擦力的大小或方向发生了“突变”放在粗糙水平面上的物体，作用在其上的水平力F从零渐渐增大，某一时刻物体起先滑动，物体受地面的摩擦力由静摩擦力“突变”为滑动摩擦力滑块以初速度v0冲上斜面后做减速运动，当到达某位置时静止，滑动摩擦力“突变”为静摩擦力水平传送带的速度v1大于滑块的初速度v2，滑块所受滑动摩擦力的方向向右，当传送带突然被卡住不动时，滑块受到的滑动摩擦力方向“突变”为向左研透高考明确方向命题点1“静—静”突变8.一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，如图所示，其中F1＝10N，F2＝2N，若撤去F1，则木块受到的摩擦力为（C）A.10N，方向向左 B.6N，方向向右C.2N，方向向右 D.0解析当木块受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时，由平衡条件可知木块所受的摩擦力的大小为8N，方向向左，可知最大静摩擦力Ffmax≥8N，当撤去力F1后，F2＝2N＜Ffmax，木块仍处于静止状态，由平衡条件可知木块所受的静摩擦力大小和方向发生突变，且与作用在木块上的F2等大反向，C项正确.命题点2“静—动”突变9.某同学用力传感器来探究摩擦力，他将力传感器接入数据采集器，再连接到计算机上.将一质量m＝3.75kg的木块置于水平桌面上，用细绳将木块和传感器连接起来进行数据采集，然后沿水平方向缓慢地拉动传感器至木块运动一段时间后停止拉动.获得的数据在计算机上显示出如图所示的图像.下列有关这个试验的说法正确的是（g取10m/s2）（B）A.0～6s内木块始终受到静摩擦力的作用B.最大静摩擦力比滑动摩擦力大C.木块与桌面间的动摩擦因数约为0.8D.木块与桌面间的动摩擦因数约为0.11解析在0～2s内，木块不受外力，此时没有摩擦力，A错误.由题图可知，用力沿水平方向拉木块，拉力从零起先渐渐增大.刚起先木块处于静止状态，木块受拉力和水平桌面给的静摩擦力，二力平衡，当拉力达到4N时，木块起先发生相对滑动，木块与水平桌面间产生了滑动摩擦力.由题图可知木块与水平桌面间的最大静摩擦力Ffm＝4N，而滑动摩擦力Ff＝3N，B正确.依据滑动摩擦力公式得μ＝FfFN命题点3“动—静”突变10.如图所示，把一重力为G的物体，用一水平方向的推力F＝kt（k为恒量，t为时间）压在竖直的足够高的平整墙上，从t＝0起先物体所受的摩擦力f随时间t的变更关系图是选项中的（B）ABCD解析当墙壁对物体的摩擦力f小于重力G时，物体加速下滑；当f增大到等于G时（即加速度为零时），物体速度达到最大，物体接着下滑；当f＞G时，物体减速下滑.上述过程中摩擦力f＝μF＝μkt，即f－t图像是一条过原点的斜向上的线段.当物体速度减到零后，物体静止，物体受到的滑动摩擦力突变为静摩擦力，由平衡条件知f＝G，此时图像为一条水平线，B正确.命题点4“动—动”突变11.如图所示，斜面固定在地面上，倾角为37°（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）.质量为1kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面对上滑行（斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.7），则该滑块所受摩擦力Ff随时间变更的图像是（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取初速度v0的方向为正方向，g取10m/s2）（C）解析滑块上升过程中受到滑动摩擦力作用，由Ff＝μFN和FN＝mgcosθ，联立解得Ff＝5.6N，方向沿斜面对下.当滑块的速度减为零后，由于重力的分力mgsinθ＞μmgcosθ，滑块下滑，滑块所受的摩擦力方向为沿斜面对上，故C项正确.命题拓展命题条件变更，突变类型变更若该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8，则该滑块所受摩擦力Ff随时间变更的图像是（B）解析滑块上升过程中受到滑动摩擦力作用，由Ff＝μFN和FN＝mgcosθ，联立解得Ff＝6.4N，方向