第二章 微专题9　摩擦力的分析与计算-2025年物理《加练半小时》新教材版

第二章相互作用微专题9摩擦力的分析与计算1．物体运动方向是指物体相对地面的运动方向；物体的相对运动方向是指物体相对接触物体的运动方向。2.摩擦力的方向与两物体间的相对运动方向或相对运动趋势方向相反，而不一定与物体运动的方向相反。3.静摩擦力的大小与接触面间的弹力大小无关，与物体所受外力和物体运动状态有关；滑动摩擦力的大小与接触面间的弹力大小有关，而与拉力(或其他外力)及运动状态无关。4.求解摩擦力大小时一定要先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力，还要注意它们之间可能的转换(突变)。1.如图所示为一个与水平方向夹角为θ的传送带，现将一物块轻轻地放在传送带最上端，各接触面粗糙。关于物块刚放上传送带的一小段时间内，下列说法正确的是()A．当传送带逆时针转动时，物块受到的摩擦力方向沿传送带向上B．当传送带顺时针转动时，物块受到的摩擦力方向沿传送带向上C．如果传送带不运动，物块可能不受摩擦力作用D．无论传送带怎样运动，物块受到的摩擦力方向都沿传送带向上答案B解析当传送带逆时针转动时，物块相对于传送带向上滑动，则物块受到的摩擦力方向沿传送带向下，故A、D错误；当传送带顺时针转动时，物块相对于传送带向下滑动，物块受到的摩擦力方向沿传送带向上，故B正确；如果传送带不运动，物块相对于传送带有向下滑动的趋势，物块受到的摩擦力方向沿传送带向上，故C错误。2.(多选)为了测定木块和竖直墙壁之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验：用一根弹簧将木块压在墙上，同时在木块下方有一个拉力F2作用，使木块恰好匀速向下运动(弹簧随木块一起向下运动)，如图所示。现分别测出了弹簧的弹力F1、拉力F2和木块的重力G，则以下结论正确的是()A．木块受到竖直向下的滑动摩擦力B．木块所受的滑动摩擦力阻碍木块下滑C．木块与墙壁之间的动摩擦因数为eq\f(F2,F1)D．木块与墙壁之间的动摩擦因数为eq\f(F2＋G,F1)答案BD解析木块相对于竖直墙壁下滑，受到竖直向上的滑动摩擦力，阻碍木块下滑，A错误，B正确。木块受力分析如图所示，由平衡条件可得：FN＝F1，Ff＝G＋F2，又Ff＝μFN，以上三式联立解得：μ＝eq\f(G＋F2,F1)，故C错误，D正确。3.如图所示，小明同学用手握住一只圆柱形水杯，杯身竖直，处于静止状态，现缓慢向杯中倒水(水未溢出)，杯子始终保持静止，下列关于缓慢倒水过程的说法正确的是()A．手握水杯的握力一定增大B．水杯对手的摩擦力可能减小C．水杯对手的摩擦力可能不变D．水杯对手的摩擦力一定增大答案D解析对杯子受力分析，竖直方向上受到的摩擦力和重力平衡，当杯子中的水增加时，重力变大，杯子与手未出现相对滑动，则杯子受到的静摩擦力变大，根据牛顿第三定律可知，杯子对手的摩擦力一定增加，但是手握杯子的握力不一定增大，选项A、B、C错误，D正确。4.将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在物理习题册内，放在水平桌面上，A4纸上方书页总质量为0.3kg，A4纸下方书页总质量为0.5kg，A4纸与书页之间、书与桌面之间的动摩擦因数均为0.4，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，要把A4纸从书中拉出，拉力至少应为(取g＝10m/s2)()A．4N B．5.6NC．2.4N D．3.2N答案C解析A4纸与书上下两个接触面都有滑动摩擦力，动摩擦因数相同，且正压力均等于上方书页总重力。FN＝m上g＝3N，则有：Ff＝2μFN＝2×0.4×3N＝2.4N。桌面与书的最大静摩擦力Ff′＝μ(0.3kg＋0.5kg)g＝3.2N>Ff，拉出A4纸时，书未动，故最小拉力F＝2.4N，故C正确。5.(2024·广东北江实验中学月考)如图所示，物块放在倾斜的木板上，木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同，则物块和木板间的动摩擦因数为()A.eq\f(1,2)B.eq\f(\r(3),2)C.eq\f(\r(2),2)D.eq\f(\r(5),2)答案C解析由题意经分析可以判断出，当倾角α＝30°时，物块受到的摩擦力是静摩擦力，大小为Ff1＝mgsin30°；当α＝45°时，物块受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为Ff2＝μFN＝μmgcos45°，由Ff1＝Ff2得μ＝eq\f(\r(2),2)，选项C正确。6．(2023·广东惠州市模拟)如图所示，用轻弹簧连接的两相同滑块甲、乙置于粗糙的水平桌面上，甲滑块通过绕过光滑定滑轮的轻绳a悬挂质量为m的重物，乙滑块通过绕过光滑定滑轮的轻绳b悬挂质量为2m的重物，滑块甲、乙均静止，弹簧处于伸长状态。已知弹簧弹力的大小F满足mg≤F≤2mg，重力加速度大小为g。下列说法正确的是()A．甲、乙两滑块受到的摩擦力一定不相同B．乙滑块受到的摩擦力一定大于甲滑块受到的摩擦力C．若突然将b绳剪断，则剪断瞬间乙滑块受到的摩擦力大小可能不变D．若突然将b绳剪断，则剪断瞬间甲滑块受到的摩擦力可能变大答案C解析当弹簧弹力满足mg<F<2mg时，甲和乙受摩擦力方向均向左，由2mg＝F＋Ff乙，mg＋Ff甲＝F，则可以取Ff甲＝Ff乙＝eq\f(1,2)mg，F＝eq\f(3,2)mg，A、B错误；剪断b绳之前，若F＝mg，则此时乙受静摩擦力大小为mg，方向向左，突然将b绳剪断，则摩擦力方向变为向右，大小等于弹簧弹力mg，C正确；突然将b绳剪断，弹簧弹力不突变，甲物体的受力状态不变，受到的摩擦力不变，D错误。7．(多选)某同学利用如图所示的装置研究摩擦力的变化情况。水平光滑的实验台上固定着一个力传感器，力传感器与一质量为3.5kg的物块用轻绳连接，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉长木板，传感器记录的F－t图像如图乙所示。重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是()A．当长木板相对物块滑动后，可以向左做匀加速直线运动B．向左拉长木板的力的大小与时间的关系图线和图乙中的曲线一定相同C．物块受到的滑动摩擦力大小约为10ND．物块与长木板间的动摩擦因数约为0.2答案AD解析长木板相对物块滑动后，受到的摩擦力大小不变，若拉力不变且大于滑动摩擦力，则长木板做匀加速直线运动，故A正确；长木板相对物块滑动前，拉力随时间的变化关系和题图乙相同，但相对滑动后，拉力的大小与物块受到的摩擦力大小无关，故B错误；由题图乙可知，物块受到的最大静摩擦力约为10N，滑动摩擦力约为7N，故C错误；由Ff＝μFN，FN＝mg可知物块与长木板间的动摩擦因数约为0.2，故D正确。8．如图甲所示，质量为0.4kg的物块在水平力F作用下由静止释放，物块与墙面间的动摩擦因数为0.4，力F随时间t变化的关系如图乙所示，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g＝10m/s2。下列图像中，能正确反映物块所受摩擦力大小与时间(Ff－t)变化关系的是()答案C解析物块水平方向受力平衡，F＝FN＝5t，滑动摩擦力方向竖直向上，Ff＝μFN＝0.4×5t＝2t。所以Ff－t图像是过原点的倾斜直线，斜率k＝2，当物块静止时，物块受到静摩擦力作用Ff＝m