第5讲　摩擦力-高中物理资料

第5讲摩擦力滑动摩擦力的分析与计算1.小明将一辆后轮驱动的电动小汽车,按图示方法置于两个平板小车上,三者置于水平实验桌上.当小明用遥控器启动小车向前运动后,他看到两个平板小车也开始运动,下列标出的平板小车运动方向正确的是(C)ABCD[解析]用遥控器启动小车向前运动,后轮是主动轮,将顺时针转动,所以左侧平板小车对后轮的摩擦力向右,后轮对左侧平板小车的摩擦力向左,因此左侧平板小车向左运动;前轮是从动轮,所以右侧平板小车对前轮的摩擦力向左,前轮对右侧平板小车的摩擦力向右,因此右侧平板小车向右运动,C正确,A、B、D错误.2.如图所示,在桌面上放置一张纸和一瓶矿泉水,矿泉水瓶静止在纸面上,如果突然迅速向右拉动纸的一边,将纸片拉出,而矿泉水瓶相对桌面的位置几乎没变.下列说法正确的是(B)A.纸片对矿泉水瓶摩擦力的方向向左B.矿泉水瓶相对纸片向左运动C.拉动纸片越快,矿泉水瓶受到的摩擦力越大D.拉动纸片越快,矿泉水瓶受到的摩擦力越小[解析]纸片相对矿泉水瓶向右运动,故矿泉水瓶相对纸片向左运动,则纸片对矿泉水瓶的摩擦力方向向右,A错误,B正确;将纸片拉出过程中,纸片与矿泉水瓶间的摩擦力是滑动摩擦力,根据滑动摩擦力公式Ff=μFN,可知滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数、正压力有关,与纸片运动的快慢无关,故C、D错误.3.如图所示,质量为m的物体放在水平放置的钢板C上,与钢板间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.由于受到相对于地面静止的光滑导槽A、B的控制,物体只能沿水平导槽运动.现使钢板以速度v1向右匀速运动,同时用力F拉动物体(方向沿导槽方向)使物体以速度v2沿导槽匀速运动,则拉力F的大小为(D)A.mgB.μmgC.μmgvD.μmgv[解析]物体相对钢板具有向左的速度分量v1和侧向的速度分量v2,故相对钢板的合速度v的方向如图所示,滑动摩擦力的方向与v的方向相反,根据平衡条件可得F=Ffcosθ=μmgv2v12+静摩擦力的分析与计算4.如图所示为一同学从t=0时刻起逐渐增加水平推力推动箱子过程中三个时刻(t1、t2、t3)的漫画图.假设t1时刻同学对箱子的推力为5N,t2时刻推力为10N,t3时刻推力为15N.下列说法正确的是(C)A.箱子对地面的压力就是箱子的重力B.t1时刻,箱子所受地面的摩擦力大于5NC.t2时刻,箱子所受合外力与t1时刻相同D.箱子与地面的滑动摩擦力一定为15N[解析]重力和压力是两种不同性质的力,只能说箱子对地面的压力大小等于箱子的重力,A错误;t1时刻,箱子没动,水平方向由二力平衡可知,箱子所受地面的静摩擦力等于5N,B错误;t2时刻和t1时刻箱子都处于平衡状态,所受的合力均为零,C正确;t3时刻推力为15N,此时箱子动了,但不能确定箱子的运动状态,故不能确定与地面的滑动摩擦力是否等于15N,D错误.5.如图甲是某同学写字时的握笔姿势,如图乙是他在握笔时把拇指和食指松开时的状态,笔尖仍然斜向下且笔保持静止状态.关于两幅图中笔的受力,下列说法正确的是(C)A.图甲中笔可能不受摩擦力B.图乙中笔可能不受摩擦力C.图甲和图乙中手对笔的作用力方向都为竖直向上D.图甲中手的握力越大,笔所受的摩擦力越大[解析]对图甲中的笔受力分析,受到手指的压力、重力、摩擦力,假设没有受到摩擦力,笔就会顺着手指滑下来,故A错误;对图乙中的笔受力分析,受到重力、支持力和摩擦力,假设没有受到摩擦力,笔就会顺着手指滑下来,故B错误;因为图甲和图乙中的笔都是静止状态,所以手对笔的作用力应与重力大小相等,方向相反,故C正确;图甲中的笔受到的是静摩擦力,大小与手的握力无关,故D错误.6.如图所示,水平桌面上平放有一堆卡片,每一张卡片的质量均为m.用手指以竖直向下的力压第1张卡片,并以一定速度向右移动手指,确保第1张卡片与第2张卡片之间有相对滑动.设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,手指与第1张卡片之间的动摩擦因数为μ1,卡片与卡片之间、卡片与桌面之间的动摩擦因数均为μ2,且有μ1>μ2,则下列说法正确的是 (B)A.任意两张卡片之间均可能发生相对滑动B.上一张卡片受到下一张卡片的摩擦力一定向左C.第1张卡片受到手指的摩擦力向左D.最下面那张卡片受到水平桌面的摩擦力向右[解析]对第2张卡片分析,它对第3张卡片的压力大小等于上面两张卡片的重力及手指的压力大小之和,最大静摩擦力Ffm=μ2(2mg+F),而其受到第1张卡片的滑动摩擦力为Ff=μ2(mg+F)<Ffm,则第2张卡片与第3张卡片之间不发生相对滑动,同理,第3张到第54张卡片也不发生相对滑动,故A错误;根据题意,因上一张卡片相对下一张卡片要向右滑动或有向右滑动的趋势,故上一张卡片受到下一张卡片的摩擦力一定向左,B正确;第1张卡片相对于手指的运动趋势方向与手指的运动方向相反,则其受到手指的静摩擦力与手指的运动方向相同,即受到手指的摩擦力向右,C错误;对53张卡片(除第1张卡片外)研究,其处于静止状态,水平方向受到第1张卡片的滑动摩擦力,方向与手指的运动方向相同,则根据平衡条件可知,第54张卡片受到桌面的摩擦力方向与手指的运动方向相反,即水平向左,D错误.摩擦力的突变问题7.如图所示,完全相同的A、B两物体放在水平面上,且与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.2,每个物体重G=10N,设物体A、B与水平面间的最大静摩擦力均为Fmax=2.5N,若对A施加一个向右的由零均匀增大到6N的水平推力F,则A所受的摩擦力FfA随水平推力F变化的图像正确的是(C)[解析]①当水平推力F小于A与水平面间的最大静摩擦力2.5N时,A受到水平面的静摩擦力作用,随水平推力的增大而增大,且与水平推力等值;②当水平推力2.5N<F≤5N时,A、B两物体仍静止,此过程中A受到的摩擦力为最大静摩擦力2.5N不变;③当水平推力F>5N时,A、B两物体相对水平面滑动,A物体受滑动摩擦力,大小为μG=2N.素养提升滑动摩擦角问题8.如图所示,物体A以某一速度沿斜劈B匀速下滑,运动到C点时对物体A施加向右的水平推力作用,若斜劈B一直处于静止状态,在施加推力后的一小段时间内物体A一直沿斜面向下运动,则下列说法正确的是 (C)A.物体A所受的合力不变B.斜劈B对物体A的作用力沿斜面向上C.地面对斜劈B的支持力大于A、B的总重力D.地面对斜劈B的摩擦力水平向左[解析]物体A匀速下滑时,物体A所受的合力为零,根据平衡条件得mAgsinθ=Ff=μmAgcosθ,解得μ=tanθ,对物体A施加向右的水平推力,对物体A,在垂直于斜面方向上有F'N=mAgcosθ+Fsinθ,在沿斜面方向上有Fcosθ+F'f-mAgsinθ=Fcosθ+Fsin2θcosθ=Fcosθ≠0,则