重难点集训36摩擦力大小及方向培优 较难含答案.docx

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重难点集训36摩擦力大小及方向培优较难含答案

摩擦力大小及方向辨析尖子生培优

摩擦力常见几个问题辨析：

重难点一、水平方向摩擦力（包含传送带与斜面等）

①摩擦力的存在与概念

②摩擦力的利与弊，增大或减小摩擦的方法（略）

③摩擦力大小与方向定量分析（利用二力平衡求解）较难

④两物体叠加和有相对运动时的摩擦力（体法与隔离法、假设法）较难

重难点二、竖直方向摩擦力

⑤摩擦力大小与方向定量分析（利用二力平衡求解）

考点一、摩擦力的存在于概念

定义：

当一个物体在另一个物体表面上运动时，会产生一种阻碍物体相对运动的力，叫摩擦力。

方向：

与物体相对运动的方向相反（可能与实际运动方向相同，如向上爬树；也有可能相反，如向下爬树）。

条件：

①两个物体相互接触并且接触面粗糙；

②两个物体之间存在挤压；

③两物体已发生运动或具有相对运动的趋势（静止）

1．下列关于摩擦力的说法中，错误的是（B）

A．摩擦力产生在两个互相接触的物体之间

B．只要两个物体相互接触，就会产生摩擦力

C．两个相互接触的物体发生或要发生相对运动时，才会有摩擦力产生

D．摩擦力是阻碍相对运动的力

2、如下几个图中，物体A相对于小车静止，地面不光滑，物体A在哪种情况下没有受到摩擦力（　D　）

A．①一起做加速向前运动B．②一起做匀速直线运动

C．③一起做加速向前运动D．④一起做匀速直线运动

【解析】在分析物体是否受到静摩擦力时，通常要运用假设法。

先假设没有静摩擦力，看物体能否保持现在这种状态。

如果能保持现在这种状态，说明不受到静摩擦力；如果不能保持现在这种状态，而向某个方向运动，那么就存在静摩擦力，且静摩擦力方向与运动方向相反。

图①，当物体A与小车一起做加速向前运动时，对A分析，假设A不受力，A的运动状态肯定不变，会做匀速直线运动或静止，与事实矛盾，所以假设有误，则A肯定受到摩擦力。

图②，当物体A与小车一起做匀速直线运动时，对A分析，假设A不受小车的摩擦力，则A在水平方向上所受的力不平衡，不会做匀速直线运动，所以假设有误，则A肯定受到摩擦力。

图③，当物体A与小车一起做加速向前运动时，对小车分析，小车向前运动，地面给小车向后的摩擦力，假设A对小车没有一个向前的摩擦力，则小车不会向前加速运动，所以假设有误，即小车受到A向前的摩擦力，力的作用是相互的，则小车对A也有摩擦力。

图④，当物体A与小车一起做匀速直线运动时，对A分析，A处于平衡状态，水平方向上不受摩擦力。

3．细心的同学会发现商场里安装供顾客上楼的电梯主要有如图所示两种，它们表面都有凸出的条纹，这是为了增大摩擦，当顾客站在类似台阶的甲电梯上匀速上升时不受（填“受”或“不受”）摩擦力，当顾客站在类似斜坡的乙电梯上匀速上升时，受到的摩擦力的方向是沿电梯向上（填“向上”或“向下”）。

　　　　　甲　　　　　　　　乙

考点二、摩擦力大小与方向定量分析-水平方向（利用二力平衡求解）

测量：

用弹簧测力计拉着木块在长木板上做匀速直线运动，根据二力平衡的原理拉力大小等于木块所受滑动摩擦力的大小。

因素：

滑动摩擦力的大小跟压力有关，压力越大滑动摩擦力越大；

还跟接触面的粗糙程度有关，越粗糙滑动摩擦力越大。

注意：

①滑动摩擦力的大小与物体运动的速度和接触面的面积大小无关；

②摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反，与物体实际运动的方向可能相反，也可能相同。

1．如图所示，表面粗糙情况相同的长方体木块在水平力F作用下运动，水平面作用于木块的滑动摩擦力在图甲、乙两种情况中（C）

A．甲大B．乙大C．一样大D．无法判断

2．空中匀速下降的两只降落伞，其总质量相等，甲的速度是4米/秒，乙的速度是5米/秒，则甲、乙所受阻力之比为（C）

A．4∶5B．5∶4C．1∶1D．4∶1

3．用5牛的水平拉力使木块在水平桌面上做匀速直线运动，现改用10牛的水平拉力使木块仍在这一水平桌面上运动，此时木块受到的滑动摩擦力大小是（C）

A．大于5牛，小于10牛B．10牛C．5牛D．无法判断

4．如图所示，有两个相同的梯形物体，它们在力的作用下，以下列四种方式沿相同的水平面运动，下列对不同情况下物体所受摩擦力的比较，正确的是（　D　）

A．f丙＞f甲＝f丁＞f乙B．f乙＞f丙＞f丁＞f甲C．f乙＞f丁＞f甲＞f丙D．f乙＞f甲＝f丁＞f丙

5．如图所示，在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，以下说法正确的是（A）

A．实验时要把实验装置放在水平桌面上

B．木块受到滑动摩擦力的大小可以直接用弹簧测力计测量

C．比较甲图和乙图的实验，说明滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关

D．比较乙图和丙图实验，说明滑动摩擦力的大小跟接触面受到的压力有关

6．如图所示，在同一水平面上，有表面粗糙程度相同、质量不同（mP＜mQ）的两个木块，按照甲、乙、丙、丁四种方式放置，分别在水平力F1、F2、F3和F4作用下，做匀速直线运动，则下列关系式正确的是（　D　）

A．F1＞F2B．F2＝F3C．F3＞F4D．F3＝F4

7．如图所示，P、Q两物体分别放在同一桌面上，分别在FP＝5N、FQ＝3N的水平拉力作用下做匀速直线运动，可以确定（　B　）

A．物体P的速度一定大于物体Q的速度

B．若mP＝mQ，则物体P一定比物体Q粗糙

C．物体P受到的摩擦力可能等于物体Q受到的摩擦力

D．物体Q对桌面的压力一定大于物体P对桌面的压力

8．如图，将木块放在粗糙程度相同的水平桌面上，用水平向右的拉力拉动木块，使木块向右做匀速直线运动，下列相关描述正确的是（B）

A．木块受到的滑动摩擦力逐渐减小

B．木块受到的滑动摩擦力保持不变

C．木块受到的拉力大于滑动摩擦力

D．绳子对木块的拉力和木块对绳子的拉力是一对平衡力

9．如图所示，一个木块在光滑水平面上以v0的速度做匀速直线运动，冲上粗糙斜面后最终静止在A点。

以下关于木块在斜面上受到摩擦力的说法正确的是（D）

A．木块在斜面上受到的摩擦力始终不变

B．木块在A点时受到的摩擦力大小等于木块的重力

C．木块在斜面上受到的摩擦力方向始终沿斜面向下

D．木块在斜面上受到的摩擦力方向会发生改变

10．一个重为50牛的物体放在水平面上，当水平推力为25牛时，物体做匀速直线运动，则摩擦力为25牛；当往这物体上放一重物时，物体继续向前运动，则摩擦力增大（填“增大”“减小”或“不变”）。

11．将一袋大米放在匀速向右运动的输送带上，开始米袋与输送带间有一段距离的相对滑动，然后米袋随输送带一起匀速运动。

当输送带突然制动时，米袋会继续向前滑动一段距离后停下。

（选择合适的选项完成下列小题）

A．受到方向向右的摩擦力B．受到方向向左的摩擦力C．不受力

（1）米袋刚放上输送带的瞬间，米袋在水平方向上受力情况为________。

（2）当米袋随输送带一起匀速运动时，米袋在水平方向上受力情况为________。

（3）当将输送带突然制动时，米袋在水平方向上受力情况为________。

【错解】

（1）B　

（2）B　（3）B

【析错】从考生的出错点来看，他们往往把米袋的运动方向误以为是它的相对运动方向。

【正解】

（1）A　

（2）C　（3）B　

（1）米袋刚放上输送带的瞬间，速度是零，如果以向右运动的输送带为参照物，米袋相对输送带是向左运动，所以米袋受到了输送带施加的向右的摩擦力；正因为这个力的作用，此后米袋将向右运动。

（2）当米袋随输送带一起匀速运动时，米袋处于平衡状态，即不受摩擦力大家可以对照这样一个情景，在匀速直线运动的动车上，以动车为参照物站在动车上的人没有相对运动趋势，所以也不受到摩擦力的作用。

（3）当输送带突然制动时，米袋相对输送带向右运动，所以米袋受到向左的摩擦力。

12．如图甲所示，用一拉力传感器（能感应力大小的装置）水平向右拉一水平面上的木块，A端的拉力均匀增加，0～t1木块静止，木块运动后改变拉力，使木块t2后处于匀速直线运动状态。

计算机对数据拟合处理后，得到如图乙所示拉力随时间变化图线，回答下列问题：

（1）当用F＝5.3N的水平拉力拉静止的木块时，木块所受摩擦力大小为________N。

（2）若用F＝5.8N的水平拉力拉木块，木块所受摩擦力大小为________N。

（3）如果要使木块做匀速直线运动，拉力大小为____N，撤去外力的瞬间，木块所受摩擦力大小为_____N。

【错解】

（1）5.1　

（2）5.5　（3）5.1　5.1

【析错】不能正确应用影响滑动摩擦力的相关因素来判断摩擦力。

【正解】

（1）5.3　

（2）5.1　（3）5.1　5.1　我们先根据题意标出图中三个阶段木块的运动情况：

0～t1木块静止，t1～t2由静止开始运动，t2后处于匀速直线运动状态。

（1）当F＝5.3N时，木块是静止的，木块受力平衡，水平方向：

拉力F与静摩擦力等大反向，所以静摩擦力大小为5.3N，方向向左。

（2）若用5.8N的水平拉力F拉木块，F已超出能让物体保持静止的最大拉力5.5N，木块将由静止开始运动。

（3）在第三个阶段，木块做匀速直线运动，水平方向：

滑动摩擦力与拉力F仍二力平衡，据图可知滑动摩擦力大小应为5.1N。

撤去外力的瞬间，物体仍受滑动摩擦力，将做减速运动。

上述两种情况都为非平衡状态，拉力F与滑动摩擦力二力不平衡。

但是，由于物体所受的压力及地面的粗糙程度都没变，所以滑动摩擦力仍为5.1N。

13．放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系分别如图甲、乙所示，分析两图象可知：

当t＝1秒时，物体处于静止状态，当t＝3秒时，物体受到的摩擦力为4牛，当t＝5秒时，物体处于匀速运动状态。

14．如图甲所示，放在粗糙程度不变的水平地面上的物体，用方向不变的力F向右推物体，推力F的大小随时间的变化关系如图乙所示，物体的运动速度随时间的变化关系如图丙所示，则在t=1s时，物体受到的摩擦力　2N；在t=3s时，物体受到的摩擦力为　4　N；

考点四、两物体叠加和有相对运动时的摩擦力

受力分析是将研究对象看作一个孤立的物体并分析它所受各外力特性的方法。

受力情况决定运动情况，要研究物体的运动，必须首先搞清物体的受力情况。

正确分析物体的受力情况，是研究力学问题的关键，是必须掌握的基本功。

初中的受力分析常用方法有整体法、隔离法和假设法。

1．整体法：

以几个物体构成整个系统为研究对象进行求解的方法。

在许多问题中用整体法比较方便，但整体法不能求解系统的内力。

区分内力和外力：

对几个物体的整体进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现，当把某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成了外力，要画在受力图上。

2．隔离法：

把系统分成若干部分并隔离开来，分别以每一部分为研究对象进行受力分析，分别列出方程，再联立求解的方法。

通常在分析外力对系统作用时，用整体法；在分析系统内各物体之间的相互作用时，用隔离法。

有时在解答一个问题时要多次选取研究对象，需要整体法与隔离法交叉使用。

注意：

实际问题中整体法与隔离法要结合起来灵活运用，通常先整体后隔离。

1．如图所示，小欣用弹簧测力计拉木块如图甲，使它先后两次沿水平木板匀速滑动相同的距离，乙图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象。

下列说法正确的是（C）

A．木块第一次受到的摩擦力较大

B．木块第一次匀速运动时受到的拉力较大

C．当木块被匀速拉出长木板，有三分之一露出时（如图丙），其所受摩擦力不变

D．小欣第三次拉动此木块在长木板上做匀速直线运动（如图丁），其所受摩擦力不变

2、如图所示，用水平拉力F拉上下表面水平、粗糙程度各处相同的物体A，使其在水平地面上匀速运动，当物体B静止不动时，与水平绳相连的弹簧测力计的示数不变。

关于该状态，下列说法不正确的是（不计绳