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;【目标要求】;;考点一 摩擦力的综合分析与计算;1.静摩擦力有无及方向的判断“三法”
(1)状态法
根据平衡条件、牛顿第二定律,判断静摩擦力的有无及方向.
(2)牛顿第三定律法
先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据牛顿第三定律确定另一物体受到的静摩擦力方向.;(3)假设法;2.静摩擦力大小的分析与计算
(1)物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时,利用力的平衡条件来计算静摩擦力的大小.
(2)物体有加速度时,若只受静摩擦力,则Ff=ma.若除受静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求静摩擦力.
3.滑动摩擦力大小的分析与计算
滑动摩擦力的大小用公式Ff=μFN来计算,应用此公式时要注意以下两点:
(1)μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关;FN为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力.
(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关.;;例2 (2019·陕西汉中市下学期模拟)如图2所示,A、B两物块叠放在一起,B受到一水平向左的作用力F,A、B在粗糙的水平地面上保持相对静止地向右做直线运动,在向右运动的过程中,下列关于A、B所受到的摩擦力的说法正确的是
A.A受到水平向右的摩擦力
B.A可能不受摩擦力作用
C.B受到地面水平向左的摩擦力
D.B可能不受地面的摩擦力作用;解析 先对整体受力分析,根据相对地面的运动方向可知地面对B的摩擦力方向水平向左;根据合外力方向判断整体的加速度方向水平向左,隔离A受力分析可知B对A的摩擦力方向水平向左,故选C.;;解析 当tan αμ时,木块相对木板静止,Ff=mgsin α,Ff随α增大按正弦规律增大,当tan α=μ时,摩擦力达到最大静摩擦力,当tan αμ,且α≤
时,木块受到的滑动摩擦力Ff=μmgcos α,Ff随α增大按余弦规律减小.;1.(摩擦力的有无及方向)(多选)如图4所示,电梯与水平地面成θ角,一人站在电梯的水平梯板上,电梯从静止开始匀加速上升,达到一定速度后再匀速上升.若以FN表示水平梯板对人的支持力,G为人受到的重力,Ff为梯板对人的静摩擦力.下列结论中正确的是
A.在加速过程中,Ff水平向右,FNG
B.在加速过程中,Ff沿??面向上,FN=G
C.在匀速过程中,Ff=0,FN=G
D.在匀速过程中,Ff=0,FNG;1;2.(摩擦力有无及方向的判断)(多选)如图5甲、乙所示,倾角为θ的斜面上放置一滑块M,在滑块M上放置一个质量m的物块,M和m相对静止一起沿斜面匀速下滑,下列说法正确的是
A.图甲中物块m受到摩擦力
B.图乙中物块m受到摩擦力
C.图甲中物块m受到水平向左的摩擦力
D.图乙中物块m受到与斜面平行向上的摩擦力;1;1;1;1;1;考点二 摩擦力的突变;1.题目中出现“最大”“最小”和“刚好”等关键词时,一般隐藏着摩擦力突变的临界问题.题意中某个物理量在变化过程中发生突变,可能导致摩擦力突变,则该物理量突变时的状态即为临界状态.
2.存在静摩擦力的情景中,相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达到最大值.
3.研究传送带问题时,物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质改变的分界点.;;解析 t=0时刻,力传感器显示拉力为2 N,则滑块受到的摩擦力为静摩擦力,大小为2 N,由小车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2 N,A选项正确;
t=50 s时静摩擦力达到最大值,即最大静摩擦力为3.5 N,同时小车启动,说明沙子与沙桶总重力等于3.5 N,此时摩擦力突变为滑动摩擦力,滑动摩擦力大小为3 N,B、C选项正确;
此后由于沙子和沙桶总重力3.5 N大于滑动摩擦力3 N,故50 s后小车将做匀加速直线运动,D选项错误.;;解析 滑块上升过程中受滑动摩擦力,Ff=μFN,FN=mgcos θ,联立得Ff=6.4 N,方向沿斜面向下.当滑块的速度减为零后,由于重力的分力mgsin θ<μmgcos θ,滑块静止,滑块受到的摩擦力为静摩擦力,由平衡条件得Ff′=mgsin θ,代入数据可得Ff′=6 N,方向沿斜面向上,故选项B正确.;5.(“静—静”突变)(2020·福建三明市质检)如图10所示,质量为10 kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端,弹簧的拉力为5 N时,物体A与小车均处于静止状态.若小车以1 m/s2的加速度向右运动,则(g=10 m/s2)
A.物体A相对小车向右运动
B.物体A受到的摩擦力减小
C.物体A受到的摩擦力大小不变
D.物体A受到的弹簧的拉力增大;解析 由题意得,物体A与小车的上表面间的最大静摩擦力Ffm≥5 N,小车加速运动时,假设物体A与小车仍然相对静止,则物体A所受合力F合=ma=10 N,可知此时小车对物体A的摩擦力为5 N
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