2024-2025學(xué)年新教材高中物理3.2摩擦力學(xué)案新人教版必修第一冊

PAGEPAGE9第2節(jié)摩擦力1．滑動摩擦力(1)定義：兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們eq\o(□,\s\up4(01))相對滑動時(shí)，在接觸面上產(chǎn)生的一種阻礙eq\o(□,\s\up4(02))相對運(yùn)動的力。(2)方向：總是eq\o(□,\s\up4(03))沿著接觸面，并且跟物體eq\o(□,\s\up4(04))相對運(yùn)動的方向相反。(3)大小：Ff＝μF壓，F(xiàn)壓表示eq\o(□,\s\up4(05))壓力的大小，μ是eq\o(□,\s\up4(06))動摩擦因數(shù)，它的值跟接觸面的eq\o(□,\s\up4(07))材料和eq\o(□,\s\up4(08))粗糙程度有關(guān)。(4)作用效果：總是阻礙物體間的eq\o(□,\s\up4(09))相對運(yùn)動。2．靜摩擦力(1)定義：相互接觸的兩個(gè)物體之間只有eq\o(□,\s\up4(01))相對運(yùn)動的趨勢，而沒有eq\o(□,\s\up4(02))相對運(yùn)動，這時(shí)的摩擦力叫作靜摩擦力。(2)方向：總是跟物體eq\o(□,\s\up4(03))相對運(yùn)動趨勢的方向相反。(3)大小：靜摩擦力會隨著外力的變更而變更。由二力平衡可知，靜摩擦力的大小總等于使物體有相對運(yùn)動趨勢的外力。靜摩擦力有一個(gè)最大限度，即最大靜摩擦力Fmax，靜摩擦力的大小范圍是eq\o(□,\s\up4(04))0<F≤Fmax。(4)作用效果：總是阻礙物體間的eq\o(□,\s\up4(05))相對運(yùn)動趨勢。典型考點(diǎn)一滑動摩擦力1．以下關(guān)于滑動摩擦力的說法中，正確的是()A．滑動摩擦力的方向總是與物體的運(yùn)動方向相反B．滑動摩擦力總是阻礙物體的運(yùn)動C．滑動摩擦力的方向總是與物體的相對運(yùn)動方向相反D．兩個(gè)相互接觸且擠壓的物體發(fā)生相對運(yùn)動時(shí)，它們都要受到滑動摩擦力的作用答案C解析滑動摩擦力發(fā)生在相互接觸并擠壓，且接觸面粗糙、有相對運(yùn)動的兩個(gè)物體間，滑動摩擦力的方向總是與物體相對運(yùn)動的方向相反，不肯定與物體運(yùn)動的方向相反，滑動摩擦力阻礙物體的相對運(yùn)動，不肯定阻礙物體的運(yùn)動，A、B、D錯(cuò)誤，C正確。2.(多選)如圖所示，小華用水平方向的力F去推放在水平地面上質(zhì)量為m的木箱，使它向前勻速移動。關(guān)于木箱受到的推力和摩擦力的大小，正確的是()A．推力等于摩擦力B．摩擦力大小為μmgC．推力大于摩擦力D．若增大推力，摩擦力也隨之增大答案AB解析由于物體勻速前進(jìn)，依據(jù)二力平衡可知，推力等于摩擦力，A正確，C錯(cuò)誤；由Ff＝μFN＝μmg可知，B正確；滑動摩擦力的大小跟接觸面上的壓力大小、接觸面的粗糙程度、材質(zhì)等有關(guān)，增大推力，物體所受滑動摩擦力的大小不變，D錯(cuò)誤。典型考點(diǎn)二靜摩擦力3.在探討摩擦力的試驗(yàn)中，用彈簧測力計(jì)水平拉一放在水平桌面上的小木塊，木塊運(yùn)動狀態(tài)及彈簧測力計(jì)的讀數(shù)如下表所示(每次試驗(yàn)時(shí)，木塊與桌面的接觸面相同)，則由此表分析可知()試驗(yàn)次數(shù)小木塊運(yùn)動狀態(tài)彈簧秤讀數(shù)(N)1靜止0.42靜止0.63加速0.74勻速0.55減速0.3A．木塊受到的最大靜摩擦力為0.5NB．木塊受到的最大靜摩擦力肯定為0.7NC．在這五次試驗(yàn)中，木塊受到的摩擦力大小有三次是相同的D．在這五次試驗(yàn)中，木塊受到的摩擦力大小有兩次是相同的答案C解析由表可知木塊受到摩擦力為0.4N和0.6N時(shí)不動，為0.7N時(shí)做加速直線運(yùn)動，為0.5N時(shí)，木塊做勻速直線運(yùn)動，此時(shí)拉力大小等于滑動摩擦力的大小，故最大靜摩擦力可能為0.6N，肯定大于0.5N、小于0.7N，A、B錯(cuò)誤；在五次試驗(yàn)中，第3、4、5次試驗(yàn)，木塊受到的摩擦力是滑動摩擦力，由于試驗(yàn)過程中木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)與壓力大小不變，則木塊受到的滑動摩擦力大小不變，為0.5N，C正確，D錯(cuò)誤。4．關(guān)于物體所受的靜摩擦力，下列說法正確的是()A．靜摩擦力的方向不肯定與物體運(yùn)動的方向相反B．靜摩擦力的方向不行能與物體的運(yùn)動方向相同C．靜摩擦力的方向可能與物體相對運(yùn)動趨勢的方向垂直D．靜止物體所受到的靜摩擦力肯定為零答案A解析靜摩擦力的方向總是與物體的相對運(yùn)動趨勢方向相反，其方向可能與物體的運(yùn)動方向相同，也可能與物體的運(yùn)動方向相反，A正確，B、C錯(cuò)誤；靜止物體所受到的靜摩擦力不肯定為零，D錯(cuò)誤。5．(多選)用手握住一個(gè)盛有一部分油的油瓶，油瓶始終靜止處于豎直方向，如圖所示，下列說法中正確的是()A．瓶中油越多，手必需握得越緊B．手握得越緊，油瓶受到的摩擦力越大C．不管手握得多緊，油瓶受到的摩擦力總是肯定的D．摩擦力的大小等于油瓶與油的總重力的大小答案ACD解析手握住油瓶，油瓶靜止，表明手對油瓶豎直向上的靜摩擦力跟油瓶與油的總重力平衡，油瓶與油越重，它受到的靜摩擦力越大，手握得越緊，手與瓶間的壓力越大，最大靜摩擦力也越大，但油瓶受到的靜摩擦力始終與油瓶和油的總重力平衡，大小不變，B錯(cuò)誤，A、C、D正確。典型考點(diǎn)三靜摩擦力和滑動摩擦力的綜合應(yīng)用6．質(zhì)量為2kg的物體靜止在水平地面上，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.5，最大靜摩擦力與滑動摩擦力視為相等。現(xiàn)給物體一水平推力，g取10N/kg。則：(1)當(dāng)推力大小為5N時(shí)，地面對物體的摩擦力為多大？(2)當(dāng)推力大小為12N時(shí)，地面對物體的摩擦力為多大？答案(1)5N(2)10N解析(1)最大摩擦力Ffmax＝μmg＝0.5×2×10N＝10N，當(dāng)推力F＝5N時(shí)，F(xiàn)<Ffmax，物體靜止，由水平方向二力平衡得Ff靜＝F＝5N。(2)當(dāng)推力F＝12N時(shí)，F(xiàn)>Ffmax，物體在地面上滑動，則Ff滑＝μFN＝μmg＝0.5×2×10N＝10N。1．關(guān)于由滑動摩擦力公式Ff＝μFN推導(dǎo)出的公式μ＝eq\f(Ff,FN)，下列說法正確的是()A．動摩擦因數(shù)μ與摩擦力Ff成正比，F(xiàn)f越大，μ越大B．動摩擦因數(shù)μ與正壓力FN成反比，F(xiàn)N越大，μ越小C．μ與Ff成正比，與FN成反比D．μ的大小由兩物體接觸面的材料、粗糙程度確定答案D解析μ的大小由兩個(gè)物體接觸面的材料和粗糙程度確定，與Ff、FN均無關(guān)，A、B、C錯(cuò)誤，D正確。2.(多選)如圖所示，以水平力F壓物體A，這時(shí)A沿豎直墻壁勻速下滑，若物體A與墻面間的動摩擦因數(shù)為μ，物體A的質(zhì)量為m，那么物體A與墻面間的滑動摩擦力大小等于()A．μmg B．mgC．F D．μF答案BD解析由于物體A勻速下滑，因此在豎直方向上二力平衡，mg＝Ff；依據(jù)滑動摩擦力的大小Ff＝μFN，F(xiàn)N＝F，得Ff＝μF，故A、C錯(cuò)誤，B、D正確。3.如圖所示，物體受到水平向右、大小為F的拉力作用處于靜止?fàn)顟B(tài)，假如改用大小仍為F、水平向左的力推物體，則()A．物體仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到的摩擦力大小不變B．物體仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到的摩擦力變小C．物體沿水平面滑動，受到的摩擦力大小不變D．物體沿水平面滑動，受到的摩擦力變小答案A解析物體在水平方向受到拉力F和摩擦力而處于平衡狀態(tài)，拉力F和水平面對物體的摩擦力平衡；力F反向后，這兩個(gè)力仍滿意二力平衡，物體仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到的摩擦力大小不變、方向相反，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。4．一個(gè)步行前進(jìn)的人，前腳受到的摩擦力為F1，后腳受到的摩擦力為F2，其方向是()A．F1和F2的方向均與人運(yùn)動的方向相同B．F1和F2的方向均與人運(yùn)動的方向相反C．F1和人的運(yùn)動方向相反，F(xiàn)2與人運(yùn)動的方向相同D．F1和人的運(yùn)動方向相同，F(xiàn)2與人運(yùn)動的方向相反答案C解析前腳抬起，后腳在摩擦力的作用下產(chǎn)生向前的動力，摩擦力F2的方向和人運(yùn)動的方向相同，而前腳落地時(shí)，相對地面有向前的運(yùn)動趨勢，故受到向后的摩擦力，為阻力，F(xiàn)1的方向與人的運(yùn)動方向相反，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。5.如圖所示，雜技演員用雙手握住豎直的竹竿勻速上攀和勻速下滑，他所受到的摩擦力分別是F1和F2，則()A．F1向下，F(xiàn)2向上，且F1＝F2B．F1向下，F(xiàn)2向上，且F1>F2C．F1向上，F(xiàn)2向上，且F1＝F2D．F1向上，F(xiàn)2向下，且F1＝F2答案C解析雜技演員向上、向下都做勻速運(yùn)動，且只受重力和摩擦力作用，由二力平衡知，雜技演員所受的摩擦力方向總是豎直向上，大小等于其重力，C正確。6．如圖所示，放在水平桌面上的物塊，處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中F1＝10N，F(xiàn)2＝2N。若撤去F1，則物塊受到的摩擦力是()A．8N，方向向右B．8N，方向向左C．2N，方向向右D．2N，方向向左答案C解析撤去F1前，木塊在水平方向受三個(gè)力而平衡，有f＝F1－F2＝10N－2N＝8N，物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，說明物塊受到的最大靜摩擦力大于或等于8N；撤去F1后，外力為2N，小于最大靜摩擦力，故物塊仍能處于靜止?fàn)顟B(tài)，合力肯定為零，則物塊在水平方向上受到的摩擦力大小為2N，方向向右，C正確，A、B、D錯(cuò)誤。7.如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長木板上滑行，長木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ1，木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為μ2，若長木板仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，則長木板受到地面的摩擦力大小肯定為()A．μ2mg B．μ1(M＋m)gC．μ1mg D．μ1mg＋μ2Mg答案A解析木塊相對長木板向右滑動，受到向左的滑動摩擦力，大小為f1＝μ2N＝μ2mg；力的作用是相互的，故木塊對長木板有向右的滑動摩擦力，長木板有向右滑動的趨勢，受到地面對其向左的靜摩擦力，依據(jù)平衡條件，有f2＝f1，因而f2＝μ2mg，A正確。8.把一個(gè)重為G的物體，用一個(gè)水平力F＝kt(k為恒量，t為時(shí)間)壓在豎直的足夠高的平整的墻上，如圖所示，從t＝0起先物體所受的摩擦力Ff隨t的變更關(guān)系是()答案B解析由于物體受到的水平推力為F＝kt，由二力平衡得，墻與物體間的彈力FN＝kt。當(dāng)F比較小時(shí)，物體所受的摩擦力Ff小于物體的重力G，物體沿墻壁下滑，此時(shí)物體與墻壁間的摩擦力為滑動摩擦力，由公式Ff＝μFN可得，滑動摩擦力大小Ff＝μkt。當(dāng)摩擦力Ff大小等于重力G時(shí)，物體有速度，不能馬上停止運(yùn)動，物體受到的摩擦力仍舊是滑動摩擦力；隨著摩擦力的增大，摩擦力將大于重力，物體做減速運(yùn)動直至靜止，摩擦力將變?yōu)殪o摩擦力，靜摩擦力與正壓力無關(guān)，跟重力始終平衡。B正確，A、C、D錯(cuò)誤。9．把彈簧測力計(jì)的一端固定在墻上，用力F水平向左拉金屬板，金屬板向左運(yùn)動，此時(shí)測力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定，如圖所示，則物塊P與金屬板間的滑動摩擦力的大小是________N。若用彈簧測力計(jì)測得物塊P重13N，依據(jù)表中給出的動摩擦因數(shù)，可推算出物塊P的材料為________。材料動摩擦因數(shù)金屬—金屬0.25橡膠—金屬0.30木頭—金屬0.20皮革—金屬0.28答案2.60木頭解析物塊P在水平方向受到金屬板給P的滑動摩擦力f，方向向左，受彈簧測力計(jì)向右的拉力F，由二力平衡可知，f＝F，測力計(jì)讀數(shù)為2.60N，所以f＝2.60N；又依據(jù)f＝μG可得μ＝eq\f(f,G)＝0.2，從表中對比得知，物塊P為木頭。10．如圖所示，物體A的質(zhì)量為5kg，此時(shí)A與桌面間的最大靜摩擦力為10N，不計(jì)定滑輪與輕繩之間的摩擦。拉力F＝30N時(shí)，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，求物體B的質(zhì)量M的取值范圍。(g＝10N