力學(xué)微專題2 摩擦力大小、方向判斷（講義）（解析版）

主題二力微專題2摩擦力大小、方向判斷（2-5分）（解析版）目錄TOC\o"1-3"\h\u 2考點一摩擦力大小判斷 2考點二摩擦力方向判斷 3 5題型一判斷摩擦力的大小和方向 5題型二判斷疊加物體的摩擦力 6題型三摩擦力關(guān)于圖像問題 8

考點一摩擦力大小判斷一、摩擦力1.摩擦力：兩個相互接觸的物體，當(dāng)它們做相對運動（或有相對運動趨勢）時，在接觸面產(chǎn)生一種阻礙相對運動（或相對運動趨勢）的力，這種力叫做摩擦力。2.產(chǎn)生條件（1）兩物體直接接觸且有相互作用的彈力；（2）兩接觸面均粗糙；（3）物體間有相對運動或相對運動趨勢。3.摩擦力的方向：摩擦力的方向與物體相對運動（或相對運動趨勢）的方向相反；摩擦力有時起阻力作用，有時起動力作用。4.摩擦力的大?。?）滑動摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)。①接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大；②壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。（2）測量滑動摩擦力的大小木塊放在水平面上，用彈簧測力計水平拉動木塊，使它沿木板做勻速直線運動。根據(jù)二力平衡的知識，木塊在水平桌面上做勻速直線運動，拉力和摩擦力平衡，讀出拉力即測出摩擦力。（3）靜摩擦力的大小與其相平衡的力有關(guān)，可用二力平衡求解。二、摩擦力大小判斷1.求摩擦力大小有兩類：一類是求滑動摩擦力的大小，另一類是求靜摩擦力的大小。（1）求滑動摩擦力大小：首先要明確滑動摩擦力的大小一般是不變的，只有當(dāng)壓力大小或接觸面的粗糙程度發(fā)生改變時，滑動摩擦力才會變化。根據(jù)二力平衡求滑動摩擦力的大小。（2）求靜摩擦力大小：先明確物體一般處于靜止?fàn)顟B(tài)，受平衡力的作用，靜摩擦力和其他的力是二力平衡，根據(jù)二力平衡求出靜摩擦力的大小。靜摩擦力的大小一般隨其他的力的大小改變而改變。2.判斷摩擦力大小變化的方法（1）根據(jù)二力平衡條件來判斷物體的受力大小及摩擦力的大小變化；（2）根據(jù)影響滑動摩擦力大小的因素（壓力和接觸面的粗糙程度）是否變化來判斷摩擦力的大小變化；（3）根據(jù)摩擦形式的變化（滾動或滑動摩擦）來判斷摩擦力的大小變化。1．（2024·江蘇鎮(zhèn)江·中考真題）如圖所示，小明在測量滑動摩擦力時，將物塊A置于水平木板上，用彈簧測力計水平向右拉A，使其始終做勻速直線運動。經(jīng)過區(qū)域1和區(qū)域2時，彈簧測力計的示數(shù)分別為和。兩區(qū)域示數(shù)不同的原因是（

）A．在區(qū)域1中A對木板的壓力更大 B．在區(qū)域2中A對木板的壓力更大C．木板上區(qū)域1的粗糙程度更大 D．木板上區(qū)域2的粗糙程度更大【答案】D【詳解】AB．根據(jù)圖可知，在區(qū)域1、區(qū)域2中，A的質(zhì)量沒變，根據(jù)重力和質(zhì)量的關(guān)系可知，重力不變，水平放置時，對木板的壓力不變，故AB不符合題意；CD．木板做勻速直線運動，根據(jù)二力平衡可知，拉力的大小等于滑動摩擦力的大小；物體的對水平木板的壓力不變，但是彈簧測力計的示數(shù)（拉力大?。┎煌f明滑動摩擦力的大小不同，經(jīng)過區(qū)域1和區(qū)域2時，彈簧測力計的示數(shù)分別為和，所以在區(qū)域2時受到的摩擦力更大，木板上區(qū)域2的粗糙程度更大，故C不符合題意，D符合題意。故選D?？键c二摩擦力方向判斷一、摩擦力的方向1.判斷摩擦力方向有兩類：一類是判斷滑動摩擦力的方向，另一類是判斷靜摩擦力的方向。要判斷摩擦力的方向，先得區(qū)分運動方向和相對運動（趨勢）方向這兩個概念。物體的運動方向是相對于地面而言的，而物體的相對（趨勢）運動方向是相對于和它接觸的物體而言的。（1）由摩擦力的概念判斷首先應(yīng)該明確受力物體和施力物體；再弄清受力物體相對施力物體的相對運動（趨勢）方向（不是受力物體相對地面或其他的參照物），這點非常重要。然后由摩擦力的概念判斷出摩擦力的方向與相對運動（趨勢）的方向相反。如一人推木箱沿水平面向左運動，則木箱受到的摩擦力方向水平向右。（2）由假設(shè)的方法來判斷通常用來判斷相對靜止的物體間所受靜摩擦力的方向。首先假設(shè)接觸面光滑，物體不受摩擦力，再確定研究對象與參照物之間將會出現(xiàn)的相對運動情況，根據(jù)相對運動的方向判斷物體間的相對運動趨勢的方向，從而判斷靜摩擦力的方向。如一人爬桿向上運動，若人向上爬桿時突然不受摩擦力，則人在重力作用下向下運動，確定人向上爬桿受摩擦力時相對桿的運動趨勢是向下，從而判斷出人爬桿時受到的摩擦力方向向上。（3）由二力平衡的性質(zhì)來判斷根據(jù)二力平衡的知識，已對你平衡力一定大小相等，方向相反，作用在同一直線上，作用在同一物體上，可對物體進(jìn)行受力分析，從而判斷摩擦力的情況。1．（2024·江蘇宿遷·中考真題）在探究影響滑動摩擦力大小因素的活動中，實驗裝置如圖甲所示，固定彈簧測力計，拉動木板，測出木塊受到的滑動摩擦力。小明又進(jìn)行測量木板受到木塊的滑動摩擦力的嘗試。如圖乙所示，水平拉動木板，使木板和木塊一起做勻速直線運動，測量木板受到桌面的摩擦力；如圖丙所示，固定木塊，再拉動木板，當(dāng)木板相對于木塊滑動時，讀出彈簧測力計的示數(shù)。則測量的木板受到木塊的滑動摩擦力（）A．方向水平向左，拉木板需要勻速運動 B．方向水平向右，拉木板不需要勻速運動C．方向水平向右，拉木板需要勻速運動 D．方向水平向左，拉木板不需要勻速運動【答案】A【詳解】圖甲中，拉動木板，保持木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，合力為0，木塊受到彈簧測力計水平方左的拉力F和木板對它水平向右的滑動摩擦力f是一對平衡力，彈簧測力計的示數(shù)等于木塊受到滑動摩擦力大小，即f=F又根據(jù)力的作用是相互的，且相互作用的兩個力大小相等，方向相反，則木塊對木板水平向左的滑動摩擦力fˊ等于木板對木塊水平向右的滑動摩擦力f，即fˊ=f故測量的木板受到木塊的滑動摩擦力方向水平向左，拉木板需要勻速運動。圖乙中，水平拉動木板，使木板和木塊一起做勻速直線運動，合力為0，木板和木塊受到彈簧測力計水平方右的拉力F和桌面對它水平向左的滑動摩擦力f是一對平衡力，即f=F故彈簧測力計測量的是木板受到桌面的摩擦力。圖丙中，固定木塊，若勻速拉動木板，當(dāng)木板相對于木塊滑動時，木板受到木塊對它水平向左的滑動摩擦力、桌面對它水平向左的滑動摩擦力與彈簧測力計對它向右的拉力相等，結(jié)合圖甲和乙測得的結(jié)果，可知道木板受到木塊的滑動摩擦力，若變速拉動木板，當(dāng)木板相對于木塊滑動時，木板受到木塊對它水平向左的滑動摩擦力和桌面對它水平向左的滑動摩擦力與彈簧測力計對它向右的拉力不相等，B彈簧測力計示數(shù)會變化，無法測出拉力大小，不能測量的木板受到木塊的滑動摩擦力，故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。題型一判斷摩擦力的大小和方向1．（2024·甘肅白銀·中考真題）我國高鐵總里程居世界第一，人們出行更加方便快捷．小紅和父母外出旅游，她們乘坐的高鐵正以的速度在水平軌道上向南勻速直線行駛，旁邊平行鐵軌上一列普通列車以的速度也向南行駛，以普通列車為參照物，小紅向（選填“南”或“北”）運動；小紅看到水平桌面上的茶杯靜止不動，則茶杯（選填“不受摩擦力”、“受靜摩擦力”或“受滑動摩擦力”）?！敬鸢浮磕喜皇苣Σ亮Α驹斀狻縖1]以地面為參照物，兩車均向南行駛，因為高鐵速度大于普通列車速度，以普通列車為參照物，若高鐵在普通列車的前方，普通列車上乘客會發(fā)現(xiàn)高鐵離普通列車越來越遠(yuǎn)；若高鐵在普通列車后方，普通列車上乘客會發(fā)現(xiàn)高鐵離自己越來越近。這兩種情況下，以普通列車為參照物，高鐵均是向南行駛的。[2]高鐵做勻速直線運動，桌面上的茶杯與桌面之間保持相對靜止，沒有相對運動趨勢，因此，茶杯不受摩擦力。2．（2024·山東菏澤·中考真題）下列常見現(xiàn)象中，為了增大摩擦的是（）A．收納箱底部裝有輪子B．鞋底有凹凸不平的花紋C．游樂場的滑梯表面光滑D．給自行車車軸加潤滑油【答案】B【詳解】A．收納箱底部裝有輪子，是變滑動摩擦力為滾動摩擦，可以減小摩擦力，故A不符合題意；B．鞋底有凹凸不平的花紋，是在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度增大摩擦力，故B符合題意；C．游樂場的滑梯表面光滑，是在壓力一定時，通過減小接觸面的粗糙程度來減小摩擦力，故C不符合題意；D．給自行車車軸加潤滑油是通過使接觸面分離的方法來減小摩擦的，故D不符合題意。故選B。3．（2024·新疆·中考真題）運動員從雪坡上加速滑下時，雪坡對運動員的摩擦力的方向和大小分別為（）A．與運動方向相同，小于重力 B．與運動方向相反，小于重力C．與運動方向相同，大于重力 D．與運動方向相反，大于重力【答案】B【詳解】運動員從雪坡上加速滑下時，雪坡對運動員的摩擦力的方向與運動員相對于雪坡的運動方向相反，即與運動員的運動方向相反，因為是加速下滑，所以摩擦力小于重力沿雪坡向下的分力，也就小于重力，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。題型二判斷疊加物體的摩擦力4．（2024·江蘇鎮(zhèn)江·一模）如圖所示，將測力計左端固定在墻上，右端用細(xì)線與重為10N的木塊相連，木塊放在上表面水平的小車上，測力計保持水平拉動小車向右做勻速直線運動，當(dāng)測力計示數(shù)穩(wěn)定時，木塊對小車的壓力大小為N，木塊所受摩擦力的方向為，若拉動小車加速運動，測力計的示數(shù)將?！敬鸢浮?0水平向右不變【詳解】[1]木塊的重力為10N，木塊對小車的壓力大小等于木塊的重力，則木塊對小車的壓力大小為10N。[2]拉動小車向右做勻速直線運動，木塊相對于小車向左運動，由于摩擦力與物體相對運動方向相反，所以木塊所受摩擦力的方向為水平向右。[3]由于摩擦力大小與壓力和接觸面粗糙程度有關(guān)，與運動速度無關(guān)，所以拉動小車加速運動，摩擦力大小不變，故測力計的示數(shù)將不變。5．（2024·黑龍江哈爾濱·二模）如圖甲，各面粗糙程度相同的a、b兩個鐵塊疊放在水平桌面上，在水平拉力的作用下，一起向右做勻速直線運動，則a受到的摩擦力為N；如圖乙，將a、b并排放于同一桌面上，在水平推力的作用下，一起向右做勻速直線運動，則N?！敬鸢浮?10【詳解】[1]a、b一起向右做勻速直線運動，所以a、b沒有相對運動的趨勢，a、b間沒有摩擦力，則木塊a受到的摩擦力大小為0N。[2]甲圖，a和b整體在水平方向上受到水平向右的推力F1和水平向左的滑動摩擦力，整體做勻速直線運動，這兩個力是平衡力，大小相等，F(xiàn)1是10N，所以整體受到地面的滑動摩擦力是10N；從甲圖到乙圖，改變a和b的放置情況，壓力大小不變，接觸面粗糙程度不變，a和b整體受到的滑動摩擦力不變，所以乙圖的滑動摩擦力大小還是10N，整體仍然做勻速直線運動，受力平衡，故乙圖中推力F2大小是10N。6．（2024·山東泰安·中考真題）如圖所示，物體甲、乙疊放在水平地面上，在的水平拉力的作用下一起向右做勻速直線運動，不計空氣阻力。下列說法正確的是（）A．甲受到的摩擦力大小為 B．甲受到的摩擦力方向水平向右C．乙受到的摩擦力大小為 D．乙受到的摩擦力方向水平向右【答案】C【詳解】AB．甲做勻速直線運動，受力平衡，在豎直方向上受重力和支持力，水平方向上不受拉力，所以沒有摩擦力，故AB錯誤；CD．乙也做勻速直線運動，受力也是平衡的，它受到向右的5N的拉力，必然受向左的5N的摩擦力。故C正確，D錯誤。故選C。題型三摩擦力關(guān)于圖像問題7．（2024·黑龍江佳木斯·二模）如圖甲所示，放在水平地面上的物體受到方向不變的水平拉力F的作用，其拉力隨時間變化的F-t圖象和速度隨時間變化的v-t圖象分別如圖乙、丙所示。則當(dāng)時，物體受到的摩擦力大小為N；當(dāng)時，物體受到的摩擦力大小為N?！敬鸢浮?4【詳解】[1]當(dāng)時，由丙圖可知，物體靜止，產(chǎn)生的摩擦力為靜摩擦，此時摩擦力與拉力為一對平衡力，則摩擦力為2N。[2]時，由乙圖可知，物體做加速運動，產(chǎn)生的摩擦力為滑動摩擦力，根據(jù)二力平衡原理可知，滑動摩擦力與物體做勻速直線運動的外力大小相等，由丙圖可知，物體做勻速直線運動的時間段為6~9s，據(jù)乙圖可知該時間段的外力為4N，則滑動摩擦力為4N。8．（2024·山東德州·中考真題）水平面上的物體受到水平拉力F的作用，拉力F的大小與時間t的關(guān)系如圖甲所示，t=6s時，將拉力F撤掉，物體運動的速度v與時間t的關(guān)系如圖乙所示，已知物體運動的v-t圖像與時間軸圍成的面積大小等于物體運動的路程，下列說法正確的是（）A．0~2s內(nèi)物體受到的摩擦力為0B．2~4s內(nèi)物體受到的摩擦力為6NC．2~6s內(nèi)拉力F做的功為28JD．2~7s內(nèi)物體運動的路程為5m【答案】C【詳解】A．由圖乙可知，0~2s內(nèi)物體靜止，處于平衡狀態(tài)，水平方向上受到的拉力與摩擦力是一對平衡力，大小相等，由圖甲可知，0~2s內(nèi)拉力為2N，則摩擦力為2N，故A錯誤；B．由圖乙可知，2~4s內(nèi)物體做加速運動，受力不平衡，4~6s內(nèi)物體做勻速直線運動，受力平衡，由圖甲可知，4~6s內(nèi)拉力為4N，則滑動摩擦力為4N，運動過程中接觸面的粗糙程度和物體對水平面的壓力大小都不變，所以2~4s內(nèi)物體受到的滑動摩擦力也為4N，故B錯誤；C．根據(jù)題意，2~4s內(nèi)物體通過的路程為4~6s內(nèi)