2025高考物理一轮考点突破训练第2章相互作用第6讲摩擦力考点2静摩擦力的分析与计算

这是一份2025高考物理一轮考点突破训练第2章相互作用第6讲摩擦力考点2静摩擦力的分析与计算，共4页。试卷主要包含了静摩擦力的有无及方向的判断方法，静摩擦力的大小等内容，欢迎下载使用。

1．静摩擦力的有无及方向的判断方法
(1)假设法
(2)状态法
先判断物体的状态(即加速度的方向)，再利用牛顿第二定律(F合＝ma)确定合力，然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向。
(3)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“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向。
2．静摩擦力的大小
(1)两物体间实际产生的静摩擦力Ff在零和最大静摩擦力Ffmax之间，即0(2)静摩擦力的大小要依据物体的运动状态进行计算：若物体处于平衡状态，则可根据平衡条件求解静摩擦力；若物体处于非平衡状态，则可根据牛顿第二定律求解静摩擦力。
►考向1 静摩擦力方向的确定
[解析] 对题图甲：设物块m受到摩擦力，则物块m受到重力、支持力、摩擦力作用，而重力、支持力平衡，若受到摩擦力作用，其方向与接触面相切，方向水平，则物块m受力将不平衡，与题中条件矛盾，故假设不成立，A、C两项错误。对题图乙：设物块m不受摩擦力，由于m匀速下滑，m必受力平衡，若m只受重力、支持力作用，由于支持力与接触面垂直，重力、支持力不可能平衡，则假设不成立，由受力分析知，m受到与斜面平行向上的摩擦力，B、D两项正确。
►考向2 静摩擦力大小的计算
在与水平地面固定倾角为θ的斜面体上，质量为m的物体在平行于底边、大小为F的水平力作用下静止于斜面上，如图所示。重力加速度大小为g。该物体受到的摩擦力大小为( D )
A．F B．F＋mg
C．F＋mgsin θ D．eq \r(F2＋mgsin θ2)
[解析] 对物体受力分析可知，物体受重力、支持力、水平力F以及摩擦力的作用而处于平衡状态；将重力分解为垂直于斜面和沿斜面的两个分力，根据平衡条件可知，在沿斜面方向上，重力的分力mgsin θ与水平力F以及摩擦力的合力为零，则摩擦力大小等于水平力与重力沿斜面向下的分力的合力，由几何关系可知，该物体受到的摩擦力大小为eq \r(F2＋mgsin θ2)，故D正确。
【跟踪训练】
(利用假设法判断静摩擦力)图甲是某同学写字时的握笔姿势，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] 对题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；对题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；因为题图甲和题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；题图甲中的笔受到的是静摩擦力，其大小等于重力沿笔方向的分力，与手的握力大小无关，故D错误。
(根据运动状态判断摩擦力)水平地面上放着一辆手推小车，小车的水平板上放置一只金属桶，金属桶始终与小车保持相对静止，则( C )
A．当小车水平向左启动时，金属桶不受摩擦力
B．当小车水平向右启动时，金属桶受到水平向左的摩擦力
C．当小车水平向右减速运动时，金属桶对小车的摩擦力水平向右
D．当小车水平向左减速运动时，金属桶受到的摩擦力水平向左
[解析] 当小车水平向左启动时，加速度a的方向向左，金属桶受到向左的摩擦力，A错误；当小车水平向右启动时，加速度a的方向向右，金属桶受到水平向右的摩擦力，B错误；当小车水平向右减速运动时，加速度a的方向向左，金属桶受到水平向左的摩擦力，再由牛顿第三定律知，金属桶对小车的摩擦力水平向右，C正确；当小车水平向左减速运动时，金属桶受到的摩擦力水平向右，D错误。
(利用转换研究对象法判断静摩擦力方向)白板水平放置在地面上，在白板上用磁钉吸住一张彩纸，向右轻轻拉彩纸，未拉动，对这情境受力分析正确的是( C )
A．磁钉受到向右的摩擦力
B．磁钉仅受重力和支持力两个力
C．彩纸受到白板向左的摩擦力
D．白板与地面间无摩擦力
[解析] 对磁钉分析可知，磁钉没有相对彩纸的运动趋势，则不受摩擦力，故A错误；磁钉不仅受到重力和支持力还要受到白板的磁性吸引力，故B错误；由于彩纸相对于白板有向右的运动趋势，则彩纸受到白板向左的摩擦力，故C正确；对整体分析可知，整体有向右的运动趋势，则白板和地面间有摩擦力，故D错误。
(静摩擦力大小的计算)木块A、B的质量分别为5 kg和6 kg，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25。夹在A、B之间的轻质弹簧被压缩了2 cm，弹簧的劲度系数为400 N/m，初始时两木块在水平地面上静止不动。现用与水平方向成60°角的拉力F＝6 N作用在木块B上，如图所示。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g＝10 m/s2，则在力F作用后( C )
A．木块A所受摩擦力的方向向左
B．木块A所受摩擦力大小是12.5 N
C．木块B所受摩擦力大小是11 N
D．木块B所受摩擦力大小是15 N
[解析] 最大静摩擦力等于滑动摩擦力，所以A受到的最大静摩擦力为FmA＝μFNA＝0.25×50 N＝12.5 N，B受到的最大静摩擦力为FmB＝μFNB＝0.25×60 N＝15 N，此时弹簧的弹力为F弹＝kx＝400×0.02 N＝8 N，弹簧弹力的大小小于物体受到的最大静摩擦力的大小，物体处于静止状态，根据平衡条件，A受到的静摩擦力大小为8 N，方向向右，B受到的静摩擦力也是8 N，方向向左，当与水平方向成60°角的拉力F＝6 N，作用在木块B上，假设物体B仍静止，则B受到的摩擦力为11 N，此时的最大静摩擦力为FmB′＝μ(mBg－Fsin 60°)≈14.57 N，小于此时的最大静摩擦力，则B仍然静止，摩擦力方向向左，施加F后，弹簧的形变量不变，则A受力情况不变，A受到的摩擦力大小仍为8 N，方向向右，C项正确。故选C项。