2020版物理新增分大一轮新高考（京津鲁琼）讲义：第二章相互作用第2讲

第2讲　摩擦力

1．静摩擦力与滑动摩擦力
名称
项目
静摩擦力
滑动摩擦力
定义
两相对静止的物体间的摩擦力
两相对运动的物体间的摩擦力
产生条件
①接触面粗糙
②接触处有压力
③两物体间有相对运动趋势
①接触面粗糙
②接触处有压力
③两物体间有相对运动
大小
0μ2)，则下列说法正确的是(　　)

图6
A．第1张白纸受到滚轮的摩擦力向左
B．最后一张白纸受到进纸槽底座的摩擦力向左
C．一张白纸受到上一张白纸的摩擦力一定向左
D．任意两张白纸之间均可能发生相对滑动
答案　B
命题点三　摩擦力和三类突变

类型1　“静—静”突变
物体在摩擦力和其他力的共同作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，物体虽然仍保持相对静止，但物体所受的静摩擦力发生突变．
例3　如图7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)(　　)

图7
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
答案　C
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，方向向右，且为静摩擦力，所以假设成立，物体A受到的摩擦力大小不变，故选项A、B错误，C正确；同理可知，物体A受到的弹簧的拉力大小不变，故D错误．

类型2　“静—动”突变
物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持相对静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力．
例4　(多选)在探究静摩擦力变化规律及滑动摩擦力变化规律的实验中，设计了如图8甲所示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连(调节力传感器高度可使细绳水平)，滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻质定滑轮系一只空沙桶(调节滑轮可使桌面上部轻绳水平)，整个装置处于静止状态．实验开始时打开力传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图象如图乙，则结合该图象，下列说法正确的是(　　)

图8
A．可求出空沙桶的重力
B．可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小
C．可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小
D．可判断第50 s后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上)
答案　ABC
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时刻摩擦力达到最大值，即最大静摩擦力为3.5 N，同时小车开始运动，说明带有沙子的沙桶重力等于3.5 N，此时摩擦力立即变为滑动摩擦力，故摩擦力突变为3 N的滑动摩擦力，B、C选项正确；此后由于沙子和沙桶重力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．

类型3　“动—静”突变
在滑动摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体突然停止滑行时，物体将不再受滑动摩擦力作用，滑动摩擦力“突变”为静摩擦力．
例5　如图9所示，斜面固定在地面上，倾角为θ＝37°(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．质量为1 kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8)，则该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图象是下图中的(取初速度v0的方向为正方向，g＝10 m/s2)(　　)

图9


答案　B
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，代入可得Ff′＝6 N，方向沿斜面向上，故选项B正确．


1．(2018·嘉兴市期末)如图1所示，用手向右拉毛刷，毛刷与桌面保持相对静止，则(　　)

图1
A．手与毛刷间存在滑动摩擦力
B．手受到的摩擦力与毛刷受到桌面的摩擦力方向相反
C．毛刷受到桌面的静摩擦力方向向左
D．手与毛刷之间不存在相互作用力
答案　C
2．如图2，某消防战士握住旗杆匀速上爬，到顶后再匀速滑下到达底端，则下列说法正确的是(　　)

图2
A．该战士上爬时受到的摩擦力方向是沿着旗杆向下的
B．该战士下滑时受到的摩擦力方向是沿着旗杆向下的
C．该战士上爬时手握旗杆的力越大，受到的摩擦力越大
D．体重更大的战士匀速上爬时，受到的摩擦力更大
答案　D
解析　该战士匀速上爬时，相对旗杆具有向下运动的趋势，故受到的静摩擦力方向是沿着旗杆向上的，且大小等于战士的重力，与手握旗杆的力大小无关，选项A、C错误；该战士下滑时相对旗杆向下滑动，受到的摩擦力方向沿着旗杆向上，选项B错误；由C项分析知，体重更大的战士匀速上爬时，受到的摩擦力更大，选项D正确．
3．(多选)(2018·云南省河口县民族中学复习检测(二))下列关于摩擦力的说法中正确的是(　　)
A．作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速，不可能使物体加速
B．作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速，也可能使物体减速
C．静止的物体可能受到滑动摩擦力作用，运动的物体也可能受到静摩擦力作用
D．作用在物体上的静摩擦力既可能对物体做正功，也可能做负功，或对物体不做功
答案　BCD
解析　摩擦力可以作为阻力也可以作为动力，如一个物块冲上静止在光滑水平面上的木板时，滑动摩擦力使木板加速，故A错误；作用在物体上的静摩擦力可以使物体加速，也可以使物体减速，如静止在传送带上的物体有可能随传送带一起加速也有可能一起减速，故B正确；静止的物体可能受到滑动摩擦力作用，如物体在地面上滑动时，地面也受到滑动摩擦力；运动的物体也可能受到静摩擦力作用，如随水平传送带加速运动的物体受到的是静摩擦力，故C正确；作用在物体上的静摩擦力与物体运动方向相同时对物体做正功，与物体运动方向相反时对物体做负功，物体不动时静摩擦力对物体不做功，故D正确．
4．如图3甲所示为某公司研制的“双动力智能型救援机器人”(又被网友称为“麻辣小龙虾”)，其长长的手臂前端有两个对称安装的“铁夹”．在某次救援活动中，“麻辣小龙虾”用铁夹恰好竖直抓取到重量为G的长方形水泥制品，水泥制品在空中处于静止状态，如图乙所示，则(　　)

图3
A．水泥制品受到的摩擦力大小一定等于G
B．水泥制品受到的摩擦力方向可能竖直向下
C．若铁夹的位置稍向上移，水泥制品受到的摩擦力变大
D．若增大铁夹对水泥制品的挤压，水泥制品受到的摩擦力变大
答案　A

5．(2018·福建省四地六校月考)如图4所示是一支旅行用的“两面针”牙膏，该牙膏的外壳是由铝薄皮做的，根据你的观察和生活经验，下列说法正确的是(　　)

图4
A．该牙膏皮被挤压后发生的形变为弹性形变
B．牙膏被挤出来是因为牙膏受到手的作用力
C．牙膏盖上的条纹是为了增大摩擦
D．挤牙膏时手对牙膏皮的作用力大于牙膏皮对手的作用力
答案　C
解析　该牙膏皮被挤压后发生的形变，因没有恢复原状，则为非弹性形变，故A错误；牙膏受到牙膏皮的作用力，发生形变，从而将牙膏挤出来，故B错误；牙膏盖上的条纹是为了增大摩擦，故C正确；挤牙膏时手对牙膏皮的作用力与牙膏皮对手的作用力属于作用力与反作用力，大小总相等，故D错误．
6.(2018·山东省济南一中阶段检测)如图5所示，质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，从t＝0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力F＝1 N的作用，g取10 m/s2，向右为正方向，该物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图象是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(　　)

图5

答案　A
解析　物体从t＝0开始以初速度v0沿水平地面向右做匀减速运动，受到的滑动摩擦力大小为Ff＝μmg＝0.2×1×10 N＝2 N，方向向左，为负值．当物体的速度减到零时，物体所受的最大静摩擦力为Ffm＝μmg＝2 N，则F＜Ffm，所以物体不能被拉动而处于静止状态，受到静摩擦力作用，其大小为Ff＝F＝1 N，方向向右，为正值，故A正确．
7. (2019·湖北省武汉市部分学生起点调研)如图6，在水平桌面上叠放着物体a、b、c，三个物体均处于静止状态．下列说法正确的是(　　)

图6
A．b对a的摩擦力可能水平向右
B．b对a的支持力与a受到的重力是一对平衡力
C．c一定受到水平桌面施加的摩擦力
D．c对b的作用力一定竖直向上
答案　D
解析　因a、b的接触面不水平，则b对a的摩擦力不可能沿水平方向，选项A错误；b对a的支持力方向垂直于接触面向上，不可能与竖直向下的重力成为平衡力，选项B错误；对a、b、c整体来说，水平方向不受力，则c不受水平桌面的摩擦力，选项C错误；对a、b整体分析，受到向下的重力作用，则c对b的作用力与重力等大反向，即竖直向上，选项D正确．
8. (2018·四川省第二次“联测促改”)如图7所示，斜面固定，平行于斜面处于压缩状态的轻弹簧一端连接物块A，另一端固定，最初A静止．在A上施加与斜面成30°角的恒力F，A仍静止，下列说法正确的是(　　)

图7
A．A对斜面的压力一定变小
B．A对斜面的压力可能不变
C．A对斜面的摩擦力一定变大
D．A对斜面的摩擦力可能变为零
答案　D
解析　设斜面倾角为θ，对物块进行受力分析，垂直于斜面方向，最初支持力等于mgcos θ，施加恒力F后，支持力等于mgcos θ＋Fsin 30°，支持力一定增大．根据牛顿第三定律，A对斜面的压力一定变大，故A、B错误．沿斜面方向，若mgsin θ>F弹，则摩擦力方向向上，大小等于mgsin θ－F弹，施加恒力F后，F沿斜面向上的分力为Fcos 30°，由于F大小未知，摩擦力可能仍向上，则一定减小；可能等于零；可能沿斜面向下，大小可能减小、可能不变、可能增大．若mgsin θFcos θ时，静摩擦力沿着斜面向上，大小为Ff2＝mgsin θ－Fcos θ，当F增大时，Ff2变小；
②当mgsin θ＝Fcos θ时，静摩擦力为零，当F增大时，Ff2变大；
③当mgsin θ