21最大静摩擦力与滑动摩擦力之间的关系（相互作用专题）-2024届高考物理重要模型图专练（全国通用）

这是一份21最大静摩擦力与滑动摩擦力之间的关系（相互作用专题）-2024届高考物理重要模型图专练（全国通用），共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题，填空题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．食堂工作人员送午餐到教室门口，已知食品箱总质量为，它与地面的摩擦因数，重力加速度。工作人员对食品箱施加水平向东的推力，没有推动食品箱，则食品箱受到的摩擦力为（ ）
A．，向东B．，向东C．，向西D．，向西
2．将质量为m的砖块靠在足够高的竖直墙壁上，对其施加F＝kt（k为正的常数）的水平推力，如图所示，t＝0时将砖块由静止释放，用f、a、v分别表示它的摩擦力、加速度和速度，下列图像正确的是（ ）
A．B．
C．D．
3．用力在地面上沿水平方向拉小车，通过力传感器在计算机屏幕上得到拉力随时间变化的图像，由图像可知（ ）
A．小车开始不受任何力的作用B．小车开始就受到滑动摩擦力的作用
C．小车受到一个恒定的静摩擦力作用D．小车受到的滑动摩擦力要略小于最大静摩擦力
4．在如图所示的实验中，若用表示拉力，表示木块受到的摩擦力，则当拉力从零逐渐增大到很大的过程中，木块所受摩擦情况会发生怎样的变化？如果用表示木块所受摩擦力的大小，那么随变化的图像如图中哪一幅所示？（ ）
A．B．C．D．
5．如图所示，在粗糙水平面上放一质量为m的物体。一根劲度系数为k的轻弹簧的左端连在物体上。弹簧初始处于原长。用一水平拉力F作用在弹簧右端，并缓慢增大F使得弹簧右端缓慢向右移动。当F达到一定值时，物体开始运动，此时固定弹簧右端。已知重力加速度为g；物体与水平面间的最大静摩擦力是物体对水平面压力的μ1倍，物体与水平面间的滑动摩擦系数为μ2，μ1>μ2；并且已知弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（ ）
A．物体刚开始运动时，拉力F的大小为μ2mg
B．物体向右运动的过程中，加速度不断减小
C．物体向右运动的距离为
D．物体向右运动停下后不可能再向左运动
6．如图所示，质量为1kg的物体以12m/s的初速度向右运动，同时受到一水平向左的力大小为2N。已知物体与水平面之间的动摩擦因数为0.4，g取。则物体3秒后的速度为（ ）
A．0B．1m/sC．2m/sD．6m/s
7．用下图所示装置研究摩擦力的变化规律，把木块放在水平长木板上，在弹簧测力计的指针下轻放一个小纸团，它只能被指针向左推动。用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使拉力由零缓慢增大。下列说法不正确的是（ ）
A．木块开始运动前，摩擦力逐渐增大
B．木块开始运动前，拉力小于摩擦力
C．该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小
D．当拉力达到某一数值时木块开始移动，此时拉力会突然变小
8．防烫取物夹是生活中的常用工具，如图甲所示，我们可以用夹子夹住长方形托盘，侧视图如图乙所示。已知托盘的质量为m＝160g，托盘侧边与竖直方向的夹角为，夹子与托盘两侧共有4个接触点，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，，。当托盘水平静止时，下列说法正确的是（ ）
A．托盘与取物夹每个接触点处弹力的大小为0.24N
B．托盘与取物夹每个接触点处摩擦力的大小为0.32N
C．取物夹与托盘侧边接触点间的动摩擦因数的最小值为0.75
D．取物夹与托盘侧边接触点间的动摩擦因数的最小值为0.60
9．某同学利用图甲所示装置研究物块与长木板间摩擦力。水平向左拉长木板，传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法不正确的是（ ）
A．物块与长木板先相对静止后相对运动
B．根据图乙中数据可得出物块与木板间的最大静摩擦力
C．根据图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
D．5.0s到5.2s图像的波动是由于细线的弹性引起的
10．如图所示，重力为20N的物体置于水平桌面上，物体与桌面间的动摩擦因数为0.5， 现用8N的水平拉力F拉物体，则物体所受力的合力大小为（ ）

A．3NB．0C．2ND．10N
二、多选题
11．如图所示，把一质量为的物体用一水平方向的推力（为恒量，为时间）压在竖直的足够高的平整墙上，物体与墙壁间动摩擦因数为，从开始计时，静止释放此物体，则物体所受的摩擦力、加速度、速度和位移随变化的关系正确的是图中的（ ）
A．B．
C．D．
12．用力F将质量为m的物块压在竖直墙上，从t=0时刻起，测得物体所受墙壁的摩擦力随时间按如图所示规律变化，则下列判断正确的是 （ ）
A．0~t2时间内为滑动摩擦力，t2时刻之后为静摩擦力
B．0~t1时间内物块沿墙壁加速下滑，t2时刻物块的速度为0
C．压力F一定随时间均匀增大
D．压力F恒定不变
三、解答题
13．如图，粗糙水平地面上放置着两个相同的木块，它们的质量都是m，与地面之间的动摩擦因数为，拿来一个半径为R，质量为的均匀实心光滑球，放置在两个木块中间卡住，假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，求：要使两个木块都能稳定不滑动，则它们之间的最大距离是多少？
14．如图所示，一重为50N的木块原来静止在水平桌面上，某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力、的作用，其中=20N，=8N，已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.3，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
（1）最大静摩擦力的大小；
（2）此时木块受到的摩擦力大小；
（3）若撤去，则木块受到的摩擦力大小。
15．如图所示，、质量分别是、，角，处于静止状态。则：（取1.7，计算结果保留二位有效数字）
（1）物体受到的摩擦力是多大，地面对的支持力是多大？
（2）处于静止状态时，地面的动摩擦因数至少多大？
四、填空题
16．某同学在探究摩擦力的实验中采取了图示装置，将一个长方体木块放在水平桌面上，然后用力传感器对木块施加一个水平拉力F，并对木块的运动状态进行监测，根据表格记录的数据可知，木块与桌面间的最大静摩擦力Ffm一定不小于 N；木块第二次匀加速运动时受到的摩擦力Ff= N．
17．如图甲所示，A、B两个物体叠放在水平面上，B的上下表面均水平，A物体与一拉力传感器相连接，连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平。从t=0时刻起，用一水平向右的力F=kt（k为常数）作用在B物体上，力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示，已知k、t1、t2，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则t1~t2时间内，水平面与B之间的摩擦力大小 （选填“保持不变”或“逐渐增加”或“逐渐减小”）；A、B之间的最大静摩擦力大小为 。（用题中已知量字母表示）
18．质量为5kg的物体静止在水平桌面上，当受到20N的水平推力作用时刚开始滑动，接着以18N的水平推力可维持物体在水平桌面匀速直线运动，该物体受到的最大静摩擦力为 N，物体与桌面的动摩擦力因数 ；当水平推力为15N而物体仍然在运动时，物体受到的摩擦力为 N；当水平推力为15N而物体静止时，物体受到的摩擦力为 N。（g取10N/kg）
19．把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，弹簧测力计的示数从0逐渐增大。
(1)弹簧测力计的拉力增大到一定值之前，木块都处于静止状态，则木块所受静摩擦力 拉力（填等于、大于、或小于）；
(2)在弹簧测力计的指针下轻塞一个小纸团，它可以随指针移动，并作为指针到达最大位置的标记。继续用力，当拉力达到某一数值时木块开始移动，移动后拉力会变小。纸团会停在最大拉力处，则这个最大拉力 滑动摩擦力（填等于、大于、或小于）。
20．用大小为20N的水平力拉放在粗糙地面上质量为6kg的物体，恰能开始运动，起动后用大小为15N的水平力拉就能使它保持匀速直线运动，则该物体和地面间的最大静摩擦力为 N，动摩擦因数为 。
21．如图甲所示，用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉一水平面上的木块，A端的拉力均匀增加，0～t1时间木块静止；木块运动后改变拉力大小，使木块在t2时刻后处于匀速直线运动状态．计算机对数据拟合处理后，得到如图乙所示的拉力随时间变化的图线．则：当用F＝5.3 N的水平拉力拉静止的木块时，木块所受摩擦力大小为 N；若用F＝5.8 N的水平拉力拉木块，木块所受摩擦力大小为 N.

实验次数
运动状态
水平拉力F/N
1
静止
3.62
2
静止
4.03
3
匀速
4.01
4
匀加速
5.01
5
匀加速
5.49
参考答案：
1．D
【详解】工作人员对食品箱施加水平推力，没有推动食品箱，则食品箱受到的摩擦力与水平推力二力平衡，所以食品箱受到的摩擦力大小为300N，方向向西。
故选D。
2．B
【详解】AB．物块运动过程中
当物块静止时
保持不变，图象从斜直线变为水平线有一突变，A错误，B正确；
C．物块运动过程中，当
根据牛顿第二定律得
得
a随着t增大而减小，物块做加速度减小的变加速运动；v-t图象的斜率应减小。当
根据牛顿第二定律得
随着t增大，a反向增大，物块做加速度增大的变减速运动；v-t图象的斜率应增大，直到停止，CD错误。
故选B。
3．D
【详解】AB．小车开始时受拉力、静摩擦力重力和支持力，故AB错误；
C．在小车滑动之前，其所受静摩擦力随拉力的增大而增大，故C错误；
D．小车受到的滑动摩擦力要略小于最大静摩擦力，故D正确。
故选D。
4．D
【详解】当拉力小于最大静摩擦力时，物体处于静止状态，静摩擦力与拉力是一对平衡力，摩擦力随拉力的增大而增大；当拉力大于最大静摩擦力时，物体运动，摩擦力为滑动摩擦力，滑动摩擦力的大小与拉力大小无关，只与动摩擦因数和压力有关，滑动摩擦力不变，滑动摩擦力比最大静摩擦力小，故D正确，ABC错误。
故选D。
5．D
【详解】A．物体刚开始运动时应为拉力等于最大静摩擦，即
A错误。
B．在开始滑动时，拉力等于最大静摩擦大于滑动摩擦力，随着物块向右运动，拉力逐渐减小，合外力减小，加速度减小，当拉力小于滑动摩擦力的时候，拉力减小，合外力增大，加速度增大，B错误。
C．假设停下的距离为，则有
此时受力平衡，加速度为0，速度不可能为0，C错误。
D．停止后最大静摩擦大于拉力，不可能继续运动，D正确。
故选D。
6．A
【详解】根据题意可知物体的滑动摩擦力
物体向右运动时受到的滑动摩擦力向左，则对物体受力分析可得
解得
物体做匀减速运动，物体停下的时间为
向左，则2s后摩擦力突变为向右的，又因为
物体摩擦力突变为向右的，二力平衡，物体将保持静止状态。则物体3秒后的速度为0。
故选A。
7．B
【详解】由题意可知，开始时木块保持不动，木块受静摩擦力，根据平衡条件可知摩擦力始终等于拉力，故摩擦力大小随拉力的增大而增大，而当增大拉力达到某一大小时，木块开始滑动，此时说明木块恰好达到最大静摩擦力，而由于滑动摩擦力要小于最大静摩擦力，所以木块移动后拉力将减小，根据纸团的位置即可记录下最大静摩擦力，故ACD正确，B错误。
本题选择错误的，故选B。
8．C
【详解】AB．对托盘进行受力分析，每个触点处托盘所受支持力和摩擦力如下所示
在每个接触点，取物夹对托盘的弹力大小为
则解得
故AB错误；
CD．当取物夹与托盘之间的摩擦力恰好为最大静摩擦力时，μ最小时，则
联立解得
故C正确，D错误。
故选C。
【点睛】托盘与取物夹的每个触点受力情况相同，对托盘单个触点进行受力分析，根据平衡条件列出平衡方程进行解答。
9．C
【详解】A．根据图乙可知，板块间开始是静摩擦力，后来是滑动摩擦力，所以，物块与长木板先相对静止后相对运动，故A正确不符合题意；
B．根据图乙中数据可得出物块与木板间的最大静摩擦力约1.08N，故B正确不符合题意；
C．根据图乙可求得滑动摩擦力，但不知道正压力，无法计算动摩擦因数，故C错误符合题意；
D．5.0s到5.2s图像的波动是由于达到最大静摩擦力后，细线的弹性引起的，故D正确不符合题意；
故选C。
10．B
【详解】物体的做大静摩擦力
水平拉力小于最大静摩擦力，物体处于静止状态的手里平衡，其合外力为零。
故选B。
11．BC
【详解】A．从t=0开始，根据水平推力F=kt知，F不断增大，物体对墙壁的压力不断增大，则物体受到的滑动摩擦力f作用，且
f=μF=μkt
f与t成正比；当物体的滑动摩擦力大小大于重力时，物体开始做减速运动，直到停止运动，所以f=mg时物体的速度最大。由对称性可知，物体的加速度为g，即此时的摩擦力为2mg，此时物体处于静止状态，即使推力增大，也不会影响物体的静摩擦力大小，所以摩擦力最大值为2mg，故A错误；
B．当f