第二章相互作用微專題9摩擦力的分析與計算1．物體運動方向是指物體相對地面的運動方向；物體的相對運動方向是指物體相對接觸物體的運動方向。2.摩擦力的方向與兩物體間的相對運動方向或相對運動趨勢方向相反，而不一定與物體運動的方向相反。3.靜摩擦力的大小與接觸面間的彈力大小無關，與物體所受外力和物體運動狀態有關；滑動摩擦力的大小與接觸面間的彈力大小有關，而與拉力(或其他外力)及運動狀態無關。4.求解摩擦力大小時一定要先判斷是靜摩擦力還是滑動摩擦力，還要注意它們之間可能的轉換(突變)。1.如圖所示為一個與水平方向夾角為θ的傳送帶，現將一物塊輕輕地放在傳送帶最上端，各接觸面粗糙。關于物塊剛放上傳送帶的一小段時間內，下列說法正確的是()A．當傳送帶逆時針轉動時，物塊受到的摩擦力方向沿傳送帶向上B．當傳送帶順時針轉動時，物塊受到的摩擦力方向沿傳送帶向上C．如果傳送帶不運動，物塊可能不受摩擦力作用D．無論傳送帶怎樣運動，物塊受到的摩擦力方向都沿傳送帶向上答案B解析當傳送帶逆時針轉動時，物塊相對于傳送帶向上滑動，則物塊受到的摩擦力方向沿傳送帶向下，故A、D錯誤；當傳送帶順時針轉動時，物塊相對于傳送帶向下滑動，物塊受到的摩擦力方向沿傳送帶向上，故B正確；如果傳送帶不運動，物塊相對于傳送帶有向下滑動的趨勢，物塊受到的摩擦力方向沿傳送帶向上，故C錯誤。2.(多選)為了測定木塊和豎直墻壁之間的動摩擦因數，某同學設計了一個實驗：用一根彈簧將木塊壓在墻上，同時在木塊下方有一個拉力F2作用，使木塊恰好勻速向下運動(彈簧隨木塊一起向下運動)，如圖所示。現分別測出了彈簧的彈力F1、拉力F2和木塊的重力G，則以下結論正確的是()A．木塊受到豎直向下的滑動摩擦力B．木塊所受的滑動摩擦力阻礙木塊下滑C．木塊與墻壁之間的動摩擦因數為eq\f(F2,F1)D．木塊與墻壁之間的動摩擦因數為eq\f(F2＋G,F1)答案BD解析木塊相對于豎直墻壁下滑，受到豎直向上的滑動摩擦力，阻礙木塊下滑，A錯誤，B正確。木塊受力分析如圖所示，由平衡條件可得：FN＝F1，Ff＝G＋F2，又Ff＝μFN，以上三式聯立解得：μ＝eq\f(G＋F2,F1)，故C錯誤，D正確。3.如圖所示，小明同學用手握住一只圓柱形水杯，杯身豎直，處于靜止狀態，現緩慢向杯中倒水(水未溢出)，杯子始終保持靜止，下列關于緩慢倒水過程的說法正確的是()A．手握水杯的握力一定增大B．水杯對手的摩擦力可能減小C．水杯對手的摩擦力可能不變D．水杯對手的摩擦力一定增大答案D解析對杯子受力分析，豎直方向上受到的摩擦力和重力平衡，當杯子中的水增加時，重力變大，杯子與手未出現相對滑動，則杯子受到的靜摩擦力變大，根據牛頓第三定律可知，杯子對手的摩擦力一定增加，但是手握杯子的握力不一定增大，選項A、B、C錯誤，D正確。4.將一張A4紙(質量可忽略不計)夾在物理習題冊內，放在水平桌面上，A4紙上方書頁總質量為0.3kg，A4紙下方書頁總質量為0.5kg，A4紙與書頁之間、書與桌面之間的動摩擦因數均為0.4，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，要把A4紙從書中拉出，拉力至少應為(取g＝10m/s2)()A．4N B．5.6NC．2.4N D．3.2N答案C解析A4紙與書上下兩個接觸面都有滑動摩擦力，動摩擦因數相同，且正壓力均等于上方書頁總重力。FN＝m上g＝3N，則有：Ff＝2μFN＝2×0.4×3N＝2.4N。桌面與書的最大靜摩擦力Ff′＝μ(0.3kg＋0.5kg)g＝3.2N>Ff，拉出A4紙時，書未動，故最小拉力F＝2.4N，故C正確。5.(2024·廣東北江實驗中學月考)如圖所示，物塊放在傾斜的木板上，木板的傾角α分別為30°和45°時物塊所受摩擦力的大小恰好相同，則物塊和木板間的動摩擦因數為()A.eq\f(1,2)B.eq\f(\r(3),2)C.eq\f(\r(2),2)D.eq\f(\r(5),2)答案C解析由題意經分析可以判斷出，當傾角α＝30°時，物塊受到的摩擦力是靜摩擦力，大小為Ff1＝mgsin30°；當α＝45°時，物塊受到的摩擦力為滑動摩擦力，大小為Ff2＝μFN＝μmgcos45°，由Ff1＝Ff2得μ＝eq\f(\r(2),2)，選項C正確。6．(2023·廣東惠州市模擬)如圖所示，用輕彈簧連接的兩相同滑塊甲、乙置于粗糙的水平桌面上，甲滑塊通過繞過光滑定滑輪的輕繩a懸掛質量為m的重物，乙滑塊通過繞過光滑定滑輪的輕繩b懸掛質量為2m的重物，滑塊甲、乙均靜止，彈簧處于伸長狀態。已知彈簧彈力的大小F滿足mg≤F≤2mg，重力加速度大小為g。下列說法正確的是()A．甲、乙兩滑塊受到的摩擦力一定不相同B．乙滑塊受到的摩擦力一定大于甲滑塊受到的摩擦力C．若突然將b繩剪斷，則剪斷瞬間乙滑塊受到的摩擦力大小可能不變D．若突然將b繩剪斷，則剪斷瞬間甲滑塊受到的摩擦力可能變大答案C解析當彈簧彈力滿足mg<F<2mg時，甲和乙受摩擦力方向均向左，由2mg＝F＋Ff乙，mg＋Ff甲＝F，則可以取Ff甲＝Ff乙＝eq\f(1,2)mg，F＝eq\f(3,2)mg，A、B錯誤；剪斷b繩之前，若F＝mg，則此時乙受靜摩擦力大小為mg，方向向左，突然將b繩剪斷，則摩擦力方向變為向右，大小等于彈簧彈力mg，C正確；突然將b繩剪斷，彈簧彈力不突變，甲物體的受力狀態不變，受到的摩擦力不變，D錯誤。7．(多選)某同學利用如圖所示的裝置研究摩擦力的變化情況。水平光滑的實驗臺上固定著一個力傳感器，力傳感器與一質量為3.5kg的物塊用輕繩連接，物塊放置在粗糙的長木板上。水平向左拉長木板，傳感器記錄的F－t圖像如圖乙所示。重力加速度g取10m/s2，下列說法正確的是()A．當長木板相對物塊滑動后，可以向左做勻加速直線運動B．向左拉長木板的力的大小與時間的關系圖線和圖乙中的曲線一定相同C．物塊受到的滑動摩擦力大小約為10ND．物塊與長木板間的動摩擦因數約為0.2答案AD解析長木板相對物塊滑動后，受到的摩擦力大小不變，若拉力不變且大于滑動摩擦力，則長木板做勻加速直線運動，故A正確；長木板相對物塊滑動前，拉力隨時間的變化關系和題圖乙相同，但相對滑動后，拉力的大小與物塊受到的摩擦力大小無關，故B錯誤；由題圖乙可知，物塊受到的最大靜摩擦力約為10N，滑動摩擦力約為7N，故C錯誤；由Ff＝μFN，FN＝mg可知物塊與長木板間的動摩擦因數約為0.2，故D正確。8．如圖甲所示，質量為0.4kg的物塊在水平力F作用下由靜止釋放，物塊與墻面間的動摩擦因數為0.4，力F隨時間t變化的關系如圖乙所示，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g＝10m/s2。下列圖像中，能正確反映物塊所受摩擦力大小與時間(Ff－t)變化關系的是()答案C解析物塊水平方向受力平衡，F＝FN＝5t，滑動摩擦力方向豎直向上，Ff＝μFN＝0.4×5t＝2t。所以Ff－t圖像是過原點的傾斜直線，斜率k＝2，當物塊靜止時，物塊受到靜摩擦力作用Ff＝m