《全品選考復習方案》第5講摩擦力滑動摩擦力的分析與計算1.小明將一輛后輪驅動的電動小汽車,按圖示方法置于兩個平板小車上,三者置于水平實驗桌上.當小明用遙控器啟動小車向前運動后,他看到兩個平板小車也開始運動,下列標出的平板小車運動方向正確的是(C)ABCD[解析]用遙控器啟動小車向前運動,后輪是主動輪,將順時針轉動,所以左側平板小車對后輪的摩擦力向右,后輪對左側平板小車的摩擦力向左,因此左側平板小車向左運動;前輪是從動輪,所以右側平板小車對前輪的摩擦力向左,前輪對右側平板小車的摩擦力向右,因此右側平板小車向右運動,C正確,A、B、D錯誤.2.如圖所示,木板B放在粗糙的水平面上,木塊A放在B的上面,A的右端通過一不可伸長的輕繩固定在豎直墻上.用水平恒力F向左拉動B,使其以速度v做勻速運動,此時繩水平且拉力大小為FT.下列說法正確的是(B)A.繩上拉力FT與水平恒力F大小相等B.木塊A受到的摩擦力大小等于FTC.木板B受到一個靜摩擦力,一個滑動摩擦力,二者合力大小等于FD.若木板B以速度2v勻速運動,則拉力大于F[解析]以A、B整體為研究對象,分析受力情況,在水平方向受到水平向左的拉力F、繩子水平向右的拉力FT和地面對B水平向右的滑動摩擦力,根據平衡條件得,繩上拉力FT小于水平恒力F,選項A錯誤;A、B間產生相對滑動,木塊A受到的是滑動摩擦力,大小等于FT,選項B正確;木板B受到兩個滑動摩擦力,二者合力大小等于F,選項C錯誤;若木板B以速度2v勻速運動,A、B受力情況都沒有變化,則拉力F也不變,選項D錯誤.3.[2022·重慶卷]如圖所示,吸附在豎直玻璃上質量為m的擦窗工具,在豎直平面內受重力、拉力和摩擦力(圖中未畫出摩擦力)的共同作用做勻速直線運動.若拉力大小與重力大小相等,方向水平向右,重力加速度為g,則擦窗工具所受摩擦力(B)A.大小等于mgB.大小等于2mgC.方向豎直向上D.方向水平向左[解析]擦窗工具受重力、拉力、摩擦力作用,所受合力為零,故摩擦力與重力、拉力二者的合力等大反向,大小Ff=F合=G2+F2=2mg,方向斜向左上,靜摩擦力的分析與計算4.如圖所示為一同學從t=0時刻起逐漸增加水平推力推動箱子過程中三個時刻(t1、t2、t3)的漫畫圖.假設t1時刻同學對箱子的推力為5N,t2時刻推力為10N,t3時刻推力為15N.下列說法正確的是(C)A.箱子對地面的壓力就是箱子的重力B.t1時刻,箱子所受地面的摩擦力大于5NC.t2時刻,箱子所受合外力與t1時刻相同D.箱子與地面的滑動摩擦力一定為15N[解析]重力和壓力是兩種不同性質的力,只能說箱子對地面的壓力大小等于箱子的重力,A錯誤;t1時刻,箱子沒動,水平方向由二力平衡可知,箱子所受地面的靜摩擦力等于5N,B錯誤;t2時刻和t1時刻箱子都處于平衡狀態,所受的合力均為零,C正確;t3時刻推力為15N,此時箱子動了,但不能確定箱子的運動狀態,故不能確定與地面的滑動摩擦力是否等于15N,D錯誤.5.如圖所示,物體P放在粗糙水平地面上,左邊用一根輕彈簧與豎直墻相連,物體靜止時彈簧的長度小于原長.若再用一個從0開始逐漸增大的水平力F向右拉P,直到拉動,那么在P被拉動之前的過程中,彈簧對P的彈力FN的大小和地面對P的摩擦力Ff的大小變化情況為(B)A.彈簧對P的彈力FN始終增大,地面對P的摩擦力Ff始終減小B.彈簧對P的彈力FN保持不變,地面對P的摩擦力Ff始終增大C.彈簧對P的彈力FN保持不變,地面對P的摩擦力Ff先減小后增大D.彈簧對P的彈力FN先不變后增大,地面對P的摩擦力Ff先增大后減小[解析]在P被拉動之前的過程中,彈簧長度不變,彈簧對P的彈力FN的大小保持不變;由于彈簧長度小于原長,P有向右運動的趨勢,所受靜摩擦力向左,用一個從0開始逐漸增大的水平力F向右拉P的過程中,地面對P的摩擦力Ff始終增大,選項B正確.6.(多選)如圖甲、乙所示,傾角為θ的斜面上放置一滑塊M,在滑塊M上放置一個物塊m,M和m相對靜止,一起沿斜面勻速下滑,下列說法正確的是(AD)A.圖甲中物塊m不受摩擦力B.圖乙中物塊m不受摩擦力C.圖甲中物塊m受到水平向左的摩擦力D.圖乙中物塊m受到平行于斜面向上的摩擦力[解析]對圖甲,假設物塊m受到摩擦力,因重力與支持力平衡,而摩擦力方向與接觸面相切,即沿水平方向,故物塊m受力將不平衡,與題中條件矛盾,所以假設不成立,A正確,C錯誤.對圖乙,假設物塊m不受摩擦力,即物塊m只受重力和支持力作用,由于支持力與接觸面垂直,故重力和支持力不可能平衡,所以假設不成立,由受力分析知,物塊m受到平行于斜面向上的摩擦力,B錯誤,D正確.摩擦力的突變問題7.如圖所示,完全相同的A、B兩物體放在水平面上,且與水平面間的動摩擦因數均為μ=0.2,每個物體重G=10N,設物體A、B與水平面間的最大靜摩擦力均為Fmax=2.5N,若對A施加一個向右的由零均勻增大到6N的水平推力F,則A所受的摩擦力FfA隨水平推力F變化的圖像正確的是(C)ABC4[解析]①當水平推力F小于A與水平面間的最大靜摩擦力2.5N時,A受到水平面的靜摩擦力作用,隨水平推力的增大而增大,且與水平推力等值;②當水平推力2.5N<F≤5N時,A、B兩物體仍靜止,此過程中A受到的摩擦力為最大靜摩擦力2.5N不變;③當水平推力F>5N時,A、B兩物體相對水平面滑動,A物體受滑動摩擦力,大小為μG=2N.8.某同學利用圖甲所示的裝置研究物塊與木板之間的摩擦力.實驗臺上固定一個力傳感器,傳感器用細線拉住物塊,物塊放置在粗糙的長木板上.水平向左拉木板,傳感器記錄的F?t圖像如圖乙所示.下列說法中正確的是(C)A.木板一定始終做勻速運動B.物塊與木板之間的滑動摩擦力大小約為2.6NC.在1.0~1.2s時間內,物塊與木板之間相對靜止D.在2.4~3.0s時間內,物塊與木板之間的摩擦力是靜摩擦力[解析]物塊始終處于靜止狀態,力傳感器的示數與長木板對物塊的摩擦力大小相等,根據圖乙可知,當作用在木板上的拉力較小時,長木板處于靜止狀態,物塊與木板之間的摩擦力為靜摩擦力,隨著作用在木板上的拉力逐漸增大,木板對物塊的靜摩擦力也逐漸增大,即力傳感器的示數逐漸增大,當長木板與物塊之間的摩擦力達到最大靜摩擦力時,長木板開始相對于物塊向左運動,此后,長木板對物塊的摩擦力為滑動摩擦力,大小一定,即此后力傳感器的示數一定.根據圖乙可知,長木板在1.3s前一直處于靜止狀態,1.3s后,開始運動,由于不知道作用在長木板上的拉力的具體值,則不能確定1.3s后長木板的運動狀態,A錯誤;根據圖乙,結合上述可知,物塊與木板之間的滑動摩擦力大小約為2.0N,B錯誤;根據上述可知,在1.0~1.2s時間內,物塊受到的是靜摩擦力,即此時間內,物塊與木板之間相對靜止,C正確;根據圖乙,結合上述可知,在2.4~3.0s時間內,物塊與木板之間的摩擦力是滑動摩擦力,D錯誤.9.如圖所示,斜面固定在地面上,傾角為θ=37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8).質量為1kg的滑塊以初速度v0從斜面底端沿斜面向上滑行,斜面足夠長,滑塊與斜面間的動摩擦因數為0.8,則滑塊所受摩擦力Ff隨時間變化的圖像是圖中的(取初速度v0的方向為正方向,g取10m/s2)(B)[解析]滑塊上滑過程中受滑動摩擦力,由Ff=μFN,FN=mgcosθ,聯立得Ff=6.4N,方向沿斜面向下,當滑塊的速度減為零后,由于重力的分力mgsinθ<μmgcosθ,滑塊將靜止,滑塊受到的摩擦力為靜摩擦力,由平衡條件得Ff=mgsinθ=6N,方向沿斜面向上,故選項B正確.素養提升摩擦角問題10.如圖所示,物體A以某一速度沿傾角為θ的斜劈B勻速下滑,運動到C點時對物體A施加向右的水平推力作用,若斜劈B一直處于靜止狀態,在施加推力后的一小段時間內物體A一直沿斜面向下運動,則下列說法正確的是(C)A.物體A所受的合力不變B.斜劈B對物體A的作用力沿斜面向上C.地面對斜劈B的支持力大于A、B的總重力D.地面對斜劈B的摩擦力水平向左[解析]設物體A與斜劈B間的動摩擦因數為μ,物體A勻速下滑時,物體A所受的合力為零,根據平衡條件得mAgsinθ=Ff=μmAgcosθ,解得μ=tanθ,對物體A施加向右的水平推力,對物體A,在垂直于斜面方向上有FN'=mAgcosθ+Fsinθ,在沿斜面方向上有Fcosθ+Ff'-mAgsinθ=Fcosθ+Fsin2θcosθ=Fcosθ>0,則物體A所受的合力不為零,故物體A所受的合力變化,故A錯誤;斜劈B對物體A的作用力即全反力,物體A勻速下滑時其大小等于對A施加水平向右的推力后,全反力增大,但其方向不變,由牛頓第三定律可知,物體A對斜劈B的作用力豎直向下,其大小大于A的重力,所以地面對斜劈B的支持力大于A、B的總重力,地面對斜劈B無摩擦力,故B、D錯誤,C正確.11.一物體質量為m,置于傾