【最新】高考导练高考物理一轮复习第二章相互作用第2讲摩擦力自主测评新人教版必修1

第二章　相 互 作 用 (1)从近三年高考试题考点分布可以看出，高考对本章内容的考查重点有：弹力、摩擦力的分析与计算，共点力平衡的条件及应用，涉及的解题方法主要有力的合成法、正交分解法、整体法和隔离法的应用等。

(2)高考对本章内容主要以选择题形式考查，静摩擦力的分析、物体受力分析及平衡条件的应用是本章的常考内容。

2015高考考向前瞻 (1)本章主要考查共点力作用下物体的平衡条件的应用，平衡条件推论的应用；共点力作用下的平衡与牛顿运动定律、动能定理、功能关系相结合，与电场及磁场中的带电体的运动相结合，是高考命题的热点。

(2)以生活中的实际问题为背景考查力学知识是今后高考命题的一大趋势。

第1节弹力__摩擦力 弹　力 [记一记] 1．弹力 (1)定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。

(2)产生条件： 两物体相互接触； 发生弹性形变。

(3)方向：弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反。

2．胡克定律 (1)内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。

(2)表达式：F＝kx。

k是弹簧的劲度系数，单位为牛/米；k的大小由弹簧自身性质决定。

x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度。

[试一试] 1．(2014·清远质检)如图2－1－1所示，小车受到水平向右的弹力作用，与该弹力的有关说法中正确的是( ) 2－1－1 A．弹簧发生拉伸形变 B．弹簧发生压缩形变 C．该弹力是小车形变引起的 D．该弹力的施力物体是小车 解析：选A　小车受到水平向右的弹力作用，弹簧发生拉伸形变，该弹力是弹簧形变引起的，该弹力的施力物体是弹簧，选项A正确，B、C、D错误。

[想一想] (1)摩擦力的方向与物体的运动方向不相同就相反，这种说法对吗？ (2)物体m沿水平面滑动时，受到的滑动摩擦力大小一定等于μmg吗？ (3)滑动摩擦力是不是一定阻碍物体的运动？ 提示：(1)摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同，也可以相反，还可以与物体的运动方向成任何角度，但一定与相对运动方向相反。

第二讲、摩擦力1. 滑动摩擦力（1）定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力。

（2）方向：滑动摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反。

注意：①不要把“物体的相对运动方向”与“物体的运动方向”等同。

②滑动摩擦力的方向可能跟物体的运动方向相反,也可能跟运动方向相同。

（3）影响摩擦力大小的因素：弹力（压力）大小，粗糙程度和材料。

（4）大小：滑动摩擦力的大小跟正压力的大小成正比。

f=μF N注：其中，μ 是比例常数，叫作动摩擦因数。

它的值跟接触面有关，接触面材料不同、粗糙程度不同，动摩擦因数也不同。

①相互接触，且挤压（有弹力）原因②接触面粗糙③有相对运动（5）滑动摩擦力作用点：接触面方向：沿着接触面，与物体相对运动的方向相反。

大小：f=μF N2. 静摩擦力（1）定义：相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动，所以这时的摩擦力叫作静摩擦力。

（2）方向：总是跟物体相对运动趋势的方向相反。

①趋势：表示事物发展的动向。

②相对运动的趋势可以简单理解为：“想动却又没动”或者“可以动，但还没动”。

是指物体的位置本来要变化的，但是由于受到了静摩擦力，物体没有运动但假若一旦失去了静摩擦力，物体就会发生运动。

（3）大小：静摩擦力的大小就随着推力的增大而增大，并与推力保持大小相等。

F静=F推①相互接触，且挤压（有弹力）原因②接触面粗糙③有相对运动趋势（4）静摩擦力作用点：接触面方向：沿着接触面，与物体相对运动趋势的方向相反。

大小：F静=F推3. 两者的联系：0 < F 静 ≤ F max4. 摩擦力的分析与计算（1）静摩擦力的分析①物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)，利用力的平衡条件来判断静摩擦力的大小． ②物体有加速度时，若只受静摩擦力，则F f ＝ma .若除受静摩擦力外，物体还受其他力，则F 合＝ma ，先求合力再求静摩擦力．（2）滑动摩擦力的分析滑动摩擦力的大小用公式F f ＝μF N 来计算，应用此公式时要注意以下几点：①μ为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关；F N 为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力．②滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关．（3）静摩擦力的有无和方向的判断方法(1)假设法：利用假设法判断的思维程序如下：(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．典例练习1.（2021.安徽亳州市二模）(多选)如图所示，一个质量为4 kg 的半球形物体A 放在倾角为θ＝37°的斜面B 上静止不动．若用通过球心的水平推力F ＝10 N 作用在物体上，物体仍静止在斜面上，斜面仍相对地面静止．已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g ＝10 m/s 2，则( )A ．物体A 受到斜面B 的摩擦力增加8 N B ．物体A 对斜面B 的作用力增加10 NC ．地面对斜面B 的弹力不变D ．地面对斜面B 的摩擦力增加10 N2.（2019全国2卷）物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。

第二节摩擦力一、静摩擦力答案：接触面粗糙接触处有弹力相对运动趋势0 F fm相反【基础练1】(2020·浙江省选考模拟)体操运动员在平衡杆上进行静态平衡训练，如图所示，则( )A．平衡杆对人的力等于人对平衡杆的力B．平衡杆对人的摩擦力方向向左C．人对平衡杆的摩擦力方向向左D．人受到的支持力是因为脚底发生了形变解析：选A。

平衡杆对人的力、人对平衡杆的力属于相互作用力，所以A正确；人受到重力、平衡杆对人的支持力，处于平衡状态，没有受到摩擦力，所以B、C错误；人受到的支持力是平衡杆形变造成的，所以D错误。

二、滑动摩擦力答案：μF N相反粗糙程度【基础练2】(多选)(2020·广东五华县期末质检)如图所示，物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑时，传送带突然启动，方向如图中箭头所示，若传送带的速度大小也为v，则传送带启动后( )A．M受到的摩擦力不变B．M静止在传送带上C．M可能沿斜面向上运动D．M下滑的速度不变解析：选AD。

由题意知，物块受到的摩擦力为滑动摩擦力，传送带启动后物块仍然受到的是滑动摩擦力，由F f＝μmg cos θ可知，物块M受到的摩擦力不变，A正确；由于物体受力情况没有变化，所以物体运动状态不变，物体仍沿传送带匀速下滑，B、C错误，D正确。

考点一静摩擦力的有无及方向的判断假设法思维程序如下：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＝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的方向(2020·庐巢七校联盟第三次联考)智能化电动扶梯如图所示，乘客站上扶梯，先缓慢加速，然后再匀速上升，则( )A．乘客始终处于超重状态B．加速阶段乘客受到的摩擦力方向与v相同C．电梯对乘客的作用力始终竖直向上D．电梯匀速上升时，电梯对乘客的作用力竖直向上[解析] 加速运动阶段，乘客的加速度沿电梯斜向上，有竖直向上的分加速度，根据牛顿第二定律，电梯对他的支持力大于其重力，处于超重状态；匀速运动阶段，加速度为0，所以既不超重也不失重，故A错误；加速阶段乘客加速度方向沿电梯斜向上，加速度有水平向右的分量，则受到的摩擦力方向水平向右，B错误；加速阶段，乘客受到竖直向上的支持力和水平向右的摩擦力，则电梯对乘客的作用力斜向右上方；电梯匀速上升时，电梯对乘客只有向上的支持力，即电梯对乘客的作用力竖直向上，C错误，D正确。

第2讲摩擦力自主测评一、基础知识题组1．[对摩擦力概念的理解]下列说法中正确的是( )A．两个互相接触的物体之间一定有弹力作用B．一个物体静止在另一个物体的表面上，它们之间一定不存在摩擦力的作用C．两个物体之间如果有弹力的作用，就一定有摩擦力的作用D．两个物体之间如果有摩擦力的作用，就一定有弹力的作用解析：准确理解摩擦力的概念是解答此类问题的关键，具体分析如下：两物体相接触仅是弹力产生的条件之一，要产生弹力两物体接触面处必须发生弹性形变，A错误；两物体相对静止，可能有静摩擦力存在，B错误；两物体间有弹力仅是物体间存在摩擦力的条件之一，要有摩擦力产生，还必须满足表面粗糙和有相对运动或相对运动趋势，C 错误；两物体间有弹力是摩擦力存在的前提条件，D正确．答案：D2．[对F＝μF N的理解]两个相互挤压着的物体间发生相对滑动时，动摩擦因数μ＝FF N，由此可见( ) A．μ和摩擦力F成正比，F越大，μ值越大B．μ和正压力F N成反比，F N越大，μ值越小C．μ和摩擦力F成正比，和正压力F N成反比D．μ值由接触物体的材料和接触面的情况决定，与F与F N无关解析：μ＝FF N是由比值定义的物理量，它是由物体的材料和接触面的情况等因素决定的．故选项D正确．答案：D3．[摩擦力的大小]如图2－2－1所示，水平地面上有一货物，货物受的重力G＝1 000 N．某人用F＝180 N 的水平力拉货物，没有拉动．则货物所受到的静摩擦力大小是( )图2－2－1A．0 B．180 NC．820 N D．1 000 N解析：货物处于平衡状态，由平衡条件可知静摩擦力f与拉力F等大、反向．答案：B二、规律方法题组4．[对静摩擦力的考查](多选)一个物体平放在水平面上，受到一个水平推力F的作用，如图2－2－2所示．F 的大小由零逐渐增大，直到物体刚要开始滑动．在这一过程中，以下关于物体所受静摩擦力的大小和方向的说法中正确的是( )图2－2－2A．逐渐增大，当刚要开始滑动时达到最大静摩擦力B．大小不变，总为F＝μmgC．方向一直水平向左D．方向先向左后向右解析：用力F推物体，在没推动前，物体受静摩擦力作用，静摩擦力的大小随F的增大而增大．当F增大到能推动物体时，物体受到的摩擦力为滑动摩擦力，滑动摩擦力的大小F f ＝μF N＝μmg.正确选项为A、C.答案：AC5．[摩擦力方向的考查]图2－2－3(多选)如图2－2－3所示是主动轮P通过皮带带动从动轮Q的示意图，A与B、C与D分别是皮带上与轮缘上相互接触的点，则下列判断正确的是( )A．B点相对于A点运动趋势方向与B点运动方向相反B．D点相对于C点运动趋势方向与C点运动方向相反C．D点所受静摩擦力方向与D点运动方向相同D．主动轮受到的摩擦力是阻力，从动轮受到的摩擦力是动力解析：P为主动轮，假设接触面光滑，B点相对于A点的方向一定与B的运动方向相同，A错误；Q为从动轮，D相对于C的运动方向与C点的运动方向相反，Q轮通过静摩擦力带动，因此，D点所受的静摩擦力方向与D点的运动方向相同，B、C均正确；主动轮靠摩擦带动皮带，从动轮靠摩擦被皮带带动，故D也正确．答案：BCD。

第二章相互作用必须掌握的概念、方法规律必须理解的3个关键点必须明确的3处易错易混点1.5个重要概念弹力、摩擦力、合力、分力、物体的平衡．2.2个常用方法合成的方法分解的方法1.必须正确理解常见力(重力、弹力、摩擦力)的产生条件、方向判断、大小计算．2.合成与分解是处理矢量问题的根本方法．1.对常见力的误解①误认为重力“垂直于地面〞或“指向地心〞②误认为重心一定在物体中心或在物体上③误认为物体形变就一定产生弹力3.3个重要规律摩擦定律平行四边形定如此平衡条件3.利用平衡条件和合成分解的方法是解决物体受力问题的有效手段.④误认为静止的物体才受静摩擦力，运动的物体才受滑动摩擦力2.对合成、分解的误解①误认为合力一定大于分力②混淆矢量运算与标量运算的差异3.受力分析时常“添力〞或“漏力〞.第1节重力弹力摩擦力[真题回放]1．(2010·课标全国卷)一根轻质弹簧一端固定，用大小为F1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1；改用大小为F2的力拉弹簧，平衡时长度为l 2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限定内，该弹簧的劲度系数为( )A.F 2－F 1l 2－l 1 B.F 2＋F 1l 2＋l 1 C.F 2＋F 1l 2－l 1 D.F 2－F 1l 2＋l 1【解析】 设弹簧的原长为l 0，劲度系数为k ，由胡克定律有F 1＝k (l 0－l 1)，F 2＝k (l 2－l 0)，解得k ＝F 2＋F 1l 2－l 1，故C 正确． 【答案】 C2．(2013·课标全国卷Ⅱ)如图2­1­1所示，在固定斜面上的一物块受到一外力F 的作用，F 平行于斜面向上．假设要物块在斜面上保持静止，F 的取值应有一定范围，其最大值和最小值分别为F 1和F 2(F 2>0)，由此可求出( )图2­1­1A ．物块的质量B ．斜面的倾角C ．物块与斜面间的最大静摩擦力D ．物块对斜面的正压力【解析】 静摩擦力的大小、方向随F 的变化而变化．设斜面倾角为α，物块与斜面间的最大静摩擦力为F max ，当F 取最大值时， 满足F 1＝mg sin α＋F max ，当F 取最小值时，满足F 2＋F max ＝mg sin α，由以上两个式子可求得F max ＝F 1－F 22，故C 正确；由于缺少条件，其他选项均无法求得，故A 、B 、D 错误．【答案】 C3．(2014·广东高考)如图2­1­2所示，水平地面上堆放着原木．关于原木P 在支撑点M 、N 处受力的方向，如下说法正确的答案是( )图2­1­2A ．M 处受到的支持力竖直向上B ．N 处受到的支持力竖直向上C ．M 处受到的静摩擦力沿MN 方向D ．N 处受到的静摩擦力沿水平方向【解析】点与面之间支持力方向垂直于接触面指向受力物体，静摩擦力方向沿着接触面与相对运动趋势的方向相反，具体受力如下列图，故A正确．【答案】 A[考向分析](1)形变、弹性、胡克定律Ⅰ1.考纲展示(2)滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力Ⅰ本节考点在全国考卷中，可单独考查少，也经常与其它知识点综合考查，如2014新课标卷Ⅰ，2.命题趋势17题和20题，2014新课标卷Ⅱ，17题均涉与本节考点，应予以重视．3.选材特点考查多以生活中的实例为背景，综合多个知识点进展考查.考点一弹力的分析与计算1.弹力有无的判断(1)“条件法〞：根据弹力产生的两个条件——接触和形变直接判断．(2)“假设法〞或“撤离法〞：在一些微小形变难以直接判断的情况下，可以先假设有弹力存在，然后判断是否与研究对象所处状态的实际情况相符合．还可以设想将与研究对象接触的物体“撤离〞，看研究对象能否保持原来的状态．图2­1­3中绳“1〞对小球必无弹力，否如此小球不能静止在此位置．图2­1­32．弹力方向的判断(1)弹力方向除几种典型情况(压力、支持力、绳力等)外，一般应由其运动状态结合动力学规律确定．(2)几种典型弹力的方向(3)弹力大小的计算弹力大小除弹簧类弹力由胡克定律计算外，一般也要结合运动状态，根据平衡条件或牛顿第二定律求解．【例1】[考向：侧重弹力方向考查]画出图中物体A受力的示意图：【答案】【例2】[考向：弹力大小的计算]如图2­1­4所示，两个弹簧的质量不计，劲度系数分别为k1、k2，它们一端固定在质量为m的物体上，另一端分别固定在Q、P上，当物体平衡时上面的弹簧处于原长，假设把固定的物体换为质量为2m的物体(弹簧的长度不变，且弹簧均在弹性限度内)，当物体再次平衡时，物体比第一次平衡时的位置下降了x，如此x为( )图2­1­4A.mgk1＋k2B.k1k2mg k1＋k2C.2mgk1＋k2D.k1k22mg k1＋k2【解析】物体质量为m时，上面的弹簧处于原长，由于物体处于平衡状态，下面的弹簧一定对物体有向上的支持力，因此下面的弹簧被压缩x1，由平衡条件得k1x1－mg＝0.换成质量为2m的物体后，下面的弹簧将进一步压缩x，同时上面的弹簧被拉伸x，平衡时有k1(x1＋x)＋k2x－2mg＝0，联立解得x＝mgk1＋k2.【答案】 A【反思总结】弹簧类弹力的计算要点是弹簧形变量确实定．思维程序为：(1)恢复弹簧的原长确定弹簧处于原长时端点的位置；(2)判断弹簧的形变形式和形变量：从弹簧端点的实际位置与弹簧处于原长时端点的位置比照判断弹簧的形变形式和形变量x，并由形变形式判断弹力的方向；(3)由胡克定律计算弹力的大小．考点二静摩擦力方向的判断1.假设法2．状态法根据平衡条件、牛顿第二定律，可以判断静摩擦力的方向．3．相互作用法利用牛顿第三定律(即作用力与反作用力的关系)来判断．此法关键是抓住“力是成对出现的〞，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“相互作用〞确定另一物体受到的静摩擦力的方向．【例3】(多项选择)如图2­1­5所示，倾角为θ的斜面C置于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态，如此( )图2­1­5A．B受到C的摩擦力一定不为零B．C受到地面的摩擦力一定为零C．C有沿地面向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力D．将细绳剪断，假设B依然静止在斜面上，此时地面对C的摩擦力为0【思维模板】问1：B相对C的运动趋势有几种情况？提示：3种．问2：B、C看成一个整体，受A的拉力，将有向哪个方向运动的趋势？提示：向右．问3：假设绳断后，B仍静止在C上，BC看成一体，有无在水平方向上的运动趋势？提示：无．【解析】假设绳对B的拉力恰好与B的重力沿斜面向下的分力平衡，如此B与C间的摩擦力为零，A项错误；将B和C看成一个整体，如此B和C受到细绳向右上方的拉力作用，故C有向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力，B项错误，C项正确；将细绳剪断，假设B依然静止在斜面上，利用整体法判断，B、C整体在水平方向不受其他外力作用，处于平衡状态，如此地面对C的摩擦力为0，D项正确．【答案】CD突破训练 1在倾角θ＝37°的固定斜面上叠放着A、B两物块，A、B通过绕过定滑轮的轻绳相连，如图2­1­6所示，A、B间光滑，B与斜面间动摩擦因数μ＝0.5，物块A的质量为m，B的质量为M.不计绳与滑轮间摩擦，系统处于静止状态，sin37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．如此如下判断正确的答案是( )图2­1­6A．斜面对B的摩擦力可能为零B．连接A、B的轻绳张力为0.2(m＋M)gC．A、B的质量关系必须满足M＝5mD．物块B受到的静摩擦力方向一定沿斜面向上【解析】由于A、B间光滑，因此A受三个力而平衡，如图乙所示，轻绳张力T＝mg sin 37°＝0.6mg.对B受力分析如图丙所示，除斜面对B的静摩擦力方向不确定外，其他力的方向确定，由平衡条件得T－Mg sin 37°±F f＝0，其中F f≤μ(m＋M)g cos 37°＝0.4(m＋M)g，可得(0.2M－0.4m)g≤T≤(M＋0.4m)g，如此0.2M≤m≤5M，而当m＝M时，摩擦力为零，A对，B、C、D均错．【答案】 A考点三摩擦力大小的计算1.滑动摩擦力的计算滑动摩擦力用公式F f＝μF N或力的平衡条件进展分析计算，切记，F N表示正压力，不一定等于重力G.2．静摩擦力的计算(1)静摩擦力大小不能用F f＝μF N计算，只有当静摩擦力达到最大值时，其最大值一般可认为等于滑动摩擦力，即Ff m＝μF N.(2)静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定，其可能的取值范围是：0＜F f≤Ff m.【例4】如图2­1­7所示，质量为m B＝24kg的木板B放在水平地面上，质量为m A＝22 kg的木箱A放在木板B上，另一端拴在天花板上，轻绳与水平方向的夹角为θ＝37°.木箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1＝0.5.现用水平向右、大小为200 N的力F将木板B从木箱A下面匀速抽出(sin 37°≈0.6，cos37°≈0.8，重力加速度g取10 m/s2)，如此木板B与地面之间的动摩擦因数μ2的大小为( )图2­1­7A．0.3 B．0.4C．0.5 D．0.6【解析】对A受力分析如图甲所示，由题意得F T cos θ＝F f1①F N1＋F T sin θ＝m A g②F f1＝μ1F N1③由①②③得：F T＝100 N对A、B整体受力分析如图乙所示，由题意得F T cos θ＋F f2＝F④F N2＋F T sin θ＝(m A＋m B)g⑤F f2＝μ2F N2⑥由④⑤⑥得：μ2＝0.3，故A选项正确．【答案】 A突破训练 2(多项选择)(2014·南京模拟)在探究静摩擦力变化的规律与滑动摩擦力规律的实验中，特设计了如图2­1­8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，小车一端连接一根细绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶(调节滑轮可使桌面上部细绳水平)，整个装置处于静止状态．实验开始时打开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，假设力传感器采集的图象如图2­1­8乙所示，如此结合该图象，如下说法中正确的答案是( )甲乙图2­1­8A．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秒后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上)【解析】t＝0时刻，传感器显示拉力为2N，如此滑块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为2N，由车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2 N，A对；t＝50 s时刻静摩擦力达到最大值，最大静摩擦力为3.5 N，同时小车启动，说明带有沙的沙桶重力等于3.5 N，此时静摩擦力立即变为滑动摩擦力，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故静摩擦力突变为3 N的滑动摩擦力，B、C正确；此后由于沙桶重力3.5 N大于滑动摩擦力3 N，故50 s后小车将加速运动，D错．【答案】ABC思想方法3 临界条件在摩擦力突变问题中的应用1．问题特征当物体受力或运动发生变化时，摩擦力常发生突变，摩擦力的突变，又会导致物体的受力情况和运动性质的突变，其突变点(时刻或位置)往往具有很深的隐蔽性，对其突变点的分析与判断是物理问题的切入点．2．常见类型(1)静摩擦力突变为滑动摩擦力．(2)滑动摩擦力突变为静摩擦力．【例5】长直木板的上外表的一端放有一个木块，如图2­1­9所示，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角α变大)，另一端不动，如此木块受到的摩擦力F f随角度α的变化图象是如下图中的( )图2­1­9【思路导引】【解析】 下面通过“过程分析法〞和“特殊位置法〞分别求解： 解法一：过程分析法(1)木板由水平位置刚开始运动时：α＝0，F f 静＝0.(2)从木板开始转动到木板与木块发生相对滑动前，木块所受的是静摩擦力．由于木板缓慢转动，可认为木块处于平衡状态，受力分析如图：由平衡关系可知，静摩擦力大小等于木块重力沿斜面向下的分力：F f 静＝mgsin α.因此，静摩擦力随α的增大而增大，它们满足正弦规律变化．(3)木块相对于木板刚好要滑动而没滑动时，木块此时所受的静摩擦力为最大静摩擦力F fm .α继续增大，木块将开始滑动，静摩擦力变为滑动摩擦力，且满足F fm ＞F f 滑．(4)木块相对于木板开始滑动后，F f 滑＝μmg cos α，此时，滑动摩擦力随α的增大而减小，满足余弦规律变化． (5)最后，α＝π2，F f 滑＝0综上分析可知选项C 正确． 解法二：特殊位置法此题选两个特殊位置也可以方便地求解，具体分析见下表：特殊位置分析过程木板刚开始运动时此时木块与木板无摩擦，即F f静＝0，故A选项错误．木块此时所受的静摩擦力为最大静摩擦力，且大于刚开始运动时所受的滑动木块相对于木板刚好要滑动而没滑动时摩擦力，即F fm＞F f滑，故B、D选项错误.由以上分析知，选项C正确．【答案】 C【反思总结】用临界法解决摩擦力突变问题的三点注意：(1)临界判断：题目中出现“最大〞“最小〞“刚好〞等关键词时，一般隐藏着临界问题．有时，有些临界问题中并不含上述常见的“临界术语〞，但审题时发现某个物理量在变化过程中会发生突变，如此该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态．(2)最大静摩擦力判断：静摩擦力是被动力，其存在与大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势，而且静摩擦力存在最大值．存在静摩擦的连接系统，相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达到最大值．(3)临界条件：研究传送带问题时，物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质的分界点.[对力的概念的理解]1．(2015·南昌二中质检)关于力的概念，如下说法中正确的答案是( )A．因为力是物体对物体的作用，所以力与物体是相互依存的B．对于受多个力的物体，可以同时找到几个施力物体C．放在桌面上的书本受到桌面对它向上的弹力，这是由书本发生微小形变而产生的D．压缩弹簧时，手先给弹簧一个压力，等弹簧被压缩一段距离后才反过来给手一个弹力【解析】力依存于物体，而物体不依存于力，选项A错误；一个物体同时受到多个力的作用时，该物体是受力物体，而每个力对应一个施力物体，选项B正确；弹力是施力物体发生弹性形变而对受力物体的作用力，选项C中书本受到的弹力是由桌面发生微小形变而对书本产生的力，选项C错误；压缩弹簧时，手给弹簧的压力与弹簧给手的弹力是一对作用力和反作用力，它们同时产生，选项D错误．【答案】 B[弹力的分析、判定]2．如图2­1­10所示，一重为10 N的球固定在支杆AB的上端，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，绳的拉力为7.5 N，如此AB 杆对球的作用力( )图2­1­10A．大小为7.5 NB．大小为10 NC．方向与水平方向成53°角斜向右下方D．方向与水平方向成53°角斜向左上方【解析】对小球进展受力分析可得，AB杆对球的作用力F N与绳的拉力的合力与小球重力等值反向，可得F N方向斜向左上方，令AB杆对小球的作用力与水平方向夹角为α，可得：tan α＝GF拉＝43，α＝53°，F N＝Gsin 53°＝12.5 N，故只有D项正确．【答案】 D[摩擦力的分析、判定]3．如图2­1­11所示，质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，当传送带分别以v1、v2的速度做逆时针运动时(v1＜v2)，绳中的拉力分别为F1、F2，物体受到的摩擦力分别为f1、f2如此如下说法正确的答案是( )图2­1­11A．f1＜f2B．物体所受摩擦力方向向右C．F1＝F2D．f1＝μmg【解析】物体的受力分析如下列图，滑动摩擦力与绳的拉力的水平分量平衡，因此方向向左，B错误；设绳与水平方向成θ角，如此F cos θ－μF N＝0，F N＋F sin θ－mg＝0，解得F＝μmgcos θ＋μsin θ，F大小与传送带速度大小无关，C正确；物体所受摩擦力f＝F cos θ恒定不变，A、D错误．【答案】 C[弹力、摩擦力的综合分析、计算]4．一弧形的轨道如图2­1­12所示，现取两个完全一样的物块分别置于A、B两点，两物块处于静止状态，如此如下说法正确的答案是( )图2­1­12A．在A点的物块受到的支持力较大B．在A点的物块受到的摩擦力较大C．在A点的物块受到的合外力较大D．假设将其中一物块放在B点上方的C点，如此该物块一定会滑动【解析】假设A点和B点所在位置的斜面倾角分别为θ1和θ2，如此θ1＜θ2，物块静止在倾角为θ的斜面上时共受到三个力的作用：竖直向下的重力mg、垂直斜面向上的支持力N和平行于斜面向上的静摩擦力f，三力平衡，所以N＝mg cos θ，f＝mg sin θ，因为θ1＜θ2，所以mg cos θ1＞mg cos θ2，mg sin θ1＜mg sin θ2，即N1＞N2，f1＜f2，选项A正确，B错误；两个位置的物块均处于静止状态，合外力均为零，选项C错误；将其中一物块放在B点上方的C点，物块所受的最大静摩擦力可能仍然大于物块重力沿该点切线方向的分力，此时物块静止，D错误．【答案】 A5.(2014·西安五校联考)如下列图，A、B两物体叠放在水平地面上，A物体质量m＝20 kg，B物体质量M＝30 kg.处于水平位置的轻弹簧一端固定于墙壁，另一端与A物体相连，弹簧处于自然状态，其劲度系数为250 N/m，A与B之间、B与地面之间的动摩擦因数均为μ＝0.5.现有一水平推力F作用于物体B上缓慢地向墙壁移动，当移动0.2 m时，水平推力F的大小为(A、B之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2)( )A．350 NB．300 NC．250 N D．200 N【解析】设A、B间没有相对滑动，如此弹簧的压缩量为x＝0.2 m，此时弹簧的弹力大小为F＝kx＝50 N，而A与B间的最大静摩擦力为f A＝μmg＝100 N，所以A、B之间没有相对滑动，它们之间的摩擦力为静摩擦力，其大小为f1＝50 N，B与地面间的摩擦力为滑动摩擦力，其大小为f2＝μ(m＋M)g＝250 N，所以推力的大小为F＝f1＋f2＝300 N，即B选项正确．【答案】 B课时提升练(四) 重力弹力摩擦力(限时：45分钟)A组对点训练——巩固根底知识题组一对力、重力概念的理解1．如下说法正确的答案是( )A．力是物体对物体的作用B．只有直接接触的物体间才有力的作用C．用脚踢出去的足球，在向前飞行的过程中，始终受到向前的力来维持它向前运动D．甲用力把乙推倒，说明甲对乙的作用力在先，乙对甲的作用力在后【解析】力的作用不一定要直接接触．譬如地球与物体之间的万有引力，电荷与电荷之间的作用力，都不需要直接接触，所以B错误；力的作用离不开物体，用脚踢出去的足球，在向前飞行的过程中，球没有受到向前的力来维持它向前运动，C错误；两个物体之间的相互作用力没有先后之分，所以D错误．【答案】 A2．关于物体受到的重力，如下说法中正确的答案是( )A．在“天上〞绕地球飞行的人造卫星不受重力作用B．物体只有落向地面时才受到重力作用C．将物体竖直向上抛出，物体在上升阶段所受的重力比落向地面时小D．物体所受重力的大小与物体的质量有关，与物体是否运动与怎样运动无关【解析】物体受到的重力是由于地球对物体的吸引而产生的，不管物体静止还是运动，也不管物体是上升还是下降，一切物体都受重力作用．在“天上〞绕地球飞行的人造卫星也要受重力作用，故A、B项错误；重力大小与物体的质量有关，与运动状态无关，选项C 错误，D正确．【答案】 D题组二弹力的理解与计算3. (多项选择)在日常生活与各项体育运动中，有弹力出现的情况比拟普遍，如图2­1­13所示的情况就是一个实例．当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时，如下说法正确的答案是( )图2­1­13A．跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变B．运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的C．此时跳板对运动员的支持力和运动员的重力等大D．此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力【解析】发生相互作用的物体均要发生形变，故A错误；发生形变的物体，为了恢复原状，会对与它接触的物体产生弹力的作用，B正确；在最低点，跳板对运动员的支持力大于运动员的重力，C错误、D正确．【答案】BD4.如图2­1­14所示，小车内有一固定光滑斜面，一个小球通过细绳与车顶相连，小车处于水平面上，细绳始终保持竖直．关于小球的受力情况，如下说法正确的答案是( )图2­1­14A．假设小车静止，绳对小球的拉力可能为零B．假设小车静止，斜面对小球的支持力一定为零C．假设小车向右运动，小球一定受两个力的作用D．假设小车向右运动，小球一定受三个力的作用【解析】假设小车静止，如此小球受力平衡，由于斜面光滑，不受摩擦力，小球受重力、绳子的拉力，重力和拉力都沿竖直方向；如果受斜面的支持力，如此没法达到平衡，因此在小车静止时，斜面对小球的支持力一定为零，绳子的拉力等于小球的重力，故A项错误，B项正确；假设小车向右匀速运动，小球受重力和绳子拉力两个力的作用；假设小车向右做减速运动，如此一定受重力和斜面的支持力，可能受绳子的拉力，也可能不受绳子的拉力，故C、D项都错误．【答案】 B5．一根很轻的弹簧，在弹性限度内，当它的伸长量为4.0 cm时，弹簧的弹力大小为8.0 N；当它的压缩量为1.0 cm时，该弹簧的弹力大小为( )A．2.0 N B．4.0 N C．6.0 N D．8.0 N【解析】F1＝kx1，F2＝kx2，代入x1＝4.0 cm，F1＝8.0 N，x2＝1.0 cm，可解得F2＝2.0 N，选项A正确．【答案】 A6．(多项选择)两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如图2­1­15所示．开始时两弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b 弹簧的P 端向右拉动弹簧，a 弹簧的伸长量为L ，如此( )图2­1­15A ．b 弹簧的伸长量也为LB ．b 弹簧的伸长量为k 1L k 2C ．P 端向右移动的距离为2LD ．P 端向右移动的距离为(1＋k 1k 2)L【解析】 两个劲度系数分别为k 1和k 2的轻质弹簧a 、b 串接在一起，两弹簧中的弹力相等，k 1L ＝k 2x ，解得b 弹簧的伸长量为x ＝k 1L k 2，选项A 错误，B 正确；P 端向右移动的距离为L ＋x ＝(1＋k 1k 2)L ，选项C 错误，D 正确．【答案】 BD题组三 对摩擦力的理解7．(多项选择)卡车上放一木箱，车在水平路面上运动时，以下说法中正确的答案是( ) A ．车启动时，木箱给卡车的摩擦力向后 B ．车做匀速直线运动时，车给木箱的摩擦力向前 C ．车做匀速直线运动时，车给木箱的摩擦力为零D ．车突然制动时，木箱获得向前的摩擦力，使木箱向前滑动【解析】 车启动时，卡车与木箱均有向前的加速度，故卡车应给木箱一个向前的摩擦力，其反作用力应向后，故A 项正确；匀速运动时，水平方向不受力或合力为零，故B 项错误，C 项正确；车突然制动时，减速运动，故加速度向后，木箱获得的摩擦力也向后，木箱向前减速滑行，D 项错误．【答案】 AC8．如图2­1­16甲所示，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正沿斜面以速度v 0匀速下滑，斜劈保持静止，地面对斜劈的摩擦力为f 1；如图2­1­16乙所示，假设对该物块施加一平行于斜面向下的推力F 1，使其加速下滑，如此地面对斜劈的摩擦力为f 2；如图2­1­16丙所示，假设对该物块施加一平行于斜面向上的推力F 2，使其减速下滑，如此地面对斜劈的摩擦力为f 3.如下关于f 1、f 2、f 3的大小关系正确的答案是( )甲 乙 丙图2­1­16A ．f 1＞0B ．f 2＞f 3C．f2＜f3D．f2＝f3【解析】图甲中斜劈和物块都处于平衡状态，对整体，只有竖直方向的重力和支持力，地面对斜劈的摩擦力f1＝0，假设有摩擦力，如此系统不能平衡，故A项错误；根据图甲的情景可知，在图乙、丙中，物块受到斜面作用的都是滑动摩擦力和支持力，合力与物块重力平衡即竖直向上，因此物块对斜面的作用力(摩擦力和压力的合力)总是竖直向下的，且与物块的重力等大，所以斜劈只受到了竖直方向的重力、地面支持力和物块的作用力，与图甲的受力情况一样，因此有f1＝f2＝f3＝0，B、C错误，D项正确．【答案】 DB组深化训练——提升应考能力9.斜面体A置于地面上，物块B恰能沿A的斜面匀速下滑，如图2­1­17所示．现对正在匀速下滑的物块B进展如下四图中的操作，操作中斜面体A始终保持静止，如此如下说法正确的答案是( )图2­1­17A．(a)图中竖直向下的恒力F使物块B减速下滑B．(b)图中平行斜面向上的力F使斜面体A受到地面向右的静摩擦力C．(c)图中平行斜面向下的力F使斜面体A受到地面向左的静摩擦力D．(d)图中，在物块B上再轻放一物块C，物块B仍能沿斜面匀速下滑【解析】物块B恰能沿A的斜面匀速下滑，如此物块B与斜面体A间的动摩擦因数μ＝tan θ.图(a)中，设竖直向下的恒力F与物块B的重力的合力为G′，如此滑动摩擦力μG′cos θ＝G′sin θ，物块B仍匀速下滑，A错误；(b)(c)两图中，物块B下滑时所受滑动摩擦力与斜面支持力的合力仍竖直向上，故B对A的作用力竖直向下，斜面体只在竖直方向受到力的作用，由于A平衡如此水平方向不受地面的摩擦力，B、C错误；在B上放一物块C，等效于B的重力增大，斜面支持力和滑动摩擦力同时增大，合力仍为零，物块B仍沿斜面匀速下滑，D正确．【答案】 D10．质量为1 kg的小球套在与水平面成37°角的固定硬杆上，现用与杆的重力同平面且垂直于杆向上的力F拉小球，如图2­1­18所示，当力F＝20 N时小球处于静止状态，设小球与杆间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin 37°＝0.6，co s 37°＝0.8，取g＝10 m/s2.如此( )。