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 Ffm 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:μFN 相反 粗糙程度
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Ff=μmgcos 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 |
A.乘客始终处于超重状态
汽车平衡杆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。
[答案] D
【对点练1】 某运动员以如图所示的姿势蹲在水平地面上,则该运动员( )
A.受到水平向前的摩擦力
B.受到水平向后的摩擦力
C.受到竖直向上的支持力
D.所受支持力由脚底形变产生
解析:选C。运动员在水平方向无运动的趋势,则地面对人无摩擦力,A、B错误;运动员竖直方向受力平衡,受到地面竖直向上的支持力和竖直向下的重力,C正确;人所受支持力由地面的形变产生,D错误。
考点二 摩擦力的分析与计算
(2020·荆门市上学期调考)如图所示,某中学新校区装修时,工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨,当对磨石施加方向竖直向上、大小为F的推力时,磨石恰好沿斜壁向上匀速运动,已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为μ,则磨石受到的摩擦力大小为( )
A.μ(F-mg)cos θ B.(F-mg)sin θ
C.(F-mg)cos θ D.μ(F-mg)
[解析] 磨石受重力、推力、斜壁的弹力及摩擦力而处于平衡状态,由图可知,F一定大于重力;先将重力与向上的推力合成后,将二者的合力向垂直于斜面方向及沿斜面方向分解可得在沿斜面方向有:
f=(F-mg)cos θ;
在垂直于斜面方向上有:FN=(F-mg)sin θ
则f=(F-mg)cos θ=μ(F-mg)sin θ。
[答案] C
【对点练2】 (2020·浙江7月选考)矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机。当歼20隐形战斗机以速度v斜向上飞行时,其矢量发动机的喷口如图所示。已知飞机受到重力G、发动机推力F1、与速度方向垂直的升力F2和与速度方向相反的空气阻力Ff。下列受力分析示意图可能正确的是( )
解析:选A。由题给信息可知,升力F2与速度方向垂直,B、D错误;空气阻力Ff与速度方向相反,C错误,故A正确。
(2020·江苏如皋中学模拟)如图所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行。初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的v-t图象(以地面为参考系)如图乙所示。已知v2>v1。则( )
A.t2时刻,小物块到A处的距离达到最大
B.t2时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C.0~t2时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
D.0~t3时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用
[解析] t1时刻小物块向左运动到速度为零,到A处的距离达到最大,故A错误;t2时刻前小物块相对传送带向左运动,之后相对静止,故B正确;0~t2时间内,小物块受到的摩擦力方向向右,故C错误;t2~t3时间内小物块不受摩擦力作用,故D错误。
[答案] B
【对点练3】 (多选)(2020·珠海市上学期期末)自动卸货车始终静止在水平地面上。车厢在液压机的作用下改变与水平面间的倾角,用以卸下车厢中的货物。当倾角增大到θ时,质量为M的木箱A与装在箱内的质量为m的物体B一起以共同的速度v沿车厢底匀速滑下,则下列说法正确的是( )
A.A受到的静摩擦力方向沿斜面向上
B.A受到的摩擦力为Mgsin θ,方向沿底面向上
C.A受到车厢底面的滑动摩擦力大小为Mgsin θ
D.A与车厢底面间的动摩擦因数μ=tan θ
解析:选BD。A受到车厢地面的摩擦力是滑动摩擦力,方向沿斜面向上,受到B的摩擦力是静摩擦力,方向沿斜面向下,故A错误;对A受力分析,受重力、支持力、车厢底面的摩擦力和B的静摩擦力,根据A匀速运动,受力平衡知,A受到的摩擦力大小为Mgsin θ,方向沿底面向上,故B正确;将A、B作为整体,匀速运动,受力平衡,所以A受到车厢底面的滑动摩擦力大小为(M+m)gsin θ,故C错误;对于A、B整体,根据受力平衡:(M+m)gsin θ=μ(M+m)gcos θ,所以μ=tan θ,故D正确。
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